图像传感器实例

1.在汽车上的应用
后视系统是将摄像头安装在汽车的尾部，通过驾驶室的显示器将车后的情景显示给驾
驶员，使其能够清晰的观察到车后通过后视镜无法观察到的区域，提高驾驶的舒适性并且避
免事故的发生。目前，后视系统是图像传感器在车上最广泛最实际的应用。车辆可根据后视
系统估计出车的位置及障碍物的距离，准确计算出车辆的预计轨迹，达到自动停车。也可以
提供给驾驶员盲区图像。
车道保持系统。该系统是基于图像处理以及图像识别技术的，属于图像识别技术在汽
车上应用的先例。当车道偏离正常车车道时，给予驾驶员提醒。
全景监视系统，顾名思义就是能够监视车辆周围所有相关的情况。其主要的结构就是
在车的前后和左右各装配一个传感器，同时将各个传感器的图像数据进行拼接，以达到鸟瞰
的效果。

2.CIS在纸币面额识别中的应用
用到CIS1、CIS2两个独立的CIS图像传感器，C1、C2使用于检测钞票位置的传感器，
用于检测钞票的垂直运动量，以便求出钞票的倾斜角。

3.微光图像传感器
人们利用电子增强技术，制成了级联式的像增强器，通过这种像增强可以观测照度低
于0.1lx的景物。这种微光图像传感器与直视夜视仪相比有如下优点：便于利用图像处理技
术；可以实现图像的远距离传输或远距离遥控摄像；便于和光电自动控制系统构成电视跟踪
装置，直接用于武器制导、指挥射击等领域，并具有较强的抗干扰能力和快速反应的特点；
能够供更多的人在更为广泛的场所同时观察；可以录像并长期保存。
虽然微光传感器在体积、重量、能耗、成本、使用维护等方面不如直视夜视仪，但由
于上诉个方面的优点，使它愈来愈受到重视，并广泛用于国防、公安、医学影像和天文观察
侧等方面。

4.红外CCD图像传感器
在面阵CCD图像传感器和红外探测器阵列技术基础上发展起来的新一代固体红外摄
像阵列的目标主要是军事应用，如夜视、跟踪、制导、红外侦查和预警等，他是现代防御技
术的关键性高技术之一。在海湾战争和伊拉克战争中，美军已经使用了微光及红外CCD摄
像机装备部队，并发挥了巨大的夜间战斗力。
红外电视摄像系统常分为主动红外电视摄像系统和被动红外电视摄像系统两种。
主动红外电视摄像系统由红外光源、红外摄像器件、摄像机、光源控制器及监视器等
几部分组成。当红外光源照射目标时，目标反射的红外光为摄像机所摄取，并将不可见的红
外光转化为可见光，在屏幕上显示出来，实现红外摄像的目的。
被动式红外电视摄像系统不需要红外照明，是依靠目标本身发出的红外辐射实现摄像
的系统，常用的有光机扫描热摄像机和热释电摄像机两种。

5.x射线CCD图像传感器
x射线用于医疗影像分析和工业探视已经很多年，为了减小x射线对人体的危害，人们
用CCD图像传感器和x射线像增强器做成了新的医用和工用x射线电视CCD摄像系统。

6.SMPD纳米图像传感器
PLANET82公司是一家世界知名的纳米技术企业，2006年1月10日，该公司宣布，
其采用纳米技术最新开发的具有高灵敏度的成像传感器——单载波调制图像探测器SMPD
已经过测试，该产品使用纳米技术，甚至在黑暗中都可以保证视频设备采集高分辨图片或者
视频。
这种SMPD成像传感器与普通成像传感器相比，其灵敏度提高了2000倍，可以采用标
准的CMOS生产工艺进行生产，其大小只有现在用于数码相机上CCD传感器的一半。截至
目前为目，想在黑暗中或在没有其它光源辅助的烛光下，照出的照片都会漆黑一片。而SMPD
将会改变这一情况，即使在周围只有 1lux的光强下（相当于在一个完全无光源的屋内距一
根蜡烛1m左右距离的光照强度），也能照出清晰的照片。而人的眼睛在低于1lux的情况下，
几乎不能分辨图像。
CMOS 图像传感器以其在系统功耗、体积、重量、成本、功能性、只需单一电源、抗
辐射性能以可靠性等方面的优势而在空间成像领域中得到越越广泛的应用。同时空间飞行器
尺寸的不断减小也需要纳米 CMOS 图像传感器技术的快速发展。而当 CMOS 器件进入纳
米级以后, 使得纳米 CMOS图像传感器以其体积更小的优点, 必将具有更好的应用前景。
纳米 CMOS 图像传感器有望在下列领域得到更充分的发展。
CMOS 图像传感器在近红外波段的灵敏度比在可见光波段高 5~6 倍, 故可将纳米级
的 CMOS 图像传感器件用于侦察机中。它用于提高飞机驾驶员在光线不良和雨雪、灰尘、
烟雾等恶劣天气下驾驶的能力, 从而保证军用飞机可以在黑暗中或不易被敌方发现的模糊
条件下驾驶, 且极易安装携带。
目前对地观察的卫星的主要遥感成像技术中,红外遥感技术设备复杂、昂贵。纳米
CMOS 图像传感器在系统功耗、体积、重量、成本、功能性、抗辐射性能以及可靠性等方
面占据着绝对优势, 故在微纳卫星上具有广泛的应用前景。

7.脉搏图像传感器的检测定位
采集数据时首先向密封腔内充气, 使软性网格薄膜微微鼓起, 受测者手腕放置于薄膜
下, 使手腕桡动脉与薄膜接触, 通过调整手腕与薄膜之间的距离, 给手腕桡动脉施加一定的
切脉压力, 此时, 网格薄膜随人手腕脉搏跳动而产生微小的形变和位移,用CCD摄像头采集
网格薄膜的动态图像,送至计算机进行后期处理。

8.基于图像传感器的太阳方位跟踪
现有的应用光敏传感器检测太阳方位的方法有多元法和比较控制法等几种。但是在应
用这些方法时, 或者装置的结构比较复杂, 或者跟踪范围小精度有限。为改善以上问题, 采
用一种基于 DSP 和图像传感器的太阳方位检测系统。
太阳光线经过成像机构(一次传感器) 在半透明的接收屏上投影为光斑, 接收屏下方的
CMOS 图像传感器 ( 二次传感器) 对接收屏图像进行光电转换、放大、A/D 转换, 最后输
出数字图像信号。DSP完成数字图像信号的存储和处理, 提取光斑的亮度特征, 测定光斑中
心对接收屏的高度角与、方位角从而得到太阳的高度角和方位角并在 LED 数码管上显示。
9.医用电子内窥镜
医用电子内窥镜是一种可插入人体体腔和脏器内腔进行直接观察，诊断治疗的医用电
子光学仪器。通过它能直接观察人体内脏器官的组织形态，可提高诊断的准确性。内窥镜的
历史经历了从硬性光学内窥镜到光导纤维内窥镜再到电子内窥镜的过程。
电子内窥镜通过装在内窥镜先端被称为“微型摄像机”的光电耦合元件CCD将光能转变
为电能，再经过图像处理器“重建”高清晰度的、色彩逼真的图像显示在监视器屏幕上。
电子内窥镜工作原理是冷光源对所检查或手术部位照明后物镜将被测物体成像在CCD
光敏面上，CCD将光信号转换成电信号，由电缆传输至视频处理器，经处理还原后显示在
监视器上。

10．扫描成像技术在表面质量检测中的应用
利用线阵CCD传感器对被测物体表面惊醒扫描成像的技术在工业生产产品现场的实
时监测与检测中的应用有着非常重大的意义。尤其是对于连续生产的铲平如浮法玻璃生产线、
PS版、感光胶片、织物、薄膜与彩色印刷等产品质量的检测方面更显得重要。
如对胶片的检测。胶片是一种重要的记录介质，它由片基和感光层等组成。检测系统
可分为硬件系统和软件系统两大部分。其中硬件系统主要实现图像的采集及位置信号的提取，
软件部分系统实现图像的处理几弊病文件的保存。
硬件部分包括红外光源、光学成像系统、CCD器件、CCD驱动器、图形采集卡、编码
器、计算机、由于胶片必须在暗室条件下佛年工作，因此选择红外线光源为检测系统的照明
光源。

11.CCD用于光谱探测
由于CCD具有图像传感和自扫描功能, 因而利用CCD作探测元件进行光谱分析可以
克服目前光谱分析仪的许多缺点。
目前光谱分析方法有两种: 照像法和光电法。照相法是利用摄谱仪将光谱成像在照相
干版上,经显影、定影、晾干后, 用比长仪测出波长, 再用测微光度计测出光谱的黑度。这种
方法有三个缺点: 一是为了覆盖整个光谱范围需要更换不同的照相乳剂; 二是照相乳剂对
光的非线性响应; 三是处理过程复杂, 需要较长时间。光电法是利用单色仪分光扫描, 由光
电倍增管分别测出各个波长的强度。这种方法的缺点是只能一次测一个波长点的数据, 然后
由机械扫描装置完成整个波段的测量, 需要精密的机械装置与之配合。
用CCD作为探测元件, 可以同时采集各个波长点的数据, 并串行地输入给计算机, 由
计算机对这些数据进行分析与处理。光谱数据分析系统主要由分光系统、CCD图像传感器、
高速线阵CCD图像采集卡和计算机系统构成。图像传感器CCD的作用是将衍射光谱图样
转换成电信号, 在整个系统中起关键的作用。
由CCD构成的光谱分析仪因其快速、准确、便于携带等优点一定会在冶金、电力、化
工、教学等部门获得广泛的应用。

12.CCD图像传感器用于物体振动的非接触测量
振动测量与实验一直是工程界重视的课题，对于航空航天、动力机械、交通运输、军
械兵器、能源工业、土木建筑、电子冬夜、环境保护等行业尤为重要、振动直接影响机器运
行的稳定性、安全性和人体感觉的舒适性，直接影响生产的有效性和精确性。
可以采用线阵图像传感器对铁轨的振动进行非接触的测量，该方法适用于桥梁等构件
振动的非接触测量。运用光学、电子学、CCD图像传感技术与微机数据处理技术结合的方
法，克服了接触式测量方法的缺点。
工作原理是将粘贴在铁轨外侧的标志经光学物镜成像到线阵CCD的光敏像面上，线阵
CCD的输出端得到输出信号，可用于数据处理。

13.线阵CCD相机测速
在物体的运动方向上，设置线阵ＣＣＤ相机，与前、后两个激光点光源，前、后两个
点光源照射在物体表面产生前、后光点；本发明通过不断拍摄运动物体表面位于拍摄线上某
一处的图像，并在物体运行一段距离后，再拍摄图像，寻找物体表面某一处图像是否出现之
后拍摄的图像中，如果出现在后面拍摄的图像中，则表示物体运动方向与拍摄线一致，物体
运动方向和以前一样，没有出现偏差，以两幅图像匹配的拍摄时间差反推计算出物体运行的
速度，并以此时间差作为间隔拍摄的参考依据，在此时间差上、下浮动一定幅度，作为线阵
ＣＣＤ测速相机的拍摄间隔时间，使得拍摄时间间隔与物体运动速度相匹配，实现拍摄间隔
随物体运动速度自适应调整。

14.3D技术（没有细查，感兴趣的话可以仔细看下）
3D成像是靠人两眼的视觉差产生的。人的两眼之间一般会有8厘米左右的距离，
要让人看到3D影像，必须让左眼和右眼看到不同的影像，两副画面实际有一段小差
距！也就是模拟实际人眼观看时的情况。这样的才能有3d的立体感觉。

15.远距离定位技术
利用被观测物体的光学成像估计其三维空间的方向和位置，计算机通过CCD摄像系统
获取到目标的图像,对目标图像进行数字图像处理并计算出目标方位角和高度角,达到对目标
定位的目的。此技术可以应用在军事中的空情监测。

16.指纹识别
在进行指纹识别时使用者把单指放在棱镜面上或玻璃板上，通过CCD传感器件
进行扫描。指纹自动识别系统通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，可以对
活体指纹进行采集、分析和比对，获得的指纹图像被数字化和处理分析并被最终提取为
可以接受的指纹数字特征信息，被存贮在存储器上或卡上，作为参照样板。使用时，通
过指纹读取器即时扫入的信息与样板信息进行比对，即可获得真假判断。自动识别系统
一般主要包括指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。
现代电子集成制造技术的发展使得指纹图像读取和处理设备更加小型化，同时飞速发展
的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行指纹比对运算的可能，而优
秀的指纹处理和比对算法同时保证了识别结果的准确性，这样就自动、迅速、准确地鉴