项目7视觉传感器及其应用
7.1光导视觉传感器7.2CCD视觉传感器
7.3CMOS视觉传感器7.4人工视觉
7.5视觉传感器应用实例
索尼F828采用的“4色CCD”尼康D2X上所使用的CMOS1
7.1光导视觉传感器
光导视觉传感器主要用于光导式摄像机，这
种摄像机是由接收部分、光电转换部分和扫描部
分组成的二维视觉传感器。其光导摄像管是一种
利用物质在光的照射下发射电子的外光电效应而
制成的真空或充气的光电器件。
光导摄像管兼有光电转换功能和扫描功能，
一般有真空光电管和充气光电管两类，或称电子
光电管和离子光电管。
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光电式摄像机工作原理▲
光电式摄像机由接收部分、光电转换部分和
扫描部分组成二维视觉传感器。
其光导摄像管是一种兼有光电转换功能和扫
描功能的真空管。经透镜成像的光信号在摄像管
的靶面上作为模拟量而被记忆下来。从阴极发射
的电子束依次在靶面(光电转换面)上扫描，将视
觉的光信号转换成时间序列的电信号输出。
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光导摄像管构成原理
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视觉传感器单个像素的光电变换原理▲
光电靶面上每一个像素均可看作由电容C、光照时导
电性增强的光电基元G、不照射时也导电的暗电流基元G
LD
等并联的电路。
电子束扫描到该像素时开关S闭合，电容C在瞬间被Er
充电，扫描移到邻近像素时，S打开。当S打开时，如有光
照在G上，将产生电荷，它同C上的电荷中和一部分。下
L
次扫描到该点时S再次闭合，已被中和了的C又被充电，充
电电流I流过R。电压IR同该点受光照射的强度有关，
cLcL
IR即为视觉的输出。
cL
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7.2CCD视觉传感器
哈苏3900万像素数码单反相机
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PMT视觉传感器
PMT是最早出现的视觉传感器，从上世纪五十
年代发展到现在，技术已经非常成熟，是目前性
能最好的传感器。
PMT就像一个圆柱体小灯泡，直径约一寸，长
度约二寸；内置多个电极，将进入的光信号转化
为电信号，即使很微弱的光线也可准确补捉。
类似小灯泡的
传感器“PMT”
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CCD视觉传感器
CCD是美国贝尔实验室于1969年发明的，
与电脑晶片CMOS技术相似，也可作电脑记忆
体及逻辑运作晶片。CCD是一种特殊的半导体
材料，由大量独立的感光二极管组成，一般这
些感光二极管按照矩阵形式排列(富士公司的
SuperCCD除外)。