施努卡苏州智能装备有限公司 2021-01-06 12785
CCD和CMOS传感器己经发展到可以生产越来越精细的半导体结构。通常，传感器和像素尺寸会缩小，以便从一个晶圆中切割出越来越多的传感器。因为在优化电子设备的噪声性能的同时，像素的灵敏度也越来越高。
由于在这方面也达到了技术极限，因此具有相同分辨率的传感器和像素尺寸的相机成了选择的重点，尤其是在...
几乎没有光
需要具有高动态图像响应的低噪声图像
应该进行精确测量
在几乎所有情况下，像素较大的传感器在技术上会比较领先，不过价格也比较高。
传统的机器视觉相机具有不同的大型传感器，具体取决于所使用的相机和分辨率。大多数带有较小传感器的摄像机都与所谓的C型安装光学组件或CS型安装光学组件一起使用。C型安装螺纹的实际直径为1英寸（即25.4毫米），螺距为1/32英寸。
标准相机中使用的传感器明显较小，对角线范围为4至16 mm。这些传感器的尺寸也以英寸表示。1英寸传感器的对角线为16毫米。
工业相机的典型传感器尺寸
CCD和CMOS传感器的英寸数据只有一个历史性的解释：电视摄象机的拾音管一直使用到1980年代中期，并且长期优于1960年代后期发明的CCD或CMOS传感器。
管式摄像机的实际图像转换器位于玻璃真空管中，并且根据玻璃灯泡的外径对不同的拾取管进行分类。管内的光敏表面的对角线当然更小，大约占外径的三分之二。用来替代阴极射线管的等效CCD传感器必须恰好覆盖该表面。因此，将其光敏表面对应于1/2英寸管的CCD称为1/2英寸传感器，即使它不对应于实际CCD传感器的尺寸。
在分辨率为640 x 480像素的情况下，工业相机通常使用1/3“传感器，而在1280 x 1024像素的相机中，分辨率通常为1/2”。1600 x 1200像素的颇受欢迎的相机分辨率通常使用1 / 1.8“更大的传感器，且像素大小相同。
通常大众相机市场上传感器越来越小。如果在某些情况下，标准VGA传感器在1980年代后期的尺寸为2/3英寸，那么今天的尺寸仅为1/3英寸。这也是生产工艺增强的结果，生产工艺具有相似性能的较小的光敏表面。它使制造商可以用低价格的晶片生产大量传感器。例如，一个1/3“传感器仅具有1/2”传感器表面的40％，因此更便宜。
重要提示：如果您可以在同一相机版本的较大和较小传感器之间进行选择，请在以下情况下选择较大的传感器：
例如，进行精确的测量，或者进行最佳的表面检查，同时尽量减少相机的噪音，从而使结果失真。
在较短的曝光时间内计划对光有严格要求的快速应用。
使用彩色摄像头，该彩色摄像头可能会替代单色摄像头，并且如果只有很少的光线可用，因为它们需要的光要比同类的单色传感器多3-4倍。
在高分辨率区域扫描或线扫描相机的情况下，使用尺寸为几厘米的明显较大的传感器。这些传感器的尺寸通常不是标准化的，并且是由传感器的分辨率和像素大小决定的。具有2048个像素且像素尺寸为10μm的线扫描相机的线长为10.48 mm，如果像素尺寸为14μm，则传感器的长度已经为28.6 mm。从20mm传感器对角线开始，就不能再使用C卡口镜头连接了。
这些相机通常使用尼康卡口（F卡口）或M42至M72作为镜头连接。只有这样，才能使用具有大像素的高分辨率传感器来构建最大12,000像素的线扫描相机或最大2800万像素的面扫描相机。
由于传感器的小型化，像素尺寸越来越小。如今，消费类相机的传感器（8到12兆像素，200欧元）的像素大小大多为1.7μm，因此每个像素的光有效表面只有约3μm2。在非最佳照明条件下，这会导致极强的传感器噪声。
分辨率从VGA到2百万像素的机器视觉相机（C型安装）通常具有4.6至6.5μm的像素，其光敏表面大10到15倍，因此信号效果明显更好。如果您需要无噪点的图像和精确的测量结果，只能选择更贵的相机以达到更大的传感器像素。
工业相机的典型像素大小
线扫描相机中优先使用边缘长度为14或10μm的像素。例如，由于18 Hz的高行频，一条捕获的图像行的最大曝光时间为1000/18000 = 55μs。
本规范描述了一个像素元素在完全饱和之前可以容纳多少个电子。5.5μm结构尺寸的像素可以累积大约20,000电子，7.4μm像素可以累积40,000电子。
全阱容量越大，最大信噪比越好。像素尺寸为1.7μm的消费类相机仅需要约1,000个光子即可实现像素饱和。在使用8位，10位甚至12位进行数字化的情况下，其他噪声效应（光子噪声，数字化噪声，暗噪声）可能已经具有相当大的比例，会干扰信号，从而以极其负面的方式影响图像。
像素越小，捕获图像所需的光越多。在检查时间短的情况下，光不足的事实很容易成为问题。
在光线少的情况下，小像素比大像素提供清晰的噪点图像，动态图像响应会降低。噪声干扰了应用。请使用明亮的照明或 LED闪光灯控制器，以获取更多的光线！
不是百万像素就一定有作用。小像素结构需要高质量的光学成像，即高分辨率镜头。否则，将创建具有许多像素的模糊图像，但没有真实的结构细节。
此外，随着景深的显着减小，小的摄像机像素还需要对传感器进行极为精确的机械对准。外壳中5μm传感器的倾斜度只能是结构尺寸为10μm的像素的一半（在孔径= 2.8时为+ / 1 15μm）。
