【2017年整理】CCD和CMOS区别原理.ppt

CCD和CMOS;1. 机器视觉系统的组成 2. CCD在工业中的应用 3. CCD在工业领域的典型应用案例 4. 图像转换过程 5. CCD成像器件 6. CCD的特征参数;1.机器视觉系统的基本组成;系统构成：;1.1光源;1.2 镜头;1.3 CCD相机;1.4 采集卡;1.5 软件;二、CCD在工业的应用简介;2、Inspection(应用范围最广），检测;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;3、Guide，导引;4、Identification，识别;三、CCD在工业领域的典型应用案例;1、印刷包装行业;1、印刷包装行业;1、印刷包装行业;2、半导体行业;2、半导体行业;2、半导体行业;2、半导体行业;2、半导体行业;3、PCB电子产品行业;3、PCB电子行业;4、LCD行业;5、烟草行业;5、烟草行业;5、烟草行业;5、烟草行业;6、ITS行业，智能交通系统 (Intelligent Transport System）;6、ITS行业;6、ITS行业;6、ITS行业;7、其他应用--键盘检测;7、其他应用--键盘检测;7、其他应用－紧固件检测;7、其他应用--紧固件检测; 在机器视觉系统中主要采用两类光电传感芯片：CCD (Charge Coupled Device，电荷耦合器件)和CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化半导体)。这两种芯片的作用都是通过光电效应将光信号转换为电信号(电压/电流)，进行存储以获得图像。 CCD和CMOS在基本成像过程中都按照以下步骤： 电荷产生(电荷的产生和收集)； 电荷量化(将电荷转换为电压或电流信号进行存储)； 信号输出。 两类芯片的区别在于采用不同的方式和机制来实现以上功能。 ;实物;;感光芯片的设计思想：就是分割被描述区域，用相应 的灰度填充。;实物;实物;实物;实物;实物;实物; 由于光电转换设备和放大设备都是针对微观的电荷进行量化操作。就需要一个精密的器件来完成这两个过程。 我们常用的是 CCD 和 CMOS;;CCD芯片的工作原理;1 光电荷的产生;2 电荷储存;3 电荷包的转移; CCD中电荷包的转移是由各极板下面的势阱不对称引起的。电压高的地方，就会产生相对的势阱，电荷会聚集在势阱里。当高电压的位置按照一定方向转移时，势阱的位置也会随之转移，如此，电荷就会随着移动。 ;为了将CCD芯片中的电荷??移到输出节点处，需要在各个像元的电极间施加不 同的偏压，通过电平信号的变换实现电荷的转移。通常电荷转移又分为单相驱 动、双相驱动、三相驱动和四相驱动等多种方式。这几种驱动方式除了电极构 造和电压波形不同外，其转移方式都是一样的。 ; 而4相CCD ，其势阱与势垒各占据2个电极的宽度 阻隔相临像素间电荷的溢出能力更强。适用于高速时钟;CCD电荷转移方式原理演示;Different bucketshold differentamounts of rain;CCD工作原理演示;Rain gaugeis emptied;Rain gaugeis emptied;Rain gaugeis emptied;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;当一个CCD芯片感光完毕后。每个像素所转换的电荷包，就按照一行的方向转移出CCD感光区域。为下一次感光放空间。; 当一个像素聚集过多的电荷后，就会出现电荷溢出。溢出的电荷会跑到相临的像素势阱里去。这样电荷的电量就不能如实反映原物。也就是常说的blooming。要避免这种情况发生的方法： A 把桶做大些 B 让雨早点停 C 间歇地，把装满水的桶到出一些 D 做个导流管，让溢出的水流到地上去，不要流到其他桶里。;对应的方法： A 增大单位像素尺寸 B 缩短曝光时间 缺点：对于暗的部分曝光不足 C 间歇开关时钟电压 缺点：会降低速度 D 溢出沟道和溢出门 缺点：制作复杂，且还有缺陷 所以，增大像素尺寸是最完善的做法。;CCD的电荷转移途径 光电荷的转移途径有CCD