工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵組件,其最本質(zhì)的功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成有序的電信號。其成像原理與小孔成像類似，但更為復(fù)雜。當(dāng)被攝物體反射的光線通過工業(yè)鏡頭折射后，會投射到相機(jī)的感光傳感器上，這個(gè)感光傳感器通常是電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)。

由于光電轉(zhuǎn)換設(shè)備和放大設(shè)備都是針對微觀的電荷進(jìn)行量化操作。就需要一個(gè)精密的器件來完成這兩個(gè)過程。我們常用的感光傳感器是CCD和 CMOS。按照傳感器類型我們把工業(yè)相機(jī)分為CCD相機(jī)和CMOS工業(yè)相機(jī)。

CCD相機(jī):信號通過逐行掃描、電荷移位的方式讀出，過程統(tǒng)一。

CMOS相機(jī):每個(gè)像素點(diǎn)都集成了放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，可獨(dú)立讀取信號。

CCD工業(yè)相機(jī)更適用的領(lǐng)域(正在被CMOS取代，但在特定需求下仍被選用)

1.超高精度、低噪聲的靜態(tài)或慢速測量 應(yīng)用示例:半導(dǎo)體和FPD(平板顯示)檢測(如晶圓、掩膜版、OLED屏的微觀缺陷檢測)、高分辨率科學(xué)成像(天文觀測、顯微成像)、高端測繪與航拍(對圖像幾何精度和輻射精度要求極高)。

CCD的單一放大器結(jié)構(gòu)提供了無與倫比的一致性。雖然高端CMOS已能媲美，但在最嚴(yán)苛的場合，頂級CCD仍是標(biāo)桿。

CMOS工業(yè)相機(jī)主導(dǎo)的領(lǐng)域(當(dāng)前及未來的絕對主流)

1.高速、高幀率應(yīng)用 應(yīng)用示例:高速運(yùn)動分析(如振動分析、體育科學(xué))、生產(chǎn)線高速在線檢測(如瓶蓋、標(biāo)簽、膠囊)、交通監(jiān)控(抓拍高速行駛車輛)、機(jī)器視覺引導(dǎo)(高速分揀、機(jī)器人抓取)。

2.需要全局快門的動態(tài)場景 應(yīng)用示例:快速移動物體的精確測量和定位(如飛拍、傳送帶上的零件測量)、三維輪廓測量(結(jié)構(gòu)光)、無人機(jī)視覺。

3.需要高分辨率和靈活性的應(yīng)用 應(yīng)用示例:大視野檢測(如PCB板、大型面板)等。

選購建議:

1.首選CMOS相機(jī):對于絕大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用(高速、動態(tài)、在線檢測、定位、識別、機(jī)器人引導(dǎo)等)，應(yīng)優(yōu)先選擇全局快門CMOS相機(jī)。它在性能、速度、成本和集成度上提供了最佳平衡。

2.僅在以下情況才需要慎重考慮CCD: 你的應(yīng)用對圖像的絕對均勻性、線性度和極低噪聲有近乎物理極限的要求，且預(yù)算充足。

CCD相機(jī)適合應(yīng)用于在弱光、需要高質(zhì)量圖像的科研或高端檢測領(lǐng)域;CMOS則憑借高速度、低功耗、低成本和日益提升的畫質(zhì)，已成為絕大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用的首選追求。