工業(yè)相機(jī)是一種高度集成化的影像系統(tǒng)，它將圖像的采集、處理與傳輸功能集成在單一相機(jī)內(nèi)，是機(jī)器視覺系統(tǒng)的一個關(guān)鍵組成部分。工業(yè)相機(jī)的本質(zhì)其實就是將采集到的圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，也就是將光信號轉(zhuǎn)變成有序的電信號。工業(yè)相機(jī)區(qū)別于民用相機(jī)，要求圖像傳輸穩(wěn)定性更高，抗干擾能力更強(qiáng)。工業(yè)相機(jī)快門的時間通常是非常短的，可以抓拍高速運動的物體，幀率也遠(yuǎn)高于民用相機(jī)。工業(yè)相機(jī)主要由鏡頭、圖像傳感器單元、圖像處理單元和數(shù)據(jù)傳輸單元構(gòu)成。

圖1、工業(yè)相機(jī)硬件架構(gòu)

工業(yè)相機(jī)按照芯片類型可分為CCD和CMOS相機(jī);按傳感器的結(jié)構(gòu)特性可分為線陣和面陣相機(jī);按掃描方式可分為隔行掃描和逐行掃描相機(jī);按分辨率大小可分為普通和高分辨率相機(jī);按輸出信號方式可分為模擬和數(shù)字相機(jī);按輸出信號速度可分為普通和高速相機(jī);按響應(yīng)頻率范圍可分為可見光(普通)相機(jī)、紅外相機(jī)和紫外線相機(jī)。

圖2、工業(yè)相機(jī)分類(圖源：芯算一體)

工業(yè)相機(jī)硬件通常由鏡頭(C接口/CS接口等)、圖像傳感器(CCD/CMOS)、圖像處理單元(ISP/SoC/FPGA/圖像采集卡及設(shè)備等)及圖像傳輸單元(GigE/USB/Camera Link等)組成。

圖3、工業(yè)相機(jī)硬件組成

全球鏡頭廠商主要有富士能、騰龍、FUJINON、Computar、μ.tron、VST、KOWA、Pentax、Navitar、SPO、施耐德、卡爾蔡司、東正光學(xué)、長步道、普密斯、大簡光學(xué)、北創(chuàng)光電、浩藍(lán)光電、創(chuàng)恒光電、優(yōu)恩立、鳳凰光學(xué)、燦銳、視清科技、德鴻光學(xué)、慕藤光等。

圖4、工業(yè)相機(jī)爆炸圖(圖源：華睿)

CMOS/CDD原廠有索尼、松下、東芝、三星、艾邁斯歐司朗、安森美、德州儀器、安霸、美光、Teledyne e2v、Aptina、SeeDevice、思特威、豪威、格科微、長光辰芯、銳芯、歐菲光、比亞迪半導(dǎo)體、海伯森等。

圖片處理單元的芯片原廠有賽靈思、阿爾特拉、美高森美、萊迪思、德州儀器、亞德諾、恩智浦、安霸、智原科技、華為海思、瑞芯微、高云、智多晶、京微齊力、易靈思、中星微、紫光同創(chuàng)等。

圖5、工業(yè)相機(jī)的圖像處理單元

工業(yè)相機(jī)通常有三個基礎(chǔ)的接口，電源接口：顧名思義，用以相機(jī)電源輸入接口;數(shù)據(jù)接口：按照接口標(biāo)準(zhǔn)不同，工業(yè)相機(jī)常用的數(shù)據(jù)接口有GigE、Camera Link、USB3.0、CoaXPress等類型;鏡頭接口：工業(yè)相機(jī)鏡頭接口種類很多，常用的一般有C接口、CS接口、F接口、M42接口、M72接口等。芯片原廠有博通、美滿、德州儀器、瑞昱、Pleora、Euresys、微芯/EqcoLogic、威鋒電子、方寸微、裕太微、東土等。

圖6、工業(yè)相機(jī)接口(圖源：海康)

工業(yè)相機(jī)的元器件選型，以產(chǎn)品會長期運行在極高/低溫、高濕、強(qiáng)鹽霧和電磁輻射的惡劣環(huán)境中為前提，所以在穩(wěn)定性、可靠性和安全性方面要求會比商業(yè)級高。芯片通常按溫度適應(yīng)能力及可靠性要求，大致分為四類：商業(yè)級(0℃-70℃)、工業(yè)級(-40℃-85℃)、車規(guī)級(-40℃-120℃)、軍工級(-55℃-150℃)。選型時需注意元器件的工作溫度必須強(qiáng)于-40℃-85℃。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平臺，過去數(shù)年已積累了豐富的工業(yè)芯片的優(yōu)勢貨源。我們聚焦服務(wù)元器件長尾客戶群，讓每一家芯片原廠或分銷商的每一款芯片，在Design In、Design Win和流通中更高效，幫助工程師的方案選型、試樣及采購，為電子產(chǎn)業(yè)供需略盡綿薄之力。

審核編輯黃宇