視覺感測器技術是感測技術七大類之一。

所謂視覺感測器是指：利用

光學元件

和

成像裝置

外部環境影象資訊的儀器，通常用影象解析度來描述視覺感測器的效能，視覺感測器的精度與

解析度、被測物體的檢測距離

相關，被測物體距離越遠，其絕對的位置精度越差。

在工業中，自動化檢測裝置可以透過視覺檢測與測量系統獲取環境的二維和三維影象，並透過視覺處理器進行分析和解釋，進而轉換為符號，讓檢測裝置能夠

辨識物體，並確認物體位置及檢測不良。

視覺感測器的基本原理

視覺感測器透過對攝像機拍攝到的影象進行影象處理，來

計算物件物的特徵量

（面積、重心、長度、位置、缺陷等），並

輸出資料和判斷結果

的感測器。

在捕獲影象之後，視覺感測器將其與記憶體中儲存的基準影象進行比較、分析。

例如：視覺感測器被設定為檢測手機外觀劃痕，則感測器統一掃描識別整個手機外觀，透過影象對比識別、標記出劃痕位置。

（儒眾外觀檢測裝置檢測結果）

此外，無論劃痕位於視場中的哪個位置，無論劃痕的大小、數量等，視覺感測器都能做出判斷。

視覺感測器技術的分類

1

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3D視覺感測技術

3D影象資訊的獲取都是基於某種影象感測器獲取、量化影象資訊，這些影象感測器有直接獲取可見光的影象，也有間接透過監測輻射、紅外線、X射線或者超聲波來獲取影象資訊。

不同的感測器技術有不同的解析度、精度和噪聲，因此從影象感測器獲取的資訊中提取有用資訊進行分析成為廣大科技工作者的研究課題。

3D視覺感測器具有廣泛的用途，

比如汽車安全系統、生物醫學畫素分析、人機介面、虛擬現實等，這些不同的應用均是基於3D視覺影象感測器技術。

2

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智慧視覺感測技術

智慧視覺感測器技術是指一種高度整合化、智慧化的嵌入式視覺感測技術，它

取代了PC平臺的視覺系統

，智慧視覺感測技術將視覺感測器、數字處理器、通訊模組及其他外圍裝置整合在一起，成為一個能

獨立完成影象採集、分析處理、資訊傳輸一體化

的智慧視覺感測器。

智慧視覺感測技術下的智慧視覺感測器也稱智慧相機，是近年來機器視覺領域發展最快的一項新技術。

目前走進工廠，廣泛應用於工業檢測當中，實現智慧製造自動化。

儒眾智慧視覺檢測裝置，運用視覺感測技術自

主研發出多款外觀/尺寸/功能檢測裝置

，為客戶提高產品質量，降低人工成本，提升生產效率等方面做出了大量貢獻。

視覺感測器的關鍵技術

視覺感測器的影象採集單元主要由CCD/CMOS相機、光學系統、照明系統和影象採集卡組成，將光學影像轉換成數字影象，傳遞給影象處理單元。

通常使用的影象感測器主要有CCD影象感測器和CMOS影象感測器兩種。

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01

CCD影象感測器

CCD及電子耦合元件，它就像傳統相機的底片一樣的感光系統，是感應光線的電路裝置。

CCD影象感測器由

微鏡頭、濾色片、感光元件三層組成。

CCD影象感測器的每一個感光元件由一個光電二極體和控制相鄰電荷的儲存單元組成光電管用於捕捉光子用，它將光子轉化為電子，收集到的光線越強，產生的電子數量就越多，而電子訊號越強則越容易被記錄且不易丟失，影象細節則更加豐富。

02

CMOS影象感測器

首先，外界光照射畫素陣列，發生光電效應，在畫素單元內產生相應的電荷。

行選擇邏輯單元根據需要，選相應的行畫素單元。

行畫素單元內的影象訊號透過各自所在列的訊號匯流排傳輸到對應的模擬訊號處理單元以及A/D轉換器，轉換成數字影象訊號輸出。

其中的行選擇邏輯單元可以對畫素陣列逐行掃描也可隔行掃描。

行選擇邏輯單元與列選擇邏輯單元配合使用可以實現影象的視窗提取功能。

模擬訊號處理單元的主要功能是對訊號進行放大處理，並且提高信噪比。

此外，為了獲得質量合格的實用攝像頭，

晶片中必須包含各種控制電路

，如曝光時間控制、自動增益控制等。為了使晶片中各部分電路按規定的節拍動作，

必須使用多個時序控制訊號。

為了便於攝像頭的應用，還

要求該晶片能輸出一些時序訊號

，如同步訊號、行起始訊號、場起始訊號等。

視覺感測器技術的應用

人類80%的資訊都是依靠視覺獲取的，基於這一啟發研究人員開始為機械裝置安裝“眼睛”使得裝置跟人類一樣透過“看”獲取外界資訊。

視覺感測器技術的實質就是影象處理技術，

透過擷取物體表面的訊號繪製成影象從而呈現在研究人員的面前。

視覺感測器具有成本低廉、使用簡單的優點，解決了其他感測器因場地大小限制或檢測裝置龐大而無法操作的問題，因此它的應用領域十分廣泛，在工業應用中

包含檢查、測量、定位、瑕疵檢測、分類等。

在儒眾的自動化生產車間裡，隨處可見正在運用視覺感測技術工作的裝置，詮釋了真正意義上的工業自動化。