相机电子后背-传感部分.doc

1、 淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 1 页 共 30 页1绪论1.1 选题的背景相机作为一种时尚的计算机外设，以其强大的功能、方便的使用和越来越接近普通相机的拍摄的效果，逐渐进入寻常百姓家。而数码相机中的光电转化系统是数码相机最基本的组成部分。同时它也是决定数码相机品质的重要因素。数码相机的图像传感器，其作用是将收到的光信号转化为模拟信号。目前数码相机使用的图像传感器有占主导地位的 CCD 和新开发的 CMOS 两种类型 1。然而线阵 CCD 结构简单，成本较低。可以同时储存一行电视信号.由于其单排感光单元的数目可以做得很多，在同等测量精度的前提下，其测量范围

2、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，能够实现动态测量，并能在低照度下工作，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 1。1.2 设计与要求相机电子后背对于改善性能、增加功能具有重要作用。本选题拟采用单片机为核心，配以线阵 CCD、信号采集模块、显示模块、存储模块等设计制作拍摄运动目标的 120 高性能相机电子后背。1.3 及 CCD 图像特点由于 CCD 像元是有间隔的，不论面阵还是线阵 CCD 获取的图像外观虽然是致密的，但实质上都是离散图像，但面阵 CCD 像元在纵横两个方向间隔一致，其图像的离散度是

3、一致的，而线阵 CCD 图像由于存在像元间距和扫描行距，像素点在两个坐标方向上的距离分别是像元间距和扫描行距，一般来说扫描行距受机械传动部分的限制，远大于像元间距。线阵 CCD 获取二维图像，必须配以扫描运动，在此过程中，线阵 CCD 在电机驱动下水平前移，按照固定的时间间隔采集一行图像 2。 1.4 CCD 的应用 目前，随着大规模细加工技术的发展。CCD 高密度集成技术取得了突破性的发展。器件像素的中心距已经做到了 0.0040.007mm，线阵 CCD 课达到 5000 个像素这就为计量领域应用 CCD 打下了良好的基础。CCD 作为一种易于与计算机连接的淮 阴 工 学 院 毕 业 设

4、计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 2 页 共 30 页传感器，在位移监测，运动速度测量，热加工温度场模拟，激光加工研究，光谱分析等方面取得了广泛的应用前景，尤其是数字 CCD 的开发，CCD 传感器与数字采集电路的大规模集成，新型快快速处理图像的软件的开发，使得 CCD 传感器在工业监测和自动控制应用中发挥更重要的作用。CCD 传感器在焊缝跟踪自动化系统中，已经成功的应用于平面的焊缝跟踪，在未来的发展趋势中，运用 CCD 传感器在进行船体、储气罐等复杂几何形状、三维几何形状焊接跟踪实时控制中，更易于实现焊接实施控制而且可以实现任意形状的焊接实时跟踪，将起到更总要的作用。它在三维测量系统的开发

5、和应用、多媒体应用和虚拟现实系统中都有广阔的应用前景。它将促使制造业向机器人自动检测与控制、智能化测量、柔性集成控制系统无人加工车间方向进一步发展。随着电脑网路的控制与发展，CCD 作为电脑的前端和图像输入系统，它将以不可阻挡的趋势深入到各种电脑的方方面面。在军事上，CCD 传感器的应用会越来越广。它主要用来夜视、实时或近实时战术侦察，机载预警，导弹自动跟踪，告诉飞行目标的轨迹测量等方面。必将对现代工程技术产生巨大的影响 3。1.5 CCD 简介及 CCD 技术的发展CCD(Charge Coupled Device)电 荷 耦 合 器 件 ， 是 一 种 固 体 成 像 器 件 。 自 从2

6、0世 纪 60年 代 末 由 美 国 贝 尔 实 验 室 的 w SBoyle和 G E Smith发 现 了 电 荷通 过 半 导 体 势 阱 发 生 转 移 的 现 象 ， 提 出 了 电 荷 耦 合 的 概 念 和 一 维 CCD器件 的 模 型 。 同 时 ， 基 于 美 国 MOST艺 及 硅 材 料 研 究 的 雄 厚 基 础 ， 这 种 新 器 件的 设 想 很 快 得 以 实 现 。 不 久 以 后 ， 二 维 面 阵 CCD研 制 也 获 得 成 功 。 CCD是在 大 规 模 硅 集 成 电 路 工 艺 基 础 上 研 制 而 成 的 模 拟 集 成 电 路 芯 片 。 这

7、 种 芯 片 要 借助 于 必 要 的 光 学 系 统 和 合 适 的 外 围 驱 动 与 处 理 电 路 ， 可 以 将 景 物 图 像 通 过 输 入域 上 逐 点 的 光 电 信 号 转 换 、 储 存 和 传 输 ， 在 其 输 出 端 产 生 一 时 序 视 频 信 号 ，并 经 终 端 显 示 设 备 显 示 出 可 见 图 像 。 CCD器 件 是 由 整 齐 紧 密 排 列 的 若 干 个小 的 光 敏 元 组 成 的 阵 列 ， 总 约 有 几 十 万 甚 至 上 千 万 个 。 它 们 的 作 用 就 相 当 于 人的 视 网 膜 上 的 感 光 细 胞 ， 用 以 感 受

8、 照 射 在 它 们 上 面 的 光 的 强 弱 与 色 彩 。 通 过CCD可 以 实 现 光 电 转 换 、 信 号 储 存 、 转 移 (传 输 )、 输 出 、 处 理 等 一 系 列 功能 。 其 主 要 有 以 下 一 些 特 点 ：淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 3 页 共 30 页1)CCD器 件 是 一 种 固 体 化 器 件 ， 具 有 体 积 小 、 重 量 轻 、 电 压 及 功 耗 低 、 可靠 性 高 、 寿 命 长 等 一 系 列 优 点 。2)具 有 理 想 的 “扫 描 ”线 性 ， 可 以 进 行 像 素 寻 址 ， 可

9、以 变 化 “扫 描 ”速 度 ， 畸 变 小 、 尺 寸 重 现 性 好 ， 特 别 适 合 于 定 位 、 尺 寸 测 量 和 成 像 传 感 等 方 面 。3)有 很 高 的 空 间 分 辨 率 。 线 阵 器 件 已 有 8000像 元 以 上 ， 分 辨 能 力 可 达7微 米 ， 面 阵 已 有 8192x8192的 器 件 ， 整 机 分 辨 能 力 达 1000线 以 上 。4)数 字 扫 描 能 力 。 像 元 的 位 置 可 以 由 数 字 代 码 确 定 ， 便 于 和 计 算 机 结 合 。5)光 敏 元 间 距 的 几 何 尺 寸 精 确 ， 可 以 获 得 很 高

10、的 定 位 精 度 和 测 量 精 度 ， 比如 东 芝 的 2048位 CCD可 达 14um， 5000位 CCD可 达 7um。6)动 态 响 应 范 围 宽 。 CCD的 动 态 响 应 范 围 在 4个 数 量 级 以 上 ， 最 高 可 达 8个 数 量 级 。7)光 谱 响 应 范 围 宽 。 一 般 的 CCD器 件 可 工 作 在 400nm 1100am波 长 范 围内 ， 最 大 响 应 约 在 900nm。8)可 以 任 选 模 拟 、 数 字 等 不 同 输 出 形 式 ， 可 与 同 步 信 号 、 I O接 口 及微 机 兼 容 、 组 成 高 性 能 系 统 ，

11、 适 用 于 不 同 条 件 下 使 用 191。 各 国 政 府 和 企业 都 非 常 重 视 CCD技 术 的 研 究 和 应 用 ， CCD的 性 能 大 幅 度 提 高 ， 制 造 和 应 用的 成 本 却 不 断 降 低 。 种 类 繁 多 的 不 同 结 构 、 不 同 用 途 的 CCD在 技 术 和 应 用条 件 上 已 经 非 常 成 熟 。 CCD从 结 构 上 讲 ， 可 分 为 线 阵 CCD和 面 阵 (area)CCD两 类 。 CCD的 发 展 异 常 迅 速 ， 器 件 的 像 元 数 目 增 多 ， 光 敏 元 件 间 距 减 小 。以 线 阵 CCD为 例

12、， 其 像 元 中 心 距 在 研 制 成 功 初 期 为 30Inn， 到 1984年 已 减 小到 71un， 到 1999年 ， 性 能 比 较 高 的 CCD中 心 距 已 可 做 至 41un； 像 元 数 最 初 为128元 ， 到 1984年 已 经 提 高 到 5000元 ， 到 1999年 ， 像 元 数 已 可 高 达 到 8800元 。CCD光 敏 元 件 中 心 间 距 的 减 小 和 像 元 数 的 增 加 ， 意 味 着 测 量 精 度 的 提 高 。 面阵 CCD的 发 展 也 很 快 。 1975年 ， 面 阵 CCD的 像 元 数 只 有 512x320像 素

13、 ， 1985年 就 推 出 2048x2048像 素 的 面 阵 CCD， 1999年 4096x4096像 素 的 器 件 也 己 经 问世 ， 面 阵 CCD的 中 心 距 也 有 明 显 的 减 小 。 CCD结 构 也 从 开 始 时 的 单 沟 道 结构 ， 发 展 为 双 沟 道 结 构 ， 如 今 正 向 性 能 更 好 的 改 进 结 构 发 展 。 CCD技 术 也因 此 成 为 当 今 世 界 新 技 术 研 究 的 一 大 热 点 ， 并 且 成 为 现 代 光 电 技 术 和 现 代 测 试淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 4 页 共

14、 30 页技 术 领 域 中 最 有 发 展 前 途 的 技 术 手 段 之 一 。 CCD应 用 技 术 是 光 、 电 和 计 算机 相 结 合 的 高 新 技 术 ， 它 的 应 用 范 围 很 广 。 由 于 CCD具 有 光 电 转 换 ， 信 息存 储 等 功 能 ， 因 而 这 种 器 件 在 图 像 传 感 ， 信 号 处 理 ， 数 字 存 储 三 大 领 域 内 得 到了 广 泛 的 应 用 。 CCD器 件 在 像 素 集 成 度 ， 分 辨 率 ， 灵 敏 度 ， 工 作 速 度 等 指 标上 取 得 了 突 破 性 进 展 ， 尤 其 在 图 像 传 感 领 域 内

15、的 发 展 最 为 迅 速 。 线 阵CCD主 要 应 用 于 在 线 测 量 检 测 系 统 、 传 真 系 统 、 医 疗 仪 器 、 光 谱 测 量 以 及 空 间遥 感 等 方 面 一 维 尺 寸 、 位 移 的 测 量 。 例 如 生 产 现 场 中 各 种 管 、 线 、 带 材 、 间隙 的 在 线 测 量 ； 产 品 表 面 质 量 评 定 ； 在 铁 路 应 用 方 面 ， 可 以 应 用 CCD。对 轮 轨 、 车 辆 等 工 作 状 态 进 行 监 测 等 。 而 在 二 维 及 三 维 领 域 ， 面 阵CCD有 着 巨 大 的 市 场 。 由 面 阵 CCD构 成 的

16、 摄 像 机 在 工 业 上 可 用 于 现 场 工 况 监测 、 银 行 保 安 系 统 的 室 内 监 测 、 工 件 图 像 的 识 别 以 及 太 空 的 天 文 摄 像 等 。 目 前面 阵 CCD在 民 用 领 域 同 样 有 着 广 泛 的 应 用 ， 甚 至 在 数 码 相 机 、 数 码 摄 像 机 、手 机 等 和 大 众 生 活 息 息 相 关 的 应 用 领 域 有 着 不 可 替 代 的 作 用 。 1.6 线阵 CCD 的应用现状及发展前景目前，在CCD 技术研究方面美国和日本仍处于世界领先地位，但在中低档民用器件及整机方面日本已雄霸世界市场。随着半导体微电子技术的

17、迅猛发展，其技术研究取得了惊人的进展。近10到20年来，CCD的应用已深入到各个领域，可以说是跨行业、跨专业多方面应用的一种光电产品。为了迎合和满足工业生产需要，光电检测技术在近十到二十年来迅猛发展起来。光电检测具有非接触、无损、远距离、抗干扰能力强、电路简单、成本低廉、检测速度快、检测精度高等诸多优点，从而得以在各个领域内广泛应用。线阵CCD主要应用在在线测量方面，由于国外在CCD技术的基础研究上起步较早，相应的应用领域内的研究也取得了很大的成就。尤其是美国和R本等工业发达国家，无论是从研究水平、应用范围还是测量精度上仍然领先于中国的发展水平。我国在CCD技术方面研究相对较晚，研究水平也落后

18、于欧美日等发达国家。在CCD技术的研究方面，国内缺乏核，CCD 芯片设计和制造技术， CCD芯片方面尚需要大量的依赖于进口。在应用的层次和领域内与发达国家还有着较大的差距。随着我国经济的大力向前发展，在工业和民用两个方面对CCD技术应用的要求呈迅猛上升的趋势。与此同时，基于CCD的技术研究和应用已经有了很大的发展，应用的领域也不断的趋于广泛。其中，淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 5 页 共 30 页在钢铁行业中，为了保障钢材的产品质量往往要对钢管内外径或是钢材宽度进行实时在线检测，利用线阵CCD和单片机组成的光学测量系统测量钢管的内径，达到了0001ram系

19、统分辨率；采用线阵CCD扫描，FPGA与DSP 柔性结合实现图像实时处理、缺陷分类，达到对钢板表面缺陷的计算机视觉无损在线检测1361。根据工业生产的需要，轧钢厂要将出炉的钢条剪切成符合要求的钢坯，对一些精度要求比较高的场合，实时地测量钢坯的段长，快速检测出不符合要求的钢坯并将其回炉，这对提高生产效率以及钢条的利用率都是非常必要的。由于线阵CCD技术具有精确性、实时性等特点，且钢坯温度高达100012以上，难于现场测量，故利用线阵CCD进行钢坯的非接触检测。在直径测量领域，已经利用线阵CCD对直径实现精密测量，并可以对525mm的线径进行非接触在线测量。在浮法玻璃生产中，利用半导体激光和线阵C

20、CD组成的在 60012高温条件下工作的玻璃厚度在线测量系统。系统样机对玻璃厚度进行在线测量的精度达151am，测量范围为220mm。在机械高速加工系统的工程技术应用中，利用线阵CCD技术设计了一种新型光学瞬时转速测量系统。通过对转速瞬时值的测量，人们可以定量了解转动机械内部动力发生装置的瞬时工作状态，了解负载的施加过程，为保障设备正常运转，分析机械瞬态性能，进行机械故障诊断提供依据。在民用方面，线阵CCD也起到了很大作用。为了能更有效地剔除烟叶中的杂物，利用CCD 技术分别从上下两个方向获取图像，然后对图像进行处理，尽量避免烟叶的遮挡给杂物剔除带来的影响。在军事应用方面，弹药除锈后的质量关系

21、到弹药储运和使用安全，利用线阵CCD拼接技术设计了对除锈后弹药进行非接触质量检测的方法：同时利用线阵CCD技术可以测量火炮身管的内径；应用线阵CCD技术可以测量飞行弹丸攻角，建立了测量飞行弹丸攻角的计算方法。线阵CCD在铁路方面也得到了广泛地应用，利用线阵CCD传感器实现了对铁路的实时监测，并且能够达到较高的测量精度。由于CCD在测量应用中所具有的各种突出优点，所以从发明至今20多年，其发展速度惊人。随着国内外研究和应用的迅猛发展，CCD传感和测量技术有向以下几个方面发展的趋势。1)CCD传感器的像面尺寸向集成化方向的发展；2)CCD传感器向轻量化方向的发展；3)CCD传感器向高像素多制式方向

22、的发展：CCD传感器向降低工作电压，减少功淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 6 页 共 30 页耗方向的发展。总的来说，在CCD 技术的基础应用研究方面在国内还有待深入，应用范围和应用水平也与国外有所差距。当然，也要通过不断吸收和借鉴国外应用的成熟经验来提高国内的应用水平。同时，对CCD的基础研究应该依据技术发展的特点和发展的趋势予以重视和加强 2。2方案的论证与选择2.1 数码相机的基本原理数码相机的成像过程可以概括如下:镜头将被摄景物的光学影像成像在图像传感器(CCD 或CMOS) 的表面上 ;图像传感器将光学影像转换成“电荷影像”,接着转换成图像信号;图

23、像信号又经过A/ D 转换器转换成数字图像信号 ;数字图像信号再经过微处理器处理变成一定格式的数字图像文件;文件储存在内置存储器或可移动存储卡中。从液晶显示屏上可观察到拍摄的图像。经过数码相机的输出接口可将数字图像文件传送到计算机中,由显示器显示,可以经过图像处理软件处理,最后用打印机打印成图片如图2-1所示 4。图 2-1 数码相机的结构示意图2.2 CCD 的光电转化功能普通电容器的两个极板都是金属导体,而CCD 的电容有一个极板是半导体。与金属导体内部存在大量自由电子不同,半导体在常温和黑暗环境中基本上是绝缘的,也就是说它的内部可以导电的载流子非常少。但若用光照射半导体衬底时,半导体就会

24、产生大量的电子空穴对,其导电性随之大大地增强了。所以当光照射时,加有偏压的CCD 电容就能存储许多电荷,实验表明,CCD 的电容在一定偏压下所存储的电荷淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 7 页 共 30 页量与入射光强度成正比,光线越强,存储的电荷就越多。这就实现了CCD 的光电转换功能。通常CCD 的单元电容也被称为光电二极管 5。2.3 CCD 的电荷转移功能那么,CCD又是如何实现电荷的转移功能呢? 要实现这个功能就要把CCD 上的一个个电容按一定的方式连接起来的是一种连接方式如图2-2所示。为获得电荷转移功能,在每组电容器的电极上分别加上V1、V2、V

25、3时钟驱动脉冲,其波形如图2-3所示。为具体起见,我们假定将CCD 曝光,产生的电荷图像如图2-4所示:1号电容有4单位电荷,4号电容有2单位电荷,其余的电容没有电荷,此时处于t=t1时刻。这时V1为高电平,V2、V3为低电平,1号和4号电容接高电平,电极下形成耗尽区,也可以形象化地称做势阱,电荷就落入势阱中,如果我们把电荷比作水,那么势阱就相当于一个水盆。在时刻t2，V1、V2都是高电平,此时1号、2号及4号、5号电极下都形成势阱 ,且1、2号电容和4、5号电容的势阱分别连通到一起,电荷数量未变,电荷在势阱中均匀分布。就与水在水盆中的情况相似,如图2-4中的b所示。在时刻t3 ,V1 ,V3

26、 为低电平,V2 为高电平。1 号、4 号电容因处于低电平,所以它们的势阱消失,只有2 号、5 号电容处于高电平,其势阱仍然保留,所以电荷就保留到2号、5 号电容的势阱中了,电荷数量仍然不变。如图5 中c 所示。至此,我们已经看到了CCD 中存储的电荷图像是如何从一个CCD 单元向另一个 CCD单元转移的情形。由上所述 ,我们已经了解了CCD的基本功能是光电转换、电荷贮存。图2-2 CCD的一种连接方式存和电荷转移。为了存储电荷和转移电荷,CCD 必须有金属电极和连线,但是因为它们的阻光作用又会降低光电转换效率,解决这个矛盾的方法有两种,一是将电极和连淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明

27、 书 （ 论 文 ） 第 8 页 共 30 页线做为透明的;另一个方法是将衬底作薄一点,从背面进行光照。图2-3 时钟脉冲波形图2-4 电荷在CCD的转移2.4 线阵 CCD 与面阵 CCD用上面所讲的连接方法,可以将CCD的单元连接成一个长条形, 通常称为线阵CCD。而数码相机中最常用的图像传感器是排列成一个面阵形,称为面阵CCD 。面阵CCD是在一块小小的硅片上,用大规模集成电路技术制作出数十万到数百万个光敏电淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 9 页 共 30 页容(即光电二极管),这每一个光敏电容就是一个像素。面阵CCD是如何实现电荷转移的呢?图2-6表

28、示CCD行间传输的原理。图2-5中每一列光敏电容都按前述的方法连接成一条线阵CCD ,每列之间设计成隔离状,以避免列间电荷的影响每列又一起与一个移位寄存器相连接。(移位寄存器是专门用来寄存和传输电荷的器件,有多种结构,这里所用的移位寄存器是将光电二极管按前述的方法连接成的线阵CCD ,只是要用不透光的材料封起来,除去它的光电转换功能,保留它的电荷存储和电荷转移功能。) 移位寄存器还与电压输出电路相连接,以便完成电信号的输出。下面具体分析面阵 CCD 是如何将一幅二维电荷图像转换成一个时序串行电信号的。首先,各列光电二极管电荷均向下移动一个单位,这样第一行电荷就转移到移位寄存器中。接着移位寄存器

29、中的电荷向右移位,经输出电路输出。当第一行最后一列的电荷输出后,原第二行到第 N 行的电荷又依次下移 ,原第二行电荷就到达移位寄存器,接着向右移位输出。重复这个过程,整个 CCD 阵列的电荷即可逐行读出。然后输入到放大器进行放大。这个传递过程的质量可以这样来衡量:一、传递过程中每个单位的电荷量不能变化;二、每个单位的次序不能倒;三、传递的速度要尽可能地快。在面阵 CCD 中除采用行间电荷传输方式外 ,还有一种智能传输方式,其原理如图2-5 所示。拍照时 CCD 的照相区一次曝光生成电荷图像,接着整个的电荷图像被转移到像素与照相区一一对应的暂存区的阵列里暂存起来,然后再把电荷逐行传输给移位寄存器

30、输出,照相区的阵列马上就可以进行第二次曝光。接下来我们讨论线阵 CCD。对于面阵 CCD 来说，应用面较广，如面积、形状、尺寸、位置，甚至温度等的测量。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，帧幅度受到限制，而线阵 CCD 的优点是一维像元数可以做得很多，而总像元数角较面阵 CCD 机少，而且像元尺寸比较灵活，帧幅数高，特别适用于一维动态目标的测量。以线阵 CCD在线测量线径为例，就在不少论文中有所介绍，但在涉及到图像处理时都是基于理想的条件下，而从实际工程应用的角度来讲，线阵 CCD 图像处理算法还是相当复杂的。 由于生产技术的

31、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。线阵 CCD 的优点是分辨力高，价格低廉，如 TCD1501C 型线阵 CCD，光敏像元数目为 5000，像元尺寸为 7m7m7m( 相邻像元中心距)该线阵 CCD 一维淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 10 页 共 30 页成像长度 35mm，可满足大多数测量视场的要求，但要用线阵 CCD 获取二维图像，必须配以扫描运动，而且为了能确定图像每一像素点在被测件上的对应位置，还必须配以光栅等器件以记录线阵 CCD 每一扫描行的坐标。一般看来，这两方面的要求导致用线阵 CCD 获取图像有以下不足：图像

32、获取时间长，测量效率低；由于扫描运动及相应的位置反馈环节的存在，增加了系统复杂性和成本；图像精度可能受扫描运动精度的影响而降低，最终影响测量精度。 即使如此，线阵 CCD 获取图像的方案在以下几方面仍有其特有的优势：线阵CCD 加上扫描机构及位置反馈环节，其成本仍然大大低于同等面积、同等分辨率的面阵 CCD；扫描行的坐标由光栅提供，高精度的光栅尺的示值精度可高于面阵 CCD像元间距的制造精度，从这个意义上讲，线阵 CCD 获取的图像在扫描方向上的精度可高于面阵 CCD 图像；新近出现的线阵 CCD 亚像元的拼接技术可将两个 CCD 芯片的像元在线阵的排列长度方向上用光学的方法使之相互错位 12

33、 个像元，相当于将第二片 CCD 的所有像元依次插入第一片 CCD 的像元间隙中，间接 “减小”线阵CCD 像元尺寸，提高了 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 更高的分辨率和精度。因 此 ， 线 阵 CCD加 扫 描 运 动 获 取 图 像 的 方 案 目 前 仍 使 用 广 泛 ， 尤 其 是 在 要 求视 场 大 ， 图 像 分 辨 率 高 的 情 况 下 甚 至 不 能 用 面 阵 CCD替 代 。 但 是 ， 仅 有 高 的 分辨 率 还 不 能 保 证 有 高 的 图 像 识 别 精 度 ， 特 别 是 线 阵 CCD获 取 的 图 像 虽 然 分 辨 率高 ， 但 由 于 受 扫 描 运 动 精 度 的 影 响 ， 其 图 像 较 面 阵 CCD图 像 更 具 特 殊 性 。 因 此 ，图 像 识 别 时 不 仅 要 充 分 利 用 分 辨 率 高 的 优 势 ， 还 必 须 从 算 法 上 克 服 扫 描 运 动 的 影响 ， 使 机 械 传 动 的 误 差 不 致 直 接 影 响 最 终 的 图 像 识 别 精 度 2。