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曝光时间是什么意思(工业相机的曝光时间)

100次浏览     发布时间:2024-08-13 12:47:48    

工业相机拍照的时候,曝光时间的设定非常关键,有几个问题需要考虑。

什么是曝光时间

曝光时间是从相机快门打开后,CCD感光芯片获取外部光线的持续时间。

打个比方,如果把CCD感光芯片比作一个水池,相机快门比作水池入水口的阀门,那么曝光时间指的就是阀门持续打开的时间。阀门打开时间越长,进入水池的水就越多。同理,相机的曝光时间越长,CCD感光芯片获取到的光线就越足,图像就越亮。

调节曝光时间需要考虑什么

  1. 曝光时间太小或太大会造成图像过暗或过亮,影响被测物特征与背景的对比度
  2. 相机检测时间里包含了图像的曝光时间,所以浪费太多的曝光时间会影响检测效率
  3. 运动检测的场合,曝光时间过长会造成图像虚影,影响检测精度

曝光时间和成像虚影

相机的“防抖”功能大家都耳熟能详,在拍照的过程中,相机和被测物的抖动都会造成图像虚影,这里思考两个问题:

  1. 为什么抖动会造成图像虚影?
  2. 为什么夜晚拍照比白天更容易造成图像虚影?

我再打个比方来解释,把光线进入到相机的CCD感光芯片比作是水滴持续落在纸张表面上。

如果水滴和纸张的位置都是固定不动的,那么在曝光时间内,水滴都会落在纸张表面的同一个位置,纸张上水滴的轮廓只是一个点。

如果纸张是移动的,那么在曝光时间内,水滴就会落在纸张的不同位置上,最终水滴留在纸张上的痕迹就变成了多个点或线,而这些多出来的点和线就是相机成像上的虚影,曝光时间越长,虚影就越严重。


家用相机很多人喜欢用自动模式拍照,白天因为光线充足,相机拍照的快门速度极快,曝光时间短,所以只要物体移动速度不是特别快,画面的虚影几乎看不出来。但是到了夜晚,为了获得足够的曝光度,相机会将快门速度自动调慢,延长曝光时间,于是图像虚影就明显了很多。

很多摄影爱好者常常会利用长曝光时间来拍摄一些唯美的图像,如下图:

但是工业检测上,必须尽可能的规避虚影产生,所以会参考下列公式来计算相机拍照的最大曝光时间:

物体的运动速度 × 曝光时间 = 相机视野 / 相机分辨率

这个公式的含义是:在相机的曝光时间之内,被测物所走过的距离不能超过一个像素所对应的长度。