2、硬件构成

2.1、功能模块

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。

这是何等的飞线功力……

2.2、光路和外壳

上图展示了如何为这个线性扫描相机制作外壳。这是从一个高知电子（Takachi electric industrial）的SW-85B塑料盒改造而来的外壳，这个项目的光路需要控制的非常精确，所以设计，加工，装配的时候都需要特别注意。这里有 外壳的图纸 。带有线性传感器的模拟部分电路板安装在可动的螺钉上，这样就能随意调整距离。

这次使用的透镜是C-mount接环的，它是工业摄像头中使用的标准镜头之一，但是不那么好弄到。我用了一个C-CS的转接环来将镜头装到壳体上。一个UNC（英制统一螺纹粗牙系列）螺母粘在盒子的底面上用来固定摄像头。盒内涂了一层导电涂料做电磁屏蔽。

2.3、模拟电路部分

上图是这个制作中的模拟电路部分，它包含线性扫描相机中最为重要的器件。上面安装了一个CCD线性传感器和模拟电路。CCD线性传感器是一枚东芝的TCD132D单色CCD，它对红外光也敏感，所以为了获得与人眼感觉相近的图像需要一个红外滤镜（IRCF）。CCD线性传感器需要一个来自主控电路板的时钟信号驱动。传感器的模拟图像信号输出先经过一个可变增益放大器（AD8830），再由一个模数转换器（ADC1173）转化为数字信号。ADC1173的8位数字信号输出送入主控电路板。像素采集率从0.5MHZ到2MHZ可变，但是模数转换器必须在工作在至少两倍采样率的时钟频率下。每两次采样之后，向主控电路板输出一次数字信号。

这是模拟电路部分的电路图。

2.4、主控电路部分

主控电路板包括一个微处理器（MCU），一个可编程逻辑器件（PLD）和电源部分。微处理器的芯片是一个NXP的LPC2368，它集成了一个在72MHZ下工作的ARM7TDMI核心，512K字节内存，32K+16K+8K字节的SRAM，还有给力的外围设备。它可以通过一个集成的SD卡控制器在4位原生模式下控制外置的MicroSD存储卡。LPC系列的ARM微处理器广泛用在现在的电子制作中，因为它的市场政策很对路，物美价廉。

一个可编程逻辑器件（LC4256V）被用来驱动CCD线性传感器。PLD里配置了一个用来给传感器提供时钟的时钟产生器和一个先入先出队列。电源供应部分提供了数字电源（3.3V）。和模拟部分的电源（12V）。

这是主控电路部分的电路图。