基恩士CCD介绍与应用概述 共45页

CCD基本原理与应用CCD（Charge Coupled Device）是一种电子器件，也是一种图像传感器。

它是由许多电荷传输电极、储存节点和输出寄存器组成的。

CCD原理基于光电效应，通过转换光子能量为电荷，进而将电荷转换为电信号。

CCD工作原理是通过感光元件接收光线，将光线中的不同颜色和亮度转化为电荷信号，进一步转化为电压信号。

CCD感光元件由排列在平面上的微小光敏单元（Pixel）组成，每个光敏单元可以转换接收到的光线为一定量的电荷。

当光线进入CCD感光元件时，光子会与感光元件上的硅原子相互作用，使电子从价带跃迁到导带，形成电荷。

光敏单元的形状和大小决定了CCD的空间分辨率。

在CCD感光元件的排列结构中，光敏单元被分成两个区域：感光区和储存区。

感光区接收到光线，产生的电荷被存储在相应的储存区。

当电荷存储完毕后，通过逆向偏置的输出寄存器完成信号的放大和读取。

读出的信号可以用来构建图像。

CCD的应用非常广泛。

最常见的应用之一是在数字相机和摄像机中充当图像传感器。

CCD感光元件可以捕捉到细节丰富的图像，并转换为数字信号。

这些数字信号可以通过影像处理、压缩和存储等方式进行后续的处理和使用。

CCD也在天文学中广泛应用。

天文学家使用CCD相机来观测和拍摄星体的图像。

由于CCD可以捕捉非常微弱的光信号，并具有较高的灵敏度和低噪声特性，所以CCD相机成为天文观测中不可或缺的工具。

CCD还广泛应用于光谱仪中。

光谱仪将光线分散为不同波长的光谱，CCD感光元件可以将光谱转换为电信号，并进行进一步的分析和测量。

这使得CCD成为光谱分析领域中的关键技术。

此外，CCD还被应用于医学成像、工业检测和科学研究等领域。

在医学成像中，CCD感光元件可以捕捉到医学图像，并帮助医生进行诊断。

在工业检测中，CCD可以用来检测产品的表面缺陷和异常，提高生产质量。

在科学研究中，CCD可以用来观测微观现象和进行粒子探测。

总的来说，CCD基本原理是通过光电效应将光子能量转换为电荷，进而转换为电信号。

简述ccd传感器工作原理及应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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为何系统？优势照明控制扩展单元提供照明灵活性。

优势KEYENCE 提供各式各样的照明单元以满足几乎所有应用需求。

[世界首创]“可扩展的”控制器结构以经济的方式增强控制CV-5000 系列提供 CCD 扩展单元与照明控制扩展单元，可根据需要将它们添加到主控制器上。

此结构可供用户通过只选择需要的单元来控制成本，又不失适应未来变化的灵活性。

镜面反射的图像示例检测金属表面上是否存在刻字有必要反映出平整金属表面与刻字凹陷之间的差异。

由于金属表面容易反射照明，而刻字则不能，因此，最优方法是使用镜面反射来凸显表面与刻字之间的差异。

照明选择（镜面反射、漫反射、透射光）LED 照明可分为以下三种主要类型：1. 镜面反射型：光线照射到工件上，镜头接收到直接反射的光线。

2. 漫反射型：光线照射到工件上，镜头接收到均匀的环境光线。

3. 透射光型：光线照射到工件上，镜头接收到透射剪影。

[世界首创]LED 照明控制扩展单元轻松控制照明，无需额外布线每个照明控制扩展单元都有两个照明连接器。

最多可将 4 个照明扩展单元连接到一个 CV 控制器上，从而允许同时控制总共 8 个照明*。

控制器的 CCD 配置菜单拥有内置调光控件与可配置的照明模式。

这可为用户提供对照明的完全控制，而无需单独布线和基于 PLC 编程。

通过将照明设定为每次触发时选通来延长 LED 寿命。

还可以通过 CV 用户界面与外部命令控制来调整发光亮度。

* 只要照明的总功率不超过额定功率，就可以使用选配的双头连接线来连接其它照明。

例如，用户最多可以连接 16 个 10 W 的 LED 照明。

照明控制扩展单元控制器CCD 扩展单元镜面反射透射光入射光工件漫反射吸收漫透射光刻字不清楚。

由于包装反光，无法检测印刷字体。

边缘上的缺口不清楚。

由于标签极易反光，因此边缘不清楚。

采用镜面反射采用镜面反射采用镜面反射刻字很清楚。

由于均匀照亮包装表面，反光得到有效消除，显示的印刷字体具有高对比度。

CCD的应用（CCD固态图像传感器）电荷耦合器件用于固态图像传感器中, 作为摄像或像敏的器件。

CCD固态图像传感器由感光部分和移位寄存器组成。

感光部分是指在同一半导体衬底上布设的若干光敏单元组成的阵列元件, 光敏单元简称“像素”。

固态图像传感器利用光敏单元的光电转换功能将投射到光敏单元上的光学图像转换成电信号“图像”, 即将光强的空间分布转换为与光强成比例的、大小不等的电荷包空间分布, 然后利用移位寄存器的移位功能将电信号“图像”转送, 经输出放大器输出。

根据光敏元件排列形式的不同, CCD固态图像传感器可分为线型和面型两种。

（1）线型CCD图像传感器线型CCD图像传感器结构如图8 - 21 所示。

光敏元件作为光敏像素位于传感器中央, 两侧设置CCD移位寄存器, 在它们之间设有转移控制栅。

在每一个光敏元件上都有一个梳状公共电极, 在光积分周期里, 光敏电极电压为高电平,光电荷与光照强度和光积分时间成正比, 光电荷存储于光敏像敏单元的势阱中。

当转移脉冲到来时, 光敏单元按其所处位置的奇偶性, 分别把信号电荷向两侧移位寄存器转送。

同时, 在CCD移位寄存器上加上时钟脉冲, 将信号电荷从CCD中转移, 由输出端一行行地输出。

线型CCD图像传感器可以直接接收一维光信息, 不能直接将二维图像转变为视频信号输出, 为了得到整个二维图像的视频信号, 就必须用扫描的方法来实现。

线型CCD图像传感器主要用于测试、传真和光学文字识别技术等方面。

（2）面型CCD图像传感器按一定的方式将一维线型光敏单元及移位寄存器排列成二维阵列, 即可以构成面型CCD图像传感器。

面型CCD图像传感器有三种基本类型: 线转移、帧转移和隔列转移, 如图8 - 22 所示。

图8 - 22（a）为线转移面型CCD的结构图。

它由行扫描发生器、感光区和输出寄存器组成。

行扫描发生器将光敏元件内的信息转移到水平（行）方向上, 驱动脉冲将信号电荷一位位地按箭头方向转移, 并移入输出寄存器, 输出寄存器亦在驱动脉冲的作用下使信号电荷经输出端输出。

ATＰ-A07VA-Ａ视觉系统操作说明ATP－A07VA－A有4套控制系统,分别是ＣF-ＬＣD视觉系统，ＣF-POＬ视觉控制系统，TFＴ-LCＤ视觉控制系统,TFＴ-POL视觉控制系统。

本说明书就以CF－PＯL视觉系统为例讲解说明ＣCＤ调试。

１.0 开启电源后视觉系统自动进入开机画面，显示初始画面。

CCD1 CCD2状态区域偏移量CCD3初始画面中显示CCＤ1,CCＤ2,ＣCD3 三个相机的当前画面。

CCＤ1画面:显示相机1当前画面ＣCD2画面：显示相机2当前画面ＣCD3画面:显示相机3当前画面状态区域：显示正在进行拍摄的结果(OK：拍摄完成,RE:再次拍摄NG：拍摄错误）偏移量:表示拍摄结果输出的补偿值。

1.1滑动遥控器介绍1号按键 FUN ＣTION （功能键）切换功能菜单的显示和非显示 2号按键 ESCA ＰE (退出键) 设定时返回前面一个界面或者退出 3 号按键 T ＲＩGG ＥR （拍摄键） 一齐输入触发4号按键 SC ＲEEN （屏幕键) 按顺序切换现在显示的画面的显示类别 5 号按键ＶＩE Ｗ (画面切换) 显示查看栏，切换画面的扩大/缩小，显示模式 6 号按键 MENU (主菜单) 更改对话框菜单的浓度7号按键 （调试功能) 在流程编辑画面中切换通常显示／扩大显示OK 按键7号按键RUN/STOP 键光标 按键1.2进入操作权限按下按键1，弹出功能菜单对话框，移动光标至实用功能，进入对话框,选择用户帐号切换，弹出用户帐号切换对话框。

用户选择框中选择Admiｎisｔｌaｔor,用户密码是2222 。

点击ＯＫ，进入操作权限了。

1.3建立视觉模板视觉模板是视觉系统在生产中比对各种不同位置产品的模板，所以建立模板是必须选择轮廓明晰,表面清洁的产品。

建立模板的产品必须放置在视觉图片的中央位置,便于视觉系统快速比对产品。

进入权限后,按遥控器背面7号按键，进入Ｍain菜单。

一共有4步和选项，（STEP3和STEＰ4出厂设置OK不必更改)ＳTＥＰ1 相机设定点击STEＰ1，进入相机设定画面,可供选择每个相机的设定。

CCD技术及其应用姓名：哈纳学号：摘要电荷耦合器件CCD(Charge Coupled Devices)是20世纪70年代初发展起来的新型半导体集成光电器件,它是美国贝尔电话实验室的W.S.Byole和G.E.Smiht于1970年首先提出的。

近30年来,依靠己经成熟的MOS集成电路工艺,CCD器件及其应用技术得以迅速发展。

目前CCD应用技术已成为集光学、电子学、精密机械与计算机技术为一体的综合性技术,在现代光子学、光电检测技术和现代测试技术领域中成果累累[1]。

CCD器件按其感光单元的排列方式分为线阵CCD和面阵CCD两类,但无论是线阵CCD 还是面阵CCD,由于其固有的物理特性、工作机理等原因以及芯片结构、制作工艺等的限制,CCD像素精度不能做得很高。

为了保证CCD像元具有足够的感光面积和防止相邻像元之间的互相串扰,所有CCD器件的像元面积以及像元间距都不能做得太小,目前一般在微米级别,这就限制了CCD在高精度测量领域中的应用。

关键词： CCD结构光敏元图像处理ABSTRACTCharge Coupled Devices (CCD) is the new type semiconductor integrated photoelectric device developed at the beginning of the seventies of the 20th century. It was put forward at the first of 1970 by W. S. Boyle and G. E. Smith from the American Bell telephone laboratory. In the past thirties years, CCD device and its application technology have been developed rapidly with the develop MOS integrated circuit craft. CCD technology has become the current application of optics, electronics, precision machinery and computer technology as an integrated technology, modern photonics, optical detection techniques and modern technology in the field of the results of numerous tests.CCD device falls into linear CCD and MATRIX CCD according to its sensitization unit permutation way. No matter linear CCD or matrix CCD, the precision of CCD image cell cannot be made very high for the reasons such as its inherent physical characteristic and working mechanism, etc., or the restrictions as the structure of the chip and manufacture technology, etc. In order to ensure CCD image cell area and the space of all the CCD device cannot be so small, in one micron of ranks generally at present. So CCD is restricted to the application of high accuracy measure field.Keywords: CCD structure Photosensitive element Image processing1.绪论1.1CCD的由来及发展历史CCD是于1969年由美国贝尔实验室的W.S.Byole（威拉德·博伊尔）和G.E.Smiht （乔治·史密斯）所发明的。

基恩士CCD的应用原理什么是基恩士CCD？基恩士CCD（Charged Coupled Device，电荷耦合器件）是一种光电传感器，广泛应用于图像和视频的捕捉设备中。

其原理是利用半导体材料对光的敏感性，将光信号转换为电信号。

基恩士CCD的工作原理基恩士CCD的工作原理可以概括为以下几个步骤： 1. 光的感受：基恩士CCD的表面布满了光敏感的蚀刻表面，当光照射到CCD上时，光子会撞击到蚀刻表面上的光敏效应位，产生电子-空穴对。

2. 电荷传输：电子-空穴对产生后，通过电场作用力将电子和空穴分离，形成一些电荷（电子和空穴的总数量）。

这些电荷会被传输至图像传感器的暗电场处。

3. 电荷转换：经过电荷传输后，电荷会被转化为电压信号。

基恩士CCD利用PN结构（正负电交界结构）将电荷转换为电压信号。

4. 信号放大：电压信号进入增益放大器进行放大，以增强信号强度。

5. 输出信号：经过放大后的信号被传输至AD转换器，转换为数字信号，然后传输至其他设备进行后续的图像处理、存储或显示。

基恩士CCD的特点•高感光度：基恩士CCD具有较高的感光度，能够捕捉到较暗的光线条件下的图像信息。

•低噪声：基恩士CCD的图像质量较好，其噪声水平较低，可以提供清晰、细节丰富的图像。

•快速响应：基恩士CCD传感器具有较快的响应速度，能够捕捉到运动的物体，并生成高质量的图像。

•稳定性好：基恩士CCD具有较好的稳定性，不易受到环境温度等因素的影响。

基恩士CCD的应用领域基恩士CCD由于其优异的性能，在许多领域得到广泛的应用，主要包括： - 摄像机：基恩士CCD广泛应用于数码相机、摄像机以及安防监控摄像头等设备中，用于捕捉图像和视频。

- 医学影像：基恩士CCD在医学领域也有重要的应用，用于X射线、核磁共振等医学影像的捕捉。

- 工业检测：利用基恩士CCD的高分辨率和高灵敏度优势，可以用于工业检测领域，如缺陷检测、自动化设备。

- 天文观测：基恩士CCD在天文领域被广泛应用，用于拍摄天体、星系的图像，以研究宇宙的演化和结构。

ATP-A07VA-A 视觉系统操作说明ATP-A07VA-A有4套控制系统，分别是CF-LCD视觉系统，CF-POL视觉控制系统，TFT-LCD视觉控制系统，TFT-POL视觉控制系统。

本说明书就以CF-POL视觉系统为例讲解说明CCD调试。

1.0 开启电源后视觉系统自动进入开机画面，显示初始画面。

CCD1 CCD2状态区域偏移量CCD3初始画面中显示CCD1，CCD2，CCD3 三个相机的当前画面。

CCD1画面：显示相机1当前画面CCD2画面：显示相机2当前画面CCD3画面：显示相机3当前画面状态区域：显示正在进行拍摄的结果（OK:拍摄完成，RE:再次拍摄NG:拍摄错误）偏移量：表示拍摄结果输出的补偿值。

1.1滑动遥控器介绍1号按键 FUNCTION （功能键）切换功能菜单的显示和非显示 2号按键 ESCAPE (退出键) 设定时返回前面一个界面或者退出 3 号按键 TRIGGER (拍摄键) 一齐输入触发4号按键 SCREEN (屏幕键) 按顺序切换现在显示的画面的显示类别 5 号按键VIEW (画面切换) 显示查看栏，切换画面的扩大/缩小，显示模式 6 号按键 MENU (主菜单) 更改对话框菜单的浓度7号按键 （调试功能） 在流程编辑画面中切换通常显示/扩大显示OK 按键7号按键RUN/STOP 键光标 按键1.2进入操作权限按下按键1，弹出功能菜单对话框，移动光标至实用功能，进入对话框，选择用户帐号切换，弹出用户帐号切换对话框。

用户选择框中选择Administlator,用户密码是2222 。

点击OK，进入操作权限了。

1.3建立视觉模板视觉模板是视觉系统在生产中比对各种不同位置产品的模板，所以建立模板是必须选择轮廓明晰，表面清洁的产品。

建立模板的产品必须放置在视觉图片的中央位置，便于视觉系统快速比对产品。

进入权限后，按遥控器背面7号按键，进入Main菜单。

一共有4步和选项，（STEP3和STEP4出厂设置OK不必更改）STEP1 相机设定点击STEP1，进入相机设定画面，可供选择每个相机的设定。

基恩士视觉系统图像获取与处理技术要点视觉系统是一种模仿人类视觉机制的系统，通过图像获取与处理技术来实现对图像的分析和理解。

基恩士（Canon）作为一家全球知名的光学与影像产品制造商，其视觉系统图像获取与处理技术是其产品的核心竞争力之一。

在本文中，我将对基恩士视觉系统图像获取与处理技术的要点进行详细阐述。

首先，基恩士视觉系统图像获取与处理技术的第一个要点是高精度的图像采集。

基恩士相机采用先进的传感器技术和图像处理算法，能够实现高分辨率、低噪声和高动态范围的图像采集。

无论是在低光条件下还是高对比度环境中，基恩士相机都能够准确捕捉图像细节，保证图像的清晰度和准确性。

其次，基恩士视觉系统图像获取与处理技术的第二个要点是智能图像处理。

基恩士相机配备了先进的图像处理芯片和软件，能够对图像进行实时的智能处理。

通过自动曝光、自动对焦、自动白平衡等功能，基恩士相机能够自动优化图像的亮度、对比度和色彩平衡，使得拍摄的图像更加真实和美观。

此外，基恩士相机还具备人脸检测、场景识别等智能功能，能够自动识别拍摄对象并优化图像处理参数，提供更好的拍摄效果。

第三，基恩士视觉系统图像获取与处理技术的第三个要点是多种图像模式的支持。

基恩士相机提供了多种拍摄模式和滤镜效果，包括全自动模式、手动模式、运动模式、夜景模式等，满足不同场景和拍摄需求。

此外，基恩士相机还支持多种专业摄影模式，如肖像、风景、微距等，满足不同摄影爱好者的需求。

用户可以根据自己的喜好和需求选择合适的拍摄模式和滤镜效果，获取满意的图像结果。

最后，基恩士视觉系统图像获取与处理技术的第四个要点是可靠的图像存储和传输。

基恩士相机支持多种图像存储格式，如JPEG、RAW等，能够满足用户对图像质量和后期处理的需求。

此外，基恩士相机还支持多种图像传输方式，包括USB、Wi-Fi、蓝牙等，方便用户将图像传输到电脑、手机或其他设备进行处理和分享。

基恩士相机还配备了大容量的存储卡，保证用户能够拍摄和存储大量的图像。