視覺檢測的核心設備---CCD圖像傳感器

CCD是一種特殊的半導體器件?，F在人們常用CCD作為圖像傳感器的同義詞。

CCD不僅是圖像傳感器的主流技術，也是目前比較成熟、應用比較廣泛的可見光圖像傳感器。CCD具有光譜響應寬、動態范圍大、靈敏度和幾何精度高、噪聲低、分辨率高、便于數字處理和計算機

連接等優點，在工業測量和控制中得到了廣泛的應用。

一、CCD的特性

1. 高分辨率:圖像點的大小為m級，可以感知和識別精細目標，提高圖像質量。從早期的1寸、1 / 2寸、2 / 3寸、1 / 4寸到現在的1 / 9寸，像素數從初期的10萬多個增加到未來的1000萬。

2. 低噪聲高靈敏度:CCD具有非常低的讀出噪聲和暗電流噪聲，因此具有較高的信噪比。同時，它具有0.0003、0.00056lux的高靈敏度，甚至可以檢測到0 lux的弱光入射光，其信號不會被噪聲覆蓋，所以CCD的應用不受氣候的限制。

3.高動態范圍:通過CCD信號的數字處理，其動態范圍可達百分之400，水平可達百分之600?？梢酝瑫r應用于強光和弱光，提高系統環境的應用范圍，避免亮度差異大造成的信號對比度。

4. 良好的線性度:入射光源的強度與輸出信號成正比，能反映圖像的細節水平，降低信號補償的成本。

5. 高量子效率:可以記錄非常弱的入射光。如果把它與增強器和投影儀結合起來，即使是在黑暗中遙遠的場景也可以拍攝。

6. 大視場:半導體技術已被用于制造大面積的d芯片。目前，與傳統膠片大小相同的35mm芯片已經應用于數碼相機，成為取代光學相機的關鍵部件。

7. 寬光譜響應:0.4 ~ 1.1 μ m，可在較寬的波長范圍內檢測光，，拓展了系統的應用領域;根據不同應用需要，可選用濾色鏡或復合濾色鏡;

8. 圖像失真低:采用CCD傳感器，圖像處理不會失真，使原始物體表面信息能夠真實反映;

9. 體積小、重量輕:CCD具有體積小、重量輕的特點，應用廣泛;

10. 能耗低，不受強電磁場影響;

11. 良好的電荷傳遞效率:效率系數影響信噪比和圖像分辨率。如果電荷傳遞效率不好，圖像會變得模糊;

12. 可批量生產，質量穩定，堅固，不易老化，使用維護方便。一些被燒毀的CCD像素可以在一段時間的實時工作后自行恢復。

二、CCD在工業檢測領域的應用

1. 可用于物體幾何尺寸的測量。利用CCD傳感器技術可以測量長度、寬度、液位、面積等幾何參數。此外，CCD技術還可以應用于許多其他場合，如對包裝尺寸、形狀、商標位置和方向的多維檢測

和檢測。

2. 在線模式識別。例如，識別沿自動生產線傳輸的分布式離散物體或產品，檢測零件的存在，將機器人作為視覺系統裝備，設備安裝是否滿足要求，位置是否準確等。

3.自動檢測物體表面。在工業生產中，表面條件是影響物體質量的重要因素。利用CCD技術來檢測物體的表面狀況與高精度的移動部件不僅可以省略前面的光學掃描方法,但也有檢測色度高,小的系統

結構,可以自動顯示或記錄被探測到物體的表面狀況。因此，可用于工業生產中金屬板材、塑料、玻璃、紡織品等物品的表面缺陷檢測。

4. 過程檢驗。由于CCD具有高速讀取的能力，它也可以用于加工工業的過程中。例如，機床加工中的位置測量是閉環控制中不可缺少的一部分。應用CCD技術可以實現對加工設備位置的高精度實時

控制。