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来源：云众（武汉）寄售有限公司 时间：2024-05-20 00:20:29 [举报]

工业CCD相机优势何在？就此问题中国机器视觉特意邀请了维视图像技术部王经理就CCD工业相机结构原理、性能优势、具体应用做了详细解答。
工业CCD相机优势何在？就此问题中国机器视觉特意邀请了维视图像技术部王经理就strongCCD工业相机/strong结构原理、性能优势、具体应用做了详细解答。王经理说道，作为strong机器视觉系统/strong的重要组成部分之一，工业相机的分类也是多样的，其按照类型可以分为CCD相机、CMOS相机。
CCD工业相机结构原理：
CCD（chargecoupledevice）即电荷耦合器件60年代由美国贝尔实验室Boyle和Smith发明，是一种大规模集成电路工艺制作的半导体光电元件，它在半导体硅片上制有成千上万个光敏元，产生与照在它上面的光强成正比的电荷。
CCD基本构成单元是MOS电容器，它以电荷为信号，通过对金属电极施加时钟脉冲信号，在半导体内部形成储存载流子的势阱。当光或电注入时，将代表信号的载流子引入势阱，再利用时钟脉冲的规律变化，使电极下的势阱作相应变化，就可以使代表输入信号的载流子在半导体表面作定向运动，再通过对电荷的收集、放大，把信号取出。现今新型的CCD产品主要有底插式和侧装式两种，其工作原理基本相同。

根据应用的不同分别选用CCD或CMOS相机
CCD工业相机主要应用在运动物体的图像提取，如贴片机机器视觉，当然随着CMOS技术的发展，许多贴片机也在选用CMOS工业相机。用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机比较多。CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来越广泛。2、分辨率的选择考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分辨率。相机像素精度=单方向视野范围大小/相机单方向分辨率。则相机单方向分辨率=单方向视野范围大小/理论精度。若单视野为5mm长，理论精度为0.02mm，则单方向分辨率=5/0.02=250。然而为增加系统稳定性，不会只用一个像素单位对应一个测量/观察精度值，一般可以选择倍数4或更高。这样该相机需求单方向分辨率为1000，选用130万像素已经足够。其次看工业相机的输出，若是体式观察或机器软件分析识别，分辨率高是有帮助的；若是VGA输出或USB输出，在显示器上观察，则还依赖于显示器的分辨率，工业相机的分辨率再高，显示器分辨率不够，也是没有意义的；利用存储卡或拍照功能，工业相机的分辨率高也是有帮助的。3、与镜头的匹配传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要匹配（或者增加转接口）；

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CCD是60年代末期由贝尔试验室发明。开始作为一种新型的PC存储电路，很快CCD具有许多其他潜在的应用，包括信号和图像（硅的光敏性）处理。
CCD是在薄的硅晶片上处理一系列不同的功能，在每一个硅晶片布几个相同的IC等可产生功能的元件，被选择的IC从硅晶片上切下包装在载体里用在系统上。总结下来，CCD主要有以下几种类型:
1、面阵CCD工业相机:允许拍摄者在任何快门速度下一次曝光拍摄移动物体。
2、线阵CCD工业相机:用一排像素扫描过图片，做三次曝光——分别对应于红、绿、蓝三色滤镜，正如名称所表示的，线性传感器是捕捉一维图像。初期应用于广告界拍摄静态图像，线性阵列，处理高分辨率的图像时，受局限于非移动的连续光照的物体。
3、三线传感器CCD工业相机:在三线传感器中，三排并行的像素分别覆盖RGB滤镜，当捕捉彩片时，完整的彩片由多排的像素来组合成。三线CCD传感器多用于数码相机，以产生高的分辨率和光谱色阶。
4、交织传输CCD工业相机:这种传感器利用单的阵列摄取图像和电量转化，允许在拍摄下一图像时在读取当前图像。交织传输CCD通常用于低端数码相机、摄像机和拍摄动画的广播拍摄机。
5、全幅面CCD工业相机:此种CCD具有更多电量处理能力，更好动态范围，低噪音和传输光学分辨率，全幅面CCD允许即时拍摄全彩图片。全幅面CCD由并行浮点寄存器、串行浮点寄存器和信号输出放大器组成。全幅面CCD曝光是由机械快门或闸门控制去保存图像，并行寄存器用于测光和读取测光值。图像投摄到作投影幕的并行阵列上。此元件接收图像信息并把它分成离散的由数目决定量化的元素。这些信息流就会由并行寄存器流向串行寄存器。此过程反复执行，直到所有的信息传输完毕。接着，系统进行的图像重组。

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