工業相機是什麼？

工業相機（Industrial Camera）是專門應用於機器視覺、AOI、自動化設備與影像檢測的相機。

與一般消費型相機不同，工業相機通常需要提供較高的影像擷取控制能力，例如：

  • Trigger 觸發
  • 曝光控制
  • 快門控制
  • 固定影像參數
  • 高速影像擷取
  • 工業通訊介面
  • 長時間連續運作
  • 與 PLC、視覺軟體及自動化設備整合

因此工業相機的目的通常不是「拍出漂亮照片」，而是取得穩定、可重複、可以交給演算法分析的影像資料。
工業相機和一般相機有什麼不同？

最大的差異在於「控制能力與自動化整合」。

一般相機主要以拍照、錄影與影像呈現為目的，而工業相機則需要配合機器視覺系統進行精確的影像擷取。

例如自動化設備可能是：

產品進站 → Sensor偵測 → Trigger → 相機曝光 → 取得影像 → 視覺演算法分析 → OK/NG → PLC執行動作

因此工業相機需要考慮 Trigger、曝光、Frame Rate、快門、傳輸介面等工程條件。
CCD 和 CMOS 有什麼差別？

CCD（Charge-Coupled Device）與 CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）都是影像感測器技術。

過去 CCD 在工業影像與科學影像中相當常見，而目前許多新型工業相機則大量採用 CMOS Sensor。

選擇時不應只用「CCD比較好」或「CMOS比較好」判斷，而應該比較：

  • Sensor 型號
  • Pixel Size
  • 解析度
  • Frame Rate
  • 快門方式
  • 雜訊
  • 動態範圍
  • 曝光需求
  • 實際檢測條件

因此 Sensor 的實際規格通常比單純的 CCD／CMOS 分類更重要。
工業相機要選黑白還是彩色？

主要取決於檢測是否需要「顏色資訊」。

如果主要檢查：

  • 尺寸
  • 邊緣
  • 位置
  • OCR
  • Barcode
  • QR Code
  • Pattern Match
  • 幾何形狀
  • 表面明暗差異

通常可以優先評估黑白相機。

如果檢測內容包含：

  • 顏色分類
  • 色差
  • 印刷顏色
  • 標籤顏色
  • RGB 顏色確認
  • 食品顏色

則需要考慮彩色工業相機。

因此不是彩色相機一定比較好，而是要看檢測需求是否真的需要顏色資訊。
工業相機解析度越高越好嗎？

不一定。

解析度必須搭配 FOV 與實際檢測特徵尺寸一起評估。

例如：

產品尺寸：100 × 100 mm

相機解析度：1000 × 1000 pixels

理論上：

100 mm ÷ 1000 pixels = 0.1 mm/pixel

也就是約 0.1 mm/pixel。

如果需要檢測的是 10 mm 的特徵，可能已經有足夠的像素資訊。

但如果需要檢查 0.05 mm 的微小瑕疵，就需要重新評估解析度、FOV、鏡頭與光學系統。

因此不能只問：

「這台相機幾百萬畫素？」

而應該問：

「我要檢查多大的特徵？FOV是多少？需要多少 Pixel Resolution？」
Pixel Size 是什麼？

Pixel Size 是影像感測器中「單一像素的實際尺寸」。

常見單位為：

μm（微米）

例如：

  • 2.4 μm
  • 3.45 μm
  • 5.5 μm
  • 7.4 μm

Pixel Size 會影響感光能力、空間解析度、鏡頭匹配、成像品質與雜訊表現。

因此選擇工業相機時，除了看總解析度，也應該確認 Sensor Size 與 Pixel Size。
Sensor Size 是什麼？

Sensor Size 是影像感測器的實際尺寸。

常見規格包括：

  • 1/3"
  • 1/2"
  • 1/1.8"
  • 2/3"
  • 1"
  • APS-C

Sensor Size 會直接影響鏡頭選擇。

例如相機 Sensor 較大，但鏡頭的 Image Circle 不足，就可能產生影像四周暗角。

因此：

工業相機與鏡頭不能完全分開選擇。

需要確認：

Sensor Size ↔ Lens Image Circle

是否匹配。
FPS 是什麼？

FPS 是 Frames Per Second，代表相機每秒可以擷取多少張影像。

例如：

60 FPS

代表相機在符合其規格與設定的條件下，最高可達每秒 60 張影像的影像擷取速率。

如果產品在輸送帶上高速移動，FPS 就可能成為重要規格。

但 FPS 越高，也不代表整套視覺系統一定越快。

實際 Cycle Time 還會受到：

  • 曝光時間
  • 光源亮度
  • Trigger
  • Sensor 讀出速度
  • 傳輸介面
  • 電腦運算速度
  • 視覺演算法
  • PLC 通訊
  • 機構節拍

等因素影響。
Global Shutter 和 Rolling Shutter 有什麼差別？

Global Shutter 可以理解為整個影像感測器在同一曝光時刻擷取影像。

因此對於高速移動物體通常比較適合。

例如：

  • 輸送帶產品
  • 高速旋轉零件
  • 高速定位
  • AOI
  • 機器手臂
  • 高速自動化設備

Rolling Shutter 則是逐行讀取影像。

由於不同影像行的曝光／讀取時間不同，拍攝高速移動物體時可能產生：

  • 幾何變形
  • 斜影
  • 位置偏差
  • 形狀比例改變

因此高速機器視覺應用通常需要特別注意 Shutter Type。
工業相機為什麼需要 Trigger？

Trigger 是工業相機非常重要的控制方式。

自動化設備通常不是由人按下快門，而是由設備訊號決定什麼時候拍攝。

例如：

光電 Sensor → PLC → Camera Trigger → 相機曝光 → 取得影像

這樣可以讓產品進入指定位置後，在固定時間進行拍攝。

Trigger 可以協助建立比較一致的影像擷取條件，也是工業相機與一般相機的重要差異之一。
什麼是 Hardware Trigger？

Hardware Trigger 是利用實體 I/O 訊號觸發工業相機。

例如：

24V Sensor → Camera Trigger

或：

PLC Output → Camera Trigger

常見於自動化設備與 AOI 系統。

實際設計時還需要確認：

  • Trigger 電壓
  • Input Type
  • Trigger Delay
  • Trigger Width
  • I/O 規格
  • 電氣隔離
  • PLC 訊號邏輯

是否符合相機與設備需求。
GigE 工業相機是什麼？

GigE Vision 是基於 Gigabit Ethernet 網路架構的工業相機介面標準。

GigE 工業相機常見於自動化設備，原因包括：

  • Ethernet 架構成熟
  • 傳輸距離相對長
  • 多相機系統容易規劃
  • 工業設備整合方便
  • 網路設備容易取得

但實際選型仍然需要確認頻寬、封包、線材、交換器架構與多相機同步需求。