如何使用线性CCD传感器制作相机的全过程资料说明

　　数码线性扫描相机是数码相机的一种。这种相机一般在各种机器中作为组成部分发挥作用，一般来说不容易在实际生活中独立见到。这个制作能帮助你 DIY 并且进一步了解线性扫描相机。

　　线性 CCD 传感器（Charge-coupled De vice line sensor，线性电荷耦合传感器）是线性扫描相机中最为重要的部分。我十多年前就在电子城中买下了它。但是想要制作一台小体积的便携线性扫描相机有些困难，电路部分需要高性能的微处理器和大容量存储器，在当时一般的个人制作对这些昂贵的高级货只能敬而远之。于是它被我扔到一个破烂盒子里，连我自己都几乎忘记了。

　　十年的时间之后，拜飞速发展的半导体工业所赐，芯片们的价格终于降到了可以接受的地步。现在即使是入门的新手也能随意享受到 32 位的微处理器和海量的存储卡，所以我依靠最新的技术重新开始了这个项目！

　　线性扫描相机是数码相机的一种，它使用线性 CCD 传感器（一维 CCD 器件）作为图像传感器。普通的数码相机用一个平面 CCD 器件（二维 CCD 器件）捕捉焦平面上的图像，获取的图案是一个二维的平面。而对线性扫描相机来说，它所获取的图案是一条一维的线！

　　即使每次获得的图像只有一条线，线性扫描相机还是有能力获得完整的图像。在制作一台线性扫描相机时，需要不断移动相机或者被摄物这样每次获得的部分数据被存储在内存里，并最终像织布一样一条线一条线地拼凑成完整的图像。

　　在过去的胶片时代有一种狭缝相机。它和这里说的线性扫描相机类似，通过一条窄缝（一维的窗口）成像，拼合一维图像获取完整的二维图像。

　　线性扫描相机具有下面这些功能：

　　高分辨率。即使便宜的传感器也能做到 10000 点以上的分辨率。

　　简单紧凑的光学系统。不需要扫描桌。

　　对物体的尺寸和长度没有限制，对很长的物体也能正确成像。

　　由于这些功能，线性扫描相机在很多地方得到了广泛应用，你可以在许多重要的设备上发现它们。比如：

　　复印机

　　图像扫描仪

　　传真机

　　机器视觉（检查长形物体）

　　卫星（比如拍下 google 地图的那些）

　　终点摄影（体育比赛）

　　上图展示了构成线性扫描相机的各个功能模块。线性 CCD 传感器将收集的光感信息传递到 AD（模拟-数字）转换器数字化，然后以数字信号形式输入控制器。这些数据可以显示在显示屏上，或者传输到存储器里。扫描的频率在500线每秒到2000线每秒之间可调，视 CCD 器件的种类而定。

　　电路部分被分成三大部分，每块之间通过柔性印刷电路排线相连。我经常不使用定制的 PCB 因为它们太贵而且没有 DIY 精神，设计麻烦，之后有改动也麻烦。这种一次性的制作在洞洞板上相机行事最好了。