提高线性CCD测量水平的分析研究

胡 丽，宋文爱

(中北大学信息与通信工程学院，山西太原 030051)

0 引言

CCD器件按其感光单元的排列方式分为线性CCD和面阵CCD两类，但无论是线性CCD还是面阵CCD，由于其固有的物理特性、工作机理等原因以及芯片结构、制作工艺等的限制，CCD像素精度不能做得很高。影响CCD测量精度的因素主要有:CCD像元的制造误差，CCD对光照度的分辨率，A/D转换的精度，照明系统的不稳定性，CCD驱动电路的附加噪声，成像系统调焦误差，成像系统的误差，外界环境的影响以及图像处理水平和软件算法优劣等。

本文以TCD132D为例，根据线性CCD的基本工作原理及测量系统工作原理，从分析CCD输出信号特征出发，从硬件及软件两方面介绍了提高线性CCD测量精度的方法。

1 线阵CCD测量系统介绍

测量装置主要由照明系统、CCD传感器、视频信号初级处理、信号采集、微处理器、显示系统以及电源和外围电路组成，如图1所示。

图1 系统结构

照明系统产生均匀的平行光，将被测件被照明后成像在CCD光敏面上，由CCD传感器输出的原始视频信号通过滤波、放大等初级处理送入视频信号采集系统，对采集后的信号再送入微处理器进行计算处理。

在实际运用中，当确定CCD的型号后，影响测量精度的主要因素包括:(1)光源的选择;(2)测试过程中外界环境的影响;(3)后期的数据处理。前两个因素是决定CCD能否实现高精度测量的前提，而后期的数据处理是得到精确数据的关键之一。

2 硬件因素

在硬件方面，影响系统测量精度的主要是光源成像系统，线性CCD传感器件和AD转换器。……