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        CCD视觉检测原理及CCD视觉检测的使用情况

        浏览次数: 日期:2014年7月22日 17:01

          CCD视觉检测系统属一种非触摸丈量手法.它是将从成像系统获得的图画信号变成CCD的电荷信号,完成对图画的空间离散化进程,一起在CCD面阵上发生PAL制所需的同步信号、场同步信号和消影信号,合成完好的视频信号,输出后由计算机处置的办法。系统由光学系统(包括照明系统、成像系统、光学抵偿系统)、面阵CCD接受系统、图画卡、监视器、计算机接口及计算机等构成。

          自CCD视觉检测于1970年在贝尔实验室诞生以来,CCD技能跟着半导体微电子技能的开展而迅速开展,CCD传感器的像素集成度、分辨率、几许精度和灵敏度大大提高,作业频率规模显著添加,可高速成像以满意对高速运动物体的拍照[2],并以其光谱呼应宽、动态规模大、灵敏度和几许精度高、噪声低、体积小、重量轻、低电压、低功耗、抗冲击、耐轰动、抗电磁干扰能力强、坚固耐用、寿命长、图画畸变小、无残像、能够长期作业于恶劣环境、便于进行数字化处置和与计算机衔接等长处,在图画收集、非触摸丈量和实时监控方面得到了广泛使用,变成现代光电子学和测验技能中最活泼、最富有用果的研究范畴之一。

          一、CCD视觉检测原理

          CCD是由光敏单元、输入构造和输出构造等构成的一体化的光电变换器件,其杰出特色是以电荷作为信号载体,当入射光照射到CC D光敏单元上时,光敏单元中将发生光电荷Q,Q与光子流速率Δn 0、光照时刻TC、光敏单元面积A成正比,即:

          Q=ηqΔn0ATc(1)

          其间η为材料的量子功率;q为电子电荷量。CCD图画传感器的光电变换特性如图1 如示,其间横坐标为照度,lx.s;纵坐标为输出电压,V0在非饱满区满意:

          f(s)=d1sτ+d2(2)

          式中,f(s)为输出信号电压(V);s为曝光量(lx.s);d1为直线段的斜率(V/lx.s),表示CCD的光呼应度;τ为光电变换系数,τ≈1;d2为无光照时CCD的输出电压,称为暗输出电压。特性曲线的拐点 G所对应的曝光量SE称为饱满曝光量,所对应的输出电压VSAT称为饱满输出电压。曝光量高于SE后,CCD输出信号不再添加,可见,CCD图画传感器在非饱满区的光电变换特性接近于线性,因而,应将CCD的作业状态控制在非饱满区。

          二、CCD视觉检测的使用情况

          CCD视觉检测技能作为一种能有用完成动态盯梢的非触摸检测技能,被广泛使用于尺度、位移、外表形状检测和温度检测等范畴。

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