淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第1页共29页1．绪论1.1选题的背景相机作为一种时尚的计算机外设，以其强大的功能、方便的使用和越来越接近普通相机的拍摄的效果，逐渐进入寻常百姓家。而数码相机中的光电转化系统是数码相机最基本的组成部分。同时它也是决定数码相机品质的重要因素。数码相机的图像传感器，其作用是将收到的光信号转化为模拟信号。目前数码相机使用的图像传感器有占主导地位的CCD和新开发的CMOS两种类型[1]。然而线阵CCD结构简单，成本较低。可以同时储存一行电视信号.由于其单排感光单元的数目可以做得很多，在同等测量精度的前提下，其测量范围可以做的较大，并且由于线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速度快、频率响应高，能够实现动态测量，并能在低照度下工作，所以线阵CCD广泛地应用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量、条形码等许多领域[1]。1.2设计与要求相机电子后背对于改善性能、增加功能具有重要作用。本选题拟采用单片机为核心，配以线阵CCD、信号采集模块、显示模块、存储模块等设计制作拍摄运动目标的120高性能相机电子后背。1.3及CCD图像特点由于CCD像元是有间隔的，不论面阵还是线阵CCD获取的图像外观虽然是致密的，但实质上都是离散图像，但面阵CCD像元在纵横两个方向间隔一致，其图像的离散度是一致的，而线阵CCD图像由于存在像元间距和扫描行距，像素点在两个坐标方向上的距离分别是像元间距和扫描行距，一般来说扫描行距受机械传动部分的限制，远大于像元间距。线阵CCD获取二维图像，必须配以扫描运动，在此过程中，线阵CCD在电机驱动下水平前移，按照固定的时间间隔采集一行图像[2]。1.4CCD的应用目前，随着大规模细加工技术的发展。CCD高密度集成技术取得了突破性的发展器件像素的中心距已经做到了0.004~0.007mm，线阵CCD课达到5000个像素这就为计量领域应用CCD打下了良好的基础。CCD作为一种易于与计算机连接的传感器，淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第2页共29页在位移监测，运动速度测量，热加工温度场模拟，激光加工研究，光谱分析等方面取得了广泛的应用前景，尤其是数字CCD的开发，CCD传感器与数字采集电路的大规模集成，新型快快速处理图像的软件的开发，使得CCD传感器在工业监测和自动控制应用中发挥更重要的作用。CCD传感器在焊缝跟踪自动化系统中，已经成功的应用于平面的焊缝跟踪，在未来的发展趋势中，运用CCD传感器在进行船体、储气罐等复杂几何形状、三维几何形状焊接跟踪实时控制中，更易于实现焊接实施控制而且可以实现任意形状的焊接实时跟踪，将起到更总要的作用。它在三维测量系统的开发和应用、多媒体应用和虚拟现实系统中都有广阔的应用前景。它将促使制造业向机器人自动检测与控制、智能化测量、柔性集成控制系统无人加工车间方向进一步发展。随着电脑网路的控制与发展，CCD作为电脑的前端和图像输入系统，它将以不可阻挡的趋势深入到各种电脑的方方面面在军事上，CCD传感器的应用会越来越广。它主要用来夜视、实时或近实时战术侦察，机载预警，导弹自动跟踪，告诉飞行目标的轨迹测量等方面。必将对现代工程技术产生巨大的影响[3]。1.5CCD简介及CCD技术的发展CCD(ChargeCoupledDevice)电荷耦合器件，是一种固体成像器件。自从20世纪60年代末由美国贝尔实验室的w．S．Boyle和G．E．Smith发现了电荷通过半导体势阱发生转移的现象，提出了电荷耦合的概念和一维CCD器件的模型。同时，基于美国MOST艺及硅材料研究的雄厚基础，这种新器件的设想很快得以实现。不久以后，二维面阵CCD研制也获得成功。CCD是在大规模硅集成电路工艺基础上研制而成的模拟集成电路芯片。这种芯片要借助于必要的光学系统和合适的外围驱动与处理电路，可以将景物图像通过输入域上逐点的光电信号转换、储存和传输，在其输出端产生一时序视频信号，并经终端显示设备显示出可见图像。CCD器件是由整齐紧密排列的若干个小的光敏元组成的阵列，总约有几十万甚至上千万个。它们的作用就相当于人的视网膜上的感光细胞，用以感受照射在它们上面的光的强弱与色彩。通过CCD可以实现光电转换、信号储存、转移(传输)、输出、处理等一系列功能。其主要...
