傳感器技術的應用極為廣泛，因此學習傳感器技術的朋友也越來越多。為增進大家對傳感器技術的了解，本文將基于兩大方面介紹：1.傳感器技術之視覺傳感技術，2.CCD與CMOS圖象傳感器技術。如果你對本文即將討論的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、視覺傳感器技術

視覺傳感器技術是傳感技術七大類中的一個，視覺傳感器是指：通過對攝像機拍攝到的圖像進行圖像處理，來計算對象物的特征量(面積、重心、長度、位置等)，并輸出數(shù)據(jù)和判斷結果的傳感器。

(一)視覺傳感器

視覺傳感器是整個機器視覺系統(tǒng)信息的直接來源，主要由一個或者兩個圖形傳感器組成，有時還要配以光投射器及其他輔助設備。視覺傳感器的主要功能是獲取足夠的機器視覺系統(tǒng)要處理的最原始圖像。

圖像傳感器可以使用激光掃描器、線陣和面陣CCD攝像機或者TV攝像機，也可以是最新出現(xiàn)的數(shù)字攝像機等。

(二)視覺傳感技術分類

1、3D視覺傳感技術

3D視覺傳感器具有廣泛的用途，比如多媒體手機、網(wǎng)絡攝像、數(shù)碼相機、機器人視覺導航、汽車安全系統(tǒng)、生物醫(yī)學像素分析、人機界面、虛擬現(xiàn)實、監(jiān)控、工業(yè)檢測、無線遠距離傳感、顯微鏡技術、天文觀察、海洋自主導航、科學儀器等等。這些不同的應用均是基于3D視覺圖像傳感器技術。特別是3D影像技術在工業(yè)控制、汽車自主導航中具有急迫的應用。

2、智能視覺傳感技術

智能視覺傳感技術下的智能視覺傳感器也稱智能相機，是近年來機器視覺領域發(fā)展最快的一項新技術。智能相機是一個兼具圖像采集、圖像處理和信息傳遞功能的小型機器視覺系統(tǒng)，是一種嵌入式計算機視覺系統(tǒng)。它將圖像傳感器、數(shù)字處理器、通訊模塊和其他外設集成到一個單一的相機內(nèi)，由于這種一體化的設計，可降低系統(tǒng)的復雜度，并提高可靠性。同時系統(tǒng)尺寸大大縮小，拓寬了視覺技術的應用領域。

智能視覺傳感器的易學、易用、易維護、安裝方便，可在短期內(nèi)構建起可靠而有效的視覺檢測系統(tǒng)等優(yōu)點使得這項技術得到飛速的發(fā)展。

視覺檢測系統(tǒng)原理圖

(三)視覺傳感技術的實現(xiàn)基礎

視覺傳感器的圖像采集單元主要由CCD/CMOS像機、光學系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和圖像采集卡組成，將光學影像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，傳遞給圖像處理單元。通常使用的圖像傳感器件主要有CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器兩種。下面將介紹兩種傳感器的實現(xiàn)原理及優(yōu)缺點。

二、CCD與CMOS圖像傳感器技術簡介

CCD與CMOS傳感器是當前被普遍采用的兩種圖像傳感器，兩者都是利用感光二極管(photodiode)進行光電轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)，而其主要差異是數(shù)字數(shù)據(jù)傳送的方式不同。

CCD傳感器中每一行中每一個象素的電荷數(shù)據(jù)都會依次傳送到下一個象素中，由最底端部分輸出，再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進行放大輸出;而在CMOS傳感器中，每個象素都會鄰接一個放大器及A/D轉(zhuǎn)換電路，用類似內(nèi)存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。

造成這種差異的原因在于：CCD的特殊工藝可保證數(shù)據(jù)在傳送時不會失真，因此各個象素的數(shù)據(jù)可匯聚至邊緣再進行放大處理;而CMOS工藝的數(shù)據(jù)在傳送距離較長時會產(chǎn)生噪聲，因此，必須先放大，再整合各個象素的數(shù)據(jù)。

由于數(shù)據(jù)傳送方式不同，因此CCD與CMOS傳感器在效能與應用上也有諸多差異，這些差異包括：

1. 靈敏度差異：由于CMOS傳感器的每個象素由四個晶體管與一個感光二極管構成(含放大器與A/D轉(zhuǎn)換電路)，使得每個象素的感光區(qū)域遠小于象素本身的表面積，因此在象素尺寸相同的情況下，CMOS傳感器的靈敏度要低于CCD傳感器。

2. 成本差異：由于CMOS傳感器采用一般半導體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、TIming generator、或DSP等)集成到傳感器芯片中，因此可以節(jié)省外圍芯片的成本;除此之外，由于CCD采用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù)，只要其中有一個象素不能運行，就會導致一整排的數(shù)據(jù)不能傳送，因此控制CCD傳感器的成品率比CMOS傳感器困難許多，即使有經(jīng)驗的廠商也很難在產(chǎn)品問世的半年內(nèi)突破50%的水平，因此，CCD傳感器的成本會高于CMOS傳感器。

3. 分辨率差異： 如上所述，CMOS傳感器的每個象素都比CCD傳感器復雜，其象素尺寸很難達到CCD傳感器的水平，因此，當我們比較相同尺寸的CCD與CMOS傳感器時，CCD傳感器的分辨率通常會優(yōu)于CMOS傳感器的水平。例如，目前市面上CMOS傳感器最高可達到210萬象素的水平(OmniVision的OV2610，2002年6月推出)，其尺寸為1/2英寸，象素尺寸為4.25μm，但Sony在2002年12月推出了ICX452，其尺寸與OV2610相差不多(1/1.8英寸)，但分辨率卻能高達513萬象素，象素尺寸也只有2.78mm的水平。

4. 噪聲差異：由于CMOS傳感器的每個感光二極管都需搭配一個放大器，而放大器屬于模擬電路，很難讓每個放大器所得到的結果保持一致，因此與只有一個放大器放在芯片邊緣的CCD傳感器相比，CMOS傳感器的噪聲就會增加很多，影響圖像品質(zhì)。

5. 功耗差異：CMOS傳感器的圖像采集方式為主動式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會直接由晶體管放大輸出，但CCD傳感器為被動式采集，需外加電壓讓每個象素中的電荷移動，而此外加電壓通常需要達到12~18V;因此，CCD傳感器除了在電源管理電路設計上的難度更高之外(需外加 power IC)，高驅(qū)動電壓更使其功耗遠高于CMOS傳感器的水平。

以上便是此次小編帶來的“傳感器技術”相關內(nèi)容，通過本文，希望大家對上述討論的兩大方面的傳感器技術具備一定的認知。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!