采用CCD圖像傳感器的工業(yè)內(nèi)窺鏡：用“原汁原味”的檢測(cè)畫面洞察細(xì)微缺陷
工業(yè)內(nèi)窺鏡是探查復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況的間接目視檢測(cè)工具，特別是基于圖像傳感器成像的工業(yè)內(nèi)窺鏡更是在眾多行業(yè)應(yīng)用廣泛。目前市場(chǎng)上同時(shí)并存采用CCD圖像傳感器的工業(yè)內(nèi)窺鏡和采用CMOS圖像傳感器的工業(yè)內(nèi)窺鏡，本文介紹它們的工作原理和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
首先，我們來了解一下圖像傳感器的工作原理。圖像傳感器是一種光電轉(zhuǎn)換器件，負(fù)責(zé)將感光面上的光子轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其工作的基本單位通常稱作像素單元，像素單元的光電轉(zhuǎn)換要經(jīng)過接收光子、激發(fā)電子（形成電荷）、經(jīng)放大電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)等過程。
對(duì)于CCD圖像傳感器的每個(gè)像素單元來說，經(jīng)光敏二極管激發(fā)生成的電荷通過電荷耦合方式轉(zhuǎn)移后，經(jīng)由統(tǒng)一節(jié)點(diǎn)完成“放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)”，因此信號(hào)輸出的一致性非常好；同時(shí)簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)使得像素單元具有更大的感光面積，感測(cè)及識(shí)別精度高，能夠捕捉到更多的光線；而且CCD圖像傳感器為了隔離噪聲，采用了PN結(jié)或二氧化硅隔離層技術(shù)，有效避免噪聲對(duì)圖片質(zhì)量的影響。
相比較之下，CMOS圖像傳感器的每個(gè)像素單元具有相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，每個(gè)像素單元都使用自己的信號(hào)放大器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，信號(hào)輸出的一致性較差，對(duì)于數(shù)以百萬計(jì)的像素單元來說，這意味著更高的固定噪聲；與此同時(shí)，復(fù)雜的像素單元結(jié)構(gòu)也壓縮了感光區(qū)域的表面積；而且CMOS圖像傳感器的各元件、電路之間距離很近，相互干擾引發(fā)的噪聲會(huì)影響圖片質(zhì)量以及色彩還原。
基于上述差異，與CMOS圖像傳感器相比，CCD圖像傳感器具有更強(qiáng)的感光性、更高的信噪比和動(dòng)態(tài)范圍、更高解析度、更高靈敏度、以及更好的色彩準(zhǔn)確性和更寬的色域。體現(xiàn)在成像質(zhì)量上，CCD圖像傳感器的攝像頭能夠提供更高質(zhì)量的成像：清晰、細(xì)膩、純凈、以及出色的色彩還原，特別是在低光照條件下依然可以得到同樣高質(zhì)量的圖像。
而低光照對(duì)于工業(yè)內(nèi)窺鏡來說是一種常態(tài)化的工作環(huán)境！
工業(yè)內(nèi)窺鏡是一種可視化檢測(cè)工具，檢測(cè)的目的在于從處于封閉結(jié)構(gòu)或組裝狀態(tài)的設(shè)備中查找表面缺陷或其他所需的細(xì)節(jié)，攝像頭作為深入設(shè)備內(nèi)部的圖像采集工具，其成像清晰度直接決定內(nèi)窺檢測(cè)的效率以及缺陷檢出率(POD)。
面對(duì)設(shè)備內(nèi)部缺少環(huán)境光的現(xiàn)實(shí)情況，工業(yè)內(nèi)窺鏡只能從直徑毫米級(jí)的探頭前端提供照明，其效果與設(shè)備外部的明亮環(huán)境光是無法比擬的。在這種情況下，CCD圖像傳感器的攝像頭憑借對(duì)光線的強(qiáng)感知力、以及在低光照條件下捕捉更多光線的能力，依然能夠提供清晰且明亮的檢測(cè)畫面，助力用戶高效地發(fā)現(xiàn)和識(shí)別缺陷，從而真正實(shí)現(xiàn)內(nèi)窺檢測(cè)的目的，而不會(huì)讓檢測(cè)流于形式。
因此，在內(nèi)窺檢測(cè)的應(yīng)用背景下，受限于小直徑探頭和低照度環(huán)境的實(shí)際情況，采用CCD圖像傳感器的工業(yè)內(nèi)窺鏡具有與生俱來的優(yōu)勢(shì)：能夠始終呈現(xiàn)“原汁原味”的檢測(cè)圖像，可以更可靠、更高效地助力用戶洞察細(xì)微缺陷、排查安全隱患、準(zhǔn)確定位故障，成為工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域不可或缺的檢測(cè)助手。
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