一、引言
uN(N2m 'jBtBFzP- 電荷耦合器件(
CCD)是以電荷為信號載體的
傳感器,屬于集成
光電傳感器,主要應(yīng)用于光電圖像的傳感。自從CCD于1970年首先在美國研制成功,它就一系列與眾不同、無可比擬的優(yōu)勢就顯示出來:靈敏度高、幾何尺寸精確、
光譜響應(yīng)寬、動態(tài)范圍大、操作容易、維護方便等。一般說來,CCD輸出信號有以下幾個特點:
5z9'~Gfb (1)能夠輸出與光像位置相對應(yīng)的時序信號。
*jo1? (2)能夠輸出各個脈沖彼此獨立相間的
模擬信號。
@v n% (3)能夠輸出反映焦點面信息的信號。
YPS,[F'B. 我們將
光源、
光學(xué)系統(tǒng)與這三個特點相結(jié)合,可以實現(xiàn)尺寸的測量。而尺寸的測量在一些場合時非常有必要的,特別是高精度尺寸測量。在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實驗中,經(jīng)常碰到微小尺寸的檢測問題,如細絲、薄板、狹縫等,不僅費時費力,而且精度較低,不便于實時檢測、顯示和控制,其應(yīng)用范圍也受到一定的限制⋯。近年來,利用線陣CCD進行無接觸一維測量已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。線陣CCD器件具有許多優(yōu)點:
vjYG>YhV (1)非接觸式,避免對所測器件的損傷。
Fo&ecWhw (2)高速測量,動態(tài)性能好,可以測高速機械運動的物體的尺寸。
u9%AK g}~ (3)空間分辨率高,可以實現(xiàn)高精度測量。
8:}$L)[V (4)空間自掃描可以實現(xiàn)量的絕對測量。
d(6&kXK (5)可靠性高,可以在很惡劣的環(huán)境下工作。
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)V: (6)其線掃描輸出的光電信號有利于其后續(xù)信號處理,便于同計算機組成高性能測控系統(tǒng)。
t:qPW<wc }3y Q*< 典型的CCD光電測試系統(tǒng)由光源、
光學(xué)系統(tǒng)、CCD傳感器、信號采集與處理
電路以及后續(xù)處理系統(tǒng)組成。本文將介紹幾種測量不同量級尺寸的方法,可以分為微小尺寸、中尺寸、大尺寸,并且給出了信號處理方法,重點是高性能微分電路的實現(xiàn)和二值化過程的實現(xiàn)。
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