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1、ISSN1672-4305实验室科学第1期2009年2月CN12-1352/NLABORATORYSCIENCENo.1Feb.2009面阵CCD尺寸测量的实验钟翔,齐龙(天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072)摘要:用面阵CCD摄像头与图像数据采集系统测量实际物体外形尺寸是CCD应用最广泛的领域。在尺寸测量应用中存在着许多实际问题。为了将问题简化,突出主要问题,采用标准几何图形代替实际被测物,着重介绍面阵CCD在尺寸测量应用中的关键知识点。关键词:面阵CCD;尺寸测量;图像数据中图分类号:G424.31文献标识码:A文章
2、编号:1672-4305(2009)01-0120-03CCDarraysizemeasurementexpermientZHONGXiang,QILong(CollegeofPrecisionInstrumentandOpto-electronicsEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:TheuseofareaarrayCCDcameraandimagedataacquisitionsystemmeasuredtheactualdimensionsofobjectsisthemostwidel
3、yusedCCDfields.Applicationsinmeasuremen,ttherearemanypracticalproblems.Inordertosimplifytheproblems,highlightingthemainissues,theuseofstandardinlieuofactualmeasuredgeometryobjects,focusingonarea-arrayCCDintroducemeasurementapplicationsinthesizeofthekeyknowledgepoints.Keywords:area-arrayCC
4、D;sizemeasuremen;timagedata实验中使用的CCD为隔列转移型面阵CCD,其信号电荷并行地转移到垂直寄存器中。转移过程结结构如图1所示。它的像敏单元(图中虚线方块)束后,光敏单元与读出寄存器又被隔开,转移到读出呈二维排列,每列相敏单元被遮光的读出寄存器及寄存器,光生电荷在读出脉冲的作用下一行行地向沟阻隔开,像敏单元与读出寄存器之间又有转移控水平读出寄存器种子转移,水平读出寄存器快速地制栅。由图可见,每一像敏单元对应两个遮光的读经输出放大器输出。在输出端得到与光学图像对应出寄存器单元(图中斜线表示被遮蔽,斜线部位的的一行行的视频信号。方块为读出寄存器
5、单元)。读出寄存器与像敏单元的另一侧被沟阻隔开。由于每列相敏单元均被读出寄存器所隔。因此,这种面阵CCD称为隔列转移型CCD。隔列转移型面阵CCD工作在PAL电视制式下,按电视制式的时序工作。在场正程期间像敏区进行光积分,这个期间转移栅为低电位,转移栅下的势垒将像敏单元的势阱与读出寄存器的变化势阱隔开。像敏区在进行光积分的同时,移位寄存器在垂直驱动脉冲的驱动下,一行行地将每一列的信号电荷向水平移位寄存器转移。场正程结束(光积分时间结束),进入场逆程。场逆程期间转移栅上产生图1隔列转移型面阵CCD结构图一个正脉冲,在转移控制脉冲的作用下将像敏区的钟翔,等:面阵CCD尺寸测量
6、的实验121(2)彩色面阵CCD多功能实验仪YHACCD-II型一台。3实验内容及步骤(1)开机过程将被测的标准图片安装在被测物夹持架!上,将USB接口线正确连接到计算机上;将外置面阵CCD摄像机的镜头盖打开。打开计算机的电源开关,安装好配套的实验仪软件。打开YHACCD-II彩色面阵CCD多功能实验图2像敏单元与寄存器单元的结构仪的电源开关。确认视频切换按钮是否已经按下,切换指示灯图2所示为隔列转移型面阵CCD的二相注入点亮表明采集外置CCD摄像机的图像信号。势垒器件的像敏单元和寄存器单元的结构图。该结运行面阵CCD尺寸测量实验!程序。构为两层多晶硅结构,第一层提供像
7、敏单元上的点击连续采集!按钮,计算机界面将显示外置MOS电容器电极,又称为多晶硅光控制电极;第二摄像头所采集到的图像,调整CCD摄像头与测量图层基本上是连续的多晶硅,它经过选择掺杂构成二片的相对位置使计算机显示的图像尽量清晰,点击相转移电极系统,称为多晶硅寄存器栅极系统。转停止!按钮。或者,点击单帧!按钮,采集到一幅移方向用离子注入势垒方法完成,使电荷只能按规数据图像,并将其存入指定内存。定的方向转移,沟阻常用来阻止电荷向外扩散。(2)关于圆数据的测量1测量原理点击如图4所示操作菜单栏中的查看!选项,选择要查看的