认识工业相机的卷帘曝光与全局曝光

参考相关产品手册整理

工业相机，最本质功能是将光信号转变为有序的电信号。

目标反射的光线，经镜头后照射在感光传感器上（CCD/CMOS）产生模拟的电流信号，此信号经过模数转换器转换成数字信号，然后传递给图像处理器DSP，得到图像（可以压缩或输出RAW数据），最后图像存储到存储器或传递到图像采集卡，传入电脑。

工业相机术语

像元尺寸：像元大小和像元数（分辨率）的乘积即是相机靶面的大小，目前像元尺寸一般为3μm~10μm。

传感器尺寸：是感光区的面积大小，直接决定了整个系统的物理放大率。如1''、1/2''、1/3''、1/4''、2/3''，长宽比都是4:3，绝大多数模拟相机的传感器长宽比例是4:3（H:V）,数字相机的长宽比例还有其他。

CCD传感器：一般为全局曝光（帧曝光、全局快门）；优点：色彩还原性好、芯片动态范围大（线阵相机就多用CCD）、灵敏度好。

CMOS传感器：一般为卷帘曝光（行曝光、卷帘快门、滚动快门）。

全局曝光：又称帧曝光、全局快门

顾名思义，当快门打开时，所有的光线行一次入射到芯片的整个表面，然后快门再次关闭。

这种情况下“全局”指的是整个表面同时曝光，一次即拍摄整个图像区域。也就是说：在全局曝光下，所有的像素曝光时间都是同步开始和结束。

卷帘曝光：又称行曝光、卷帘快门、滚动快门

卷帘曝光下，所有的像素不会同时开始曝光与结束，而是按照行进行

运动采集图像

机器视觉过程中必须保证图像清晰、防止拖影出现。飞拍适用于全局曝光相机，卷帘曝光模式一般不适用。

在运动物体图像采集过程中，必须考虑运动物体速度，速度大小严重影响图像采集效果；同时图像质量受拍摄视野的大小影响较大；

线阵相机由于传输量大，数据传输接口一般为GigE接口或CameraLink接口。

工业相机的选型

分辨率： 相机分辨率（L/W）=视场（L/W）/精度（物方分辨率）。

相机的像素精度一定要高于系统所要求的精度，才能有实际的测量意义，亚像素的精度提升在实际测量中并没有太多影响。

传感器类型：如果拍摄目标是静态的，为了节约成本，可考虑使用CMOS；如果目标是运动的，则优先考虑CCD相机。

通常传感器的尺寸与所选择的像素是对应的，像素数增加，对应传感器芯片尺寸越来越大。如30W通常是1/3‘’，130W通常是1/2‘’，也有1/1.8''，500W通常是1/2.5‘’，也有2/3‘’，1200W的通常是1/1.7"。所以若同等价位，优选选择传感器尺寸大的。

相机镜头接口：选了相机，必定要选配镜头。一般的相机都是C/CS接口的，所以要注意相机接口与镜头接口的对应。

相机输出接口：同等价位、像素条件下，优先选择实际输出速度快的接口类型，如CameraLink > USB3.0 >GigE >1394 >USB2.0等。