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技術(shù)文章

CCD工業(yè)攝像頭的電子快門時(shí)間詳解

閱讀：5023發(fā)布時(shí)間：2012-9-14

　　CCD工業(yè)相機(jī)、CCD工業(yè)攝像頭電子快門是利用電子技術(shù)在時(shí)間上控制CCD芯片上電荷的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)移，從而得到“快門”效果。電子快門是相對(duì)相機(jī)的機(jī)械快門功能而提出的一個(gè)術(shù)語，它相當(dāng)于控制CCD圖像傳感器的感光時(shí)間，由于CCD感光的市值就是信號(hào)電荷的積累，感光越長，信號(hào)電荷積累實(shí)踐也越長，輸出信號(hào)電流的幅值也越大。
　　
　　電子快門的特點(diǎn)是無運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲、速度檔次多、速度快，適合分析快速運(yùn)動(dòng)過程，但存在圖像的不連續(xù)、間斷跳躍感。常見的電子快門的方式有rollingshutter和Globalshutter兩種，rollingshutter是逐行順序曝光，所以不適合運(yùn)動(dòng)物體的拍攝。當(dāng)采用globalshutter方式曝光時(shí)，所有像素在同一時(shí)刻曝光，類似于將運(yùn)動(dòng)物體凍結(jié)了，所以適合拍攝快速運(yùn)動(dòng)的物體。
　　
　　如果CCD的曝光時(shí)間過長，就會(huì)使速度快的運(yùn)動(dòng)物體變模糊。CCD工業(yè)相機(jī)、CCD工業(yè)攝像頭的電子快門可以使曝光時(shí)間得到控制和調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)可以用CCD工業(yè)相機(jī)、CCD工業(yè)攝像頭上的開關(guān)組合來實(shí)現(xiàn)，也可以通過CCD工業(yè)攝像機(jī)上的串行總線來控制。這種非機(jī)械式的、具有很大的靈活性的快門控制，給視覺系統(tǒng)帶來了極大的好處。
　　
　　電子快門的曝光時(shí)間的變化，僅僅改變了CCD光敏像元對(duì)外來光的感應(yīng)時(shí)間，但不會(huì)改變CCD內(nèi)在的視頻讀出周期。對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體來說，快門時(shí)間越短，所獲取的圖像越，即越不模糊，但過短的曝光時(shí)間會(huì)使光照強(qiáng)度大大提高，給光照技術(shù)帶來很大的困難，所以應(yīng)選擇合適的快門時(shí)間。
　　
　　快門時(shí)間與物體的大小、運(yùn)動(dòng)速度、物體至鏡頭的距離等因素有關(guān)，特別是機(jī)器視覺系統(tǒng)對(duì)獲取器圖像的精度要求，以像元為單位，例如1個(gè)、2個(gè)或者1/2個(gè)像元精度。
　　
　　電子快門是利用了CCD不通電不工作的原理，在CCD不通電的情況下，盡管像場窗口“大敞開”，但是并不能產(chǎn)生圖像。如果在按下快門鈕時(shí)，使用電子時(shí)間電路，使CCD只通電“一個(gè)的時(shí)間長短”，就也能獲得像有快門“瞬間打開”一樣的效果。
　　
　　維視數(shù)字圖像研發(fā)生產(chǎn)的工業(yè)數(shù)字相機(jī)、工業(yè)儀器相機(jī)等機(jī)器視覺產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域，如零部件外形尺寸、孔數(shù)、孔徑大小、孔間距、磨損、等識(shí)別與檢測等。

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