《圖像傳感器》PPT課件《圖像傳感器》PPT課件1學習目標掌握常見CCD和CMOS圖像傳感器的基本工作原理、主要參數及選型方法。了解圖像傳感器的一般應用，能進行簡易圖像檢測系統的操作，如圖像獲取與顯示、圖像識別等。能夠根據工作任務，檢索文獻、查找閱讀資料（含英文資料）以獲得有用的信息；能自主學習新知識、新技術，具有綜合與創新能力。專業能力方法能力學習目標掌握常見CCD和CMOS圖像傳感器的基本工作原理、主2第七章圖像傳感器

CMOS圖像傳感器2

實訓課題機器人智能視覺4CCD圖像傳感器1

本章小結5

圖像傳感器的應用3第七章圖像傳感器CMOS圖像傳感器2實訓課題機器3圖像傳感器視覺獲取的信息占人類所能獲取的信息總量的80%以上，作為視覺系統的延伸，圖像檢測在工業、農業及日常生活發揮出越來越重要的作用。圖像檢測采用圖像傳感器將被檢測的目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號，圖像處理系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，如面積、數量、位置、長度，再根據預設的允許度和其他條件輸出結果，包括尺寸、角度、個數、合格/不合格、有/無等，實現自動識別功能。圖像傳感器視覺獲取的信息占人類所能獲取的信息總4圖像傳感器圖像檢測系統按功能可劃分為圖像輸入（圖像檢測）、圖像處理及圖像輸出組成。

圖像傳感器圖像檢測系統按功能可劃分為圖像輸入（圖57.1CCD圖像傳感器

CCD圖像傳感器由電荷耦合器件（ChargeCoupledDevice）制成，因集成度高，功耗小、耐沖擊、壽命長等特點，而被廣泛應用于軍事、天文、醫療、廣播、電視、傳真、通信等領域。

在硅襯底上生長一層很薄的二氧化硅，再在二氧化硅薄層上依次沉積金屬或摻雜多晶硅形成電極，稱為柵極。該柵極和硅襯墊就形成了規則的MOS電容器陣列，再加上兩端的輸入及輸出二極管就構成了CCD電荷耦合器件芯片。

7.1CCD圖像傳感器CCD圖像傳感器由電荷6CCD器件CCD有線針型和面陣型兩種。線陣型CCD常用于掃描儀、傳真機等設備。CCD攝像機、照相機就是通過透鏡把外界的景像投射到二維MOS電容器面陣上，產生MOS電容器面陣的光電轉換和記憶。

（b）面陣CCD（a）線陣CCDCCD器件CCD有線針型和面陣型兩種。線陣型CCD常用于掃描7CCD圖像傳感器工作原理一個完整的CCD器件由光敏元、轉移柵、移位寄存器及一些輔助輸入、輸出電路組成。CCD工作時，在設定的積分時間內，光敏元對光信號進行取樣，將光的強弱轉換為各光敏元的電荷量。取樣結束后，各光敏元的電荷在轉移柵信號驅動下，轉移到CCD內部的移位寄存器相應單元中。移位寄存器在驅動時鐘的作用下，將信號電荷順次轉移到輸出端。輸出信號可接到示波器、圖象顯示器或其他信號存儲、處理設備中，可對信號再現或進行存儲處理。

CCD圖像傳感器工作原理一個完整的CCD器件由光敏元8CCD圖像傳感器工作原理以簡單三相CCD為例，在時刻t1，第一相時鐘φ1處于高電壓，φ2、φ3處于低電壓，第一組電極1、4、7……下面形成深勢阱，在勢阱中可以貯存信號電荷形成“電荷包”,2、5、8……，3、6、9……未形成勢阱。在t2時刻，φ1線性減少，φ2為高電壓，φ3仍為低電壓，在第一組電極下的勢阱變淺，而第二組(2、5、8……)電極下形成深勢阱，信息電荷從第一組電極下面向第二組轉移。直到t3時刻，φ2為高電壓，φ1、φ3為低電壓，信息電荷全部轉移到第二組電極下面。

（a）驅動信號（b）電荷轉移CCD圖像傳感器工作原理以簡單三相CCD為例，在時刻t1，第9CCD圖像傳感器工作原理上述CCD電荷轉移過程也可用虹吸雨量收集作形象的類比。用雨滴表示光學圖像中的光子，小盆表示傳感器像元，盆深度表示像元容納的電荷，虹吸泵表示CCD的移位寄存器，雨量筒表示CCD的輸出放大器。

a）接受雨水b）雨水逐行收集c)收集完成等待下次收集CCD圖像傳感器工作原理上述CCD電荷轉移過程也可用虹吸雨量10色彩信息的獲取CCD芯片按比例將一定數目的光子轉換為一定數目的電子，但光子的波長，也就是光線的顏色，卻沒有在這一過程中被轉換為任何形式的電信號，因此CCD無法區分顏色的，即獲取的是灰度圖像。為獲取彩色圖像，一種方法是采用分光棱鏡和3個CCD器件。棱鏡將光線中的紅、綠、藍三個基本色分開，使其分別投射在一個CCD上，每個CCD就只對一種基本色分量感光。實際應用中的效果非常好，但結構復雜，價格昂貴。

3CCD彩色成像原理圖色彩信息的獲取CCD芯片按比例將一定數目的光子轉換為一定數11色彩信息的獲取另一種方式是采用單一CCD器件，將馬賽克濾光片（也稱拜爾濾鏡，Bayerfilter）加裝在CCD上。每四個像素形成一個單元，一個過濾紅色、一個過濾藍色，兩個過濾綠色（因為人眼對綠色比較敏感）。每個像素都接收到感光信號，但色彩分辨率不如感光分辨率。采用每四個感光單元為一組，分別獲取G、B、R、G光度信號并合成為一個像素點色彩信息。

單CCD彩色成像原理圖單CCD彩色圖像傳感器結構色彩信息的獲取另一種方式是采用單一CCD器件，將馬賽克濾光片12CCD圖像傳感器的基本參數1.光譜靈敏度CCD的光譜靈敏度取決于量子效率、波長、積分時間等參數。量子效率表征CCD芯片對不同波長光信號的光電轉換能力。2.動態范圍表征同一幅圖像中最強但未飽和的點與最弱點強度的比值。數字圖像一般用DN表示。3.非均勻性CCD芯片全部像素對同一波長、同一強度信號響應能力的不一致性。CCD圖像傳感器的基本參數1.光譜靈敏度13CCD圖像傳感器的基本參數4.非線性度CCD芯片對于同一波長的輸入信號，其輸出信號強度與輸入信號強度比例變化的不一致性。5.分辨率包括灰度值分辨率和空間分辨率。灰度值分辨率是利用圖像多級亮度來表示分辨率的方法，機器能分辨給定點的測量光強度，所需光強度越小則灰度值分辨率就越高，一般采用256級灰度值，它具有很強的精確區別目標特征的能力；空間分辨率是指CCD分辨精度的能力，通常用像素來表示，即規定覆蓋原始圖像的柵網的大小，柵網越細，網點和像素越高，說明CCD的分辨精度越高。

CCD圖像傳感器的基本參數4.非線性度147.2CMOS圖像傳感器采用標準CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，互補金屬氧化物半導體）制造工藝制造，優點是功耗小，成本低，速度快；缺點：分辨率低，動態范圍小，光照靈敏度弱，圖像質量差。

類別CMOS圖像傳感器CCD圖像傳感器靈敏度高高信噪比良優動態范圍小大最大幀頻1000fps（幀/秒）30fps（幀/秒）集成度高低加工工藝通用工藝特殊工藝電路結構簡單復雜模塊體積小大可靠性高低成本低高7.2CMOS圖像傳感器采用標準CMOS（Comp15CMOS圖像傳感器的組成

CMOS圖像傳感器一般由光敏單元陣列（像元陣列）、行選通邏輯、列選通邏輯、定時和控制電路，片上模擬信號處理器構成。更高級的CMOS圖像傳感器還集成有片上A/D轉換器，將光敏感光單元（光電二極管）陣列、放大器、A/D轉換器、數字信號處理器行陣列驅動器、列時序控制邏輯單元、數據總線輸出接口以及控制接口等部分采用傳統的芯片工藝方法集成在一塊硅片板上。

a)常用CMOS圖像傳感器組成b)帶A/D的CMOS圖像傳感器組成CMOS圖像傳感器的組成CMOS圖像傳感器一般由光16CMOS圖像傳感器的像元結構

CMOS圖像傳感器的每一個基本感光單元也稱為像素單元（簡稱為像素或像元），主要是以MOS電容和P-N結光敏二極管組成，采用陣列式結構，有線型和面型之分。

CMOS圖像傳感器像素結構目前主要有無源像素圖像傳感器和有源像素圖像傳感器兩種。無源像素圖像傳感器信噪比低、成像質量差，所以目前絕大多數CMOS圖像傳感器采用的是有源像素圖像傳感器結構。

無源型像素單元CMOS圖像傳感器的像元結構CMOS圖像傳感器的每一17CMOS圖像傳感器的像元結構

光敏二極管型有源像素單元光柵型有源像素單元對數有源像素單元CMOS圖像傳感器的像元結構光敏18CMOS圖像傳感器的工作原理電荷存儲和傳輸的工作基本原理是：先將光敏二極管的PN結反向偏置到某一固定電壓，然后斷開，存儲在光敏二極管電容上的電荷的衰減速度與入射光照度成比例。經過一定的積分時間后，讀出二極管兩端的電壓。讀出結束后，再通過開關使二極管兩端的恢復到原來的電壓。1.首先進入“復位狀態”。這時打開行選通場效應管M，電源向電容C充電至固定電壓Ur，光敏二極管D處于反向狀態；2.然后進入“取樣狀態”。這時關閉場效應管M，在光照下二極管產生光電流，使電容上存貯的電荷放電，經過一個固定時間間隔后，電容C上存留的電荷量就與光照成正比例，這時就將一幅圖像攝入到了敏感元件陣列之中；3.最后進入“讀出狀態”。再打開場效應管M，逐個讀取各像素中電容C上存貯的電荷電壓。CMOS圖像傳感器的工作原理電荷存儲和傳輸的工作基本19CMOS圖像傳感器的工作流程CMOS圖像傳感器的工作流程20CMOS圖像傳感器的應用攝像頭CMOS圖像傳感器的應用攝像頭217.3圖像傳感器的應用

光路圖結構掃描儀7.3圖像傳感器的應用光路圖結構掃227.3圖像傳感器的應用

數碼攝像機7.3圖像傳感器的應用數碼攝像機237.3圖像傳感器的應用

數碼相機結構示意圖CMOS數碼相機圖像工作原理7.3圖像傳感器的應用數碼相機結構示意247.3圖像傳感器的應用

CMOS數碼相機圖像工作原理7.3圖像傳感器的應用CMOS數碼相257.3圖像傳感器的應用工件尺寸測量根據工件成像輪廓覆蓋的光敏單元數量來計算工件尺寸數據。例如，在光學系統放大率為1：M的裝置中，有

L=（Nd±2d）M式中L——工件尺寸；N——覆蓋的光敏單元數；d——相鄰光敏單元中心距離。7.3圖像傳感器的應用工件尺寸測量根據工件成像輪267.3圖像傳感器的應用生產線工件質量檢測廢料收集桶傳輸鏈控制柜冷卻臺CCD檢測系統機器人壓鑄機安全門工作區域圍擋7.3圖像傳感器的應用生產線工件質量檢測廢料收集桶傳輸277.3圖像傳感器的應用鈔票檢查系統7.3圖像傳感器的應用鈔票檢查系統287.3圖像傳感器的應用防盜檢測7.3圖像傳感器的應用防盜檢測297.3圖像傳感器的應用字符識別牌照識別7.3圖像傳感器的應用字符識別牌照識別307.3圖像傳感器的應用工業機器人焊錫系統通過人工將散熱片、IGBT、PCB板固定到基板的過程存在不確定性因素，將會造成IGBT的待焊接管腳的空間位置不固定。為保證焊接質量，須配置視覺系統。7.3圖像傳感器的應用工業機器人焊錫系統通過人工317.3圖像傳感器的應用工業機器人焊錫系統組成圖7.3圖像傳感器的應用工業機器人焊錫系統組成圖327.3圖像傳感器的應用機器人視覺控制系統原理圖7.3圖像傳感器的應用機器人視覺控制系統原理圖337.4實訓課題機器人智能視覺機器人智能視覺系統是由視覺控制器、及監視顯示器等組成。CCD圖像傳感器用于識別工件的特性，如數字、顏色、形狀、姿態方位等，提供機器人所需的裝配信息，比如讓機器人按工件序號、顏色將工件放置到相應工/庫位，對工件放置的姿態方位進行調整等。視覺控制器CCD圖像傳感器7.4實訓課題機器人智能視覺機器人智能視覺系統是347.4實訓課題機器人智能視覺CCD圖像傳感器機器人本體工件組裝單元顯示器視覺控制器機器人智能視覺系統7.4實訓課題機器人智能視覺CCD圖像傳感器機器人本體35實訓操作打開電源，啟動視覺控制器，系統啟動后自動運行智能視覺軟件并進入軟件主畫面。dfecbaa-菜單欄

b-測量信息顯示區域

c-工具欄d-圖像顯示區域

e-控制區域

f-測量管理欄主畫面實訓操作打開電源，啟動視覺控制器，系統啟動后自動運36實訓操作

單擊“場景切換”，在對話框中選擇一個場景，然后確定，新建一個場景。

場景切換實訓操作單擊“場景切換”，在對話框中選擇一個場景，然37實訓操作在主界面單擊“流程編輯”，進入流程編輯界面，進行流程編輯。

流程編輯實訓操作在主界面單擊“流程編輯”，進入流程編輯界面，進38實訓操作單擊“分類”圖標，進入設置界面在“分類”界面先設置“模型參數”，在初始狀態下設定，選擇“旋轉”，還要設定旋轉范圍、跳躍角度、穩定度和精度等。

模型登錄參數設置實訓操作單擊“分類”圖標，進入設置界面在“分類”界面39實訓操作進入“模型登錄”界面，單擊左邊圖形圖標，在右邊顯示界面會出現一個圓圈，移動圓圈把數字圈在中間，設置測量區域，單擊“確定”就可以一個工件的登錄工作，并回到分類界面。

模型登錄界面實訓操作進入“模型登錄”界面，單擊左邊圖形圖標，在右40實訓操作

完成一個模型登錄實訓操作完成一個模型登錄41實訓操作回到主界面，取已建立模型庫的任一顏色的工件，鏡頭對準工件，單擊“執行測量”，此時會在右下角對話框顯示測量信息，即顯示顏色識別的結果。參照上述操作方法完成工件編號識別及擺放角度測量。

實訓操作回到主界面，取已建立模型庫的任一顏色的工件，427.4小結主要介紹了CCD和CMOS固態圖像傳感器的基本知識，包括傳感器的制作工藝，敏感單元構成，傳感器的組成結構、信號獲取及傳輸等基本工作原理。CMOS和CCD兩種圖像傳感器的的主要性能，優、缺點和應用領域。并就基于圖像傳感器的典型產品和應用案例進行了詳細闡述，以工業機器人智能視覺為例闡述了圖像傳感器顏色識別操作過程。

7.4小結主要介紹了CCD和CMOS固態圖像傳感器43結束！結束！44《圖像傳感器》PPT課件《圖像傳感器》PPT課件45學習目標掌握常見CCD和CMOS圖像傳感器的基本工作原理、主要參數及選型方法。了解圖像傳感器的一般應用，能進行簡易圖像檢測系統的操作，如圖像獲取與顯示、圖像識別等。能夠根據工作任務，檢索文獻、查找閱讀資料（含英文資料）以獲得有用的信息；能自主學習新知識、新技術，具有綜合與創新能力。專業能力方法能力學習目標掌握常見CCD和CMOS圖像傳感器的基本工作原理、主46第七章圖像傳感器

CMOS圖像傳感器2

實訓課題機器人智能視覺4CCD圖像傳感器1

本章小結5

圖像傳感器的應用3第七章圖像傳感器CMOS圖像傳感器2實訓課題機器47圖像傳感器視覺獲取的信息占人類所能獲取的信息總量的80%以上，作為視覺系統的延伸，圖像檢測在工業、農業及日常生活發揮出越來越重要的作用。圖像檢測采用圖像傳感器將被檢測的目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號，圖像處理系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，如面積、數量、位置、長度，再根據預設的允許度和其他條件輸出結果，包括尺寸、角度、個數、合格/不合格、有/無等，實現自動識別功能。圖像傳感器視覺獲取的信息占人類所能獲取的信息總48圖像傳感器圖像檢測系統按功能可劃分為圖像輸入（圖像檢測）、圖像處理及圖像輸出組成。

圖像傳感器圖像檢測系統按功能可劃分為圖像輸入（圖497.1CCD圖像傳感器

CCD圖像傳感器由電荷耦合器件（ChargeCoupledDevice）制成，因集成度高，功耗小、耐沖擊、壽命長等特點，而被廣泛應用于軍事、天文、醫療、廣播、電視、傳真、通信等領域。

在硅襯底上生長一層很薄的二氧化硅，再在二氧化硅薄層上依次沉積金屬或摻雜多晶硅形成電極，稱為柵極。該柵極和硅襯墊就形成了規則的MOS電容器陣列，再加上兩端的輸入及輸出二極管就構成了CCD電荷耦合器件芯片。

7.1CCD圖像傳感器CCD圖像傳感器由電荷50CCD器件CCD有線針型和面陣型兩種。線陣型CCD常用于掃描儀、傳真機等設備。CCD攝像機、照相機就是通過透鏡把外界的景像投射到二維MOS電容器面陣上，產生MOS電容器面陣的光電轉換和記憶。

（b）面陣CCD（a）線陣CCDCCD器件CCD有線針型和面陣型兩種。線陣型CCD常用于掃描51CCD圖像傳感器工作原理一個完整的CCD器件由光敏元、轉移柵、移位寄存器及一些輔助輸入、輸出電路組成。CCD工作時，在設定的積分時間內，光敏元對光信號進行取樣，將光的強弱轉換為各光敏元的電荷量。取樣結束后，各光敏元的電荷在轉移柵信號驅動下，轉移到CCD內部的移位寄存器相應單元中。移位寄存器在驅動時鐘的作用下，將信號電荷順次轉移到輸出端。輸出信號可接到示波器、圖象顯示器或其他信號存儲、處理設備中，可對信號再現或進行存儲處理。

CCD圖像傳感器工作原理一個完整的CCD器件由光敏元52CCD圖像傳感器工作原理以簡單三相CCD為例，在時刻t1，第一相時鐘φ1處于高電壓，φ2、φ3處于低電壓，第一組電極1、4、7……下面形成深勢阱，在勢阱中可以貯存信號電荷形成“電荷包”,2、5、8……，3、6、9……未形成勢阱。在t2時刻，φ1線性減少，φ2為高電壓，φ3仍為低電壓，在第一組電極下的勢阱變淺，而第二組(2、5、8……)電極下形成深勢阱，信息電荷從第一組電極下面向第二組轉移。直到t3時刻，φ2為高電壓，φ1、φ3為低電壓，信息電荷全部轉移到第二組電極下面。

（a）驅動信號（b）電荷轉移CCD圖像傳感器工作原理以簡單三相CCD為例，在時刻t1，第53CCD圖像傳感器工作原理上述CCD電荷轉移過程也可用虹吸雨量收集作形象的類比。用雨滴表示光學圖像中的光子，小盆表示傳感器像元，盆深度表示像元容納的電荷，虹吸泵表示CCD的移位寄存器，雨量筒表示CCD的輸出放大器。

a）接受雨水b）雨水逐行收集c)收集完成等待下次收集CCD圖像傳感器工作原理上述CCD電荷轉移過程也可用虹吸雨量54色彩信息的獲取CCD芯片按比例將一定數目的光子轉換為一定數目的電子，但光子的波長，也就是光線的顏色，卻沒有在這一過程中被轉換為任何形式的電信號，因此CCD無法區分顏色的，即獲取的是灰度圖像。為獲取彩色圖像，一種方法是采用分光棱鏡和3個CCD器件。棱鏡將光線中的紅、綠、藍三個基本色分開，使其分別投射在一個CCD上，每個CCD就只對一種基本色分量感光。實際應用中的效果非常好，但結構復雜，價格昂貴。

3CCD彩色成像原理圖色彩信息的獲取CCD芯片按比例將一定數目的光子轉換為一定數55色彩信息的獲取另一種方式是采用單一CCD器件，將馬賽克濾光片（也稱拜爾濾鏡，Bayerfilter）加裝在CCD上。每四個像素形成一個單元，一個過濾紅色、一個過濾藍色，兩個過濾綠色（因為人眼對綠色比較敏感）。每個像素都接收到感光信號，但色彩分辨率不如感光分辨率。采用每四個感光單元為一組，分別獲取G、B、R、G光度信號并合成為一個像素點色彩信息。

單CCD彩色成像原理圖單CCD彩色圖像傳感器結構色彩信息的獲取另一種方式是采用單一CCD器件，將馬賽克濾光片56CCD圖像傳感器的基本參數1.光譜靈敏度CCD的光譜靈敏度取決于量子效率、波長、積分時間等參數。量子效率表征CCD芯片對不同波長光信號的光電轉換能力。2.動態范圍表征同一幅圖像中最強但未飽和的點與最弱點強度的比值。數字圖像一般用DN表示。3.非均勻性CCD芯片全部像素對同一波長、同一強度信號響應能力的不一致性。CCD圖像傳感器的基本參數1.光譜靈敏度57CCD圖像傳感器的基本參數4.非線性度CCD芯片對于同一波長的輸入信號，其輸出信號強度與輸入信號強度比例變化的不一致性。5.分辨率包括灰度值分辨率和空間分辨率。灰度值分辨率是利用圖像多級亮度來表示分辨率的方法，機器能分辨給定點的測量光強度，所需光強度越小則灰度值分辨率就越高，一般采用256級灰度值，它具有很強的精確區別目標特征的能力；空間分辨率是指CCD分辨精度的能力，通常用像素來表示，即規定覆蓋原始圖像的柵網的大小，柵網越細，網點和像素越高，說明CCD的分辨精度越高。

CCD圖像傳感器的基本參數4.非線性度587.2CMOS圖像傳感器采用標準CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，互補金屬氧化物半導體）制造工藝制造，優點是功耗小，成本低，速度快；缺點：分辨率低，動態范圍小，光照靈敏度弱，圖像質量差。

類別CMOS圖像傳感器CCD圖像傳感器靈敏度高高信噪比良優動態范圍小大最大幀頻1000fps（幀/秒）30fps（幀/秒）集成度高低加工工藝通用工藝特殊工藝電路結構簡單復雜模塊體積小大可靠性高低成本低高7.2CMOS圖像傳感器采用標準CMOS（Comp59CMOS圖像傳感器的組成

CMOS圖像傳感器一般由光敏單元陣列（像元陣列）、行選通邏輯、列選通邏輯、定時和控制電路，片上模擬信號處理器構成。更高級的CMOS圖像傳感器還集成有片上A/D轉換器，將光敏感光單元（光電二極管）陣列、放大器、A/D轉換器、數字信號處理器行陣列驅動器、列時序控制邏輯單元、數據總線輸出接口以及控制接口等部分采用傳統的芯片工藝方法集成在一塊硅片板上。

a)常用CMOS圖像傳感器組成b)帶A/D的CMOS圖像傳感器組成CMOS圖像傳感器的組成CMOS圖像傳感器一般由光60CMOS圖像傳感器的像元結構

CMOS圖像傳感器的每一個基本感光單元也稱為像素單元（簡稱為像素或像元），主要是以MOS電容和P-N結光敏二極管組成，采用陣列式結構，有線型和面型之分。

CMOS圖像傳感器像素結構目前主要有無源像素圖像傳感器和有源像素圖像傳感器兩種。無源像素圖像傳感器信噪比低、成像質量差，所以目前絕大多數CMOS圖像傳感器采用的是有源像素圖像傳感器結構。

無源型像素單元CMOS圖像傳感器的像元結構CMOS圖像傳感器的每一61CMOS圖像傳感器的像元結構

光敏二極管型有源像素單元光柵型有源像素單元對數有源像素單元CMOS圖像傳感器的像元結構光敏62CMOS圖像傳感器的工作原理電荷存儲和傳輸的工作基本原理是：先將光敏二極管的PN結反向偏置到某一固定電壓，然后斷開，存儲在光敏二極管電容上的電荷的衰減速度與入射光照度成比例。經過一定的積分時間后，讀出二極管兩端的電壓。讀出結束后，再通過開關使二極管兩端的恢復到原來的電壓。1.首先進入“復位狀態”。這時打開行選通場效應管M，電源向電容C充電至固定電壓Ur，光敏二極管D處于反向狀態；2.然后進入“取樣狀態”。這時關閉場效應管M，在光照下二極管產生光電流，使電容上存貯的電荷放電，經過一個固定時間間隔后，電容C上存留的電荷量就與光照成正比例，這時就將一幅圖像攝入到了敏感元件陣列之中；3.最后進入“讀出狀態”。再打開場效應管M，逐個讀取各像素中電容C上存貯的電荷電壓。CMOS圖像傳感器的工作原理電荷存儲和傳輸的工作基本63CMOS圖像傳感器的工作流程CMOS圖像傳感器的工作流程64CMOS圖像傳感器的應用攝像頭CMOS圖像傳感器的應用攝像頭657.3圖像傳感器的應用

光路圖結構掃描儀7.3圖像傳感器的應用光路圖結構掃667.3圖像傳感器的應用

數碼攝像機7.3圖像傳感器的應用數碼攝像機677.3圖像傳感器的應用

數碼相機結構示意圖CMOS數碼相機圖像工作原理7.3圖像傳感器的應用數碼相機結構示意687.3圖像傳感器的應用

CMOS數碼相機圖像工作原理7.3圖像傳感器的應用CMOS數碼相697.3圖像傳感器的應用工件尺寸測量根據工件成像輪廓覆蓋的光敏單元數量來計算工件尺寸數據。例如，在光學系統放大率為1：M的裝置中，有

L=（Nd±2d）M式中L——工件尺寸；N——覆蓋的光敏單元數；d——相鄰光敏單元中心距離。7.3圖像傳感器的應用工件尺寸測量根據工件成像輪707.3圖像傳感器的應用生產線工件質量檢測廢料收集桶傳輸鏈控制柜冷卻臺CCD檢測系統機器人壓鑄機安全門工作區域圍擋7.3圖像傳感器的應用生產線工件質量檢測廢料收集桶傳輸717.3圖像傳感器的應用鈔票檢查系統7.3圖像傳感器的應用鈔票檢查系統727.3圖像傳感器的應用防盜檢測7.3圖像傳感器的應用防盜檢測737.3圖像傳感器的應用字符識別牌照識別7.3圖像傳感器的應用字符識別牌照識別747.3圖像傳感器的應用工業機器人焊錫系統通過人工將散熱片、IGBT、PCB板固定到基板的過程存在不確定性因素，將會造成IGBT的待焊接管腳的空間位置不固定。為保證焊接質量，須配置視覺系統。7.3圖像傳感器的應用工業機器人焊錫系統通過人工757.3圖像傳感器的應用工業機器人焊錫系統組成圖7.3圖像傳感器的應用工業機器人焊錫系統組成圖767.3圖像傳感器的應用機