CCD传感器及其应用研究
⑥.残像:对某像素扫描并读出其信号电荷之后,下一次扫描后读出信号仍受上次遗留信号电荷影响的现象叫残像。
⑦.等效噪声曝光量:产生与暗输出(电压)等值时的曝光量称为传感器的等效噪声曝光量。
四、固态图像传感器的应用
1、自动测量
图6是用线型固态图像传感器测量物体尺寸的基本原理图。
图6 用线型固态图像传感器测量物体尺寸的基本原理
图7是尺寸测量的一个实例,所测对象为热轧板宽度。因为两只CCD线型传感器各只测量板端的一部分,这就相当于缩短了视场。当要求更高的测量精度时,可同时并用多个传感器取其平均值,也可以根据所测板宽的变化。将d做成可调的形式。
图7 热轧板宽自动测量原理
2、图像识别
(1)传真技术
用线型固态图像传感器作传真装置的输入环节,与通常用的机械扫描或电管式的相比,有许多优点,如机械转动部分少、可靠性好、速度快、而且体积小、重量轻。
图8是传真装置的输入环节示意图,光源是荧光灯,为使入射光量可调,可设置活动覆盖窗。
(2)光学文字识别装置
固态图像传感器还可用作光学文字识别装置的“读取头”。光学文字识别装置(OCR)的光源可用卤素灯。光源与透镜间设置红外滤光片以消除红外光影响。每次扫描时间为300Ns,因此,可作到高速文字识别。图9是OCR的原理图。经A/D变换后的二进制信号通过特别滤光片后,文字更加清晰。下一步骤是把文字逐个断切出来。以上处理称为“前处理”。前处理后,以固定方式对各个文字进行特征抽取。
图9 OCR原理图
3、在线检查、识别与控制
CCD光电传感器的光电检测能力与微处理器〔NP)的信号处理能力结合起来便能大大扩展CCD的应用前景,例如用来对在线零件的图形检查与识别,从而提高了生产自动化的水平和产品质量。图10是一个线型CCD光电传感器对机械零件进行图形识别的例子。
图10 图形检查的工作原理
五、结语
本文分析了固态图像传感器的工作原理、结构、特性以及在工业检测中的原理,从而说明了固态图像传感器当前在工业中的应用现状,由于固态图像传感器是一种高精度的检测传感器,其应用已渗透到工业生产的各部门,尤其在精细加工、机器人技术、工业自动化领域中有着广泛的应用,为我国国民经济发展起了重大作用。相信随着固态图像传感器制作技术的提高及图像处理软件的进一步发展,固态图像传感器的应用前景将更为广阔。
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