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[PDF] GB/T 41310-2022 - 自动发货. 英文版

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GB/T 41310-2022 英文版 335 GB/T 41310-2022 3分钟内自动发货[PDF],有增值税发票。 视觉模组光电性能的图像式检测方法 有效

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基本信息
标准编号 GB/T 41310-2022 (GB/T41310-2022)
中文名称 视觉模组光电性能的图像式检测方法
英文名称 Image-based test method for vision module photoelectric performance
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 L50
国际标准分类 31.260
字数估计 22,251
发布日期 2022-03-09
实施日期 2023-01-01
起草单位 凌云光技术股份有限公司、中国计量科学研究院、西安远望图像技术有限公司、杭州海康机器人技术有限公司、中国科学院空天信息创新研究院、中国科学院微电子研究所、中关村泛亚机器视觉技术产业联盟、深圳市凌云视讯科技有限责任公司、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国计量大学
归口单位 全国光电测量标准化技术委员会(SAC/TC 487)
提出机构 中国科学院
发布机构 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会

GB/T 41310-2022: 视觉模组光电性能的图像式检测方法
GB/T 41310-2022 英文名称: Image-based test method for vision module photoelectric performance
1 范围
本文件描述了视觉模组光电性能的图像式检测方法的基本原理、检测条件、仪器设备、检测样品、检
测步骤、数据处理和检测报告。
本文件适用于具有线性光电响应特性的数字视觉模组、配有数字图像采集卡的模拟视觉模组以及
作为视觉模组一部分的图像传感器。
注:视觉模组包括单色、彩色、面扫描与线扫描等类型。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
3 术语和定义
GB/T 2900.56-2008、GB/T 29298-2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
视觉模组
将以光为载体的视觉图像进行光电转换并最终输出数字化图像数据的设备。
注:视觉模组一般由互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合器件(CCD)图像传感器和辅助电子器件组成,具有线性光电响应特征,即该模组输出的数字信号随着曝光量的增加而线性增加。整个光电转换过程符合光子转移法原理。
3.2
线性度偏差
在均匀光照条件下,当辐射量变化时,图像传感器输出信号和理想信号(直线)间的偏差。
3.3
灰度
将图像中不同像素的明暗程度或颜色深浅进行量化表示,所对应的量化值。
注:也称灰阶,或灰度等级。
4 基本原理
视觉模组成像单元是由一系列相互独立的像素组成的一维或二维阵列。视觉模组的每个像素在工作
时将曝光时间内入射到感光面上的光子转换为电子,然后通过存贮这些电子的电容转换为一定幅值的电压信号,信号经放大与量化变成数字图像中对应像素的灰度值。视觉模组像素工作原理示意图见图1。
5 检测条件
环境温度:23℃±5℃;相对湿度:30%~80%。
也可在被测样品允许的工作温度范围内,在其他受控的环境温度及样品工作温度下进行测试,检测
过程中环境温度与样品工作温度的变化不得超过±1℃(具有温度控制功能的视觉模组除外)。
6 仪器设备
光源光谱的半峰全宽(FWHM)小于50nm。
光源的中心波长满足以下条件:
a) 当被测样品为黑白视觉模组时,应选光源的中心波长作为被测样品的最大响应波长;
b) 当被测样品为彩色视觉模组时,应选用具有不同波长的光源,其中每个波长接近被测样品不
同色彩通道的最大响应波长。
应定期对光源、辐照度计、温度计、温箱等仪器设备进行检定或校准,确保数据的准确度。
7 检测样品
检测过程中,被测视觉模组的参数设置符合下列要求:
a) 温度:被测视觉模组的温度在检测过程中应维持稳定;
b) 数字分辨率:被测视觉模组的像素位深设置应为最大值,减小测试中量化噪声的影响;
c) 增益:设置被测视觉模组的增益,应使每个像素的饱和值达到满阱且信号不溢出;
d) 偏置:设置被测视觉模组的偏置,应使被测视觉模组输出的暗信号中出现截止(灰度为零值)的
像素数小于0.5%;
e) 采集行数:线阵传感器视觉模组单幅图像应不小于100行,并采用面阵传感器的计算公式评估
参数;
f) 辐射曝光量:通过以下三种方法控制被测样品的辐射曝光量:
1) 恒定光照下曝光时间变化:光源亮度固定,应通过调节被测样品曝光时间改变辐射曝
光量;
2) 恒定曝光时间下光照变化:被测样品曝光时间固定,应通过调节光源亮度改变辐射曝
光量;
3) 恒定曝光时间下使用脉冲照明:被测样品曝光时间固定,应通过调节LED光源的脉冲宽
度改变辐射曝光量,所选择的曝光时间应大于LED最大脉冲宽度的固定值。
检测过程中,除本文件中要求的曝光时间变更外,检测样品的所有设置应保持一致。
8 检测步骤
8.1 建立检测环境
8.1.1 搭建检测装置
根据图3搭建检测装置,步骤如下:
a) 固定均匀单色光源位置;
b) 根据光源位置固定被测视觉模组,确保光源出光口能够覆盖视觉模组;
c) 在单色光源均匀照射范围内,且与视觉模组感光面同一平面处放置辐照度计;
d) 连接视觉模组与数据平台,平台应能够控制视觉模组工作与图像传输;
e) 检测暗电流时将被测视觉模组置于温箱内,将温箱温度设置为检测温度;
f) 温度可控型视觉模组不需使用温箱,通过模组本身设置检测温度;
g) 检测暗电流时,温度计应当接触视觉模组壳体进行测温。
8.1.2 调节检测光路
根据图4调节检测光路,步骤如下:
a) 调节光源与视觉模组之间的位置,使f#=8;
注1:f#由视觉模组感光面至光源出光口距离(d)与光源出光口直径(D)之比表示,f#=d/D。
b) 调节视觉模组感光面,使感光面与光轴垂直,感光面中心与光轴重合,光源出光口与感光面之
间光路应密闭,确保无杂散光干扰测试,视觉模组感光面的直径不能大于面光源的开口直径;
c) 光照非均匀性不大于3%。
8.2 基础光电参数的检测
基础光电参数包括:响应度、系统总增益、量子效率、时域暗噪声、绝对灵敏度阈值、饱和容量、动态范围、信噪比与线性度。按下列步骤进行检测。
a) 检测环境中的所有仪器设备通电。
b) 按照第7章的要求设置好被测样品,记录环境温度,记录辐射曝光条件。
c) 按照以下步骤进行图像采集:
1) 被测视觉模组开始采集图像,打开光源,从0开始等间隔增加辐射曝光量,直到被测样品
饱和输出为止,此时采得图像的平均灰度值不再增加。应至少采集10组不同辐射曝光量
的图像;
2) 每种辐射曝光量条件下采集两幅明场图像,并记录辐照度计测得辐照度E;
3) 关闭光源,对应每种辐射曝光量的曝光时间采集两幅无光照的暗场图像;
4) 关闭光源,在被测样品可设置的最短曝光时间下采集两幅无光照的暗场图像。
d) 按照9.1中基础光电参数的计算方法计算响应度、系统总增益、量子效率、时域暗噪声、绝对灵
敏度阈值、饱和容量、动态范围、信噪比与线性度。
8.3 空间非均匀性的检测
按下列步骤进行检测。
a) 检测环境中的所有仪器设备通电。
b) 按照第7章的要求设置好被测样品,记录环境温度。
c) 按照下列步骤进行图像采集:
d) 按照9.2中计算方法计算空间非均匀性。
8.4 暗电流特性的检测
8.4.1 暗电流检测
按下列步骤进行检测:
a) 检测环境中的所有仪器设备通电,关闭光源,将被测样品置于暗场环境中;
b) 被测样品应先预热到温度不变的稳定状态,即被测样品应达到热平衡状态;
c) 被测视觉模组开始采集图像,在被测样品的最小曝光至最大曝光的区间内,等间隔选择至少6
个曝光时间,在每个曝光时间下采集2幅图像;
d) 按照9.3.1中计算方法计算暗电流。
8.4.2 暗电流温度依赖性检测
按下列步骤进行检测:
a) 在被测样品的工作温度范围内,间隔均匀地选择至少6个温度点;
b) 每个温度点按照8.4.1中步骤采集图像,并计算每个温度点的暗电流。
8.5 光谱灵敏度的检测
按下列步骤进行检测:
a) 检测环境中的所有仪器设备通电;
b) 按照第7章的要求设置好被测样品,记录环境温度;
c) 按第6章的要求选择波长可调光源,在被测样品可响应的全波长范围内选择多个测试点,相邻
两个测试点的波长间隔应小于或等于光源在对应波长处两倍的半峰全宽值;
d) 设定光源的波长,打开光源,不要求覆盖被测样品的整个感光面,可选取部分感光区域进行检
测。并记录辐照度计测得辐照度E;
e) 被测视觉模组开始采集图像,调整被测样品的辐射曝光量,使所选定的检测区域内输出的图像
灰度均值在饱和输出时平均灰度值的20%~80%范围内,采集并保存2幅明场......
   
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