工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件,其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。其成像原理与小孔成像类似，但更为复杂。当被摄物体反射的光线通过工业镜头折射后，会投射到相机的感光传感器上，这个感光传感器通常是电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。
由于光电转换设备和放大设备都是针对微观的电荷进行量化操作。就需要一个精密的器件来完成这两个过程。我们常用的感光传感器是CCD和 CMOS。按照传感器类型我们把工业相机分为CCD相机和CMOS工业相机。
CCD相机:信号通过逐行扫描、电荷移位的方式读出，过程统一。
CMOS相机:每个像素点都集成了放大器和模数转换电路，可独立读取信号。
CCD工业相机更适用的领域(正在被CMOS取代，但在特定需求下仍被选用)
1.超高精度、低噪声的静态或慢速测量
应用示例:半导体和FPD(平板显示)检测(如晶圆、掩膜版、OLED屏的微观缺陷检测)、高分辨率科学成像(天文观测、显微成像)、高端测绘与航拍(对图像几何精度和辐射精度要求极高)。
CCD的单一放大器结构提供了无与伦比的一致性。虽然高端CMOS已能媲美，但在最严苛的场合，顶级CCD仍是标杆。
CMOS工业相机主导的领域(当前及未来的绝对主流)
1.高速、高帧率应用
应用示例:高速运动分析(如振动分析、体育科学)、生产线高速在线检测(如瓶盖、标签、胶囊)、交通监控(抓拍高速行驶车辆)、机器视觉引导(高速分拣、机器人抓取)。
2.需要全局快门的动态场景
应用示例:快速移动物体的精确测量和定位(如飞拍、传送带上的零件测量)、三维轮廓测量(结构光)、无人机视觉。
3.需要高分辨率和灵活性的应用
应用示例:大视野检测(如PCB板、大型面板)等。
选购建议:
1.首选CMOS相机:对于绝大多数工业应用(高速、动态、在线检测、定位、识别、机器人引导等)，应优先选择全局快门CMOS相机。它在性能、速度、成本和集成度上提供了最佳平衡。
2.仅在以下情况才需要慎重考虑CCD:
你的应用对图像的绝对均匀性、线性度和极低噪声有近乎物理极限的要求，且预算充足。
CCD相机适合应用于在弱光、需要高质量图像的科研或高端检测领域;CMOS则凭借高速度、低功耗、低成本和日益提升的画质，已成为绝大多数工业应用的首选追求。