基本介紹
- 中文名：線陣CCD
- 外文名：Charge Coupled Device
- 出現時期：20世紀70年代
- 分類：線陣，面陣
線陣CCD,面陣CCD,線面比較,線陣特點,線陣套用,
線陣CCD
結構簡單，成本較低。可以同時儲存一行電視信號.由於其單排感光單元的數目可以做得很多，在同等測量精度的前提下，其測量範圍可以做的較大，並且由於線陣CCD實時傳輸光電變換信號和自掃描速度快、頻率回響高，能夠實現動態測量，並能在低照度下工作，所以線陣CCD廣泛地套用在產品尺寸測量和分類、非接觸尺寸測量、條形碼等許多領域。
面陣CCD
可以同時接受一幅完整的光像.面陣CCD有行間轉移（IT）型、幀間轉移（FT）型和行幀間轉移（FIT）型三種。
線面比較
對於面陣CCD來說，套用面較廣，如面積、形狀、尺寸、位置，甚至溫度等的測量。面陣CCD的優點是可以獲取二維圖像信息，測量圖像直觀。缺點是像元總數多，而每行的像元數一般較線陣少，幀幅率受到限制，而線陣CCD的優點是一維像元數可以做得很多，而總像元數較面陣CCD相機少，而且像元尺寸比較靈活，幀幅數高，特別適用於一維動態目標的測量。以線陣CCD線上測量線徑為例，就在不少論文中有所介紹，但在涉及到圖像處理時都是基於理想的條件下，而從實際工程套用的角度來講，線陣CCD圖像處理算法還是相當複雜的。
由於生產技術的制約，單個面陣CCD的面積很難達到一般工業測量對視場的需求。線陣CCD 的優點是分辨力高，價格低廉，如TCD1501C型線陣CCD，光敏像元數目為5 000，像元尺寸為7 μm×7 μm×7 μm(相鄰像元中心距)該線陣CCD一維成像長度35 mm，可滿足大多數測量視場的要求，但要用線陣CCD獲取二維圖像，必須配以掃描運動，而且為了能確定圖像每一像素點在被測件上的對應位置，還必須配以光柵等器件以記錄線陣CCD每一掃描行的坐標。一般看來，這兩方面的要求導致用線陣CCD獲取圖像有以下不足：圖像獲取時間長，測量效率低；由於掃描運動及相應的位置反饋環節的存在，增加了系統複雜性和成本；圖像精度可能受掃描運動精度的影響而降低，最終影響測量精度。
即使如此，線陣CCD獲取圖像的方案在以下幾方面仍有其特有的優勢：線陣CCD加上掃描機構及位置反饋環節，其成本仍然大大低於同等面積、同等解析度的面陣CCD；掃描行的坐標由光柵提供，高精度的光柵尺的示值精度可高於面陣CCD像元間距的製造精度，從這個意義上講，線陣CCD獲取的圖像在掃描方向上的精度可高於面陣CCD圖像；新近出現的線陣CCD 亞像元的拼接技術可將兩個CCD晶片的像元線上陣的排列長度方向上用光學的方法使之相互錯位1/2個像元，相當於將第二片CCD的所有像元依次插入第一片CCD的像元間隙中，間接“減小”線陣CCD像元尺寸，提高了CCD的解析度，緩解了由於受工藝和材料影響而很難減小CCD像元尺寸的難題，在理論上可獲得比面陣CCD更高的解析度和精度。
因此，線陣CCD加掃描運動獲取圖像的方案目前仍使用廣泛，尤其是在要求視場大，圖像解析度高的情況下甚至不能用面陣CCD替代。但是，僅有高的解析度還不能保證有高的圖像識別精度，特別是線陣CCD獲取的圖像雖然解析度高，但由於受掃描運動精度的影響，其圖像較面陣CCD圖像更具特殊性。因此，圖像識別時不僅要充分利用解析度高的優勢，還必須從算法上克服掃描運動的影響，使機械傳動的誤差不致直接影響最終的圖像識別精度。
線陣特點
由於CCD像元是有間隔的，不論面陣還是線陣CCD獲取的圖像外觀雖然是緻密的，但實質上都是離散圖像，但面陣CCD像元在縱橫兩個方向間隔一致，其圖像的離散度是一致的，而線陣CCD圖像由於存在像元間距和掃描行距，像素點在兩個坐標方向上的距離分別是像元間距和掃描行距，一般來說掃描行距受機械傳動部分的限制，遠大於像元間距。
線陣CCD獲取二維圖像，必須配以掃描運動，在此過程中，線陣CCD在電機驅動下水平前移，按照固定的時間間隔採集一行圖像。從理論上講，電機運動速度應該是勻速的；CCD採集圖像的時間間隔主要取決於光積分時間，也應該是相等的，因此行距應該是相等的，但由於電機運動產生的振動、啟停過程中速度的變化，特別是機械傳部分的誤差都會影響採集行距的一致性，同時，線陣CCD 自身光積分時間也會影響採集行距。
線陣套用
1. 高性能檔案掃描；
2. 工業檢測；
3. 色選機（糧食）；
4. 光學字元識別；
5. 光譜學；
6. 條碼掃描。
