面陣CCD與線陣CCD優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用簡介
工業(yè)相機(jī)按照傳感器結(jié)構(gòu)分為面陣CCD相機(jī)與線陣CCD相機(jī)。
面陣CCD的優(yōu)點(diǎn)是可以獲取二維圖像信息,測量圖像直觀。缺點(diǎn)是像元總數(shù)多,而每行的像元數(shù)一般較線陣少,幀幅率受到限制,因此其應(yīng)用面較廣,如面積、形狀、尺寸、位置,甚至溫度等的測量。由于生產(chǎn)技術(shù)的制約,單個面陣CCD的面積很難達(dá)到一般工業(yè)測量對視場的需求。
而線陣CCD的優(yōu)點(diǎn)是一維像元數(shù)可以做得很多,而總像元數(shù)角較面陣CCD相機(jī)少,而且像元尺寸比較靈活,幀幅數(shù)高,特別適用于一維動態(tài)目標(biāo)的測量。而且線陣CCD 分辨力高,價格低廉,可滿足大多數(shù)測量視場的要求,但要用線陣CCD獲取二維圖像,必須配以掃描運(yùn)動,而且為了能確定圖像每一像素點(diǎn)在被測件上的對應(yīng)位置,還必須配以光柵等器件以記錄線陣CCD每一掃描行的坐標(biāo)。一般看來,這兩方面的要求導(dǎo)致用線陣CCD獲取圖像有以下不足:圖像獲取時間長,測量效率低;由于掃描運(yùn)動及相應(yīng)的位置反饋環(huán)節(jié)的存在,增加了系統(tǒng)復(fù)雜性和成本;圖像精度可能受掃描運(yùn)動精度的影響而降低,最終影響測量精度。
即便如此,線陣CCD獲取圖像的方案在以下幾方面仍有其特有的優(yōu)勢:線陣CCD加上掃描機(jī)構(gòu)及位置反饋環(huán)節(jié),其成本仍然大大低于同等面積、同等分辨率的面陣CCD;掃描行的坐標(biāo)由光柵提供,高精度的光柵尺的示值精度可高于面陣CCD像元間距的制造精度,從這個意義上講,線陣CCD獲取的圖像在掃描方向上的精度可高于面陣CCD圖像;新近出現(xiàn)的線陣CCD 亞像元的拼接技術(shù)可將兩個CCD芯片的像元在線陣的排列長度方向上用光學(xué)的方法使之相互錯位1/2個像元,相當(dāng)于將第二片CCD的所有像元依次插入第一片CCD的像元間隙中,間接“減小”線陣CCD像元尺寸,提高了CCD的分辨率,緩解了由于受工藝和材料影響而很難減小CCD像元尺寸的難題,在理論上可獲得比面陣CCD更高的分辨率和精度。
因此,線陣CCD加掃描運(yùn)動獲取圖像的方案目前仍使用廣泛,尤其是在要求視場大,圖像分辨率高的情況下甚至不能用面陣CCD替代。但是,僅有高的分辨率還不能保證有高的圖像識別精度,特別是線陣CCD獲取的圖像雖然分辨率高,但由于受掃描運(yùn)動精度的影響,其圖像較面陣CCD圖像更具特殊性。因此,圖像識別時不僅要充分利用分辨率高的優(yōu)勢,還必須從算法上克服掃描運(yùn)動的影響,使機(jī)械傳動的誤差不致直接影響最終的圖像識別精度。
- 上一篇:激光傳感器原理及其應(yīng)用 2018/3/11
- 下一篇:激光位移傳感器的工作原理 2018/3/11