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视野检查仪设备价格

admin2022-11-21 10:51:04创业杂谈400
  

  CCD(电荷耦合器件),一种特殊的半导体,现在被用来作为图像传感器的同义词。   

  

  CCD是当今图像传感器的主流技术,也是最成熟、应用最广泛的可见光图像传感器。凭借宽光谱响应、大动态范围、高灵敏度和几何精度、低噪声、高分辨率、易于数字化和与计算机连接等优点,其应用领域不断扩大,在工业测控中也得到了广泛应用。   

  

     

  

  CCD工业相机   

  

  一、CCD的工作原理1、CCD图像传感器由三层组成:   

  

  第一层:微透镜片;   

  

  第二层:二向色透镜;   

  

  第三层:感光、存储和电荷转移(CCD)层。   

  

     

  

  2、CCD工作的基本原理:   

  

  CCD的感光面是几个独立的光刻单元的集合,可以存储光或电激发产生的信号电荷。当施加特定定时的脉冲时,存储的信号电荷可以在CCD中定向传输并输出电信号。   

  

     

  

  3、CCD的物理结构   

  

  有两种基本类型的CCD:表面(通道)CCD(SCCD)和掩埋通道CCD(BCCD)。   

  

  首先,通过光刻将半导体衬底分成行和列的矩阵。   

  

  每个单元为一个像素单元,在每个像素单元中,制作感光区(光电二极管)、电荷存储区、电荷转移区、利于漏极的沟槽、电极等。   

  

     

  

  每个单元对应一个像素,包含光电二极管、开关厂效应管、转移存储器、有益流动通道和像素间转移丘等。所以感光面约占每个像素面积的1/2,增加感光面积非常重要,因为感光面积越大,光电二极管收集的光越多,成像质量越高。但是感光区并不能让所有面对光线入射的地方都成为有效感光部分。真正的感光部分的面积只有感光区域面对光入射的那部分的60%-90%,也就是所谓的开口率,但是每个像素的面积是有限的。目前的解决办法是在每个感光区域前面加一个光学镜头,增加受光面积,这是CCD上的第一层微透镜,这样感光区域就由微透镜决定了,效果很好。   

  

  4、三种典型图像CCD的电荷转移方式   

  

     

  

  帧转移型   

  

     

  

  行间转移型   

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行帧转移型

二、CCD的特点

1、高解析度(High Resolution):像点的大小为m级,可感测及识别精细物体,提高影像品质,从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到现在的1/9寸,像素数目已从初期的10万多增加的千万像素,以后还有急需增加的趋势。

2、低噪声(Low Noise)高敏感度:CCD具有很低的读出噪声和暗电流噪声,因此有比较高的信噪比(SNR),同时具有高敏感度0.0003、0.00056LUX甚至0LUX低光度的入射光也能检测到,其信号不会被噪声掩盖,所以CCD的应用基本不受气候限制。

3、动态范围广(High Dynamic Range):通过数字处理的CCD信号,其动态范围可达到400%,专业级可达到600%,可同时适用于强光和弱光,提高系统环境的使用范围,不因亮度差异大而造成信号反差现象。

4、良好的线性特性曲线(Linearity):入射光源强度和输出信号大小成良好的正比关系,能很好地反应被摄图像的细节层次,降低信号补偿处理成本。

5、光子转换效率高(High Quantum Efficiency):很微弱的入射光照射都能被记录下来,若配合影响增强管及投光器,即使在黑夜远处的景物也能拍摄到。

6、大面积感光(Large Field of View):利用半导体技术已可制造大面积的D晶片,目前于传统胶片尺寸相当的35mm的晶片已经开始应用在数码相机中,成为取代专业光学相机的关键元件。

7、光谱响应广:从0.4~1.1μm,能检测很宽波长范围的光,增加系统使用弹性,扩大系统应用领域;根据不同应用场合,需用滤色片或复合滤色片;

8、低影像失真:使用CCD感测器,其图像处理不会有失真的情形,使原物体表面信息忠实的反应出来;

9、体积小、重量轻:CCD具备体积小且重量轻的特性,应用广泛;

10、低耗能,不受强电磁场影响;

11、电荷传输效率佳:该效率系数影响信噪比、解像率,若电荷传输效率不佳,影像将变模糊;

12、可大批量生产,品质稳定,坚固,不易老化,使用方便及保养容易。有些烧坏的CCD像素,经过一段时间的带电工作后能自我恢复。

三、CCD在工业检测领域的应用

1、可用于对象几何量的测量。几何量参数包括:长、宽、液位、面积等等都可以用CCD传感器技术来测量。另外,其它如进行多尺寸的检测和检查包装的尺寸、形状、商标位置与方向是否准确等许多场合也都可以采用CCD技术。

2、在线模式识别。如识别沿自动化生产线传送的分布离散物件或产品、检测零件的有无、装备在机器人上作为视觉系统、以及设备安装是否符合要求、位置是否准确等。

3、物体表面自动检测。工业生产中,表面状况是物体质量的一个重要因素,采用CCD技术对物体表面状况进行高精度的检测,不仅可以省略以往光学机构扫描法中的运动部件,而且检测色度高,系统结构小,能自动显示或记录被检测物体的表面状态等。因而可应用于工业生产中进行检测金属板、塑料、玻璃、纺织等物品的表面缺陷。

4、加工过程检测。因为CCD具有高速读出能力,因而也可以用于加工业过程中的检测,如机床加工中的位置测定是闭环控制不可缺少的一个环节,应用CCD技术能够实现加工设备位置高精度的实时控制。

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