面陣CCD與線陣CCD優(yōu)缺點與應(yīng)用簡介

工業(yè)相機按照傳感器結(jié)構(gòu)分為面陣CCD相機與線陣CCD相機。

面陣CCD的優(yōu)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(shù)多，而每行的像元數(shù)一般較線陣少，幀幅率受到限制，因此其應(yīng)用面較廣，如面積、形狀、尺寸、位置，甚至溫度等的測量。由于生產(chǎn)技術(shù)的制約，單個面陣CCD的面積很難達到一般工業(yè)測量對視場的需求。

而線陣CCD的優(yōu)點是一維像元數(shù)可以做得很多，而總像元數(shù)角較面陣CCD相機少，而且像元尺寸比較靈活，幀幅數(shù)高，特別適用于一維動態(tài)目標的測量。而且線陣CCD 分辨力高，價格低廉，可滿足大多數(shù)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(yīng)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(dǎo)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；由于掃描運動及相應(yīng)的位置反饋環(huán)節(jié)的存在，增加了系統(tǒng)復(fù)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。

　　即便如此，線陣CCD獲取圖像的方案在以下幾方面仍有其特有的優(yōu)勢：線陣CCD加上掃描機構(gòu)及位置反饋環(huán)節(jié)，其成本仍然大大低于同等面積、同等分辨率的面陣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于面陣CCD像元間距的制造精度，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于面陣CCD圖像；新近出現(xiàn)的線陣CCD 亞像元的拼接技術(shù)可將兩個CCD芯片的像元在線陣的排列長度方向上用光學(xué)的方法使之相互錯位1／2個像元，相當(dāng)于將第二片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的分辨率，緩解了由于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更高的分辨率和精度。

　　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，圖像分辨率高的情況下甚至不能用面陣CCD替代。但是，僅有高的分辨率還不能保證有高的圖像識別精度，特別是線陣CCD獲取的圖像雖然分辨率高，但由于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分辨率高的優(yōu)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。本文來自機器視覺商城（www.china-vision.com.cn）