CCD在工業(yè)內(nèi)窺鏡中的應(yīng)用

2023-06-12 17:21:15

1984年，美國韋林公司研制成功了工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡，使工業(yè)內(nèi)窺鏡技術(shù)跨入電子時代，顛覆了傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡基于光學(xué)成像的工作方式，CCD在工業(yè)內(nèi)窺鏡中的應(yīng)用，使得工業(yè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)成為一個超小型CCD的圖像采集與顯示系統(tǒng)，從而為數(shù)字化檢測開創(chuàng)了新的天地。

采用CCD成像技術(shù)的工業(yè)內(nèi)窺鏡

應(yīng)用原理：CCD是內(nèi)窺視頻探頭的核心，由許多感光單位組成，在內(nèi)窺探查過程中，當(dāng)光學(xué)鏡頭成像于CCD后，感光單位負(fù)責(zé)將內(nèi)窺檢測圖像由光信號轉(zhuǎn)換成視頻電信號，就構(gòu)成了一幅完整的檢測畫面，并可傳輸給顯示器或是計算機(jī)，輕松借助計算機(jī)的處理手段也是水到渠成。

應(yīng)用優(yōu)勢：在CCD問世之后，誕生了CMOS傳感器。在相同分辨率下，CCD價格高于CMOS，但是CCD畫質(zhì)也明顯優(yōu)于CMOS，這是因?yàn)閮烧咧圃旃に嚨牟顒e。CMOS的每個像素都有獨(dú)自的擴(kuò)大器，而CCD則是每行像素共用信號擴(kuò)大器，因此在CMOS要為冗雜電路留出空間的同時，CCD則具有感光面積更大、成像更通透、明銳度更好、色彩還原更佳、曝光更準(zhǔn)確的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢應(yīng)用于工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測中，將帶來更高的缺陷檢出率（POD）。

應(yīng)用對象：基于成像優(yōu)勢和價格特點(diǎn)，CCD在工業(yè)內(nèi)窺鏡中的應(yīng)用對象主要是一些高端視頻內(nèi)窺鏡設(shè)備，通常進(jìn)口工業(yè)內(nèi)窺鏡品牌用的多一些，特別是高清工業(yè)內(nèi)窺鏡。這類高端設(shè)備往往是航空發(fā)動機(jī)孔探等應(yīng)用的常用設(shè)備，基于CCD的高分辨率畫質(zhì)不僅有助于及時發(fā)現(xiàn)缺陷，而且也有助于對缺陷進(jìn)行更準(zhǔn)確的量化分析，同理對于異物的檢索和排除也會更加高效一些，能夠更好地滿足對檢測可靠性和效率的要求。

影響因素：CCD上的眾多感光單位承載了色彩、亮度與灰度等眾多圖像信息，人們通常習(xí)慣稱其為“像素”（CCD原生像素，不是利用插值等軟件算法計算得到的）。理論上，CCD像素數(shù)越豐富，內(nèi)窺圖像越精細(xì)；但同時也會縮小每個感光單位的體積，相應(yīng)降低容納電荷的極限值，從而削弱對光線的敏感性，容易導(dǎo)致“電荷溢出”，使畫面出現(xiàn)噪點(diǎn)。此外，相同條件下，CCD面陣越大成像質(zhì)量越好的特性，與工業(yè)內(nèi)窺鏡通常只有毫米級直徑尺寸的視頻探頭規(guī)格也有沖突之處。因此，CCD在內(nèi)窺檢測行業(yè)的應(yīng)用需要均衡：CCD大小、像素數(shù)目、感光面積等多方面的因素，才能打造出具有良好通過性、同時圖像清晰而層次豐富的內(nèi)窺檢測設(shè)備。

應(yīng)用現(xiàn)狀：韋林工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡的系列產(chǎn)品都采用的是SUPER HAD? CCD，這是索尼公司進(jìn)一步優(yōu)化鏡片形狀從而提升光利用率的新設(shè)計，可以在提高CCD敏感度的同時最大限度地降噪，從而表現(xiàn)出細(xì)膩出眾的色彩還原性以及和諧的檢測圖像。以韋林工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡 Everest Mentor Visual iQ 為例，可以看到CCD面陣主要有1/6英寸和1/10英寸，CCD原生像素數(shù)有44萬和120萬，具體與探頭直徑的對應(yīng)關(guān)系如下表所示：

CCD應(yīng)用于工業(yè)內(nèi)窺鏡中的具體參數(shù)配置

CCD在工業(yè)內(nèi)窺鏡鏡中的應(yīng)用已經(jīng)有幾十年的歷史了，是一種穩(wěn)定、成熟、可靠、效果出色的成像器件，助力打造更清晰的內(nèi)窺鏡設(shè)備，助力使用者獲得更可靠的內(nèi)窺檢測結(jié)果。

采用CCD成像技術(shù)的韋林工業(yè)內(nèi)窺鏡



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