线阵相机原理和应用

线阵相机是一类特殊的视觉机器，将二维光学图像转变为一维视频信号输出，与面阵相机相比，它的传感器只有一行感光元素，因此使高扫描频率和高分辨率成为发展趋势。

线阵图像传感器以CCD为主，市场上曾经也出现过一些线阵CMOS图像传感器，但是，线阵CCD仍是主流。线阵图像传感器分为单色和彩色两种，因此线阵相机也分为单色和彩色两种。

线阵相机分类

线阵相机根据扫描线可以分给单线、双线、三线、多线等类型，主要接口还是以GiGe和CameraLink为主流，高速的相机需要用HSlink。重要的参数有：像素数（resolution）、相机时钟（MAX DATA RATE）、行频（ Linerate）等。

线阵相机工作原理

1、黑白单线相机

使用高灵敏度CMOS技术，可见光波段响应很高，并增强了在近红外波段的响应，支持长达10m的CameraLink线缆，支持GenICam和ASCII接口。

2、黑白双线相机

使用双线CMOS线阵传感器，支持Camera Link数据接口，一般都兼容GenICam协议。

3、彩色双线相机

双线扫描彩色工业数字相机，提供了极好的色彩还原度、灵活性和低成本。在双线线阵CCD中，一条线阵CCD交替感应R、B分量，另一条感应G分量。提供了多种颜色输出格式来满足不同的颜色要求，包括RGB、RG/BG或者G彩色量。

4、三线彩色相机

能够对高速运动的物体进行高质量成像，单一电源供电和Camera Link接口，同时提供了对每个彩色像元的增益和偏移量编程设置功能。

5、3CCD彩色相机

采用了分色棱镜的JAI制3CCD线阵扫描相机，使用3片线型CCD图像传感器用于RGB、实现了高清色彩的再现。3片CCD可以同时拍摄同一个位置的被拍摄物体、以便通过分色棱镜将一个信息同时投射至3片CCD。同时、3片CCD的快门速度及增益值均为独立可变数值、从而可以获得噪音小、且色彩再现性良好的图像。

6、4CCD彩色相机

线阵相机的4片CCD的快门速度及增益值为独立可变数值，从而获得低噪声、且色彩还原性良好的图像。此外，相机具有在图像处理时阴影校正功能，可减轻主机的负荷。

线阵相机的应用

相机的选择十分重要，直接关系到整体设备的成本，像素多就要采用大的镜头，数据量大就要采用传输率大的数据线，还需要图像处理卡，数据量大对运算要求也高，对计算机的要求也高。

线阵相机的典型应用领域是检测连续的材料，例如金属、塑料等领域。被检测的物体通常匀速运动 , 利用一台或多台相机对其逐行连续扫描 , 以达到对其整个表面均匀检测。可以对其图象一行一行进行处理 , 或者对由多行组成的面阵图象进行处理。另外线阵相机非常适合测量场合，这要归功于传感器的高分辨率 。

线阵CCD相机具有灵敏度高，动态范围大，性价比高等特点。由于其结构简单，成本较低，并且可以同时储存一行电视信号，也可以做很多单排感光单元。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，可以实现动态测量，并能在低照明度下工作，所以线阵CCD也广泛地应用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量等领域。