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工业相机:捕捉和分析对象

文章出处:公司动态 责任编辑:广东吉洋视觉技术有限公司 发表时间:2022-04-06
  广东吉洋视觉专注AOI视觉检测设备 ( 3D SPI AOI;在线式上下同拍双轨AOI;LED胶水封装检测AOI;半导体晶圆AOI;底部AOI)​


       图像分析的前提是镜头捕捉光信号并将其转换成有序的电信号。与民用相机不同,工业相机具有更高的图像稳定性、传输能力和抗干扰能力,是机器视觉系统的关键组成部分。目前市场上的工业相机产品主要有有线阵列相机、面阵相机、3D相机和智能相机。智能相机将图像采集、处理和通信功能集成到单个相机中,已经成为工业相机的发展趋势。
       ​图像传感器是相机的核心,按芯片类型可分为CCD和CMOS图像传感器。两者都使用光电二极管进行光电转换,但工作原理和产品特性差异较大。
       ​电荷耦合器件图像传感器是由光电二极管和存储区组成的矩阵。每个感光元件将光转换成电荷后,直接输出到下一个感光元件的存储单元,以此类推,直到最后一个感光元件形成统一输出。然后放大器放大电信号,一个特殊的模数转换芯片将模拟信号转换成数字信号。而CMOS传感器中的每个光敏元件都直接集成了一个放大器和模数转换逻辑(ADC)。当光敏二极管接收照明并产生模拟电信号时,电信号首先被光敏元件中的放大器放大,然后直接转换成相应的数字信号。
       ​CMOS传感器在机器视觉应用的早期,由于在处理快速变化的图像时,由于电流变化频繁,容易过热,难以抑制噪声,所以只适用于图像质量要求不高的低端工业产品;而CCD由于具有图像质量更高、抗噪声能力更强的优点,多用于高端场合。
       ​随着CMOS传感器在消费类电子器件中的广泛应用,推动了CMOS技术的发展,其性能得到了显著提高,同时制造成本也大大降低。CMOS传感器的分辨率和图像质量正在接近CCD传感器。CMOS传感器凭借高速(帧率)、高分辨率(像素数)、低功耗、最新改善的噪声系数、量子效率和色彩概念等优势,已经确立了稳定的市场地位,正在工业图像处理的诸多领域逐步取代CCD传感器。以Basler的工业相机产品为例,在分辨率相近的情况下,CMOS的帧率明显高于CCD,并且量子效率、信噪比、动态范围更高,暗噪声更低。可见,CMOS在某些性能指标上已经达到或超过了CCD的水平,具有替代CCD的能力。


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