线阵CCD传感器以下图所示的线阵CCD传感器为例来描述CCD传感器的结构。CCD传感器由一行对光线敏感的光电探测器组成，光电探测器一般为光栅晶体管或光敏二极管。这里仅把光电探测器看作能将光子转换为电子并将电子转换为电流的设备，而不讨论其涉及的物理问题。每种光电探测器都有可以存储的电子数量的上限，通常取决于光电探测器的大小。曝光时光电探测器累积电荷，通过转移门电路，电荷被移至串行读出寄存器而读出。每个光电探测器对应一个读出寄存器。串行读出寄存器也是光敏的，必须由金属护罩遮挡，以避免读出期间接收到其他光子。读出的过程是将电荷转移到电荷转换单元，转换单元将电荷转换为电压，并将电压放大。每个CCD传感器最多由4个门组成，这些门在一定方向上传输电荷。电荷转换为电压并放大后，就可以转换为模拟或数字视频信号。对于数字视频信号，是由模拟电压通过模/数转换器(ADC)转换为数字电压的。

线阵CCD传感器只能生成高度为1行的图像，在实际中用途有限，因此常通过多行组成二维图像。为得到有效图像，线阵CCD传感器必须相对于被测物做某种运动。一种方法是将传感器安置在运动的被测物(如传送带)上方；第二种方法是被测物不动而传感器相对被测物运动，如印制电路板成像和平板扫描仪的原理。

使用线阵CCD传感器采集图像时，传感器本身必须与被测物平面平行并与运动方向垂直以保证得到矩形像素。同时，根据线阵CCD传感器的分辨率，线采集频率必须与摄像机、被测物间的相对运动速度相匹配以得到矩形像素。如果运动速度是恒定的，则可以保证所有像素采集到的图像具有一致性。如果运动速度是变化的，就需要由编码器来触发传感器采集每行图像。相对运动可以由步进电动机驱动产生。由于很难做到使传感器非常好地与运动方向相匹配，在有些应用中，必须采用摄像机标定方法来确保测量精度达到要求。

线阵CCD传感器的线读出频率为14-140kHz，这显然会限制每行的曝光时间，因此线扫描应用要求使用非常强的照明。同时镜头的光圈通常要求较小的f值，从而严重地限制了景深。所以线扫描应用系统中参数的设定是很有挑战性的。

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