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CCD基本原理与应用CCD（Charge Coupled Device）是一种电子器件，也是一种图像传感器。
它是由许多电荷传输电极、储存节点和输出寄存器组成的。
CCD原理基于光电效应，通过转换光子能量为电荷，进而将电荷转换为电信号。
CCD工作原理是通过感光元件接收光线，将光线中的不同颜色和亮度转化为电荷信号，进一步转化为电压信号。
CCD感光元件由排列在平面上的微小光敏单元（Pixel）组成，每个光敏单元可以转换接收到的光线为一定量的电荷。
当光线进入CCD感光元件时，光子会与感光元件上的硅原子相互作用，使电子从价带跃迁到导带，形成电荷。
光敏单元的形状和大小决定了CCD的空间分辨率。
在CCD感光元件的排列结构中，光敏单元被分成两个区域：感光区和储存区。
感光区接收到光线，产生的电荷被存储在相应的储存区。
当电荷存储完毕后，通过逆向偏置的输出寄存器完成信号的放大和读取。
读出的信号可以用来构建图像。
CCD的应用非常广泛。
最常见的应用之一是在数字相机和摄像机中充当图像传感器。
CCD感光元件可以捕捉到细节丰富的图像，并转换为数字信号。
这些数字信号可以通过影像处理、压缩和存储等方式进行后续的处理和使用。
CCD也在天文学中广泛应用。
天文学家使用CCD相机来观测和拍摄星体的图像。
由于CCD可以捕捉非常微弱的光信号，并具有较高的灵敏度和低噪声特性，所以CCD相机成为天文观测中不可或缺的工具。
CCD还广泛应用于光谱仪中。
光谱仪将光线分散为不同波长的光谱，CCD感光元件可以将光谱转换为电信号，并进行进一步的分析和测量。
这使得CCD成为光谱分析领域中的关键技术。
此外，CCD还被应用于医学成像、工业检测和科学研究等领域。
在医学成像中，CCD感光元件可以捕捉到医学图像，并帮助医生进行诊断。
在工业检测中，CCD可以用来检测产品的表面缺陷和异常，提高生产质量。
在科学研究中，CCD可以用来观测微观现象和进行粒子探测。
总的来说，CCD基本原理是通过光电效应将光子能量转换为电荷，进而转换为电信号。
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为何系统？优势照明控制扩展单元提供照明灵活性。
优势KEYENCE 提供各式各样的照明单元以满足几乎所有应用需求。
[世界首创]“可扩展的”控制器结构以经济的方式增强控制CV-5000 系列提供 CCD 扩展单元与照明控制扩展单元，可根据需要将它们添加到主控制器上。
此结构可供用户通过只选择需要的单元来控制成本，又不失适应未来变化的灵活性。
镜面反射的图像示例检测金属表面上是否存在刻字有必要反映出平整金属表面与刻字凹陷之间的差异。
由于金属表面容易反射照明，而刻字则不能，因此，最优方法是使用镜面反射来凸显表面与刻字之间的差异。
照明选择（镜面反射、漫反射、透射光）LED 照明可分为以下三种主要类型：1. 镜面反射型：光线照射到工件上，镜头接收到直接反射的光线。
2. 漫反射型：光线照射到工件上，镜头接收到均匀的环境光线。
3. 透射光型：光线照射到工件上，镜头接收到透射剪影。
[世界首创]LED 照明控制扩展单元轻松控制照明，无需额外布线每个照明控制扩展单元都有两个照明连接器。
最多可将 4 个照明扩展单元连接到一个 CV 控制器上，从而允许同时控制总共 8 个照明*。
控制器的 CCD 配置菜单拥有内置调光控件与可配置的照明模式。
这可为用户提供对照明的完全控制，而无需单独布线和基于 PLC 编程。
通过将照明设定为每次触发时选通来延长 LED 寿命。
还可以通过 CV 用户界面与外部命令控制来调整发光亮度。
* 只要照明的总功率不超过额定功率，就可以使用选配的双头连接线来连接其它照明。
例如，用户最多可以连接 16 个 10 W 的 LED 照明。
照明控制扩展单元控制器CCD 扩展单元镜面反射透射光入射光工件漫反射吸收漫透射光刻字不清楚。
由于包装反光，无法检测印刷字体。
边缘上的缺口不清楚。
由于标签极易反光，因此边缘不清楚。
采用镜面反射采用镜面反射采用镜面反射刻字很清楚。
由于均匀照亮包装表面，反光得到有效消除，显示的印刷字体具有高对比度。
CCD的应用（CCD固态图像传感器）电荷耦合器件用于固态图像传感器中, 作为摄像或像敏的器件。
CCD固态图像传感器由感光部分和移位寄存器组成。
感光部分是指在同一半导体衬底上布设的若干光敏单元组成的阵列元件, 光敏单元简称“像素”。
固态图像传感器利用光敏单元的光电转换功能将投射到光敏单元上的光学图像转换成电信号“图像”, 即将光强的空间分布转换为与光强成比例的、大小不等的电荷包空间分布, 然后利用移位寄存器的移位功能将电信号“图像”转送, 经输出放大器输出。
根据光敏元件排列形式的不同, CCD固态图像传感器可分为线型和面型两种。
（1）线型CCD图像传感器线型CCD图像传感器结构如图8 - 21 所示。
光敏元件作为光敏像素位于传感器中央, 两侧设置CCD移位寄存器, 在它们之间设有转移控制栅。
在每一个光敏元件上都有一个梳状公共电极, 在光积分周期里, 光敏电极电压为高电平,光电荷与光照强度和光积分时间成正比, 光电荷存储于光敏像敏单元的势阱中。
当转移脉冲到来时, 光敏单元按其所处位置的奇偶性, 分别把信号电荷向两侧移位寄存器转送。
同时, 在CCD移位寄存器上加上时钟脉冲, 将信号电荷从CCD中转移, 由输出端一行行地输出。
线型CCD图像传感器可以直接接收一维光信息, 不能直接将二维图像转变为视频信号输出, 为了得到整个二维图像的视频信号, 就必须用扫描的方法来实现。
线型CCD图像传感器主要用于测试、传真和光学文字识别技术等方面。
（2）面型CCD图像传感器按一定的方式将一维线型光敏单元及移位寄存器排列成二维阵列, 即可以构成面型CCD图像传感器。
面型CCD图像传感器有三种基本类型: 线转移、帧转移和隔列转移, 如图8 - 22 所示。
图8 - 22（a）为线转移面型CCD的结构图。
它由行扫描发生器、感光区和输出寄存器组成。
行扫描发生器将光敏元件内的信息转移到水平（行）方向上, 驱动脉冲将信号电荷一位位地按箭头方向转移, 并移入输出寄存器, 输出寄存器亦在驱动脉冲的作用下使信号电荷经输出端输出。
