CCD是目前機器視覺最為常用的圖像傳感器。它集光電轉(zhuǎn)換及電荷存貯、電荷轉(zhuǎn)移、信號讀取于一體，是典型的固體成像器件。CCD的突出特點是以電荷作為信號，而不同于其它器件是以電流或者電壓為信號。這類成像器件通過光電轉(zhuǎn)換形成電荷包，而后在驅(qū)動脈沖的作用下轉(zhuǎn)移、放大輸出圖像信號。
CCD相機由光學鏡頭、時序及同步信號發(fā)生器、垂直驅(qū)動器、模擬/數(shù)字信號處理電路組成。CCD作為一種功能器件，與真空管相比，具有無灼傷、無滯后、低電壓工作、低功耗等優(yōu)點。
一、工業(yè)相機的類型：
1、線陣CCD工業(yè)相機
用一排像素掃描過圖片，做三次曝光——分別對應(yīng)于紅、綠、藍三色濾鏡，正如名稱所表示的，線性傳感器是捕捉一維圖像，初期應(yīng)用于廣告界拍攝靜態(tài)圖像，線性陣列。處理高分辨率的圖像時，受局限于非移動的連續(xù)光照的物體。線陣CCD相機具有靈敏度高，動態(tài)范圍大，性價比高等特點。由于其結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，并且可以同時儲存一行電視信號，加上它可以做很多單排感光單元，在同等測量精度的前提下，線陣CCD相機的測量范圍可以做的較大，并且由于線陣CCD實時傳輸光電變換信號和自掃描速度快、頻率響應(yīng)高，可以實現(xiàn)動態(tài)測量，并能在低照明度下工作，所以線陣CCD廣泛地應(yīng)用在產(chǎn)品尺寸測量和分類、非接觸尺寸測量、條形碼等許多領(lǐng)域。
2、面陣CCD工業(yè)相機
允許拍攝者在任何快門速度下一次曝光拍攝移動物體。面掃描CCD電荷包的轉(zhuǎn)移情況與線陣CCD的器件類似，只是它的形式較多，結(jié)構(gòu)簡單，則攝象質(zhì)量不好，反之攝象質(zhì)量好的，驅(qū)動電路就會變得復雜。再加上生產(chǎn)技術(shù)的制約，單個面陣CCD的面積很難達到一般工業(yè)測量對視場的需求。
由于市場上研發(fā)出了一種線陣CCD 亞像元的拼接技術(shù)，該技術(shù)可提高CCD的分辨率，緩解了由于受工藝和材料影響而很難減小CCD像元尺寸的難題，在理論上可獲得比面陣CCD相機更高的分辨率和精度。所以線陣CCD被廣泛應(yīng)用。
3、三線傳感器CCD工業(yè)相機
在三線傳感器中，三排并行的像素分別覆蓋 RGB濾鏡，當捕捉彩色圖片時，完整的彩色圖片由多排的像素來組合成。三線CCD傳感器多用于高端數(shù)碼相機，以產(chǎn)生高的分辨率和光譜色階。
4、交織傳輸CCD工業(yè)相機
這種傳感器利用單獨的陣列攝取圖像和電量轉(zhuǎn)化，允許在拍攝下一圖像時再讀取當前圖像。交織傳輸CCD通常用于低端數(shù)碼相機、攝像機和拍攝動畫的廣播拍攝機。
5、全幅面CCD工業(yè)相機
此種CCD 具有更多電量處理能力，更好動態(tài)范圍，低噪音和傳輸光學分辨率，允許即時拍攝全彩圖片。由并行浮點寄存器、串行浮點寄存器和信號輸出放大器組成。曝光是由機械快門或閘門控制去保存圖像，并行寄存器用于測光和讀取測光值，圖像投攝到作投影幕的并行陣列上，此元件接收圖像信息并把它分成離散的由數(shù)目決定量化的元素，這些信息流就會由并行寄存器流向串行寄存器。此過程反復執(zhí)行，直到所有的信息傳輸完畢，接著，系統(tǒng)進行精確的圖像重組。
二、工業(yè)相機參數(shù)簡介
1. 分辨率（Resolution）:相機每次采集圖像的像素點數(shù)（Pixels）。對于數(shù)字工業(yè)相機機一般是直接與光電傳感器的像元數(shù)對應(yīng)的，對于模擬相機機則是取決于視頻制式，PAL制為768*576，NTSC制為640*480。
2. 像素深度（Pixel Depth）:即每像素數(shù)據(jù)的位數(shù)，一般常用的是8Bit，對于數(shù)字工業(yè)相機機一般還會有10Bit、12Bit等。
3. 最大幀率（Frame Rate）/行頻（Line Rate）:即相機采集傳輸圖像的速率，對于面陣相機機一般為每秒采集的幀數(shù)（Frames/Sec.），對于線陣相機機為每秒采集的行數(shù)（Hz）。
4. 曝光方式（Exposure）和快門速度（Shutter）:對于線陣相機都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的采集方式，曝光時間可以與行周期一致，也可以設(shè)定一個固定的時間；面陣工業(yè)相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式。數(shù)字工業(yè)相機機一般都提供外觸發(fā)采圖的功能，快門速度一般可到10微秒，高速工業(yè)相機還可以更快。
5. 像元尺寸（Pixel Size）:像元大小和像元數(shù)（分辨率）共同決定了相機機靶面的大小。目前數(shù)字工業(yè)相機像元尺寸一般為3μm-10μm，一般像元尺寸越小，制造難度越大，圖像質(zhì)量也越不容易提高。
6. 光譜響應(yīng)特性(Spectral Range):指該像元傳感器對不同光波的敏感特性，一般響應(yīng)范圍是350nm－1000nm,一些相機在靶面前加了一個濾鏡，濾除紅外光線，如果系統(tǒng)需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。
圖像經(jīng)透鏡成像于電容數(shù)組表面后，依其亮度的強弱在每個電容單位上形成強弱不等的電荷。傳真機或掃瞄儀用的線性CCD每次捕捉一細長條的光影，而數(shù)碼相機或攝影機所用的平面式CCD則一次捕捉一整張圖像，或從中截取一塊方形的區(qū)域。一旦完成曝光的動作，控制電路會使電容單元上的電荷傳到相鄰的下一個單元，到達邊緣最后一個單元時，電信號傳入放大器，轉(zhuǎn)變成電位。如此周著復始，直到整個圖像都轉(zhuǎn)成電位，取樣并數(shù)字化之后存入存儲器。
目前CCD工業(yè)相機在各領(lǐng)域的典型應(yīng)用眾多，例如：產(chǎn)品表面殘缺檢測系統(tǒng)，它由多只線掃描CCD相機，按生產(chǎn)線的速度同步進行圖像攝取，將攝取到的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳送給圖像處理系統(tǒng)；圖像處理系統(tǒng)再根據(jù)所得信息與表面無殘缺的產(chǎn)品模板進行匹配，進而根據(jù)匹配結(jié)果來識別圖像的內(nèi)容或控制現(xiàn)場的設(shè)備動作，匹配成功則通過檢測，匹配不成功則發(fā)出信號再進行相應(yīng)操作。