简要分析高精度三维扫描仪为什么采用CCD镜头?三维扫描仪是用于测量空间物体表面数据信息,高精度三维扫描仪的数据精度一般要求在几十个微米以内甚至更高,而相机镜头是决定三维扫描仪测量精度的核心部件之一,高精度三维扫描仪本身必须具有非常突出的成像质量。
目前市面上数码相机的镜头主要有CCD(ChargeCoupledDevice,感光耦合组件)和CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,互补性氧化金属半导体)两种,CCD和CMOS都是在数码相机中可记录光线变化的半导体,由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。其感光器是数码相机的核心,也是最关键的技术。
CCD由一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带负电)和P(带正电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。
就目前的技术条件下,使用CCD镜头的数码相机成像质量更好,因为CCD是集成在半导体单晶材料上,技术更为成熟和稳定;而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上,工艺还没有特别成熟。
当然与CMOS相比,CCD也有其劣势。CCD是以行为单位的电流信号,而CMOS的信号是以点为单位的电荷信号,因此CMOS更为敏感,速度也更快,更为省电。同时CMOS生产工艺与现有的大规模集成电路生产工艺相同,结构相对简单,可以降低生产成本。
总体相比较而言,如果要求三维扫描仪具有较高的测量精度,就目前的技术条件下,就不应简单的注重生产成本,而是应该重点关注成像质量,其镜头就应该选择更为稳定、成像质量更高的CCD。
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