面阵CCD相机与线阵CCD相机的区别
随着机器视觉技术的逐步成熟，越来越多的行业已经利用这一技术应用来为企业生产更
好的服务，产品外观质量检测就是其中一项。
产品表面残缺检测系统是由多只线扫描CCD相机，按生产线的速度同步进行图像摄取，
将摄取到的图像转化为数字信号传送给图像处理系统；图像处理系统再根据所得信息与表面
无残缺的产品模板进行匹配，进而根据匹配结果来识别图像的内容或控制现场的设备动作，
匹配成功则通过检测，匹配不成功发出信号进行相应操作。
据在资深技术员张涛介绍，他目前在维视数字图像技术有限公司从事的就是CCD相机
的开发工作，CCD相机分为线扫描CCD相机和面扫描CCD相机。他介绍说，线阵CCD相
机具有灵敏度高，动态范围大，性价比高等特点。由于其结构简单，成本较低，并且可以同
时储存一行电视信号，加上它可以做很多单排感光单元，在同等测量精度的前提下，线阵
CCD相机的测量范围可以做的较大，并且由于线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速
度快、频率响应高，可以实现动态测量，并能在低照明度下工作，所以线阵CCD广泛地应
用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量、条形码等许多领域。
面扫描CCD电荷包的转移情况与线阵CCD的器件类似，只是它的形式较多。结构简单，
则摄象质量不好，反之摄象质量好的，驱动电路就会变得复杂。再加上生产技术的制约，单
个面阵CCD的面积很难达到一般工业测量对视场的需求。
新近市场上研制出了一种线阵CCD 亚像元的拼接技术，该技术可提高CCD的分辨率，
缓解了由于受工艺和材料影响而很难减小CCD像元尺寸的难题，在理论上可获得比面阵
CCD相机更高的分辨率和精度。所以线阵CCD被广泛应用。
工业相机按照传感器结构分为面阵CCD相机与线阵CCD相机。
面阵CCD的优点是可以获取二维图像信息，测量图像直观。缺点是像元总数多，而每
行的像元数一般较线阵少，帧幅率受到限制，因此其应用面较广，如面积、形状、尺寸、位
用线阵CCD测定液体折射率的实验研究
秦 挺 李 敏 宓轶捷(2000 级) 孙文光(指导老师)
1. 目的
1． 了解线性CCD图像传感器的原理及图像数据的采集和分析方法。
2． 用CCD-2型液体折射率测定仪测定液体的折射率。
3． 学习用Excel进行数值解法的数据处理。
2. CCD简介
电荷耦合器件（Charge-Coupled Device）简称CCD,是1970年由美国贝尔实验室首相研制出来的新型固体器件。60年代末，美国贝尔实验室的W.S.波涅尔和G.E.施密斯等人在研究磁泡时，发现了电荷通过半导体势阱时会发生转移现象，他们据此提出了电荷耦合这一新的概念和一维（CCD）模型，预言了CCD在信号处理、信号存储和图像传感中的应用前景。自1970年电荷耦合器件问世以来，这种器件的研究及应用已经取得了十分惊人的发展，并且迅速地从实验室走向实际应用阶段，目前CCD在图像传感、模拟信号处理、以及数字存储等领域都有着十分广泛的应用。
CCD图像传感器既具有光电转换功能，又具有信号存储、转移和读出功能，其工作过程可分为四步：第一，光积分期，即曝光时间。这是CCD象元把入射光量子按比例的转化成光生电荷，完成光-电转换。第二，在光积分的同时，把每个象元产生的光电荷暂时存储在相应的光敏二极管势阱中，实现信号电荷存储。第三，曝光结束后，把存储的光生电荷沿CCD移位寄存器转移到输出区，完成电荷转移。第四，在读出放大器中把每个光生电荷包一次转变成相应的视频信号，完成信号读出。因此CCD图像传感器可以看成是一个变换器，它能把一幅空间分布的光学图像变成按时间顺序分布的视频电压信号。线性CCD图像传感器能把一维图像记录下来。
3. 液体折射率测量原理
液体折射率测量仪的原理是：一束激光以一定角度照射到液体上，然后经过液体的折射，照射到CCD元件上，通过比较有无液体时，CCD元件上光点的位移，从而计算出该液体的折射率。这就要求我们必须准确测量出光点的位移。我们通过计算机可以读出光点位移所对应的CCD元件的象素数目，所以只要知道相邻两个象素之间的距离，就可以根据公式：位移=象素数目*象素间的距离，计算出液体的折射率了。
基于线阵CCD扫描的测量技术
时间：2009-12-10 14:38:42 来源：山西电子技术 作者：王泽民，高俊钗，左乾县 西安工业大学
0 引言
在基于机器视觉的零件二维尺寸测量通常采用面阵CCD相机作为图像采集设备，由于面阵CCD相机的像素分辨率较低。使得在测量精度要求较高的场合很难完成测量任务。线阵CCD器件具有空间分辨率高的特点，可以实现高精度测量。近年来，利用线阵CCD进行无接触一维测量已经得到广泛应用。本文提出采用线阵CCD相机对零件进行平行扫描采集零件图像，实现零件二维尺寸的高精度测量。
1 线阵CCD扫描测量原理
线阵CCD扫描测量系统主要由线阵CCD相机、运动工作台、控制电路及线光源等组成，扫描测量原理如图1所示。
被测零件放置于运动工作台上，随工作台一起以速度v向右方行进，零件未进入相机视场AB时，线光源所发射光线直接通过光学成像系统成为一帧灰度值较高的背景图像，当零件进入相机视场时，零件遮挡光线使得采集图像含有零件轮廓信息，将所有输出图像按采集的先后关系进行拼接，即可得到完整的高分辨率零件图像，通过图像处理得到零件的二维几何尺寸。
2 扫描同步控制
扫描同步控制是线阵CCD扫描测量零件二维几何尺寸的关键技术，也是影响系统测量精度的最主要因素。所谓扫描同步是指：单位时间内线阵CCD相机所采集图像总和对应的物方实际尺寸与零件的行进速度相同。当扫描同步时，获取的零件图像与实际零件相比没有发生变形，如图2(a)所示，对其进行处理的结果最接近零件尺寸的真实值；当相机采集速度大于零件行进速度时，零件图像被拉长，如图2(b)所示，对其进行处理的结果将大于零件尺寸的真实值；当相机采集速度小于零件行进速度时，零件图像被压缩，如图2(c)所示。对其进行处理的结果小于零件尺寸的真实值。
为保证对零件尺寸测量的准确性，需要进行同步控制。线阵CCD的像素尺寸S为14μm×14 μm，线扫描速度vx为500帧／秒，镜头焦距f为50 mm，镜头到零件的距离D为150 mm，则CCD像素所对应的物方尺寸L为：
光电技术实验报告 线阵CCD驱动FPGA时序设计
中国海洋大学
2007级电子信息科学与技术
线阵 CCD 驱动的FPGA时序设计
实验组成员：袁航 周杰 赵宁 杨剑波
摘要：CCD，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。由于CCD的转换效率、信噪比等光电特性只有在合适的时序驱动下才能达到设计所规定的最佳值，输出稳定可靠的信号，因此，驱动电路的设计也就成为其应用中的关键问题之一。
关键词：CCD；时序；驱动仿真
一、实验设计要求
设计一线阵CCD驱动时钟，用一输入的clk,驱动CCD、AD、FIFO组成的整个CCD系统，并要求有一个复位端reset。
二、实验目的
本实验主要是设计基于FPGA设计线阵CCD器件复杂驱动电路和整个CCD的电子系统控制逻辑时序的方法，并给出时序仿真波形，通过对线阵CCD驱动电路的时序设计，了解一个系统设计的基本方法，加深了解时序电路的设计方法。
三、实验设备
ccd线阵：sonyILX511
AD：Analog Devices --- AD9224
FIFO：Integrated Device Technology --- IDT7204
Cypress --- CY7C460A
四、背景介绍
AD
电路里面的模拟信号转换为数字信号的电路简称AD电路。
FIFO
英文First In First Out 的缩写，是一种先进先出的数据缓存器，他与普通存储器的区别是没有外部读写地址线，这样使用起来非常简单，但缺点就是只能顺序写入数据，顺序的读出数据，其数据地址由内部读写指针自动加1完成，不能像普通存储器那样可以由地址线决定读取或写入某个指定的地址。
