一、综述

IV系列工业相机是方诚自主研发的第三代网口相机，特别设计了TypeC多功能口，可以实现多路IO、对焦、IIC/RS232通信、光源控制等特殊功能。

自2005年进入工业相机行业以来，方诚开发了USB2.0、1394及千兆网等多种接口的工业相机，特别是千兆网工业相机，我们不断的进行产品迭代，从具备基本功能的第一代千兆网工业相机，到增加部分ISP功能、采用低功耗架构的第二代产品，到现在的第三代IV系列，再次进行全面升级。和第一、第二代产品一样，IV系列依然包含了一个标准的6-pin接插件，并且其信号定义和市面上很多厂商的工业相机一样，提供电源、1路光耦输入、1路光耦输出和1路可配置GPIO，所以，市面上很多标准的6-pin触发电源线和IV系列是兼容的。

在标准的6-pin接插件之外，IV系列创新性的引入了额外的TypeC接口做为扩展的多功能口，可以根据需求实现不同功能组合的8根输入输出。

在工业相机背面尺寸仅为29mm*29mm的情况下，新增加的TypeC接口还提供一颗线材固定螺丝孔，以保证连接的可靠性，满足工业应用场合的苛刻要求。

二、多路IO输出功能

IV的TypeC多功能口一种配置是提供一路光耦输入和三路光耦输出。这样，标准的6-pin接插件加上特有的TypeC多功能口，我们可以提供6路光耦隔离输出和一路可配置GPIO。在很多的应用场合下，这些数量的IO已经足够使用，用户不需要额外采用IO卡进行设备状态通信了，即节省了成本，又简化了系统设计。所有IO均和相机的普通设置一样，只需要通过网口，设置相机寄存器即可实现操作，客户仅需要调用相机的SDK函数，即可完成工业相机设置、图像获取和多路IO的控制。

新增的8根线定义为1路光耦输入和3路光耦输出仅是我们考虑大多数工业应用的一种定义，不同应用场合需要的输入输出不同，我们可以根据客户要求实现多种组合，例如，我们可以定义为4路光耦输出，如果客户不需要隔离输出，我们也可以实现7路额外的GPIO。

三、支持IIC/RS232通信 特别用于调焦和自动对焦

随着客户对工业相机和镜头的柔性要求越来越高，传统的定焦和手动调焦镜头已经不能适应某些应用场景的需求了。有些优秀的镜头厂商已经推出基于步进电机或液态镜头控制的变焦、自动对焦镜头。然而，如何控制镜头是一个问题，一般只采用6-pin接插件的工业相机，因为要提供电源输入、基本的触发输入和闪光灯输出，很难再集成IIC或RS232通信。而我们第三代IV相机集成的8根独立接口的TypeC多功能口可以轻松完成，不仅可以进行IIC或RS232通信，还可以向外部IIC或RS232小功耗设备提供稳定供电。

上图是方诚和CBC联合开发的一个自动对焦应用。CBC的这款镜头是通过IIC接口控制的。

这种连接方式下，相机的6-pin接插件和镜头控制是独立的，6-pin接插件依然可以采用标准线材连接。相机的TypeC多功能口通过一根很短的线直接连接镜头。控制镜头时，客户仅需要通过标准的网络接口调用相机内部集成的IIC模块即可完成镜头的控制。

对焦之外的一些应用也需要IIC接口。例如，为了补偿温度对高精度测试的影响，有时会在镜头上加装温度传感器，一般是IIC接口的。此时，同样可以通过IV相机的TypeC多功能口给温度传感器供电，并通过IIC实时读取温度。

四、可内部集成恒流型光源控制

对于某些不需要精度很高的应用，客户往往直接用工业现场的直流给光源供电。然而这样光源一般只能常亮，不能进行频闪控制，可能会带来LED发热、寿命缩短等问题。我们在相机内部集成MOS管，通过TypeC多功能口提供open drain输出，这样客户可以完成对光源的频闪控制，且可以通过设置相机内脉冲频率，实现对光源的PWM调光。

更多的的机器视觉应用需要光源控制器实现对LED光源的触发、亮度控制。一般机器视觉应用，都是工业相机接收外触发信号，然后控制感光芯片曝光，并在感光芯片曝光期间通过6-pin接插件给出频闪灯信号，而外部的的光源控制器接收到该信号时，完成对光源的控制。有些光源控制器只能通过产品上的按键或旋钮调节光源，有些具有RS232或网口等数字接口，PC可以通过这些接口控制光源。然后，因为相机输出频闪灯控制一般通过光耦隔离的接口输出，而光源控制器接收频闪灯控制信号也是通过光耦隔离的接口输入，因此，从相机快门打开到LED颗粒点亮的时间延迟将会很大。

为了更好的同步光源和感光芯片，IV相机将LED的恒流控制集成到相机内部，这样，相机在接收到外部触发信号输入时，根据感光芯片的时序，同步控制感光芯片曝光和光源，大大减小延迟。相机和光源之间仅通过TypeC多功能口连接，光源的控制也是和相机本身功能一样，和相机公用共用一根网线进行控制。

IV相机相比方诚第二代工业相机，还升级了ISP算法，集成包括降噪、锐化等多种ISP功能，图像质量卓越。

IV工业相机集成了工业用高端CMOS芯片，提供从30万像素到2000万像素的广泛的选择。相机有着精巧的散热设计，可灵活安装的定位孔设计。标准的IV相机仅提供底面安装方式以利于散热，特殊应用时，IV可提供四面定位孔版本。

IV系列工业相机可以应用在半导体检测，电子检测、印刷板检测、印刷质量检测、食品饮料检测、工件尺寸测量、电子目镜和医疗影像等机器视觉、智能制造领域。 

（上海方诚光电科技有限公司 张献祖）