工业相机
1、按芯片结构分类：CCD工业相机& CMOS 工业相机 2、按传感器结构划分： 面阵工业相机 & 线阵工业相机 3.按输出模式分类:模拟工业相机 & 数字工业相机 4.根据图纸的颜色分类：彩色工业相机&黑白工业相机
工业相机在正常使用前需要与图像采集卡相匹配，一般需要与以下几点： 1、视频信号的匹配，对于黑白模拟信号相机来说有两种格式，CCIR和RS170（EIA），这两种工业相机通常同时支持采集卡； 2.匹配分辨率，每张板卡只支持一定分辨率范围内的相机； 3.对于特殊功能的匹配，如果使用相机的特殊功能，首先确定使用的板卡是否支持此功能。例如，如果需要多个相机同时拍照，该采集卡必须支持多通道。如果相机是逐行扫描的，则采集卡必须支持逐行扫描； 4、接口匹配，确定相机与板卡的接口是否匹配。CameraLink、Firewire1394 等。
一般情况下，工业相机按芯片类型可分为CCD相机和CMOS当然，还有其他一些芯片，比如富士生产的Super CCD芯片。这里我们只讨论市场主流CCD相机和CMOS相机的工作原理。数码相机CCD和CMOS都藏在相机里，即使你有机会看到它们，也很难区分。
1.要拍摄的对象正在移动，要处理的对象也是实时移动的对象，所以选择CCD芯片工业相机是最合适的。但是，如果使用帧曝光，那么一些制造商CMOS也可以用作CCD。虽然它是CMOS芯片，但在拍摄移动物体时，它永远不会比较CCD差。
2.如果物体的速度很慢，物体在我们设定的相机曝光时间范围内移动的距离很小，并将其转换为像素尺寸。在一个或两个像素中，CMOS相机也很合适。因为在曝光时间内，人们看不到一两个像素的偏差（如果不用于测量），但超过两个像素的偏差，物体拍摄的图像有污点，所以你不能选择CMOS相机不见了。
1.11英寸-靶面尺寸宽12英寸mm高12mm，对角线17mm 1英寸 ——靶面尺寸为宽12.7mm高9.6mm，对角线16mm 2/3英寸-靶面尺寸宽8.8mm高6.6mm，对角线11mm 1/1.目标尺寸为78英寸.2mm高5.4mm，对角线9mm 1/2英寸-靶面尺寸宽6.4mm高4.8mm，对角线8mm 1/3英寸-靶面尺寸宽4.8mm高3.6mm，对角线6mm 1/4英寸-靶面尺寸宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm
GIGE千兆网接口： 该界面的工业相机是近年来市场应用的重点。使用方便，连接到千兆网卡，即可正常工作。 在千兆网卡的属性中，也有1394Packet Size类似的巨帧。设置此参数可以达到更理想的效果。 传输距离远，可传输100米。可同时使用多台，CPU占用率小。
USB2.0接口： 所有计算机都配置好了USB2.0接口，连接方便，无需收卡。 USB2.0接口相机是最早使用的数字接口之一，开发周期短，成本低。它是目前最常见的类型。缺点是传输速度慢，理论速度只有480Mb（60MB）。 在传输过程中CPU参与管理，占用和消耗大量资源。USB2.0接口不稳定，相机通常没有固体螺钉，因此在经常移动的设备上可能有松动的危险。传输距离近，信号容易衰减。
USB3.0接口： USB 3.0的设计在USB 2.在0的基础上增加了两组数据总线，以确保向下兼容，USB 3.0保留了USB 2.0一组传输总线。 在传输协议方面，USB 3.除了支持传统BOT协议，新增USB Attached SCSI Protocol (USAP)，能充分发挥5Gbps的高速带宽优势。 由于总线标准是近几年才发布的，协议的稳定性也令人担忧。传输距离问题尚未解决。
Camera Link接口： 需要单独的Camera Link接口不便携，成本过高。传输速度是目前工业相机中最快的总线类型。 一般用于高分辨率高速面阵相机，或者是线阵相机上。 传输距离近，可传输距离10米。
1394（火线）： 1394接口广泛应用于工业领域。协议和编码方法都很好，传输速度相对稳定，但由于早期苹果的垄断，它没有得到广泛的应用。 1394接口，特别是1394接口B嘴里有坚固的螺丝。1394接口不方便的地方是它不受欢迎，所以它通常不包含在计算机上，所以需要额外的收集卡，传输距离只有4.5米。 占用CPU资源少，可同时使用多台，但由于界面普及率低，已逐渐被市场淘汰。
面阵： 我们上面提到的所有相机都属于面阵相机。相机像素是指该相机共有多少感光晶片，通常以300万像素、200万像素、100万像素、40万像素等矩阵排列。百万像素相机的像素矩阵是WH=10001000。相机分辨率是指用像素表示实际物体的大小um*um表示。值越小，分辨率越高。
线阵： 线阵相机是一种特殊的视觉机。与面阵相机相比，其传感器只有一行感光元素，因此高扫描频率和高分辨率是可能的。线阵相机的典型应用领域是检测金属、塑料、纸张、纤维等连续材料。检测到的物体通常以匀速移动 , 用一台或多台相机连续扫描 , 均匀检测其整个表面。它的图像可以一行处理 , 或处理由多行组成的面阵图像。由于传感器的高分辨率，线阵相机非常适合测量场合 。
线阵CCD 工业相机主要用于工业、医疗、科研和安全领域的图像处理。在机器视觉领域，线阵工业相机是一种特殊的视觉机。与面阵工业相机相比，其传感器只有一行感光元素，因此高扫描频率和高分辨率是可能的。线阵工业相机的典型应用领域是检测金属、塑料、纸张、纤维等连续材料。检测到的物体通常以匀速移动 , 用一台或多台工业相机连续扫描 , 均匀检测其整个表面。它的图像可以逐一处理 , 或处理由多行组成的面阵图像。另外线阵工业相机非常适合测量场合，这要归功于传感器的高分辨率 , 它能准确测量微米。对于面阵CCD 在测量面积、形状、尺寸、位置甚至温度等方面，应用广泛。面阵CCD 优点是可以获取二维图像信息，直观测量图像。缺点是像元总数多，每行像元数一般少于线阵，帧幅率有限，线阵CCD 优点是一维像元数可以做很多，而总像元数角比面阵CCD 工业相机少，像元尺寸灵活，帧幅高，特别适合测量一维动态目标。
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分辨率（Resolution）：相机每次收集图像的像素点（Pixels），工业数字相机一般与光电传感器的像元数直接对应，工业数字模拟相机则取决于视频系统，PAL制为768576，NTSC制为640480。
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像素深度（Pixel Depth）：即每个像素数据的位数一般为8Bit，工业数字相机一般有10个Bit、12Bit等。
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最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）：相机采集传输图像的速率，面阵相机通常每秒采集帧数（Frames/Sec.），线阵相机每秒采集的行数（Hz）。
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曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：对于工业线阵相机，可选择固定行频和外触发同步采集，曝光时间可与行周期一致，也可设定固定时间；面阵相机有帧曝光、场曝光、滚动曝光等常见方法，工业数字相机一般提供外触发采集功能。快门速度一般可达10微秒，高速相机速度更快。
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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。目前工业数字相机像元尺寸一般为3μm-10μm，一般来说，像元尺寸越小，制造难度越大，图像质量越难提高。 工业相机像元的大小是什么？ 像元尺寸是指芯片像元阵列中每个像元的实际物理尺寸，通常包括14um,10um,9um , 7um ,6.45um ,3.75um 等。在元尺寸在一定程度上反映了芯片对光的响应能力。像元尺寸越大，能接收的光子越多，在相同的光照条件和曝光时间内产生的电荷越多。对于弱光成像，像元尺寸是芯片灵敏度的表征。
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光谱响应特性（Spectral Range）：指像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围为350nm－1000nm，有些相机在目标面前添加了一个过滤器来过滤红外光，如果系统需要感应红外光，可以去除过滤器。工业镜头的九个参数
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相机图像传输方式 根据不同的图像传输方式，相机可大致分为模拟相机和数字相机。模拟相机（PCI采集卡)可选择速度和精度要求低。优点：稳定，性价比高，缺点：帧率低，一般只能达到25-30帧，分辨率低。数字相机通常用于高速、高精度机器的视觉应用。数字相机数字相机首先数字化图像信号，然后通过数字接口传输到计算机。常见的数字相机接口有Firewire、CameraLink、GigE和USB。
8.工作距离（Working Distance,即WD） 工作距离是指从镜头底部到景物之间的距离。一般的镜头可以看到无限的距离，也就是说没有上限。我们需要注意的是“最小工作距离”在镜头上有两个有刻度的调节圈，一个是调节光圈的，另一个是调焦的，在调焦的刻度圈上标有此镜头的工作距离从最近到最远是多少。
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视场（Field of view, 即FOV，也叫视野范围） 视野指的是镜头能看到的最大范围，也就是镜头所能覆盖的有效工作区域。
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景深(Depth of view，即DOF) 景深与视野相似，不同的是景深指的是纵深的范围，视野指的是横向的范围。
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焦距（focal length） 要了解焦距首先要知道成像面，那成像面又是什么呢？成像面是入射光通过镜头后所成像的平面，这个面是一个圆形。 焦距就是镜头到成像面的距离，比如：50mm镜头，8mm镜头还是75mm镜头等。这些名成立的数字指的就是镜头到成像面的距离，也就是焦距。单位是毫米。 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。
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视角（visual angle） 视角顾名思义就是视线的角度，也就是镜头能看多“宽”。 以上是镜头常见的一些参数，这些参数之间都是相互关联的，关系是：（1）焦距越小，视角越大；（2）最小工作距离越短，视野越大。对于普通的镜头来说，选择原则是：工作距离越近越好，镜头的畸变越小越好，视野越大越好。
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光圈：（Iris） 光圈是一个用来控制光线透过镜头进入机身内感光面光量的装置，在拍摄高速运动物体时候，由于曝光时间短，需要使用大光圈。 光圈大小一般用F表示，以镜头焦距f和通光孔径直径D的比值来衡量，当光圈物理孔径不变时，镜头中心与感光器件距离越远，F值越大，光圈越小；反之，F值越小，光圈越大。一般通过调整通光孔径大小来调节光圈，完整的光圈数值系列如下：F1，F1.4，F2，F2.8，F4，F5.6，F8，F11，F16，F22，F32，F44，F64。
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镜头畸变 镜头在成像时，特别是用短焦距镜头拍摄大视场，图像会产生形变，这种情况叫做镜头的畸变，这是由于镜头的光学结构和成像特性导致的，原因是由于视野中局部放大倍数不一致造成的图像扭曲。 拍摄的视场越大，所用的镜头的焦距越短，畸变的程度就越明显，一般有桶型畸变和枕型畸变两种，可以通过图像标定减弱这种平面畸变的影响。
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最大兼容CCD尺寸 所有镜头都只能在一定的范围内清晰成像，最大兼容CCD尺寸是指镜头能支持的最大清晰成像的范围。在实践选择相机和镜头时，要注意所选择的镜头的最大兼容CCD尺寸要大于或等于相机芯片的尺寸。
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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。
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光学放大倍数(Magnification,ß) //这个一般对于远心镜头比较重要，就是相机当作显微镜时，其放大倍数越大越好。 CCD/FOV，即芯片尺寸除以视野范围。
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后背焦(Flangedistance) 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，后倍焦是一个非常重要的参数，因为它直接影响镜头的配置。不同厂家的相机，哪怕接口一样也可能有不同的后倍焦。
1.选择镜头光圈
镜头的光圈大小决定图像的亮度，在拍摄高速运动物体、曝光时间很短的应用中，应该选用大光圈镜头，以提高图像亮度。
2.选择远心镜头
远心镜头是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化。远心镜头与传统镜头对比，如图： 
远心镜头又分为物方远心和双侧远心两种，如图： 3. 选择光源的角度
根据期望的图像效果，选择不同入射角度的光源。高角度照射，图像整体较亮，适合表面不反光物体；低角度照射，图像背景为黑，特征为白，可以突出被测物轮廓及表面凹凸变化；多角度照射，图像整体效果较柔和，适合曲面物体检测；背光照射，图像效果为黑白分明的被测物轮廓，常用于尺寸测量；同轴光照射，图像效果为明亮背景上的黑色特征，用于反光厉害的平面物体检测。不同角度光源的示意图如下： 4. 选择光源的颜色
考虑光源颜色和背景颜色，使用与被测物同色系的光会使图像变亮(如：红光使红色物体更亮)；使用与被测物相反色系的光会使图像变暗(如：红光使蓝色物体更暗) 不同颜色光源效果示例： 波长越长，穿透能力越强；波长越短，扩散能力越强。红外的穿透能力强，适合检测透光性差的物体，如棕色口服液杂质检测。紫外对表面的细微特征敏感，适合检测对比不够明显的地方，如食用油瓶上的文字检测。
5.选择光源的形状和尺寸
主要分为圆形、方形和条形。通常情况下选用与被测物体形状相同的光源，最终光源形状以测试效果为准。光源的尺寸选择，要求保障整个视野内光线均匀，略大于视野为佳。
6.选择是否用漫射光源
如被测物体表面反光，最好选用漫反射光源。多角度的漫射照明使得被测物表面整体亮度均匀，图像背景柔和，检测特征不受背景干扰