工業相機CCD芯片四種掃瞄方式-51camera

機器視覺系統成像由工業相機來進行圖像採集，而工業相機中的芯片起到光電轉換和電荷儲存功能，下面我們來看下CCD芯片的相關基礎知識。
CCD ( Charge Coupled Device ) 電荷藕合器件圖像傳感器，它集成在高感光度的半導體單晶材料上，能把光線轉變成電荷，通過模數轉換器芯片轉換成數字信號。 CCD由許多感光單位組成，通常以百萬像素為單位。當CCD表面受到光線照射時，每個感光單位會將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產生的信號加在一起，就構成了一幅完整的畫面。

CCD常見的傳輸方式
1、Interline transfer隔行傳輸
CCD曝光後所產生的電荷都被轉移到附近的移位寄存器，通過垂直傳送向下轉移到底部，按一定排序輸出，它的優點在於曝光後即可將電荷儲存在寄存器，繼續拍照速度較快，感光和傳輸不在同一列，從而避免了兩者之間的衝突。
隔行傳輸的缺點是，寄存器佔用了感光面的面積，相應地犧牲了動態範圍。芯片並不是所有面積都在感光，這樣，對於定位測量要求比較高的應用會有影響。這種CCD成本較低。

2、Full Frame全幀
陣列的每一個像素都感光。傳輸時，每一列向單行串行寄存器上相對應的位置轉移。同時，串行寄存器向陣列的出口轉移。
它是一種架構更簡單的感光設計。鑒於Interline的缺點， Full Frame可以利用整個感光區域(沒有寄存區的設計)，有效的增大感光面積，同時也適應長時間曝光。
感光和電荷輸出過程是分開的。因此Full Frame的相機在傳送電荷時必須使用機械快門(無法使用電子快門)，同時也限制Full Frame CCD連續拍照的能力。

3、 Frame transfer幀傳輸
Frame transfer的架構介於Interline 和Full Frame之間，它分成上下兩個部分，下半部是感光區，上半部是暫存區。整體來說 Full Transfer 非常類似Full Frame，它的特點在於直接規劃一個大型寄存區。一旦CCD工作，它可以迅速將電荷轉移到下方的寄存區中，本身可以繼續曝光。這種設計讓Full Transfer同Interline一樣可使用電子快門，同時也增加了感光面積和速度，兼顧動、靜態的拍攝能力。

4、Line線陣
Line 線陣CCD是以一維感光點構成，利用目標物與相機之間的相對運動來掃瞄圖像。由於照片是一行行組成，速度比使用2維CCD（面陣）的相機慢。