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CCD相機的選購指南
CCD于1969年在貝爾試驗室研制成功，其發(fā)展歷程已達30多年，從初期的10多萬像素發(fā)展至目前主流應用的500萬像素，是理想的CCD相機元件。CCD又可分為...[查看全部]
CCD技術在影像傳感中的應用最為廣泛，已成為現(xiàn)代光電子學和測試技術中最活躍、最富有成果的領域之一。CCD是理想的相機元件，以其構成的CCD相機具有體積小、重量輕、不受磁場影響、具有抗震動和撞擊之特性而被廣泛應用。
CCD是什么CCD是70年代初發(fā)展起來的新型半導體光電成像器件。美國貝爾實驗室的Boyle和Smith于1970年提出了CCD的概念，隨后建立了以一維勢阱模型為基礎的非穩(wěn)態(tài)CCD的基本理論。
CCD本身是一種半導體器件構思上的創(chuàng)新。因為CCD基本參數(shù)是電荷，不是電流或電壓。這就在其間的外電路及信號處理方面引進了令人感興趣的新概念和新技術。CCD技術是一項具有廣泛應用前景的新技術，CCD技術取得的驚人進展足以說明這一點。CCD一經(jīng)出現(xiàn)，人們對他在攝像、信號處理和存儲三大領域的應用十分重視。特別是在傳感器方面的應用取得了令人矚目的發(fā)展，已成為現(xiàn)代光電及現(xiàn)代測試技術中最活躍、最富有成果的新興領域。
CCD圖像傳感器因具有圖像識別、圖像獲取等功能及其像元尺寸小(低費用)、低噪聲、低暗電流、高靈敏度、寬光譜響應等優(yōu)點，使其迅速并廣泛應用于各個領域，在軍事應用方面，如用于目標定位、空間遙感、精確制導、衛(wèi)星偵察、軍事電子對抗等;在天文物理學方面，用于對行星的觀察和對宇宙射線的探測;在民用方面，如氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星利用CCD來獲取資源、氣象信息，還可以用于工業(yè)檢測和監(jiān)控、醫(yī)學診斷，目前幾乎所有的市售視頻攝像機都是基于CCD的，如CCD相機等。
而且CCD應用技術已成為集光學、電子學、精密機械與計算機技術為一體的綜合性技術，在現(xiàn)代光子學，光電檢測技術和現(xiàn)代測試技術領域中，成果累累，方興未艾。
CCD相機的原理1、用CCD相機拍攝景物時，景物反射的光線通過CCD相機的鏡頭透射到CCD上。
2、當CCD曝光后，光電二極管受到光線的激發(fā)釋放出電荷，感光元件的電信號便由此產(chǎn)
... 查看全文隨著科技的進步，CCD相機及其應用技術的研究也取得了驚人的進展，特別是在圖像傳感和非接觸測量領域的發(fā)展更為迅速。含格狀排列像素的CCD應用于工業(yè)相機、光學掃瞄儀與攝影機的感光元件。
CCD相機的主要特點CCD相機具有很多優(yōu)點，從外觀上來看，它的體積小且重量輕;從能耗上來看，它屬于低功耗器件;從性能上來說，它輸出方便，且受外界干擾程度低。
①CCD相機具有較高的靈敏度。CCD的單元光量子產(chǎn)率很高，當光正面照射時，其產(chǎn)率達到百分之二十：當光背部照射時，且采用減薄式的CCD，其產(chǎn)率可達到百分之九十。
②CCD相機具有高精度的光敏元幾何位置和高空間分辨率。
③CCD相機具有寬范圍的光譜響應。通常情況下，CCD相機的有效工作波長范圍在400nm-1100nm之間，800nm約為它的最大響應。在紫外線照射區(qū)域內，硅片本身也會吸收，這樣就導致量子效率降低。如果光背部照射且采用減薄式的CCD，100nm為其工作波長極限值。
④CCD相機具有寬范圍的動態(tài)響應。通常情況下，CCD的有效動態(tài)響應在4-8個數(shù)量級范圍內。
⑤CCD相機具有抗過敏度曝光性能。CCD不會因為光強而致使芯片損壞，它只會使光敏元飽和。
⑥CCD相機不但可抗強光，也可以在低光條件下進行信號采集工作，且實現(xiàn)光電轉換和信號輸出。
⑦CCD相機可監(jiān)測快速移動的物體，只需選擇小積分時間。
⑧由于CCD相機很易于和其它設備相聯(lián)接，所以能組成一個多功能的自動化檢測系統(tǒng)。
CCD相機的好壞主要區(qū)別在于它的性能，表現(xiàn)在噪聲低、靈敏度高、量子效率高、線性度好、動態(tài)范圍大、像素響應均勻性和空間分辨率高等方面，其中一些特性，比如靈敏度、線性度和動態(tài)范圍與相機掃描速度(即讀出速度)直接相關的。
CCD相機的主要參數(shù)1、暗電流
所有的硅器件都會產(chǎn)生暗電流，其原因在于少數(shù)載流子的激發(fā)產(chǎn)生了許多熱電子，在CCD相機中熱電子形成
... 查看全文CCD相機按照其應用領域不同，分為工業(yè)相機以及科學級相機兩大種。目前，CCD相機主要應用與生物科學、天文學、化學成像、生物成像、熒光纖維成像、高速攝影等領域。
CCD相機的圖像采集CCD相機的核心是電荷耦合器件(CCD芯片)，分為線陣CCD和面陣CCD兩種。面陣CCD又分為三種類型，分別為行間轉移(IT)型，幀間轉移行(FT)和行幀間轉移型(FIT)。目前常用的CCD類型為行間轉移(IT)型，其圖像采集分為四個步驟：①信號產(chǎn)生與積分;②信號垂直轉移;③信號水平轉移;④信號檢測與圖像生成。
CCD相機有兩種圖像采集模式，一種是軟觸發(fā)采集，另一種是外部信號觸發(fā)采集。軟觸發(fā)模式由控制軟件發(fā)出觸發(fā)指令，然后進行圖像采集。外部信號觸發(fā)采集模式是由外部信號發(fā)生器向CCD相機發(fā)送觸發(fā)采集信號，CCD相機生成圖像，然后控制軟件從CCD相機中采集圖像。
通過CCD相機進行單次或連續(xù)圖像采集，要求采集的圖像清晰，連續(xù)采集過程中盡量不丟幀，為后續(xù)的圖像處理提供高質量的圖像。在實驗室測試及實際應用中，發(fā)現(xiàn)影響主要因子有：
1、CCD相機連接：
CCD相機連上網(wǎng)絡并正確配置后，通過生產(chǎn)廠商提供的軟件接口，能夠連接到CCD相機，同時也能斷開相機連接。如果CCD相機不能正常斷開，則可能影響下一次連接。
2、CCD圖像采集：
圖像采集有兩種模式，一種是軟觸發(fā)圖像采集，另一種是外部信號觸發(fā)圖像采集。軟觸發(fā)采集用于單個相機的單次或者連續(xù)采集。而外部信號觸發(fā)采集多用于多個相機同步采集。
3、芯片損壞：
當CCD芯片局部損壞時，因為CCD的串擾效應，采集的圖像中會出現(xiàn)貫穿整張圖片的白色豎狀帶，極端情況下，采集的整幅圖像全部為白色。
4、圖像清晰度：
CCD相機拍攝設固定距離的標定物，要求能夠采集到邊緣清晰的圖像，如果圖片不清晰，將會影響圖像處理的計算精度，需要通
... 查看全文CCD于1969年在貝爾試驗室研制成功，其發(fā)展歷程已達30多年，從初期的10多萬像素發(fā)展至目前主流應用的500萬像素，是理想的CCD相機元件。CCD又可分為線型與面型兩種，其中線型應用于影像掃瞄器及傳真機上，而面型主要應用于數(shù)碼相機、攝錄影機、監(jiān)視攝影機等多項影像輸入產(chǎn)品上。
CCD相機的選購方法1、合適的分辨率
根據(jù)目標的要求精度，反推出CCD相機的像素精度。相機單方向分辨率=單方向視野范圍除以理論精度。
例如對于視野大小為10*10mm的場合，要求精度為0.02mm/pixel，則當方向上分辨率=10/0.02=500。然而考慮到CCD相機邊緣視野的畸變以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求，一般不會只用一個像素單位對應一個測量精度值，一般選擇倍數(shù)為4或者更高，這樣CCD相機單方向分辨率為2000，CCD相機的分辨率=2000*2000=400萬，所以選用500萬像素的CCD相機即可滿足。
2、足夠的相機幀率
當被測物體有運動要求時，要選擇幀數(shù)較高的CCD相機，一般來說分辨率越高，幀數(shù)越低。
3、合適的鏡頭
選擇支持CCD的鏡頭尺寸要大于等于相機CCD傳感器芯片的尺寸，另外安裝座是C、CS或F型接口也要匹配，同時考慮CCD相機鏡頭的工作距離，是否留有足夠空間等。
CCD相機常見問題1、CCD相機的工作方式是什么?
被攝物體的圖像經(jīng)過鏡頭聚焦至CCD芯片上，CCD相機根據(jù)光的強弱積累相應比例的電荷，各個像素積累的電荷在視頻時序的控制下，逐點外移，經(jīng)濾波、放大處理后，形成視頻信號輸出。視頻信號連接到監(jiān)視器或電視機的視頻輸入端便可以看到與原始圖像相同的視頻圖像。
2、如何選擇分辨率?
評估CCD相機分辨率的指標是水平分辨率，其單位為線對，即成像后可以分辨的黑白線對的數(shù)目。常用的黑白CCD相機的分辨率一般為380-600，彩色為380-480，其數(shù)值越大成像越清晰。一般
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