CCD和CMOS在无损检测设备中的应用

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无损检测设备主要用于在免拆卸的前提下对设备或零件内部状况进行检测，“无损”是其主要优势，可以不破坏设备的完整性和性能。无损检测中有一种是间接目视检测，即：借助工业内窥镜实现的目视检测技术，检测人员可以在工业内窥镜的帮助下“看到”设备内部的状况。其实现的基本原理是：在工业内窥镜探头前端集成了CCD或者CMOS，探头送入被检设备内部并将设备内影像传输出来。以下是北京韦林意威特工业内窥镜有限公司提供的检测实景图，有助于您了解工业内窥镜的工作方式。

其实，早期的内窥镜设备是基于光学成像原理的，因此也称为：工业光学内窥镜，包括：硬性内窥镜和光纤内窥镜这样两大类，前者用一组透镜传导图像，后者用光纤传导图像，从而实现将探头伸入设备内部后、检测人员可以在外部用目镜观察到设备内部影像的检测方式。直到CMOS和CCD应用到内窥镜中，才出现了工业用途的电子内窥镜。

CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor（互补金属氧化物半导体）的缩写，如今在数字影像领域，CMOS制造工艺也被应用于一种低成本的感光元件技术被发展出来，用于一些数码摄像产品中。CCD是一种基于光电效应的电荷耦合器件，20世纪70年代初发展起来的一种新型半导体器件，广泛应用于摄像机、数码相机等产品中。

CCD和CMOS在制造上的主要区别是CCD是集成在半导体单晶材料上，而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上，工作原理没有本质的区别。CCD制造工艺较复杂，采用CCD的摄像头价格都会相对比较贵，通常比较高端的摄像头采用CCD作为感光元件。而CMOS的成像通透性、色彩还原能力、明锐度等都比CCD要弱一些，但是制造成本和功耗低一些，目前在中低端摄像产品中应用还是比较多的。

CCD和CMOS应用到工业内窥镜设备中（内置于探头前端），促成了内窥检测设备从光学设备到电子视频内窥镜的转变，改变了成像的工作原理，实现了光像到数字图像的转化，为检测图像的数字化显示、数字化管理、以及检测流程的数字化带来了极大的便利。目前中高端电子内窥镜多采用CCD，也有一些品牌采用的是CMOS。

对于工业内窥镜来说，由于探头是伸入被检对象内部的核心部件，担负检测的主要任务，CCD或CMOS都是内置于探头前端，而探头直径通常比较细，只有几个毫米，也就是说CCD和CMOS是面积受限的，要实现在有限面积下的清晰成像。

进入90年代后期以来，随着摄影产品集成度的提升，CCD的单位面积也越来越小，使用微小镜片的技术得以优化改良，出现了旨在提升光利用率的镜片形状优化技术，即SUPERHAD CCD技术。基本上是以提升光利用效率来提升感亮度的设计，这也为当今的CCD基本技术以及其在工业内窥镜的应用奠定了基础。

例如：韦林工业内窥镜MViQ采用的是SUPER HAD CCD，直径4.0mm探头采用的是1/10英寸面阵CCD，直径6.1mm探头采用的是1/6英寸面阵CCD，这两种规格都实现了44万CCD像素。由于采用微凸透镜制造工艺，CCD感光性提高了50%，再加上先进的全数字化光学电子处理技术，使图像清晰度大大增强，色彩还原真实准确。