工业相机的原理及选择
工业相机的原理及选择
随着工业4.0的到来，机器视觉系统在智能制造领域的应用越来越广泛，相机、镜头是机器视觉的重要组成部分，合适的相机和镜头决定了系统应用的好坏。因此，选择合适的工业相机与镜头非常重要，本文主要介绍如何选择合适的工业相机和对应的镜头。
小孔成像原理
由光源A发出的一束光线通过一个小孔后，在孔后面的屏幕上就会留下一个光斑。同理光源B也会在屏幕上形成一个光斑，如果A和B离得足够远，它们在屏幕上的光斑也分开比较远，这就得到了物体AB的一个比较清晰的像。
凸透镜成像原理
由光源发出的一束光线，经过透镜的折射作用后方向和发散度都出现变化，在像平面上形成一个新的交点，即像点。
工业相机结构和成像过程
被摄物通过镜头汇聚光线，使机身内部的感光材料（就是传统的胶片，或者说现在数码时代说的ccd、cmos）感知光线，然后通过相应的光电或者化学反应，让影像清晰的留在感光材料上，并通过光电技术存储在存储卡上。光线通过镜头后，在机身内有一个五棱镜，光线通过反复折射后，将影像还原成了正的。如下图所示。
工业相机的选择步骤：
步骤一，需要先知道系统精度要求和工业相机分辨率；
步骤二，需要知道系统速度要求与工业相机成像速度；
步骤三，需要将工业相机与图像采集卡一并考虑，因为这涉及到两者的匹配；
步骤四，价格的比较。
选择工业相机应注意什么？
1、根据应用的不同来决定是需要选用CCD还是CMOS相机。CCD工业相机主要应用在运动物体的图像提取，如贴片机，当然随着CMOS技术的发展，许多贴片机也在选用CMOS工业相机。用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机比较多。CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来越广泛。
2、分辨率的选择，首先考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分辨率。其次看工业相机的输出，若是体式观察或机器软件分析识别，分辨率高是有帮助的；若是VGA输出或USB输出，在显示器上观察，则还依赖于显示器的分辨率，工业相机的分辨率再高，显示器分辨率不够，也是没有意义的；利用存储卡或拍照功能，工业相机的分辨率高也是有帮助的。
3、与镜头的匹配，传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要匹配（或者增加转接口）；
4、相机帧数选择，当被测物体有运动要求时，要选择帧数高的工业相机。但一般来说分辨率越高，帧数越低。
照相机的组成及工作原理
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.360docs.net/doc/0518161570.html,）照相机的组成及工作原理 照相机简称相机，是一种利用光学成像原理形成影像并使用底片记录影像的设备。很多可以记录影像设备都具备照相机的特征。 一、照相机的组成 镜头 取景器 快门和光圈 输片计数机构 机身 二、照相机的工作原理 照相机品种繁多，按用途可分为风光摄影照相机、印刷制版照相机、文献缩微照相机、显微照相机、水下照相机、航空照相机、高速照相机等；按照相胶片尺寸，可分为110照相机(画面13×17毫米)、126照相机(画面28×28毫米)、135照相机(画面24×18，24×36毫米)、127照相机(画面45x45毫米)、120照相机(包括220照相机，画面60×45,60×60,60×90毫米)、圆盘照相机(画面8.2x10.6毫米)；按取景方式分为透视取景照相机、双镜头反光照相机、单镜头反光照相机。 三、照相机的分类划分 1、照相机根据其成像介质的不同
可以分为胶片相机与数码照相机以及宝丽来相机。胶片相机主要是指通过镜头成像并应用胶片记录影像的设备。而数码照相机则是应用半导体光电耦合器件和数字存储方法记录影像的摄影设备，有使用方便，照片传输方便，保存方便等特点。宝丽来相机又称一次成像相机，是将影象直接感光在特种像纸上，可在一分钟内看到照片，合适留念照等。 2．按照相机使用的胶片和画幅尺寸 可分为35mm照相机(常称135照相机)、120照相机、110照相机、126照相机、中幅照相机、大幅照相机、APS相机、微型相机等。135照相机使用35mm胶片，其所拍摄的标准画幅为24mm X 36mm，一般每个胶卷可拍照36张或24张。 3．按照相机的外型和结构 可分为平视取景照相机(VIEWFINDER)和单镜头反光照相机（单反相机）。此外还有折叠式照相机、双镜头反光相机、平视测距器相机(RANGFINDER)、转机、座机等等。 4．按照相机的快门形式 可分为镜头快门照相机(又称中心快门照相机)、焦平面快门照相机、程序快门照相机等。 5．按照相机具有的功能和技术特性
工业相机选型方法
工业相机选型方法 工业相机，选择TEO. 工业相机选型方法 工业相机又被叫做摄像机，对比与传统的民用相机而言，工业相机在图像稳定性、抗干扰能力和传能能力方面有着更大更高的优势，是组成机器视觉系统的关键部分，工业相机的性能好坏决定着机器视觉系统的稳定性。那么我们在相机选型方面如何更好地选择工业相机呢, 第一、我们要明确我们需要什么样的工业相机，所以要先确定好所需要检测的产品的精度要求;确定好检测物体的速度包括它是动态的还是静态的;确定好工业相机取景的视野大小。 第二、我们要能确定好硬件的类型。工业相机的性能硬件参数影响非常大，所以在我们确定硬件类型前，我们先看下几个重要的参数: 1.相机传输方式。目前市面上相机传输方式有很多各有优缺点:(1)USB接口相机，优点:帧率高，性价比高，不需要占据PCI插槽，缺点就是太占CPU;(2)模拟相机，优点:稳定，性价比高，缺点就是帧率太低;(3)1394相机接口，优点:不占系统CPU的运行，帧频高，缺点是价格昂贵，还需要PCI插槽。 2.相面像素大小的确定。目前虽然市场上的软件在精度上一般是没有误差的，也就是我们所说的亚像素，但是在硬件方面的误差还是不可避免的。所以现在机器视觉系统在市场上都是保证误差保持在通过“精度=视野(长或宽)?相机像素(长或宽)”这样一个公式计算出来的一个像素数值上。 3.相机的触发方式选择。(1)软件触发模式:在对动态检测的时候以及产品通过连续运动触发信号的时候可以选择;(2)硬件触发模式:对高速动态检测以及产品通
过高速运动触发信号的时候选择;(1)连续采集模式:对静态检测以及产品连续运动不能够触发信号的时候可以选择。 工业相机有着多种多样的类别，所以如何选择工业相机非常重要。根据不同行业的不同应用，我们需要选购适合应用的工业相机。
照相机成像原理和构造
照相机成像原理和构造 光博会后看到照相机后的观后感，了解照相机原理及构造，以下资料来自专业人士介绍以及所学工程光学教材知识。 照相机的镜头是一个凸透镜，来自物体的光经过凸透镜后，在胶卷上形成一个缩小、倒立的实像。 胶卷上涂着一层感光物质，它能把这个像记录下来，经过显影、定影后成为 底片，用底片洗印就得到相片。 照相时，物体离照相机镜头比较远，像是倒立、缩小的。 照相机是用于摄影的光学器械。被摄景物反射出的光线通过照相镜头(摄景物镜)和控制曝光量的快门聚焦后，被摄景物在暗箱内的感光材料上形成潜像，经冲洗处理(即显影、定影)构成永久性的影像,这种技术称为摄影术。
最早的照相机结构十分简单，仅包括暗箱、镜头和感光材料。现代照相机比较复杂，具有镜头、光圈、快门、测距、取景、测光、输片、计数、自拍等系统，是一种结合光学、精密机械、电子技术和化学等技术的复杂产品。 1550年，意大利的卡尔达诺将双凸透镜置于原来的针孔位置上，映像的效果比暗箱更为明亮清晰；1558年，意大利的巴尔巴罗又在卡尔达诺的装置上加上光圈，使成像清晰度大为提高；1665年，德国僧侣约翰章设计制作了一种小型的可携带的单镜头反光映像暗箱，因为当时没有感光材料，这种暗箱只能用于绘画。 1822年，法国的涅普斯在感光材料上制出了世界上第一张照片，但成像不太清晰，而且需要八个小时的曝光。1826年，他又在涂有感光性沥青的锡基底版上，通过暗箱拍摄了一张照片。 1839年，法国的达盖尔制成了第一台实用的银版照相机，它是由两个木箱组成，把一个木箱插入另一个木箱中进行调焦，用镜头盖作为快门，来控制长达三十分钟的曝光时间，能拍摄出清晰的图像。 1860年，英国的萨顿设计出带有可转动的反光镜取景器的原始的单镜头反光照相机；1862年，法国的德特里把两只照相机叠在一起，一只取景，一只照相，构成了双镜头照相机的原始形式；1880年，英国的贝克制成了双镜头的反光照相机。 随着感光材料的发展，1871年，出现了用溴化银感光材料涂制的干版，1884年，又出现了用硝酸纤维(赛璐珞)做基片的胶卷。 随着放大技术和微粒胶卷的出现，镜头的质量也相应地提高了。1902年，德国的鲁道夫利用赛得尔于1855年建立的三级像差理论，和1881年阿贝研究成功的高折射率低色散光学玻璃，制成了著名的“天塞”镜头，由于各种像差的降低，使得成像质量大为提高。在此基础上，1913年德国的巴纳克设计制作了使用底片上打有小孔的、35毫米胶卷的小型莱卡照相机。 不过这一时期的35毫米照相机均采用不带测距器的透视式取景器。1930年制成彩色胶卷；1931年，德国的康泰克斯照相机已装有运用三角测距原理的双像重合测距器，提高了调焦准确度，并首先采用了铝合金压铸的机身帘快门。
怎么选择合适的工业相机
怎么选择合适的工业相机 工业自动化给我们带来了很大的作用，不论是从产量效率还是从质量上都有了很大的提高，例如工业相机，那么我们在购买工业相机的时候，需要注意哪些问题？怎么才能选择一台合适的工业相机？怎么选呢？小编整理了以下几点： 【第一】相机的接口要与镜头匹配。 【第二】传感器的尺寸与类型。相机的传感器尺寸应小于等于镜头支持的尺寸。CCD 的成像质量优于CMOS，但是其成本也远高于CMOS。同样分辨率的传感器，优先选择传感器尺寸大的，有利于成像质量的提高；如果要求拍摄的物体是运动的，要处理的对象也是实时运动的物体，那么当然选择CCD芯片的相机为最适宜。但有的厂商生产的CMOS相机如果采用帧曝光的方式的话，也可以当作CCD来使用的。又假如物体运动的速度很慢，在我们设定的相机曝光时间范围内，物体运动的距离很小，换算成像素大小也就在一两个像素内，那么选择CMOS相机也是合适的。因为在曝光时间内，一两个像素的偏差人眼根本看不出来(如果不是做测量用的话)，但超过2个像素的偏差，物体拍出来的图像就有拖影，这样就不能选择CMOS相机了。 【第三】合适的分辨率，根据系统的需求来选择相机分辨率的大小，通常系统的像素精度等于视场（长或宽）除以相机分辨率（长或宽）。如视场为10mm×7.5mm，使用130万像素的相机，则相机分辨率为1280×960Pixel，则像素精度为10mm÷1280Pixel=0.0078mm/Pixel；下面以一个应用案例来分析。假设检测一个物体的表面划痕，要求拍摄的物体大小为10*8mm,要求的检测精度是0.01mm。首先假设我们要拍摄的视野范围在12*10mm,那么相机的最低分辨率应该选择在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,约为120万像素的相机，也就是说一个像素对应一个检测的缺陷的话，那么最低分辨率必须不少于120万像素，但市面上常见的是130万像素的相机，因此一般而言是选用130万像素的相机。但实际问题是，如果一个像素对应一个缺陷的话，那么这样的系统一定会极不稳定，因为随便的一个干扰像素点都可能被误认为缺陷，所以我们为了提高系统的精准度和稳定性，最好取缺陷的面积在3到4个像素以上，这样我们选择的相机也就在130万乘3以上，即最低不能少于300万像素，通常采用300万像素的相机为最佳。
照相机工作原理
五、镜头 现在我们来探究一下照相机的工作原理,并从镜头开始深入学习一些基本部件的详细知识. 光线沿直线传播,通过被称作孔径的圆孔投射到胶片上. 镜头并不是胶片成像所必需的,正如前面已经提及的针孔照相机,其工作时就没有镜头.来自被摄体的光线通过一个微小的针孔进入不透光的盒子,如上图所示,并在胶片上形成一幅倒立的影像. 考虑到针孔照相机的工作特性如此之简单,因而其产生的影像应该说是相当令人满意了,但并不能算是足够好的,原因如下: 1. 即使在最好的环境条件下,胶片上所形成的影像也不是非常的清晰. 2. 由于通过针孔所进入的光量只是很少的一部分,因此充分的胶片曝光往往需要很长的时间,有时会
长达数小时. 而镜头会解决这些问题: 1. 镜头能聚焦光束,可以在胶片上产生清晰的影像. 2. 镜头允放接纳大量的光线,只需若干分之一秒的很短时间即可获得适当的曝光. 如上图所示,镜头的孔径比针孔大很多倍,所以在确定的一段时间内,允许更多的光线进入照相机. 什么是镜头的基本功能 所有镜头具备的基本功能都是相同的,即让光线进入照相机并聚焦光线在胶片上形成清晰的影像. 什么是固定焦点照相机 有些照相机的镜头是固定的,即它不能够与照相机分开,不能够更换,甚至不能前后移动.它被永久地
固定在适当的位置上.老式的柯达布朗尼照相机、某些最简单的"瞄准就拍"的照相机以及所有一次性使用的照相机都属于这种类型，它们被称为固定焦点照相机。使用这种照相机可以拍摄远于某个确定距离（比如4英尺以外）的所有景物并得于相当清晰的照片。 什么是可变焦点照相机 大多数照相机的镜头都可以前后移动，对一定范围内不同距离的物体进行聚焦。这些照相机就被称为可变焦点照相机。 摄影者可以通过调理可变焦点镜头的位置，使镜头最小聚焦距离以外任意距离的被摄体都产生最清晰影像。例如，前后移动镜头就可以分别对12英寸、3英尺或20英尺远的景物进行聚焦。 什么是自动聚焦照相机 有些照相机是靠计算机微处理器芯片控制镜头内的微电机自动完成聚焦任务的。其典型的工作过程如下：当把快门按钮按下一半时，镜头筒就会自动地转动直至画幅中央任意物体所形成的影像完全清晰为止。很多高级的"瞄准就拍"式照相机和单镜头反光照相机都具有自动聚焦功能。大多数这样的单镜头反光
如何合理地选择工业相机
如何合理地选择工业相机 在机器视觉、工业影像等实际应用中应该如何选择工业相机呢? 1、模拟相机&&数字相机 模拟相机必须带数字采集卡，标准的模拟相机分辨率很低，另外帧率也是固定的。这个要根据实际需求来选择。另外模拟相机采集到的是模拟信号，经数字采集卡转换为数字信号进行传输存储。模拟信号可能会由于工厂内其他设备(比如电动机或高压电缆)的电磁干扰而造成失真。随着噪声水平的提高，模拟相机的动态范围(原始信号与噪声之比)会降低。动态范围决定了有多少信息能够被从相机传输给计算机。数字相机采集到的是数字信号，数字信号不受电噪声影响，因此，数字相机的动态范围更高，能够向计算机传输更精确的信号。 2、相机分辨率 根据系统的需求来选择相机分辨率的大小，下面以一个应用案例来分析。 应用案例：假设检测一个物体的表面划痕，要求拍摄的物体大小为10*8mm,要求的检测精度是0.01mm。首先假设我们要拍摄的视野范围在12*10mm,那么相机的最低分辨率应该选择在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,约为120万像素的相机，也就是说一个像素对应一个检测的缺陷的话，那么最低分辨率必须不少于120万像素，但市面上常见的是130万像素的相机，因此一般而言是选用130万像素的相机。但实际问题是，如果一个像素对应一个缺陷的话，那么这样的系统一定会极不稳定，因为随便的一个干扰像素点都可能被误认为缺陷，所以我们为了提高系统的精准度和稳定性，最好取缺陷的面积在3到4个像素以上，这样我们选择的相机也就在130万乘3以上，即最低不能少于300万像素，通常采用300万像素的相机为最佳(我见过最多的人抱着亚像素不放说要做到零点几的亚像素，那么就不用这么高分辨率的相机了。比如他们说如果做到0.1个像素，就是一个缺陷对应0.1个像素，缺陷的大小是由像素点个数来计算的，试问0.1个像素的面积怎么来表示?这些人以亚像素来忽悠人，往往说明了他们的没有常识性)。换言之，我们仅仅是用来做测量用，那么采用亚像素算法，130万像素的相机也能基本上满足需求，但有时因为边缘清晰度的影响，在提取边缘的时候，随便偏移一个像素，那么精度就受到了极大的影响。故我们选择300万的相机的话，还可以允许提取的边缘偏离3个像素左右，这就很好的保证了测量的精度。
多光谱相机原理及组成
多光谱相机原理及组成 多光谱成像技术自从面世以来,便被应用于空间遥感领域。而随着搭载平台的小型化和野外应用的需求，光谱成像仪在农业、林业、军事、医药、科研等领域的需求也越来越大。而在此之前成像技术并没有那么高，只能对特定的单一的谱段进行成像。虽然分辨率高但是数据量大难以进行分析、存储、检索，而多光谱成像是将所有的信息结合在一起，这不仅仅是二维空间信息，同时也把光谱的辐射信息也包含在内，从而在更宽的谱段范围内成像。 多光谱相机的基本构成 1.光学系统 可以在各个谱段内范围内成像，可以很好的的控制杂散光，是多光谱相机最重要的部分，对工作谱段范围和分辨能力起了决定性的作用，还可以设定工作焦距视场角大小等 2.控制和信息处理器 控制监督多光谱相机的整个工作过程，并收集图像数据，并进行储存。 3.热控装置 由温度控制器、隔热材料、散热器、热控涂层等组成 4.其他结构 物镜、电路系统、探测器及其他零配件 多光谱相机的工作谱段范围 人眼所能能识别的光谱区间为可见光区间，波长从400nm到700nm;普通数码相机的光谱响应区间与人眼识别的光谱区间相同，包含蓝、绿、红、三个波段;而多光谱相机的工作谱段范围在其基础上，可以分可见光、近红外光、紫外光等每台多光谱相机的分辨率不同，所应用的领域也不同 就比如说我们在做植被调查的时候，植被的可见光波段对绿色比较敏感对红色和蓝色反射较弱。相对于可见光波段，植被在近红外波段具有很强的反射特性，多数植被在可见光波段的光谱差异很小。而在近红外波段的光谱差异更大，光谱差异越明显越有利于分类。 光谱特性 我们知道像素运用复杂的大气准则来，复原反射光谱和辐射光谱所的到的数据分析，得到不同物质的反射率不同，称之为光谱特征。如果有足够的光谱特证，可用于识别场景中的专用材质，其中包括光谱范围、宽度、分辨率。范围是指相机获取图像来自的光谱段，谱段的宽度反映了谱段设置的要求、通过努力衡量大气中物质的光谱特性还有传感器的光谱响应，就要考虑大气中的吸收和散射。多光谱相机的光学系统 光学系统是指由透镜、反射镜、棱镜和光阑等多种光学元件按一定次序组合成的系统。通常用来成像或做光学信息处理。曲率中心在同一直线上的两个或两个以上折射(或反射)球面组成的光学系统称为共轴球面系统，曲率中心所在的那条直线称为光轴。其中参数包括焦距、视场角、相对孔径等。 多光谱相机的反射光学系统 如果光学系统中的光学镜片为反射镜，则此系统称之为反射系统，反射式光学系统最大的优势就在于其光谱范围很大，对各个谱段都适用，并且不需要矫正二级光谱，但是因选用的是非球面镜片，会使系统的加工和装配变得十分困难，增加制作工艺难度
相机工作原理
工作原理 在单反数码相机的工作系统中，光线透过镜头到达反光镜后，折射到上面的对焦屏并结成影像，透过接目镜和五棱镜，可以在观景窗中看到外面的景物。与此相对的，一般数码相机只能通过LCD屏或者电子取景器（EVF）看到所拍摄的影像。显然直接看到的影像比通过处理看到的影像更利于拍摄。从取景器中看到的影响是通过：一次反射（面镜）、二次全反射（五菱镜）CCD获取图像信息是当拍摄的瞬间面镜弹起来，然后打开快门暴光的。 在DSLR拍摄时，当按下快门钮，反光镜便会往上弹起，感光元件（CCD或CMOS）前面的快门幕帘便同时打开，通过镜头的光线便投影到感光原件上感光，然后后反光镜便立即恢复原状，观景窗中再次可以看到影像。单镜头反光相机的这种构造，确定了它是完全透过镜头对焦拍摄的，它能使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，它的取景范围和实际拍摄范围基本上一致，十分有利于直观地取景构图。 单反相机取景器 单反相机的取景器称为TTL（Through The Lens）单反取景器。这是专业相机上必备的取景方式，也是真正没有误差、通过镜头的光学取景器。这种取景器的取景范围可达实拍画面的95%。惟一缺点就是如果镜头过小，取景器会很暗淡，影响手动对焦。不过现在都具备自动对焦，这一点已无大碍。当然，如用了TTL单反取景器，为了不使取景器过暗，厂家自会用大口径高级镜头，所以目前单反相机的镜头普遍较大，就是这个因素造成的。从取景器中看到的影响是通过：一次反射（面镜）、二次全反射（五菱镜）CCD获取图象信息是当拍摄的瞬间面镜弹起来，然后打开快门暴光的。 反光镜的翻起动作带来了一些问题： 拍摄照片的瞬间，取景器会被挡住。由于被遮挡的时间只是刹那间的事情，因此这对于立即复位的反光镜来说并不是什么主要问题。但是，又引出了一些偶然性问题。例如，在使用频闪光拍摄时，将不能通过取景器看到频闪装置是否闪光正常。 反光镜运动的噪声。这在需要安静的场所这可能会成为重要问题。由于测距取景式照相机中没有突然阻挡光路的移动反光镜，所以不会产生这种噪声。 相机的震动，即由反光镜的翻起动作所造成的照相机整体的运动。假设用1/500秒的快门速度进行拍摄，那么不必担心。这种震动不至被察觉。但是，如果以较低的快门速度拍摄一幅精确照片的话，比如在微弱的光线下使用远摄镜头进行拍摄时，这种震动对成像就可能很成问题。 使用SLR取景还存在另一个问题。比如我们想使用f/32这样的小光圈进行拍摄，而光圈f/32允许进入镜头的光线是非常微弱的，这会导致取景器中看到的影像也很暗淡，可能会难以聚焦。 单反相机主要特点 单反数码相机的一个很大的特点就是可以交换不同规格的镜头，这是单反相机天生的优点，是普通数码相机不能比拟的。 单反就是指光线直接照到取景器上，而不用通过棱镜的反射! 光线损失的少!
工业相机的原理及选择
工业相机的原理及选择 随着工业4.0的到来，机器视觉系统在智能制造领域的应用越来越广泛，相机、镜头是机器视觉的重要组成部分，合适的相机和镜头决定了系统应用的好坏。因此，选择合适的工业相机与镜头非常重要，本文主要介绍如何选择合适的工业相机和对应的镜头。 小孔成像原理 由光源A发出的一束光线通过一个小孔后，在孔后面的屏幕上就会留下一个光斑。同理光源B也会在屏幕上形成一个光斑，如果A和B离得足够远，它们在屏幕上的光斑也分开比较远，这就得到了物体AB的一个比较清晰的像。 凸透镜成像原理
由光源发出的一束光线，经过透镜的折射作用后方向和发散度都出现变化，在像平面上形成一个新的交点，即像点。 工业相机结构和成像过程 被摄物通过镜头汇聚光线，使机身内部的感光材料（就是传统的胶片，或者说现在数码时代说的ccd、cmos）感知光线，然后通过相应的光电或者化学反应，让影像清晰的留在感光材料上，并通过光电技术存储在存储卡上。光线通过镜头后，在机身内有一个五棱镜，光线通过反复折射后，将影像还原成了正的。如下图所示。 工业相机的选择步骤： 步骤一，需要先知道系统精度要求和工业相机分辨率； 步骤二，需要知道系统速度要求与工业相机成像速度； 步骤三，需要将工业相机与图像采集卡一并考虑，因为这涉及到两者的匹配； 步骤四，价格的比较。 选择工业相机应注意什么？
1、根据应用的不同来决定是需要选用CCD还是CMOS相机。CCD工业相机主要应用在运动物体的图像提取，如贴片机，当然随着CMOS技术的发展，许多贴片机也在选用CMOS工业相机。用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机比较多。CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来越广泛。 2、分辨率的选择，首先考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分辨率。其次看工业相机的输出，若是体式观察或机器软件分析识别，分辨率高是有帮助的；若是VGA输出或USB输出，在显示器上观察，则还依赖于显示器的分辨率，工业相机的分辨率再高，显示器分辨率不够，也是没有意义的；利用存储卡或拍照功能，工业相机的分辨率高也是有帮助的。 3、与镜头的匹配，传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要匹配（或者增加转接口）； 4、相机帧数选择，当被测物体有运动要求时，要选择帧数高的工业相机。但一般来说分辨率越高，帧数越低。
工业相机安装使用说明书
工业相机 安装使用说明书文件版本：V1.2
目录 1产品简介 (3) 2程序的安装 (4) 3演示软件的使用方法 (8) 3.1菜单栏 (9) 3.2工具栏 (9) 3.3视频预览区 (11) 3.4状态栏 (12) 4相机DirectShow接口的使用方法 (13) 5相机TWAIN接口的使用方法 (17) 在Photoshop中使用TWAIN接口捕获图像 (17) 在Scope photo中使用TWAIN接口捕获图像 (19) 在Image-Pro Plus中使用TWAIN接口捕获图像 (21) 6相机Halcon接口的使用方法 (22) 7相机Labview接口的使用方法 (27) 8如何使用相机SDK进行二次开发 (29)
1产品简介 我公司工业相机有如下特点： 1，统一的SDK接口。我公司USB2.0、USB3.0、千兆网、1394接口的CCD、CMOS相机，都使用同一套SDK、演示平台，您无需关心不同型 号、接口的相机带来的差异。 2，完美支持一台电脑接多个相机。用户或者开发人员可以在配置界面中方便修改指定相机的名称，用来区分多相机，相机名称修改后，无论接在哪台 电脑、无论是使用DSHOW、TWAIN、还是SDK接口，都会显示为您修改 后的名字，您无需再为一台电脑接多个相机难以区分而烦恼。 3，相机支持4组参数保存与加载，同时，支持从文件中加载参数，方便量产。支持多种不同的参数加载模式，可以按照相机的名称、唯一序列号、 或者型号来进行加载，以满足您不同的使用场合需求。 4，提供丰富的图像处理接口，算法关键部分采用硬件加速功能，有效提升图像质量的同时降低CPU占用率。 5，支持多种第三方软件接口。目前已经支持的接口有DirectShow、 TWAIN、Halcon、Labview、OpenCV、OCX。 6，所有相机均支持时间戳功能，能够准确记录图像采集的时间点，录像文件能够准确还原拍摄时的时间。 7，提供中英文两个版本，可动态切换。 8，人性化的相机配置界面。相机配置按功能归类，方便操作，并且不同的软件接口下都采用同样的配置界面，无论您使用哪种软件接口，都能快速的 熟悉相机的操作。 9，提供OEM、ODM服务，支持软件定制（PID,VID,设备名,文件名等），支持硬件PCB定制、增加输入、输出IO等，同时承接各种CMOS、CCD相 机的订制开发。
照相机的工作原理
照相机的工作原理 照相机简称相机，是一种利用光学成像原理形成影像并使用底片记录影像的设备。很多可以记录影像设备都具备照相机的特征。医学成像设备、天文观测设备等等。照相机是用于摄影的光学器械。被摄景物反射出的光线通过照相镜头（摄景物镜）和控制曝光量的快门聚焦后，被摄景物在暗箱内的感光材料上形成潜像，经冲洗处理（即显影、定影）构成永久性的影像，这种技术称为摄影术。分为一般的照相与专业的摄像。 照相机品种繁多，按用途可分为风光摄影照相机、印刷制版照相机、数码照相机 文献缩微照相机、显微照相机、水下照相机、航空照相机、高速照相机等；按照相胶片尺寸，可分为110照相机(画面13×17毫米)、126照相机(画面28×28毫米)、135照相机(画面24×18，24×36毫米)、127照相机(画面45x45毫米)、120照相机(包括220照相机，画面60×45,60×60,60×90毫米)、圆盘照相机(画面8.2x10.6毫米)；按取景方式分为透视取景照相机、双镜头反光照相机、单镜头反光照相机。
任何一种分类方法都不能包括所有的照相机，对某一照相机又可分为若干类别，例如135照相机按其取景、快门、测光、输片、曝光、闪光灯、调焦、自拍等方式的不同，就构成一个复杂的型谱。 照相机利用光的直线传播性质和光的折射与反射规律，以光子为载体，把某一瞬间的被摄景物的光信息量，以能量方式经照相镜头传递给感光材料，最终成为可视的影像。照相机的光学成像系统是按照几何光学原理设计的，并通过镜头，把景物影像通过光线的直线传播、折射或反射准确地聚焦在像平面上。摄影时，必须控制合适的曝光量，也就是控制到达感光材料上的合适的光子量。因为银盐感光材料接收光子量的多少有一限定范围，光子量过少形不成潜影核，光子量过多形成过曝，图像又不能分辨。照相机是用光圈改变镜头通光口径大小，来控制单位时间到达感光材料的光子量，同时用改变快门的开闭时间来控制曝光时间的长短。 从完成摄影的功能来说，照相机大致
工业相机的选型规则
工业相机的选型规则 工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成AFT-808小型高清工业相机为有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。 在机器视觉系统应用中，工业相机、工业镜头、图像采集卡、机器视觉光源、机器视觉系统平台软件，在选择过程中存在很多问题，那么今天就工业相机、工业CCD摄像头的选择，给大家介绍一些经验。 1、选择工业相机的信号类型 工业相机从大的方面来分有模拟信号和数字信号两种类型。 模拟相机必须有图像采集卡，标准的模拟相机分辨率很低，一般为768*576，另外帧率也是固定的，25帧每秒。另外还有一些非标准的信号，多为进口产品，那么成本就是比较高了，性价比很低。所以这个要根据实际需求来选择。另外模拟相机采集到的是模拟信号，经数字采集卡转换为数字信号进行传输存储。模拟信号可能会由于工厂内其他设备（比如电动机或高压电缆）的电磁干扰而造成失真。随着噪声水平的提高，模拟相机的动态范围（原始信号与噪声之比）会降低。动态范围决定了有多少信息能够被从相机传输给计算机。工业数字相机采集到的是数字信号，数字信号不受电噪声影响，因此，数字相机的动态范围更高，能够向计算机传输更精确的信号。 2、工业相机的分辨率需要多大。 根据系统的需求来选择相机分辨率的大小，下面以一个应用案例来分析。 应用案例：假设检测一个物体的表面划痕，要求拍摄的物体大小为10*8mm,要求的检测精度是0.01mm。首先假设我们要拍摄的视野范围在12*10mm,那么相机的最低分辨率应该选择在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,约为120万像素的相机，也就是说一个像素对应一个检测的缺陷的话，那么最低分辨率必须不少
如何选择合适工业相机来完成机器视觉图像采集
如何选择合适工业相机来完成机器视觉图 像采集 整理：视清科技 在一个完整的机器视觉系统中，图像采集的意义非常大，因为通过图像采集后，视频信号就可以转换为计算机使用的数字格式。以下是为机器视觉系统选择工业相机时需要注意的几个方面： 1. 提高分辨率的优缺点 虽然高分辨率工业相机有助于提高精确度，但是通过分析更清晰的，更精细的图像，就会降低了速度。工业数字相机传输图像数据是由一系列代表像素值的数字组成的。一个分辨率为200×100的相机具有20000个像素，因此，20000个数字值会被发送到采集系统。如果工业相机工作在25MHz的数据速率下，它每40纳秒传送一个值。这造成一幅整个图像需要大约0.0008秒，相当于1250帧/秒。而当分辨率提高到640×480会有307200个像素，大约是上面的15倍。使用同样的25MHz数据速率，采集整幅图像需要0.012288秒，或相当于81.4帧/秒。这些值都是期望值，实际的相机帧率会较低，因为我们不得不添加曝光和调整次数，但是工业相机分辨率的增加会导致工业相机帧率成比例的下降。虽然各种工业相机输出配置会在不牺牲帧率的情况下提高工业相机分辨率，但是这也需要增加复杂性和更高的成本。 2. 速度和曝光 在选择一款工业数字相机时，物体成像的速度必须充分考虑好。例如，假设在拍摄过程中，物体在曝光中没有移动，可用相对简单和便宜的工业相机；对于静止或缓慢移动的物体，面阵工业相机最适合于对静止或移动缓慢的物体成像。因为整个面阵区域必须一次曝光，在曝光时间当中任何的移动会导致图像的模糊，但是，运动模糊可以通过减少曝光时间或使用闪光灯来控制；对于快速移动的物体，当对运动的物体使用一个面阵工业相机时，需要考虑在曝光时间当中处于工业相机当中的运动对象数量，还需要考虑物体上能用一个像素表征的最小特征，也就是对象分辨率，在采集运动物体的图像的拇指规则就是曝光必须发生在采集物体移动量小于一个像素的时间内。如果你采集的物体是在以1厘米/秒的速度匀速移动，而且物体分辨率已经设置为1 pixel/mm，那么需要的最大曝光时间是1/10每秒。因为物体移动一个距离恰好等于相机传感器中的一个像素，当使用最大曝光时间时这里会有一定数量的模糊。在这种情况下，一般倾向于将曝光时间设置的比最大值要快，比如1/20每秒，就能保持物体在移动半个像素内成像。如果同样的物体以1厘米/秒的速度移动，物体分辨率为1 pixel/微米，那么一秒中所需要的最大曝光是1/10000.曝光设置的对快取决于所采用的相机，还有你是否能够给物体足够的光来获得一幅好的图像。 3. 帧率
照相机原理和构造56701
一、人眼成像的原理 摄影又称摄影术，就是人们通使用照相机把反射在景物上的光线，通过镜头在感光材料上感光而形成影像的过程。所以有些国家把照相机称为“照光机”，这是比较准确的，也就是说，摄影的过程并不是把景物摄录下来，而是把景物反射出的光线记录在感光材料上，形成的影像本不是景物的影像，而是光线在感光材料上形成了潜影。 照相机最早是谁发明的已无从查考，但第一个在底片的银盐上成像的是法国人达盖尔，就是今天的数码成像也是在达盖尔的银盐成像的基础上发展起来的，成像的原理一直不变。 归根结底，照相机是对人眼的仿生，照相机成像的原理与人眼看到景物在视网膜上成像的原理也是一样的——当然人眼比世界上最先进的照相机都更为先进，结构也更为复杂。下图就是人眼接受外界光线而成像的结构图。（这可是UU比照着生物老师的教科书画的，差点累死） 图（1）简约眼视网膜像的形成图
从上图我们可以看出，人眼中的晶状体就如同一个凸透镜，物体AB经过晶体透过节点后，会在视网膜上形成像ab，当然进入眼中的光线还必须通过瞳孔而到达后主焦点，而瞳孔则会根据光线的强弱自动调节其开孔大小。 眼睛之所以能看见周围的各种物体，一是必须有光，二是眼球内可以成像的构造。当我们睁开眼睛，从周围物体发射或反射而来的光，穿过瞳孔和晶状体，聚集在眼睛后面的视网膜上，形成这些物体的图像。连接视网膜的视神经立即把这些信息传送到大脑，所以我们就能看到这些物体。人以左右眼看同样的对象，两眼所见角度不同，在视网膜上形成的像并不完全相同，这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近，从而产生立体视觉。当然就这一点而言，照相机只相当于人的一只眼，不可能产生立体的感觉了。 二、照相机的工作原理 明白了以上的道理，我们就很容易理解照相机的成像原理了。下图是简易照相机的成像光路图。
工业相机的参数及选型
工业相机的参数及选型 分辨率（Resolution）：相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于数字相机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模拟相机机则是取决于视频制式，PAL制为768*576，NTSC制为640*480，模拟相机已经逐步被数字相机代替，且分辨率已经达到6576*4384。 像素深度（Pixel Depth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于数字相机机一般还会有10Bit、12Bit、14Bit等。 最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）：相机采集传输图像的速率，对于面阵相机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机为每秒采集的行数（Lines/Sec.）。 曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：对于线阵相机都是逐行曝光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的时间；面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式，数字相机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可到10微秒，高速相机还可以更快。 像元尺寸（Pixel Size）：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机靶面的大小。数字相机像元尺寸为3μm~10μm，一般像元尺寸越小，制造难度越大，图像质量也越不容易提高。 光谱响应特性（Spectral Range）：是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围是350nm－1000nm，一些相机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。 接口类型：有Camera Link接口，以太网接口，1394接口、USB接口输出，目前最新的接口有CoaXPress接口。
数码相机的结构及工作原理
一、数码相机的组成:镜头、图像传感器、AD转换 器、CPU、存储芯片、LCD: 作用: 1、镜头:数码相机镜头作用与普通相机镜头作用相同。取景。分类:变焦镜头、定焦镜头。 2、图象传感器:(1)、作用:将光信号转变为电信号。图象传感器是数码相机的核心部件,其质量决定了数码相机的成像质量。图象传感器的体积通常很小,但却包含了几十万个乃至上钱万个具有感光特性的二极管――光电二极管。每个光电二极管即为一个像素。当有光线照射时,光电二极管就会产生电荷累积,光线越多,电荷累积的就越多,然后这些累积的电荷就会被转换成相应的像素数据。(2)、种类。电荷耦合器件(CCD):电路复杂,读取信息需在同步信号控制下一位一位地实地转移后读取,信息读取复杂,速度慢;要三组电源供电,耗电量大,但技术成熟,成像质量好。互补金属氧化物半导体(CMOS):电路简单,信息直接读取,速度较快,只需使用一个电源,耗电两小,为CCD的1/8到1/10;但个光电传感元件、电路之间距离近,相的光、电、磁干扰较严重,对图象质量影响很大。 3、A/D转换器(模拟数字转换器):作用,将模拟信号转换成数字信号的部件。指标:转换速度、量化精度量化精度对应于A /D转换器将每一个像素的亮度或色彩值量化为若干个等级,这个等 级就是数码相机的色彩深度。对于具有数字化接口的图象传感器(如CMOS),则不需A/D转换器。 4、MPU(微处理器)作用:通过对图象传感器的感光强弱程度进行分析,调节光圈和快门。系统结构:一般数码相机采用的微处理器模块的结构如图2所示,包括图象传感器数据处理DSP、SRAM控制器,显示控制器、JPEG编码器、UBS等接口、运算处理单音频接口(非通用模块)和图象传感器时钟生成器等功能模块。
工业相机镜头的参数与选型
工业相机镜头的参数与选型 一、镜头主要参数 1.焦距（Focal Length） 焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距 离。焦距的大小决定着视角的大小，焦距数值小，视角大，所观察的范围也大；焦距数值大，视角小，观察范围小。根据焦距能否调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。 2.光圈(Iris) 用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大F值，例如8mm /F1.4代表最大孔径为 5.7毫米。F值越小，光圈越大，F值越大，光圈越小。 3.对应最大CCD尺寸(Sensor Size) 镜头成像直径可覆盖的最大CCD芯片尺寸。主要有：1/2″、 2/3″、1″和1″以上。 4.接口(Mount) 镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。 5.景深(Depth of Field,DOF) 景深是指在被摄物体聚焦清楚后，在物体前后一定距离内，其影像仍然清晰的范围。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化。 光圈越大，景深越小；光圈越小、景深越大。焦距越长，景深越小；
焦距越短，景深越大。距离拍摄体越近时，景深越小；距离拍摄体越远时，景深越大。 6.分辨率(Resolution) 分辨率代表镜头记录物体细节的能力，以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位：“线对/毫米”（lp/mm）。分辨率越高的镜头成像越清晰。 7、工作距离(Working distance,WD) 镜头第一个工作面到被测物体的距离。 8、视野范围(Field of View,FOV) 相机实际拍到区域的尺寸。 9、光学放大倍数(Magnification,?) CCD/FOV，即芯片尺寸除以视野范围。 10、数值孔径(Numerical Aperture,NA) 数值孔径等于由物体与物镜间媒质的折射率n与物镜孔径角的一半（a\2）的正弦值的乘积，计算公式为N.A=n*sin a/2。数值孔径与其它光学参数有着密切的关系，它与分辨率成正比，与放大率成正比。也就是说数值孔径，直接决定了镜头分辨率，数值孔径越大，分辨率越高，否则反之。 11、后背焦(Flange distance) 准确来说，后倍焦是相机的一个参数，指相机接口平面到芯片的距离。但在线扫描镜头或者大面阵相机的镜头选型时，后倍焦是一个
激光相机结构与原理
激光相机结构与原理 1 基本结构组成 (1)激光打印系统：包括激光发射器、调节器、发散透镜、多角透镜、聚焦透镜、高精度电机及滚筒。 (2)胶片传送系统：包括送片盒、收片盒、吸盘、辊轴、电机及动力传动部件等。其功能足将胶片从送片盒中取出，经过传动装置送激光扫描位置，当胶片曝光完毕再将其传送到收片盒或者直接送到洗片机输片口，完成胶片的输送任务。 (3)信息传递与存储系统：此系统包括电子接口，磁盘或光盘、记忆板，电缆或光缆以及A/D转换器、计算机等。它的主要功能是将丰机成像装置显示的图像信息，通过电缆及电子接口、A/D转换器输入到存储器。再进行激光打印。电子接口分视频接口、数字接口、DICOM接口。一台激光相机可以连接多个成像装置，根据成像系统的输出情况选择不同的接口。为保证多机输入同时进行，激光相机装有硬盘，以缓冲进入的图像进行队列打印，确保连续图像输入和图像打印无锁定进行。 (4)控制系统：该系统包括键盘、控制板、显示板以及各种控制键或者按钮，用来控制激光打印程序、幅式选择、图像质量控制调节等作用。 2 工作原理 (1)信号处理：当激光照相机接通电源后，机器控制系统(MCS)对中央处理器(CPU)和传递系统进行自检。自榆完成后，MCS送硬件复位指令到图像管理系统(IMS)，使IMS初始化。当Ready指示灯亮时，说明照相机已准备完毕，可以使用。 操作者用遥控器(键盘)存贮按钮存贮每一幅图像，并向多路器(MMU)送出指令、图像数据，MMU接到指令后，由CPU控制输出编排器，根据操作者的设置，将激光照相机图像编排成行、放大、然后将图像数据从数字转化成模拟形式。 (2)光源工作原理：激光相机的光源为激光束，激光束通过发散透镜系统投射到一个转动的多角光镜再折射，折射后的激光束再通过聚焦透镜系统打印在胶片。半导体激光其波长为820nm，在红外线范围内，它可将成像所需的数据直接用激光束写在透明胶片上；气体激光(氦一氖)其波长为633nm，接通激光器后至少要预热10rain，使其达到定温度后才能运转。胶片图像的分辨率主要决定十激光束的直径(像素大小和像素矩阵数) 激光束的强度可以南调节器凋整，调节器受数字信号榨制。成像装置把图像的像素单元值以数字的力。输入到激光打印机的存储器中，并以此直接控制对每个像素单元的激光曝光强度当激光发生器工作正常后，图像模拟信号控制激光调制器。用以改变激光束的明暗度，通过一系列透镜聚焦和反光镜(约10个)把激光束传送到胶片上。在此过程中．利用光敏探测器从一个固定光束分流镜中连续不断采集信号，反馈到激光发生器，使源激光束保持稳定变。用旋转光束分流镜控制光束传送到胶片上使其感光，这种方式亦称X 轴快速扫描。 照相机柜内的鼓是以固定速度传送胶片的，这称为Y轴慢速扫描。这样以600行／秒图像数据的速度准确地复制全部图像。 (3)打印工作原理：胶片由供片的储存暗盒自动提供胶片。在引导轴传送下装载在专用的打印滚筒下，滚筒随即转到打印位置，此时激光柬按照计算机及矩阵指令，把图像的像素单元PIX—EL的灰度值的数字化桁度传人激光相机存储器中，直接控制对f每个像素单元的激光曝光时问、进行缇弱改变。 激光束通过多棱镜的旋转进行扫描式的打印，住全部曝光过程中滚筒和激光束做精确的同步运动，根据生机成像装置编排的版面和图像尺寸。选择多幅照片的图像取舍和排列，用操作盘来完成，进行打印，每幅图像的矩阵像素为4k~5k，待全部图像打印完后胶片即被传输到接片龠内或传输到自显机内自动冲洗。 3 激光相机图像质量的调校原理
超高速摄像机工作原理
超高速摄像机基本依赖于进口设备，与高速相机最大的区别在于超高速摄像机极短的曝光时间、纳秒时间分辨率和纳秒级触发精度、纳秒级的帧间间隔时间（德国standford生产的超高速摄像机可达皮秒）以及数千倍的增益。而高速相机一般只能达到毫秒或微秒级，增益也是从几倍到数十倍左右。 虽然超高速摄像机拥有如此多极其优秀的特点，但超高速摄像机每次拍摄只能获得几张图像（单通道情况下），而高速相机一次拍摄可获得的图像数量可多达几万甚至数十万张。 超高速摄像机作为一种有着尖端科学技术含量的设备，在全球范围内能够生产出优质超高速摄像机的厂家并不多，而德国standford公司可以说是业内顶尖，下面以此公司的产品为例，简单介绍一下超高速摄像机的基本工作原理和特点。 超高速摄像机的超高速图像采集系统主要由相机主机、控制分析软件、图像处理仪组成。各部分示意图如下： 图像采集系统主机内主要由分光系统和ICCD通道系统组成，示意图如下：
在CCD上产生的增强的信号是由一个系列链产生的，通过以下一些部件： 超高速摄像机内部示意图： ICCD通道系统内的基本工作原理：通过透镜将拍摄的目标对像光信号传送到增强器的光阴极上，像增强器在高压窄脉冲控制下输出具有较短曝光时间的图像，并由后续CCD接收和记录。系统曝光时间和摄影频率由像增强器驱动源以及精密同步系统控制。
多通道图像分光耦合系统工作原理：传统的图像分割技术往往使用立方或半透膜分束器将一个图像分割成两个相同的低强度二级图像。由于一般图像都不是单频的，所以传统技术都不可能预测强度比率。XXRapidFrame系列相机使用全反射镜观察所有子图像，使得所有的强度分布都能在一个镜像几何函数中反映出来。这个方法可以很容易地扩展到紫外光谱区域。在每个光学路径的通道上都装有一个滤波器，它能产生一些特殊的效果，比如对一个实验生成三种颜色的图像。对于各种通道设置的不同延迟时间，它还可以用来恢复成3-D空间信息。下图为图像分光耦合系统示意图： Stanford Computer Optics的ICCD摄像机是独立的解决方案，可以通过RS232，Camera Link或USB连接远程操作和调整。4 Spec E软件可以作为一体化解决方案，以满足超高速ICCD摄像机系统的所有操作要求。