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视觉检测的核心设备---CCD图像传感器

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视觉检测的核心设备---CCD图像传感器

发布日期:2021-07-07 作者:admin 点击:

CCD是一种特殊的半导体器件。现在人们常用CCD作为图像传感器的同义词。


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CCD不仅是图像传感器的主流技术,也是目前比较成熟、应用比较广泛的可见光图像传感器。CCD具有光谱响应宽、动态范围大、灵敏度和几何精度高、噪声低、分辨率高、便于数字处理和计算机

连接等优点,在工业测量和控制中得到了广泛的应用。

一、CCD的特性


1. 高分辨率:图像点的大小为m级,可以感知和识别精细目标,提高图像质量。从早期的1寸、1 / 2寸、2 / 3寸、1 / 4寸到现在的1 / 9寸,像素数从初期的10万多个增加到未来的1000万。


2. 低噪声高灵敏度:CCD具有非常低的读出噪声和暗电流噪声,因此具有较高的信噪比。同时,它具有0.0003、0.00056lux的高灵敏度,甚至可以检测到0 lux的弱光入射光,其信号不会被噪声覆盖,所以CCD的应用不受气候的限制。


3.高动态范围:通过CCD信号的数字处理,其动态范围可达百分之400,水平可达百分之600。可以同时应用于强光和弱光,提高系统环境的应用范围,避免亮度差异大造成的信号对比度。


4. 良好的线性度:入射光源的强度与输出信号成正比,能反映图像的细节水平,降低信号补偿的成本。


5. 高量子效率:可以记录非常弱的入射光。如果把它与增强器和投影仪结合起来,即使是在黑暗中遥远的场景也可以拍摄。


6. 大视场:半导体技术已被用于制造大面积的d芯片。目前,与传统胶片大小相同的35mm芯片已经应用于数码相机,成为取代光学相机的关键部件。


7. 宽光谱响应:0.4 ~ 1.1 μ m,可在较宽的波长范围内检测光,,拓展了系统的应用领域;根据不同应用需要,可选用滤色镜或复合滤色镜;


8. 图像失真低:采用CCD传感器,图像处理不会失真,使原始物体表面信息能够真实反映;


9. 体积小、重量轻:CCD具有体积小、重量轻的特点,应用广泛;


10. 能耗低,不受强电磁场影响;


11. 良好的电荷传递效率:效率系数影响信噪比和图像分辨率。如果电荷传递效率不好,图像会变得模糊;


12. 可批量生产,质量稳定,坚固,不易老化,使用维护方便。一些被烧毁的CCD像素可以在一段时间的实时工作后自行恢复。


二、CCD在工业检测领域的应用


1. 可用于物体几何尺寸的测量。利用CCD传感器技术可以测量长度、宽度、液位、面积等几何参数。此外,CCD技术还可以应用于许多其他场合,如对包装尺寸、形状、商标位置和方向的多维检测

和检测。


2. 在线模式识别。例如,识别沿自动生产线传输的分布式离散物体或产品,检测零件的存在,将机器人作为视觉系统装备,设备安装是否满足要求,位置是否准确等。


3.自动检测物体表面。在工业生产中,表面条件是影响物体质量的重要因素。利用CCD技术来检测物体的表面状况与高精度的移动部件不仅可以省略前面的光学扫描方法,但也有检测色度高,小的系统

结构,可以自动显示或记录被探测到物体的表面状况。因此,可用于工业生产中金属板材、塑料、玻璃、纺织品等物品的表面缺陷检测。


4. 过程检验。由于CCD具有高速读取的能力,它也可以用于加工工业的过程中。例如,机床加工中的位置测量是闭环控制中不可缺少的一部分。应用CCD技术可以实现对加工设备位置的高精度实时

控制。


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关键词:CCD,视觉检测,核心设备

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