1.CCD測試儀的作用:

通過取像/放大/成像,將產品局部放大成像至顯示器上,作業人員只需依照顯示器所顯示來進行檢查/判定。如增加分釐卡/十字發生器等設備,還能測量/檢驗出產品的尺寸。如下圖所示

a.利用CCD+十字放生器,測量產品的平整度(如下圖尺寸)

b.利用CCD放大成像的功能,檢查電子元件是否有破損/裂痕等不易發現的不良

c.如使用在自動化作業上,可以通過增加紅綠指示燈,蜂鳴器等輔助設備來提示作業員產品是否為良品,或通過一些其它軟體來自動判別


2.本廠CCD測試儀的組成部份

本廠使用最為廣泛的CCD測試儀主要由CCD,十字線發生器,鏡頭,顯示器,光源,機械架構等組成

3.CCD測試儀各主要部份的功能

a.Charge Coupled Device CCD荷耦合器件。CCD一種半導體裝置,能夠把光學影為數字信

b.十字線發生器:十字線發生器是一種結合單片機技術與測量技術的全數字化定位專用電子線發生器。可以顯示實線十字線與自由移動的直線,以供作業人員提供測試基準綫

c.鏡頭:鏡頭的主要功能為收集被照物體反射光并將其聚集,使物體形成光學影像

d.顯示器:主要為輸出設備,將電子數字信號轉換為人眼能識別/判定的視覺信號

e.光源:為被測物體提供足夠的亮度及各角度光源的需求

f.機械架構:固定/定位CCD測試儀各零部件及方便作業人員操作使用


簡單來說,其作業原理為鏡頭先將物體轉換為光學影像,然後通過CCD再將物體的光學影像轉換成顯示器能識別的電子數字信號,最後顯示器再將電子數字信號轉換成人眼能識別的視覺信號;作業人員在通過十字線發生器提供的測試基準線來在顯示器上進行判定被測物體是否符合測試標準


CCD測試儀好壞主要體現在CCD,鏡頭,燈源的選取。我們那就詳細的瞭解一下這三個主要零部件吧

4.CCD

a.CCD主要是使用一種高感光度的半導體材料製作而成的,它把光學影像轉換成電荷,在經過模數轉換器轉換成可以被輸出設備辨識的電子數字信號。CCD是由很多感光單位組成的(每一個元素稱為像素,像素越多,其所顯示的圖像也越清晰),通常單位為百萬像素,當其表面受到光線照射時,每個感光單位都會將其反映在組件上,所有的感光單位產生的信號加在一起就構成了完整的畫面。

b.CCD像素是CCD主要性能指標,它決定著顯示畫面的清晰度。但還有其它的指標也制約著一台CCD的好壞,如CCD尺寸,靈敏度,信噪比,感光譜,線路及元件排密度,導體純淨度等

c.CCD的內部組成:

它是由第一層“微型鏡頭”,CCD成像的關鍵在其感光層,為了增加CCD的採光,就必須增加單一像素的受光面積,但提高採光也很容易造成畫質的下降。所以這層“微型鏡頭”就相當於在感光層之前增加一副眼鏡,這可以使感光面積就不會被傳感器的開口面積所制約,而是由“微型鏡頭”的鏡片的表面積來決定

第二層是“分色濾色片”。現在一般分色有兩種方式,一是RGB原色分色,二是CMYK補色分色法。這裡就不詳細介紹這兩種分色法,想要瞭解的同仁可自行上網尋找資料

第三層是感光層,這層主要是將濾色層過濾后的光源轉換成電子信號,并把信號傳送到處理芯片,并將影響還原。


5.鏡頭

a.依鏡頭的外形及性能,鏡頭大致分為P型鏡頭,E型鏡頭,L型鏡頭,自動變焦鏡頭

b.依焦距分,鏡頭分為焦距式,伸縮式,自動光圈或手動光圈等

c.依焦距數字大小分,鏡頭可分為標準鏡頭,廣角鏡頭,望遠鏡頭等

d.依光圈,鏡頭可分為固定光圈式,手動光圈式,自動光圈式

e.依照鏡頭伸縮調整方式可分為電動伸縮鏡頭,手動伸縮鏡頭等


那決定一個鏡頭的品質因素有哪些呢?

一個鏡頭好壞取決于它的鏡片數目,鏡片的透光率,鍍膜與研磨以及它的機械裝置


6.光源:

現在光源一般選用LED光源,其大致分為:排狀LED燈,環狀LED

想要得到一個比較理想的影像品質,燈源是必不可少的一個條件。可以通過調節/改善燈源來調節影像的品質。一台合適的CCD測試儀不是完全靠增加高解析度的CCD,鏡頭及更先進的軟體,一個合適的光亮度也是一個關鍵。

當鏡頭光圈變小時,照明度需要增加,所以高倍率鏡頭就需要更多的光

當鏡頭光圈變大時,照明度需要減少

下表為一些選用光源的一些建議性措施,可供參考


7.小結:


上面大概瞭解了一下CCD測試儀的主要零部件之功能,那我們現在來使用個圖表更直觀的瞭解CCD與鏡頭之間的關係(如下圖)






8.CCD與鏡頭的搭配標準

爲了得到良好的取像效果,在選取鏡頭時應注意下列六點

a.被測物體的大小

b.被測物理的細節尺寸

c.物距

d.焦距

e.CCD攝像機靶面的尺寸

f.鏡頭及攝像系統的分辨率

公式計算方法為:視距和焦距的計算是指被測物體的大小,視距的大小是以鏡頭至被測物體距離,鏡頭焦距及所要求的成像大小來確定的。

公式為1.f=uD/U 2.f=hD/H

f:鏡頭焦距

U:景物實際高度

H:景物實際寬度

D:鏡頭至景物實測距離

u:圖像高度

h:圖像寬度


9.本廠所使用CCD測試儀一些主要零部件型號及規格

部品名稱

部品型號

備注

1.顯示器

1.PHILIPS107S1

2.PHILIPS107SE 3.PHILIPS105G7

4.AOC771S

5.ST-14A(視訊通)

6.LEMEL

7.GREAT WAN(長城)

8.HOODI

9.SP-14C


目前產產線上使用大部分顯示器是: PHILIPS107S1

PHILIPS107SE

2.鏡頭

1.Computar 5.5mm(100萬像素) TELECENTRIC

MAD IN JAPAN

2.50mm 1:2.8c2/3 m25.5 Japan

3.Computar MACRO10X

MAD IN JAPAN

目前產產線上使用大部分鏡頭是:Computar5.5mm(套筒長度:46mm)

3.CCD

1.Watel WAT-231S480TV線)

MAD IN JAPAN

2.DF2018 JSP Digital color camera

3.MINTRON AUTO IRSI

目前產產線上使用大部分CCD是:

Watel WAT-231S

光源為本廠自製燈源(購買LED燈自行焊接而成)


CCD測試儀是本廠主要的測試/測量儀器設備,在本廠使用性廣泛。以上只是本人對CACT 的CCD測試儀的一些簡單結構介紹及功能的描述,希望能給大家提供一些參考性。


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