智觉模具保护器说明书

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1、上海智觉光电科技有限公司智觉模具监视系统说 明 书目录第一章：智觉模具监视系统简介 2第二章：特色功能 4第三章：产品配置及技术参数 5 第四章：安装 6第五章：如何使用 8 第一步：开机 8 第二部：抓拍标准图像 1 第三部：设置监测区域 12 第四部：灵敏度调整 12 第五步：误报警处理 12 第六步：关机 13 第七部：强制关机 13 第八步：相机参数设置 13第六章：系统维护 14第七章：问题解答 16第八章：光电技术 17 一、屏幕分辨率 17 二、光源 18 三、相机 19四、景深 20五、对比度 20六、亮度 21七、光源的位置 21八、光源的均匀性 21 第一章 智觉模具监视系

2、统简介-自动检查模腔安全及注塑产品质量中国注塑网CEO游旭新对模具监视系统下的定义为：“模具监视系统是基于机器视觉图像处理算法，通过光学装置和非接触CCD图像传感器、配合专用电脑控制器，自动接收和处理注塑生产过程中的每一帧模腔图像，以获得所需信息并与所存之标准模腔图像进行比对，依图像比对处理结果对模具安全及注塑机运动进行联锁控制的装置”。在现代工业自动化生产中，涉及到各种各样的检验、生产监视及零件识别应用，例如零配件批量加工的尺寸检查，自动装配的完整性检查，电子装配线的元件自动定位，IC上的字符识别等。通常人眼无法连续、稳定地完成这些带有高度重复性和智能性的工作，其它物理量传感器也难有用武之地

3、。由此人们开始考虑利用光电成像系统采集被控目标的图像，而后经计算机或专用的图像处理模块进行数字化处理，根据图像的像素分布、亮度和颜色等信息，来进行尺寸、形状、颜色等的判别。这样，就把计算机的快速性、可重复性，与人眼视觉的高度智能化和抽象能力相结合，由此产生了机器视觉的概念。注塑同仁们，欢迎您选择使用上海智觉光电科技有限公司之模具监视系统，就是运用机器视觉技术的最先进最新型的非接触注塑模腔保护及产品检测系统，本系统使用光电机器视觉技术，配合注塑机相关功能，使得您可以在很短的时间内，检查和保护一个精密模具模腔状况及注塑产品外观量尺寸。智觉模具保护器采用佰万像素工业相机实时监视模腔表面，在极短的时间

4、内对模具图像进行处理分析和判断，在模腔出现异常，注塑件出现残次产品时报警，从而起到保护模具的作用。智觉模具监视系统支持同时检测多个模穴，每个检测区域均可设置不同的灵敏度及报警基数、警点大小、警点类型、从而可以精确地检查出模腔异常、脱模不良、嵌件错放、滑块移位和产品短射、产品飞边、粘附定模、顶针断留、顶退不良等各种问题。 模具保护器设置和操作非常简单易行。在架好相机、布好光源，通过IO线与注塑机开模完成及允许锁模、允许顶出及安全门联锁后，您可以直接点击一键设置按钮，通过软件的提示，一步步自动完成所有设置，最终自动进入检测状态，模具保护器自动开始运行。您也可以通过下面最简单的几个步骤，完成模具保护

5、器的初始设置: 抓拍塑件：在开模完成，产品人工判定合格完整且未顶出的情形下，点击更新塑件按钮拍下塑件检测比对所属的标准图像，此标准图像预存于模具保护器中，以备日后所用。抓拍模腔：在顶退完成，型芯到位，嵌件放妥，模腔正常，合模即将开始时，点击更新模腔按钮拍下标准模具图像。此标准模具图像，预存于模具保护器中，以备日后所用。手动生成检测区域（ROI）：点击新增ROI按钮，使用触摸笔把您想保护监视的重点区域圈画出来，圈画完成后，自动弹出ROI参数设置框，您可根据需要（或经验）对框中的参数进行相应设置，以便可靠进行检测监视。系统参数：系数参数是模具保护器能否依您所愿正常工作的关键要素，在自动进行检测之前

6、一定要做相应的设置，其中主要有功能及时间参数的设置。开始检测：点击开始检测按钮，开始进行模具保护！ 其实就这是这么简单。接下来您只需要几十分钟的培训和试验，您就可以基本掌握智觉模具监视系统系统设置及检测算法的使用要领，在此基础上进一步熟练掌握智觉模具监视系统的高级功能，更好的用好模具监视系统。大多数模具的保护工作都可以在0.02秒以内完成！ 第二章 功能特色智觉模具监视系统的主要功能：支持任意形状检测区域设置，可适应各种复杂模具 支持任意多个模穴、检测区域设置I 每个检测区域可单独设置灵敏度和传感单元密度及灰度值 自动检测区域生成功能，极大简化检测保护设置过程 自动开模完成及顶出完成捕捉功能

7、减少接线难度可靠有效完善监视注塑模具模腔中多穴之情形 检测注塑模具模腔穴中残留的材料或产品 检测注塑模具滑块、顶针板之位移 分辩插件、嵌件放置位置是否准确无误 检测注塑模具中顶针是否断留，残存 检测注塑件是否烧结、烧焦，是否短射 检测中板是否堵穴 产生不良产品 检测顶出后之产品是否推到中板中。 检测注塑件是否粘附在中板上。 合理使用再顶出功能，减少多余之顶针动作 减少脱模剂的使用，节能减排。与机械手、安全门配合默契复检功能，减少误检和操作错误 极易安装和操作，体积小 LED触摸显示屏控制,操作方便智觉模具监视系统特色：自动光线纠正功能，自动模腔定位功能，自动时间设置功能，一键自动设置功能，操作

8、记录NG回放，视频回放等。第三章 产品配置及技术参数主机电源DC 12V功耗 50 W输入信号6路干接点、自动获得输出信号6路隔离继电器外形尺寸290 215 75 mm光源DC 12V 广角近红外LED光源 显示器LED觖摸屏8-17寸可选 机器视觉软件智觉模具保护器专用磁力座相机支架吸力大于75KG 主机可移动支架万向移动，上下可调佰万像素工业相机格式逐行扫描分辨率12801024 像素祯率30 祯/秒电源5V 主机自带佰万像素工业镜头佰万以上像素镜头焦距8、 12、16 、25、50 mm重量7KG 第四章 安装打开箱子，取出佰万像素工业相机、镜头、磁力表座、主机控制器和触摸显示器、直流

9、电源、连接线、近红外光源及支架。 主机控制器集成了视觉控制器、供电电源、数字I/O 输入输出、报警器等功能。在安装时要了解各部份大致功能，这样有利于正确、快速安装调试好。 注塑机旁边的活动支架上面是液晶显示屏和主机。主机连接相机和近红外光源，由12V电源供用器供电。 I/O VGA Touch 输出12V 相机C1 电源12V 输出12V为3芯插孔，给显示器（12V）和近红外灯（Light）提供电源。 I/O线连接注塑机进行联机控制，注塑机模具模腔监视仪使用开模完成信号作为检查的开始信号，同时控制注塑机闭模 、顶针、机械手，在检测结果出来后根据要求动作等功能。根据需要选择连接方式。一般情况下，

10、I/O之 7,8连接注塑机之开模完成信号；5，6输出给注塑机闭模控制信号；3，4输出顶针控制信号；1，2接收安全门关闭信号。注意：I/O线之7，8 及1，2这二组信号线分别接注塑机之开模完成信号及安全门关闭信号，所需信号为干触点信号；5，6连接注塑机之合模允许信号，也可以根据具体情形串入到断开之合模信号中。架好光源，进行图像清晰度调整 ：开启LED近红外照明电源及照耀角度， 调整镜头位置、光圈和焦距， 使图像大小、黑白、清晰度等都调整到合适程度。调整时，需要了解的是：镜头焦距越短，视野越大（例如 8mm 镜头的视野比 12mm 和 16mm 大），镜头焦距越长，物体被放大后观察的越清楚；镜头光

11、圈越小，则景深越大， 物体的清晰范围越大，反之光圈越大，景深越小；镜头焦距越短，景深越大，焦距越长，景深越小。所以，调整时需要根据情况选择合适的镜头和光圈，调整光圈得到合适的景深范围，同时调整相机的增益和曝光时间，补偿得到合适的亮度。第五章 如何使用第一步：开机按下面板前侧面的开机按钮，系统自动开启相机、显示器、主机电源，自动进入手动待机状态。 开机画面 开机后，系统进入手动待机状态，显示摄像机观察到的模具实时图像功能介绍 软件启动后，主要控制键在显示屏上方及右边点击开始点击“点击开始”键，系统将进入监视状态，此时屏幕显示的是“点击停止”后台管理点击“后台管理”，屏幕跳出后台管理的用户名和密码

12、，点击“OK”登陆进入后台，右键功能以及屏幕右方功能会自动放开显示塑件点击“显示塑件”，屏幕会显示您之前抓拍的标准塑件图像更新模腔点击“更新模腔”，重新拍摄一张标准之模腔图型存于电脑中。更新塑件点击“更新塑件”，重新拍摄一张标准之塑件图型存于电脑中。显示模腔点击“显示模腔”，屏幕会显示您之前抓拍的标准模腔图像系统参数点击“系统参数”，可进行模具保护器功能及各种时间及次数、个数设置Delay Time点击“Delay Time”，可进行塑件检测和模腔监视时间、依然顶出、自动设置报警基准设置。一键设置点击“一键设置”，可依提示一步步快速完成检测前的设置准备工作。删除警点点击“删除警点”，在出现异常

13、时，若警点无关检测，则可删除相应的警点积累经验检测出现异常且属误报时，可点击此按钮，电脑将记忆误报情形，防再误报。继续在出现报警异常时，经过人工处理正常后，点击此按钮可再次重检，若通过则继续进行下一个检测动作或监视循环。忽略在出现报警异常时，经过人工处理正常后，点击此按钮可不重检直接进行下一个检测动作或监视循环。右键菜单：点击“后台管理”，屏幕跳出后台管理的用户名和密码，点击“OK”登陆进入后台，然后点击鼠标右键，右键功能以及屏幕右方功能会自动放开。右键的其它功能与页面上系统参数中的功能一致。此处的“延迟”，就是“延迟时间”，单位都是ms(毫秒)，在实际生产过程中，会出现抓拍时间不准，例如：塑

14、件正在顶出的过程中，模具保护器报警，那么就需要根据实际调整“模腔的延迟时间”，即延长时间；如果塑件顶出后，注塑机没有马上合模，有些注塑机甚至停机，那么就需要缩短“模腔的延迟时间”。第二步：抓拍标准图像点击更新塑件，更新模腔按钮进行标准图像的抓拍。或见上面陈述的“右键菜单”，抓拍标准塑件图像和抓拍标准模腔图像。第三步：设置检测区域ROI设置区域有两种：第一种，就是前面提到的，抓拍标准塑件图像（更新塑件）、抓拍标准模腔图像（更新模腔）后，标准塑件和标准模腔比对后，点击“自动生成”，系统针对比对的差异，在差异区域自动生成绿色的监测区域。第二种，屏幕右方会有“新增ROI”，点击之后，可以自由的新增画出

15、ROI。第四部：灵敏度调整每个检测区域的灵敏度都可以单独设置。双击ROI（绿色的检测区域），屏幕会跳出对应ROI参数设置： 最小警点：警点一般也叫传感器；警点的大小，可以叫传感器尺寸，最小警点决定了检查目标的最小尺寸，系统把探测到的大于最小警点的问题作为报警判据，对小于最小警点的问题忽略不计。水平和垂直方向传感器的大小，以像素为单位，最小允许 11。使用较小的传感器可以探测微小的位移或产品碎屑，灵敏度相应较高，报警次数也会增加，使用大的传感器可以忽略小于最小警点的差异，但是需要确保这些小的碎屑不会损毁模具，请用户根据需要设定。水平方向和垂直方向最小警点可以不同，也就是说，水平和垂直方向系统的灵

16、敏度可以不一样。如图所示，这里设置了不同的最小警点。差异阈值：也叫允许差异，塑件 的差异阈值和模腔 的差异阈值的参数可以分别设置，“允许差异”也就是亮度差异的灵敏度，即监视图像和标准图像之间，该检测区域内灰度值（亮度值）差别多大时传感器认为是不一样的。本机器的灰度值范围是 0255，即最黑处是 0，最亮处是 255，如图所示。如果需要知道特定位置的灰度值，可以点击显示灰度，然后移动鼠标位置显示相应的灰度值。 允许差异的取值范围是 1250。该值越小越灵敏，一般使用 20100 之间即可。如果产品是白色的，而模具较黑，两者对比度大，可以使用较大的值，如果是黑色的产品，相对于黑色的模穴，对比度较小

17、，则需要设置比较小的值，提高灵敏度。 设置完参数后，点击确定，系统会自动检查两幅标准图像之间的差异，生成传感器阵列，注意观察，如果自动产生的感点覆盖了塑件所在的位置，说明灵敏度设置是可以的，如果不能产生足够的感点，那么允许差异值可能太大了，灵敏度不够，有问题时可能就检查不出来。 提取种类：图像差异可以只提取明亮的部分或较暗的部分或全部的差异，也就是说，用新的图像和标准图像对比时，只提取所设定的那种差异。 例如，如果产品颜色较浅（明亮），模具较黑（暗），则模腔 检测模具上是否有产品残留时，只需要提取亮区即可。 报警基数：也就是警点的个数，以警点的点的个数为报警依据。第五步：误报警处理引起误报警的

18、原因很多，但是可以肯定的是：系统检查出了监视图像和标准图像之间的差异，而且差异大于所设定的尺寸，也大于所允许的亮度变化。引起这些差异的可能性有：动模停止的位置变化、环境光线变化、产品本身变化等。对于动模停止位置变化以及环境光线变化所引起的误报警，可以使用模板漂移功能，遇到同样或者类似的情况不再报警。模具上面的镶件会转动方向，从而导致监视图像和标准图像不同，引起的报警，可以使用自动学习功能，下次同样位置有问题时，不再继续报警。第六部:关机点击屏幕右下方关机按钮，系统自动关闭机器。 第七步：强制关机在特殊情况下，如果机器锁死，可以按住 电源 键 （在 机器 顶 部的 圆形 按键）7秒 以上 ， 系

19、 统会 自 动 关闭 电源。第八步：相机参数设置点击系统参数 相机设置，在相机设置里面有3项，分别是曝光时间、亮度和对比度。曝光时间是抓拍所需的时间，时间越短越快；亮度为明暗程度，；对比度越大，明暗差异大，对应的图片越清晰。高级里面的参数为出厂设置所用，查阅后监视系统需重新启动。 第六章 系统维护第六章主要介绍进行触摸显示屏校准、调出虚拟键盘、查看检测记录、设置界面语言等操作。触摸屏操作基础：模具监视系统使用触摸笔完成操作，（如果点击时，箭头不准确，则需要对触摸笔进行较准。可点击触摸校正按钮。 鼠标键选择：用触摸笔点击右下方鼠标键选择控制窗左边选择鼠标左键，此时触摸笔点击屏幕时，功能相当于按下

20、鼠标的左键；先点击鼠标键选择控制窗右边，然后点击屏幕其他位置时，相当于按下鼠标的右键。使用操作时，需要按下左键或右键时，先选择，然后点击即可。数值输入：一般情 况下，遇 到需要输入 数字值时，直接 用触摸笔双 击，类似 于计算器 的输入窗口就会 出现，点击 输入所需 要的数值 ，然后按 OK 就可完成数字输入，按 Cancel 则取消操作。触摸屏较准在系统参数 设置窗口 系统维护 栏内，点击 触摸屏 较准， 或者在操作 系统桌面，双击 TouchKit，触摸屏较准工具窗口会弹出，选择工具，点击线性设置或 4 点较正。较准窗口出现，将画笔对准闪烁的 X 中心点住不动，直到变成绿色，下一个较准符号

21、 X 会自动出现，依次进行，完成后点击确定。线性设置使用了 9 个校准点，比较准确，4 点校准只使用了 4 个校准点，准确性差一些，但校准过程简捷一些。1、触摸屏膜面为触摸面，即产品正面；玻璃面为非触摸面，即产品背面2、触摸屏部分为玻璃制品，玻璃边角较锋利，装配时请带手套/指套作业 3、触摸屏部分为玻璃易碎品，装配时不要对触摸屏施加大力冲击。4、避免直接取引线拿起触摸屏，避免对引出线部位有拉扯动作。5、引出线加强板部位不能进行弯折动作。6、引出线任何部位不允许有对折现象。7、引出线在装配时，须水平插入，不可在加强板根部对折插入。8、取放产品时需单片操作，轻拿轻放，避免产品互相碰撞而划伤产品表面

22、。9、清洁产品表面时，请用柔软性布料（鹿皮）蘸石油醚擦拭。10、不可使用带腐蚀性的有机溶剂擦拭触摸屏膜表面。如工业酒精等。11、勿堆叠放置触摸屏，使用tray 盘。12、在装配设计和边框设计时，请注意以下事项：a.固定触摸屏的边框的支柱须在触摸屏的可视区以外。b.框边须在触摸屏的操作区以外，框边在可视区到操作区间不能有压力动作。c.建议固定触摸屏的材料为塑胶材料，接触触摸屏正面部分垫有软性材料。d.不要用带腐蚀性的胶粘贴在触摸屏的表面。第七章 问题解答相机：如果线路不良或带宽不足，以及注塑机有静电存在，相机会失去响应，此时待退出软件，断开相机和模具监视系统连接线，然后重新连接，如果仍然不能解决

23、，请尝试先关机，断开后重新连接，然后重新启动，如仍有问题，请和我公司联系。 主机：遇到主机锁死时，可按住启动开关7 秒以上，系统会切断电源，重新启动即可。镜头：请使用洁净的压缩空气吹净聚集在透镜表面的灰尘。需要特别注意的是，要避免油污、手印等污染镜头，若发生类似情况，请参照镜头的清洁方法处理，不要在有油污、灰尘等情况下用镜头纸直接擦洗。 I/O： 若主机正常而输入输出信号没有依约定进行动作，则有可能是I/O线接触不良，请及时联系我公司。脱机：在模具保护器关闭后，应及时用短接头短接I/O线，否则注塑机不能正常工作。灰度值： 图像的灰度值就是所说的亮度，本机使用标准的8比特灰度值来描述亮度，即灰度

24、值变化范围是0255，对应全黑到灰到全白的亮度变化。检测区域：也称为检测区域（英文 Region Of Interest 缩写），即感兴趣的区域，或者是测量区域。检测区域 可以有多种，可以是专门在该区域内把两幅图像进行对比的，也可以是测量边缘位置的，或者是测量圆心位置的，本机提供多种检测功能的检测区域。用户使用各种检查工具提取所需要的信息，然后用这些提取的信息进行运算，从而得到所需要的检查结果。 第八章 光电技术一.屏幕分辨率 屏幕分辨率就是用户在屏幕上观察图像时所感受到的分辨率。一般屏幕分辨率是由计算机的显示卡所决定的。例如标准的VGA显示卡的分辨率是640480，即宽640点(象素)，高4

25、80点(象素)。至于较高级的显示卡，通常可以支持800600或是1024768点以上。图像分辨率(Image Resolution)指的是图像中储存的信息量，这种分辨率又有多种衡量法，典型的是以每英寸的象素数(ppi)来衡量。图像分辨率和图像尺寸一起决定文件的大小及输出质量。该值越大，图像文件所占用的磁盘空间也越大，进行打印或修改图像等操作所花时间也就越多。图像分辨率以比例关系影响着文件的大小，即文件大小与其图像分辨率的平方成正比。如果保持图像尺寸不变，将其图像分辨率提高一倍，则其文件大小增大为原来的四倍。例如原图像的文件大小为841KB，图像分辨率为72ppi，保持图像尺寸不变，用图像处理软

26、件提高其图像分辨率到144ppi，这时文件大小变为3364KB。 图像分辨率也影响到图像在屏幕上的显示大小。如果在一台设备分辨率为72DPI的显示器上将图像分辨率从72ppi增大到144ppi(保持图像尺寸不变)，那么该图像将以原图像实际尺寸的两倍显示在屏幕上。 一般来说，降低图像分辨率后再增大是不明智的。由于降低图像分辨率时会删除图像中的一些原始信息，然后在增大其分辨率时又要重新计算丢失象素的色值以便增加信息，这时重新增大分辨率的图像就没有原来的高分辨率图像效果好了。图像大小调整：为了充分利用相机的分辨率，安装时应尽量使模具需要观察的部分充满视场。这需要通过选择合适的镜头、工作距离和摄像机来

27、实现，有时还需要改变相机的后焦位置或使用不同的节圈来进行调节。 在前面我们介绍过根据模具大小和工作距离选择合适镜头的方法，但是由于镜头的焦距一般是固定的（12mm, 16mm 25 mm, 50mm 等），还需要通过调整具体安装的距离或相机后焦位置来将图像调整到合适大小。 首先，在安装允许范围内，调整相机到模具的观察焦度和距离，相机离模具越近，成像越大，反之越远，所成图像越小。 如果改换镜头和调整距离仍然不能使图像大小合适，极端情况下可以改变相机的后焦，具体操作请和我公司技术支持联系。 图像亮度调整：在具体使用时，被观察目标和背景之间的差异越大，越容易检查。理想的情况有两种：一是使产品亮度很大

28、，而没有产品时的背景图像较黑，这样有产品残留时就很容易检查出来；或者是产品较黑，而背景明亮，这样也容易检查。 改变图像亮度的参数较多，照明、镜头光圈、相机增益、偏置、曝光时间等都会导致图像亮度发生改变，而且改变这些参数时还需要考虑到景深的要求。一般可以按以下步骤调节。 首先，将镜头的光圈调整到 F5.6-F8，光圈在镜头上的标示是 C、16、11、8、5.6、4、2.8、2、1.4，由于空间不够，有些数字用“点”来代替。C 表示光圈全部关闭（Close），没有任何光线可以通过，图像全黑，数字依次变小，镜头内部的光阑逐渐变大，允许通过的光线越来越多，如前所述，景深也越来越短。在中间位置 F5.6

29、-F8 左右时，一般景深比较合适，而且也有足够的光线。 然后调整相机参数：首先，调整增益为 2 左右，偏置为 0，然后调整快门速度（曝光时间）。一般曝光时间越短越好（小于 70 毫秒比较理想），增益太大时，噪音增加（使用时一般应该小于 3）。偏置一般不需要调节。 最后，再次调节镜头的光圈，到满意为止。 如果按照上面的步骤不能达到较好的效果，可以根据情况更换LED照明灯特殊情况下，我公司还可以根据模具情况提供特制的 LED 照明光源。二.光源 光源和影响机器视觉系统输入的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少30%的应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选

30、择相应的照明装置，以达到最佳效果。许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光源，这主要是因为可见光容易获得，价格低，并且便于操作。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。但是，这些光源的一个最大缺点是光能不能保持稳定。以日光灯为例，在使用的第一个100小时内，光能将下降15%，随着使用时间的增加，光能将不断下降。因此，如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。另一个方面，环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能，使输出的图像数据存在噪声，一般采用加防护屏的方法，减少环境光的影响。由于存在上述问题，在现今的工业应用中，对于某些要求高的检测任务，常采用X射线、超声波

31、等不可见光作为光源。由光源构成的照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中，背向照明是被测物放在光源和相机之间，它的优点是能获得高对比度的图像；前向照明是光源和相机位于被测物的同侧，这种方式便于安装；结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息；频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，要求相机的扫描速度与光源的频闪速度同步。三.相机相机是实际上是一个光电转换装置，即将图像传感器所接收到的光学图像，转化为计算机所能处理的电信号。光电转换器件是构成相机的核心器件。目前，典型的光电转换器件为真空摄像管、CCD、CMOS图像传

32、感器等。真空电视摄像管由密封在玻璃管罩内的摄像靶、电子枪两部分组成。摄像靶将输入光学图像的光照度分布转换为靶面相应象素电荷的二维空间分布，主要完成光电转换和电荷存贮任务；电子枪则完成图像信号的扫描拾取过程。电视摄像管型成像系统具有高清晰度、高灵敏度、宽光谱和高帧速成像等特点。但由于电视摄像管属于真空管器件，其重量、体积及功耗均较大。CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件。CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号

33、。典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。下图为CCD相机的原理框图。CCD作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。四.景深 光学系统的性能取决于允许的图像模糊程度，模糊可能源于物体平面或者图像平面的位置漂移。景深是指由探测器移动引起的可以接受的模糊范围，它依赖于工作F数（F/#），可以用来衡量镜头的聚光能力。F/#在镜头孔径减小时增加。减小镜头孔径，就意味着增加F/#，也就是增加系统景深，但是却减少了传感器的进光量，所以要提高照明等级进行补偿。列出景深的镜头方案也应该给出相应的F/#值，如果这个值可以测量

34、的话。景深效果（DOF）是指由于物体移动导致的模糊。DOF是完全在焦距范围内最大的物体深度，它也是保持理想对焦状态下物体允许的移动量（从最佳焦距前后移动）。当物体的放置位置比工作距离近或者远的时候，它就位于焦外了，这样解析度和对比度都会受到不好的影响。出于这个原因，DOF同指定的解析度和对比度相配合。当景深一定的情况下，DOF可以通过缩小镜头孔径（也就是增加F/#值）来变大，同时也需要光线增强。镜头的DOF范围取决于有效焦距、可接受的模糊直径。有一些镜头被设计成超焦或者可超焦的，这就意味着焦内的远点可以拓展到无限远。这种技术通常应用在定焦镜头上，景深效果很深，但是却可以通过虹膜的帮助进行调整。

35、不要把远心镜头和大景深镜头弄混了。远心镜头可以使机器视觉系统控制放大率、消除潜在误差，所以同尺寸的物体在照片上高度都是一致的，无论它距离照相机有多远。这种镜头一个实际应用的例子是分析计算机电路板。远心镜头通常有一个工作距离范围，在每一个工作距离点形成有限的景深。集成商在为一个项目选择远心镜头的时候，既需要考虑工作距离范围，还需要考虑景深效果。在很多情况下，比如说管道检测，可以使用变焦镜头获得较大的景深。变焦镜头和缩放镜头很类似，应用在需要经常变换焦距的场合。这些镜头经常是马达驱动的，可以保证在对焦平面上平滑移动。使用这样的镜头，整个管道、每一个环节都可以扫描到，通过调整焦距来发现每个缺陷。然而

36、，同缩放镜头不通，变焦镜头的工作距离也可以变化，可以根据需要进行重新定位。五.对比度对比度对机器视觉来说非常重要。机器视觉应用的照明的最重要的任务就是使需要被观察的特征与需要被忽略的图像特征之间产生最大的对比度，从而易于特征的区分。对比度定义为在特征与其周围的区域之间有足够的灰度量区别。好的照明应该能够保证需要检测的特征突出于其他背景。六.亮度当选择两种光源的时候，最佳的选择是选择更亮的那个。当光源不够亮时，可能有三种不好的情况会出现。第一，相机的信噪比不够；由于光源的亮度不够，图像的对比度必然不够，在图像上出现噪声的可能性也随即增大。其次，光源的亮度不够，必然要加大光圈，从而减小了景深。另外，当光源的亮度不够的时候，自然光等随机光对系统的影响会最大。七光源的位置既然光源按照入射角反射，因此光源的位置对获取高对比度的图像很重要。光源的目标是要达到使感兴趣的特征与其周围的背景对光源的反射不同。预测光源如何在物体表面反射就可以决定出光源的位置。八光源均匀性不均匀的光会造成不均匀的反射。均匀关系到三个方面。第一，对于视野，在摄像头视野范围部分应该是均匀的。简单的说，图像中暗的区域就是缺少反射光，而亮点就是此处反射太强了。不均匀的光会使视野范围内部分区域的光比其他区域多。从而造成物体表面反射不均匀（假设物体表面的对光的反射是相同的）。上海智觉光电科技有限公司 王一强