工業(yè)CCD相機優(yōu)勢何在？就此問題中國機器視覺特意邀請了維視圖像技術(shù)部王經(jīng)理就CCD工業(yè)相機結(jié)構(gòu)原理、性能優(yōu)勢、具體應(yīng)用做了詳細解答。
工業(yè)CCD相機優(yōu)勢何在？就此問題中國機器視覺特意邀請了維視圖像技術(shù)部王經(jīng)理就strongCCD工業(yè)相機/strong結(jié)構(gòu)原理、性能優(yōu)勢、具體應(yīng)用做了詳細解答。王經(jīng)理說道，作為strong機器視覺系統(tǒng)/strong的重要組成部分之一，工業(yè)相機的分類也是多樣的，其按照類型可以分為CCD相機、CMOS相機。
CCD工業(yè)相機結(jié)構(gòu)原理：
CCD（chargecoupledevice）即電荷耦合器件60年代由美國貝爾實驗室Boyle和Smith發(fā)明，是一種大規(guī)模集成電路工藝制作的半導(dǎo)體光電元件，它在半導(dǎo)體硅片上制有成千上萬個光敏元，產(chǎn)生與照在它上面的光強成正比的電荷。
CCD基本構(gòu)成單元是MOS電容器，它以電荷為信號，通過對金屬電極施加時鐘脈沖信號，在半導(dǎo)體內(nèi)部形成儲存載流子的勢阱。當(dāng)光或電注入時，將代表信號的載流子引入勢阱，再利用時鐘脈沖的規(guī)律變化，使電極下的勢阱作相應(yīng)變化，就可以使代表輸入信號的載流子在半導(dǎo)體表面作定向運動，再通過對電荷的收集、放大，把信號取出?，F(xiàn)今新型的CCD產(chǎn)品主要有底插式和側(cè)裝式兩種，其工作原理基本相同。
根據(jù)應(yīng)用的不同分別選用CCD或CMOS相機
CCD工業(yè)相機主要應(yīng)用在運動物體的圖像提取，如貼片機機器視覺，當(dāng)然隨著CMOS技術(shù)的發(fā)展，許多貼片機也在選用CMOS工業(yè)相機。用在視覺自動檢查的方案或行業(yè)中一般用CCD工業(yè)相機比較多。CMOS工業(yè)相機由成本低，功耗低也應(yīng)用越來越廣泛。2、分辨率的選擇考慮待觀察或待測量物體的精度，根據(jù)精度選擇分辨率。相機像素精度=單方向視野范圍大小/相機單方向分辨率。則相機單方向分辨率=單方向視野范圍大小/理論精度。若單視野為5mm長，理論精度為0.02mm，則單方向分辨率=5/0.02=250。然而為增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，不會只用一個像素單位對應(yīng)一個測量/觀察精度值，一般可以選擇倍數(shù)4或更高。這樣該相機需求單方向分辨率為1000，選用130萬像素已經(jīng)足夠。其次看工業(yè)相機的輸出，若是體式觀察或機器軟件分析識別，分辨率高是有幫助的；若是VGA輸出或USB輸出，在顯示器上觀察，則還依賴于顯示器的分辨率，工業(yè)相機的分辨率再高，顯示器分辨率不夠，也是沒有意義的；利用存儲卡或拍照功能，工業(yè)相機的分辨率高也是有幫助的。3、與鏡頭的匹配傳感器芯片尺寸需要小于或等于鏡頭尺寸，C或CS安裝座也要匹配（或者增加轉(zhuǎn)接口）；
CCD是60年代末期由貝爾試驗室發(fā)明。開始作為一種新型的PC存儲電路，很快CCD具有許多其他潛在的應(yīng)用，包括信號和圖像（硅的光敏性）處理。
CCD是在薄的硅晶片上處理一系列不同的功能，在每一個硅晶片布幾個相同的IC等可產(chǎn)生功能的元件，被選擇的IC從硅晶片上切下包裝在載體里用在系統(tǒng)上?？偨Y(jié)下來，CCD主要有以下幾種類型:
1、面陣CCD工業(yè)相機:允許拍攝者在任何快門速度下一次曝光拍攝移動物體。
2、線陣CCD工業(yè)相機:用一排像素掃描過圖片，做三次曝光——分別對應(yīng)于紅、綠、藍三色濾鏡，正如名稱所表示的，線性傳感器是捕捉一維圖像。初期應(yīng)用于廣告界拍攝靜態(tài)圖像，線性陣列，處理高分辨率的圖像時，受局限于非移動的連續(xù)光照的物體。
3、三線傳感器CCD工業(yè)相機:在三線傳感器中，三排并行的像素分別覆蓋RGB濾鏡，當(dāng)捕捉彩片時，完整的彩片由多排的像素來組合成。三線CCD傳感器多用于數(shù)碼相機，以產(chǎn)生高的分辨率和光譜色階。
4、交織傳輸CCD工業(yè)相機:這種傳感器利用單的陣列攝取圖像和電量轉(zhuǎn)化，允許在拍攝下一圖像時在讀取當(dāng)前圖像。交織傳輸CCD通常用于低端數(shù)碼相機、攝像機和拍攝動畫的廣播拍攝機。
5、全幅面CCD工業(yè)相機:此種CCD具有更多電量處理能力，更好動態(tài)范圍，低噪音和傳輸光學(xué)分辨率，全幅面CCD允許即時拍攝全彩圖片。全幅面CCD由并行浮點寄存器、串行浮點寄存器和信號輸出放大器組成。全幅面CCD曝光是由機械快門或閘門控制去保存圖像，并行寄存器用于測光和讀取測光值。圖像投攝到作投影幕的并行陣列上。此元件接收圖像信息并把它分成離散的由數(shù)目決定量化的元素。這些信息流就會由并行寄存器流向串行寄存器。此過程反復(fù)執(zhí)行，直到所有的信息傳輸完畢。接著，系統(tǒng)進行的圖像重組。
防爆數(shù)碼相機功能分類根據(jù)功能類型主要分為卡片防爆數(shù)碼相機，單反防爆數(shù)碼相機，卡片防爆相機通常有防水、防塵、防震功能，拍照像素相對較低；單反防爆相機通常無三防功能但拍照像素較高。
防爆數(shù)碼相機更輕松的操作體驗:
1、輕巧的結(jié)構(gòu)，機身重約351克，便于攜帶和拍攝；
2、內(nèi)置約236萬點的高精細電子取景器，目鏡取景，不受外界光線影響，且持機觀察更穩(wěn)定；
3、液晶監(jiān)視器可270°旋轉(zhuǎn)，便于進行和低角度、高角度等非常規(guī)角度的拍攝取景；
4、液晶監(jiān)視器還具有觸摸功能，拍攝或確認所拍圖像時使用觸控，操作簡單又直觀。
大部分用戶忽略了防爆數(shù)碼相機的另一個功能：照相功能，跟防爆相機一樣可以拍照。防爆數(shù)碼攝像機一樣可以照相，在像素，時長要求不要的情況下，有時防爆數(shù)碼相機跟防爆數(shù)碼攝像機的功能是互相兼容的。
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