目前常用的圖像傳感器為電荷耦合器件（Charge Couple Device，CCD），分為線陣CCD和面陣CCD兩種。前者用于尺寸和位移的測量，后者用于平面圖形和文字的傳遞等。目前面陣CCD已作為數碼相機（DC）、數碼攝像機（DV）以及各種數碼攝像頭和工業視覺系統等。貼片機中用于識別PCB基準和檢測元器件的照相機，就屬于用于工業視覺系統。

　　（1）CCD的作用原理

　　是由許多光敏像元組成的。每一個像元就是一個MOS（金屬一氧化物一半導體）電容器，如圖1所示。在P型硅襯底上通過氧化形成一層S102，再在SiO2表面蒸鍍一層金屬層（多晶硅）作為電極。P型硅中的多數載流子是帶正電荷的空穴，少數載流子是帶負電荷的電子。當電極上施加正電壓時，其電場能夠透過SiO2絕緣層對這些載流子進行排斥或吸引。于是，帶正電荷的空穴被排斥到遠離電極處，帶負電荷的電子被吸引到緊靠S102層的表面上來。這種現象便形成了對電子而言的陷阱，電子一旦進入就不能復出，故又稱為電子勢阱。

　　圖1 CCD基本結構示意圖

　　當一束光線投射到MOS電容上時，光子穿過多晶硅電極及SiO2層，進入P型硅襯底，光子的能量被半導體吸收，產生電子一空穴對，這時出現的電子被吸引并儲存在勢阱中。射入的光線越強，勢阱中收集的電子就越多，從而實現了光和電的轉換。而勢阱中的電子處于被儲存狀態，即使停止光照，一定時間內也不會損失，這就實現了對光照的記憶。

　　（2）面型傳感器的構成

　　面型傳感器通常稱為圖像傳感器。如圖2所示，由光電二極管的二維陣列組成的面型傳感器。為了取出各光電二極管的電荷，配置了在圖的垂直方向進行電荷轉移的垂直CCD。來自光電二極管的電荷通過場效應管（轉移控制柵）的控制被垂直CCD讀入。轉移到垂直CCD的電荷然后向水平CCD轉移，進行水平方向的傳送，信號從MOS場效應管讀出。讀出各光電二極管電荷的脈沖由3部分組成，即由加到控制柵上的脈沖、加到各CCD像素上的脈沖以及加在輸出MOS場效應管柵極上的聯合控制脈沖。

　　圖2 CCD構成的視覺傳感器示意圖

　　在上面所介紹的實例中，光電二極管部分（感光部分）和CCD部分（轉移部分）是在半導體襯底上同一體制作出來的，這種電荷轉移方式稱為行間（Inter－line）、轉移方式。這種方式有利于得到高速度的圖像處理。但由于每個像素上不感光部分占用了較大的面積，感光效率不高。與行間方式相對應，感光部分與轉移部分分離制作的方式稱為幀轉移方式。

　　（3）與圖像處理技術的結合

　　照相機只能將二維光強度分布轉換成一連續隨時間變化的模擬電信號（稱為圖像信號），但僅此還不是人類視覺器官能感知的視覺信號。為得到視覺信號，必須依靠計算機作進一步的信號處理。通常圖像信號被轉換成數字信號，這些數字信號很容易存儲在計算機的存儲器中，然后根據需要進行圖像處理。

　　貼片機視覺檢測系統有專用的圖像處理系統，根據像素分布、亮度和顏色等信息，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、位置和長度，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／不合格和有／無等，實現自動識別功能。