光学相机选型指南
2025-04-08
精密光路中探测部分至关重要,如何挑选探测设备,需要关注哪些参数,今天小编与大家共同学习。
探测相机由感光层、控制电极层、数据处理层和显示层组成。光线顺利获得镜头到达相机感光层,传感器感知、收集、记录光信息并传递到电极,电极层利用模数转换将实际探测信息转换为待处理电子信息,经过电路进行数字信号处理形成原始图像,经过电信号控制实时触发点亮显示屏完成图像显示。
1、信息探测和处理
相机的感光传感器常见有PMT(光电倍增管)、CCD(电荷耦合器)和COMS(互补金属氧化物半导体)。PMT探测灵敏度高、响应速度快且成本低,但探测结果受入射光影响较大,在单点探测场景中使用广泛。
CCD和CMOS多用于面阵和线阵相机,探测速度快,信噪比和灵敏度高。CCD可实现光电转换、信息存储、延时和将电信号按顺序传送等功能,且集成度高、功耗低。CMOS是顺利获得电压控制的数字集成电路的放大器件,集成度高,功耗低,成像速度快,成本更低。CMOS和CCD的区别在于CMOS传感器可以在单像素完成电荷电压的转换,集成度更高。
2、图像处理
相机感光传感器上的独立像素点定义为像元,单位为微米μm,在相机拍照视野相同情况下,像元尺寸越大,单个像素感光灵敏度越高,对光的感知和捕捉能力越强,但相应的整体分辨率越低,清晰度越低。像元尺寸与感光面尺寸关系为:
\( \begin{cases} 像元尺寸(宽) = 传感器尺寸(宽) / 分辨率(宽)\\ 像元尺寸(高) = 传感器尺寸(高) / 分辨率(高) \end{cases} \)
图像由像素组成,像素数量越多表示感光采样越密,图像细节展示越丰富,相机感知能力通常用分辨率描述:
\( 相机分辨率=行像素数×列像素数 \)
3、数据接口
将图像传输至终端需要传输图像的数字信号,像素数越多,信号传输时间越长,常用RJ-45连接器将设备连接到网络。随着科研技术的革新和工业硬件的不断升级,网线接口的数据传输效率更高、速度更快、稳定性更强,如千兆网口、2.5G网口或万兆网口,千兆网口可实现1000 Mb/s的传输效率,2.5G网口可实现2500 Mb/s的传输效率,万兆网口传输速率为千兆网口的十倍,可大大缩短图像传输时间及图像延时。还有相机采用标准USB 3.0接口与计算机相连,可实现4台相机同时工作。
4、工作波段
不同探测器的光谱响应特性与探测器材料类型有关,常见的材料典型工作波段如下: 硅:400~1100 nm,铟镓砷:800~1700 nm,砷化铟:2.15~3.5 μm,碲镉汞:2~12 μm,砷化稼:500~850 nm。工作的带宽表明该探测器能响应的光功率变化频率,光谱响应度顺利获得探测器灵敏度描述。
瓦力棋牌瓦力光学JCOPTIX给予多种光学探测相机,包括万兆网相机、GigE相机、USB相机、近红外相机,并于近期推出全新紫外系列相机。可见光相机均给予黑白和彩色型号可选;InGaAs近红外系列相机具有大靶面、高分辨率和对红外波段的高响应度和灵敏度,适用于荧光成像、激光光斑跟踪成像、半导体检测、太阳能电池检测、高光谱成像等场景;紫外相机支持紫外光(UV)波段观测,适用于电子3C、自动化半导体、物流扫码、智能交通、生物医疗、包装印刷等领域。相机均带有C Mount 标准内螺纹,便于利用瓦力棋牌瓦力光学JCOPTIX标准转接件转接有标准SM1螺纹的光机件搭建光路或拓展功能,HALCON、VisionPro等视觉探测软件可免安装驱动直接使用,易于系统集成。
瓦力棋牌瓦力光学JCOPTIX自主设计开发了标准相机控制软件JCam,基本功能包括相机控制、图像实时显示与采集、注释测量与分析、数据保存与回放和图像处理,支持单张存储、时间序列存储和视屏录制。软件内置丰富的注释和测量功能,用户可使用特殊图形工具进行图像快速表征和局部分析,支持其他任意尺寸的ROI自定义分辨率、对比度和伽马调节、饱和度调节、白平衡校正、黑电平校正、自定义死点坐标校正、ISP图像处理加速、3D降噪、自定义LUT表、帧率调节、自定义相机名称等功能拓展 。齐全的图像属性查看功能可直接展示性能相机参数,确保图像环境一致。标准相机控制软件支持Windows,Linux和ARM Linux操作系统,且自带C/C++和LabVIEW驱动,用户可以利用控制软件便捷操作相机或使用API和SDK进行二次开发,支持外触发模式且自带可编辑IO接口,可与其他硬件直接配合使用。