视觉传感器的图像采集单元主要由CCD/CMOS相机、光学系统、照明系统和图像采集卡组成，将光学影像转换成数字图像，传递给图像处理单元。通常使用的图像传感器主要有CCD图像传感器或CMOS图像传感器两种。

CCD图像传感器：

CCD及电子耦合组件，它就像传统相机的底片一样的感光系统，是感应光线的电路装置。CCD图像传感器由微镜头、滤色片、感光元件三层组成。CCD图像传感器的每一个感光元件由一个光电二极管和控制相邻电荷的存储单元组成光电管用于捕捉光子用，它将光子转化为电子，收集到的光线越强，产生的电子数量就越多，而电子信号越强则越容易被记录且不易丢失，图像细节则更加丰富。

成像原理

使用二极管将光线转换为电荷，当拍摄者对焦完毕按下快门的时候，光线通关打开的快门通过马赛克色块射入在CCD图像传感器上，感光二极管在接受光电子的装机后释放电子，所产生电子的数目与该感光二极管感应到的光成正比。在本次曝光结束之后，每个感光二极管含有不同数量的电子，而我们在显示器上面看到的数码图像就是通过电子数量的多与少来进行表示和存储，然后控制电路从CCD中读取图像，进行红R、绿G和蓝B三原色合成，并且放大和将其数字化，这些数字信号并存入数码相机的缓存内，最后写入相机的移动存储介质完成数码相片拍摄。

优点

高解析度、低杂讯、高灵敏度、动态范围广、良好的线性特性曲线、大面积感光、低影像失真、提为、重量轻、低耗电、不收磁场影响、电荷传输效率佳、可大批量生产、品质稳定、坚固、不易老化。

缺点

随着CCD应用范围的扩大，其缺点逐渐暴露：首先，CCD芯片技术工艺复杂，不能与标准的工艺兼容，其次，CCD技术芯片需要的电压功耗大，因此CCD技术芯片价格昂贵且使用不便。