标题：工业摄像机
工业摄像机简介
工业摄像机是一种适用于智能交通、治安卡口、高清电子警察系统、工业检测、半导体检测、印制板检测、食品饮料检测等众多领域应用的高分辨率彩色数字摄像机。它具传输速度快，色彩还原性好，成像清晰等特点。不但能够方便拍摄显微图像，而且能够测量拍摄物体的长度、角度、面积等系列参数，还可打印图文报告。高分辨率工业数字摄像机安装使用操作也很简单，通过USB2.0接口，不需要额外的采集设备，即插即用，即可获得实时的无压缩数码图象，是目前各种现代化工业检测的利器。
产品特点
1.拍摄图象清晰度高，色彩还原好，曝光时间、白平衡、对比度、亮度、饱和度及色度等多参数软件自动控制。　
2.安装使用操作简单，通过USB2.0接口，不需要额外的采集设备，即插即用，即可获得实时的无压缩数码图象，明美操作软件界面简洁，图象采集所见即所得。　
3.具有动态录像功能，其压缩格式极其方便存储。
工业相机的分类
工业摄像机按摄像器件划分为电真空摄像器件(即摄像管)摄像机和固体摄像器件(CCD器件、CMOS器件)摄像机两大类。电真空摄像管开发早、种类多，但成本高，体积大。目前已被一般电视监控系统选用的固体摄像器件所代替。后者是近年发展起来的一类新型摄像器件，它的优点是：惰性小、灵敏度高、抗强光照射、几何失真小、均匀性好；抗冲振，没有微音效应；小而轻、寿命长。工业摄像机目前正朝着小型化、轻量化、廉价化，并提高图像质量、增加操作功能的方向发展。　现在主流的工业摄像机基本是按CCD感光件和CMOS感光件来分的。　
CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性氧化金属半导体），CMOS传感器的感光度一般在6到15Lux的范围内，CMOS传感器有固定比CCD传感器高10倍的噪音，固定的图案噪音始终停留在屏幕上好像那就是一个图案，因为CMOS传感器在10Lux以下基本没用，因此大量应用的所有摄像机都是用了CCD传感器，CMOS传感器一般用于非常低端的家庭安全方面。　但有2个例外，CMOS传感器可以做得非常大并有和CCD传感器同样的感光度，CMOS传感器非常快速，比CCD传感器要快10到100倍，因此非常适用于特殊应用如high ens DSC camera ( Cannon D-30 )或者高帧摄像机。　CMOS传感器可以将所有逻辑和控制器都放在同一个硅芯片块上，可以使摄像机变得简单并易于携带，因此CMOS摄像机可以做得非常小。　CMOS摄像机尽管耗能与CCD摄像机同等或者略高，但是CMOS传感器使用很少的芯片如CDS、TG和DSP，所以同样尺寸的总能量消耗比CCD摄像机减少了1/2到1/4。尽管CCD表示“电荷耦合器件”，而CMOS表示“互补金属氧化物半导体”，但是不论CCD或者CMOS对于图像感应都没有用，真正感应的传感器称做“图像半导体”，CCD传感器和CMOS传感器（暂且如此称呼）实际使用的都是同一种传感器“图像半导体”，图像半导体是一个PN结合半导体，能够转换光线的光子爆炸结合处成为成比例数量的电子。电子的数量被计算信号的电压，光线进入图像半导体得越多，电子产生的也越多，从传感器输出的电压也越高。CCD称为“电荷耦合器件” ，CCD实际上只是一个把从图像半导体中出来的电子有组织地储存起来的方法。　CMOS称为“互补金属氧化物半导体”，CMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术，没有更多的含义。传感器被称为CMOS传感器只是为了区别于CCD传感器，与传感器处理影像的真正方法无关。CMOS传感器不需要复杂的处理过程，直接将图像半导体产生的电子转变成电压信号，因此就非常快。这个优点使得CMOS传感器对于高帧摄像机非常有用，高帧速度能达到400到2000帧/秒　
CCD（Charge Coupled Device ，感光耦合组件）为数字相机中可记录光线变化的半导体 )，被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。无论彩色摄像机还是黑白摄像机，都是通过CCD本身的电子扫描将光信号转变为电信号，其光电转变的器件都是采用了CCD器件，CCD是电耦合器件（Charge CoupleDevice）的简称，因此也称为耦合摄像机。它是通过采用HYPER HAD（HOLE ACCUMU-LATED DIODE，空穴累积二极管）CCD技术。当被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大、整形、DSP（数字信号处理）等一系列处理，通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看。　耦合摄像机的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点，它能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移，也可将储存之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像元件。是代替摄像管传感器的新型器件。　CCD器件由硅材料制成，对近红外比较敏感，光谱响应可延伸至1.0um左右。其响应峰值为绿光(550nm)，分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视时，可以用近红外灯照明，人眼看不清环境情况，在监视器上却可以清晰成像。由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极，所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条，所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感。
主要技术指标
一、白平衡物体颜色会因投射光线颜色产生改变，在不同光线的场合下拍摄出的画面会有不同的色差。例如以钨丝灯(电灯泡)照明的环境拍出的照片可能偏黄，一般来说，CCD没有办法像人眼一样会自动修正光线的改变。若在灯光底下用白平衡，图片的色调就会恢复到原色状态，白平衡会按目前画像中图像特质，立即调整整个图像红绿蓝三色的强度，以修正外部光线所造成的误差。　平衡就是无论环境光线如何，让摄像机默认“白色”，就是让他能认出白色，而平衡其他颜色在有色光线下的色调。颜色实质上就是对光线的解释，在正常光线下看起来是白颜色的东西在较暗的光线下看起来可能就不是白色，还有荧光灯下的"白"也是"非白"。对于这一切如果能调整白平衡，则在所得到的照片中就能正确地以"白"为基色来还原其他颜色。二、照度(Lux)以现场场景为标准．照度越低越好表示很暗的灯光也能看得到，尤其是晚上的时候。最好的是星光等级的摄像机，可达到0.01Lux，一般的摄像机是在0.1Lux左右。 有些摄像机在低照度时采取累积式摄取影像，当然在动态下就是有移动物体时，会产生拖影而使图像变得模糊不清，故在装低照度的摄像机最好是Real-time(即时)的影像。三、解析度/分辨率图像元素的点依水平及垂直方式所判别出来的数值．水平解析度　以画面的高度为纵轴，在此高度内所能判别纵向黑白的线数值称之，一般以TV-Lines称之。　垂直解析度　横向黑白线数值　﹡ 用摄像机拍摄的影音信号需要在电视上播放时，需要换算成与电视画质相同的单位。而电视的画面清晰度是以水平清晰度作为单位。通俗地说，我们可以把电视上的画面以水平方向分割成很多很多“条”，分得越细，这些画面就越清楚，而水平线数的数码就越多。这个单位是“电视行（TVLine）”也称线。解析度越高越好：比较高档的有480TV或以上如：600TV- Lines、550TV-Lines、500TV-Lines。一般中解析度大多在380-420条间。四、背光补偿背光补偿也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。当引入背光补偿功能时，摄像机仅对整个视场的一个子区域进行检测，通过求此区域的平均信号电平来确定AGC电路的工作点。由于子区域的平均电平很低，AGC放大器会有较高的增益，使输出视频信号的幅值提高，从而使监视器上的主体画面明朗。此时的背景画面会更加明亮，但其与主体画面的主观亮度差会大大降低，整个视场的可视性得到改观.　﹡DPS数字像素系统(Digital Pixel System)　技术中的图像传感器和图像处理器全数字，并采用32位ARMCPU精确控制每个像素，且每个像素独立完成采 样和曝光，并直接转换为数字信号.五、宽动态宽动态技术是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术当在强光源（日光、灯具或反光等）照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时，摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光不足成为黑色，严重影响图像质量。摄像机在同一场景中对最亮区域及较暗区域的表现是存在局限的，这种局限就是通常所讲的“动态范围”。　广义上的“动态范围”是指某一变化的事物可能改变的跨度，即其变化值的最低端极点到最高端极点之间的区域，此区域的描述一般为最高点与最低点之间的差值。这是一个应用非常广泛的概念，在谈及摄像机产品的拍摄图像指标时，一般的“动态范围”是指摄像机对拍摄场景中景物光照反射的适应能力，具体指亮度（反差）及色温（反差）的变化范围。　宽动态摄像机比传统只具有3：1动态范围的摄像机超出了几十倍。六、电子快门电子快门是依靠晶体管或电容器的功能来控制快门速度。因为可与组装在照相机的电曝光计联动，为电眼、自动曝光照相机所采用。与此相反，过去的利用弹簧、凸轮等靠机械手段控制的称为机械快门。电子快门的优点是，要求时控的精度好，可获得连续的速度，容易做到数秒以上的长时间控制。　与传统的摄像管摄像机相比，CCD摄像机采用纵向OFD（溢流沟道）构造，因而具有了可靠的可变电子快门功能。当使用电子快门功能时，我们可以拍摄到高速运动物体的清晰画面，但是设定的电子快门速度越快，CCD所能接受的光量越少，所需要的光圈越大。另外，使用电子快门功能可以拍摄到清晰、无水平噪波带的计算机监视器、电影银幕、投影屏幕画面。下面以IT型CCD为例来分析电子快门的原理。当电子快门关闭时，经过光电转换后的电荷在进入垂直消隐期间之前被存储，当电子快门打开时，在指定的时间内，被存储的电荷会全部被送到纵向OFD中丢弃，接下去进行再一次电荷储存。因此，实际上的受光时间，只有从丢弃时开始到传送到垂直移位寄存器的这段时间。电子快门设定的时间越短，转移的电荷就越少，可获得的动态清晰度就越高。七、防水防法等级是由IEC（International Electro TechnicalCommission）所起草。依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。　IP防护等级是由两个数字所组成，第一个数字表示防尘、防止外物侵入的等级；第二个数字表示防湿气、防水侵入的密闭程度。数字越大，表示其防护等级越高。　IPxx 防尘防水等级　防尘等级 (第一个X表示))0：没有保护1 ：防止大的固体侵入2 ：防止中等大小的固体侵入3 ：防止小固体进入侵入4 ：防止物体大于 1mm 的固体进入5 ：防止有害的粉尘堆积6 ：完全防止粉尘进入　防水等级 (第二个X表示0 ：没有保护1 ：水滴滴入到外壳无影响2 ：当外壳倾斜到 15 度时，水滴滴入到外壳无影响3 ：水或雨水从 60 度角落到外壳上无影响4 ：液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响5 ：用水冲洗无任何伤害6 ：可用于船舱内的环境7 ：可于短时间内耐浸水（ 1m ）8 ：于一定压力下长时间浸水
摄像机的工作方式
被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。分辨率的选择评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600，彩色为380-480，其数值越大成像越清晰。一般的监视场合，用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求，；用600线的摄像机能得到更清晰的图像。此类产品完全满足医疗、图像处理等特殊场合。成像灵敏度通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。
另外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于3.4Lux/F1.参考环境照度：夏日阳光下 100000Lux 阴天室外 10000Lux 电视台演播室 1000Lux 距60W台灯60cm桌面 300Lux 室内日光灯 100Lux 黄昏室内 10Lux　20cm处烛光 10-15Lux 夜间路灯 0.1Lux电子快门电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间， 以适应某些特殊应用场合。外同步与外触发外同步是指不同的视频设备之间用同一同步信号来保证视频信号的同步，它可保证不同的设备输出的视频信号具有相同的帧、行的起止时间。为了实现外同步，需要给摄像机输入一个复合同步信号(C-sync)或复合视频信号。外同步并不能保证用户从指定时刻得到完整的连续的一帧图像，要实现这种功能，必须使用一些特殊的具有外触发功能的摄像机。光谱响应特性CCD器件由硅材料制成，对近红外比较敏感，光谱响应可延伸至1.0um左右。其响应峰值为绿光(550nm)，分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视时，可以用近红外灯照明，人眼看不清环境情况，在监视器上却可以清晰成像。由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极，所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条，所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感。CCD芯片的尺寸CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大。 芯片规格 成像面大小(宽X高) 对角线 1/2 6.4x4.8mm 8mm 1/3 4.8x3.6mm 6mm 摄像机镜头选购指南 在电视监控系统中如何根据现场被监视环境，正确选用摄像机镜头是非常重要的，因为它直接影响到系统组成后在系统末端监视器上所看到的被监视面画的效果能否满足系统的设计要求(就画面范围或图像细节而言)，所以正确的选用摄像机镜头可以使系统得到最优化设计并可获得良好的监视效果。