圖像傳感器是電子元件最受歡迎的方向之一，廣泛應用于智能手機、安全監控、汽車電子和工業應用，增長速度驚人。多攝像頭在手機應用中很受歡迎，但僅僅看傳感器的成本，五攝像頭的圖像傳感器BYW51G-200可能并不比普通工業傳感器貴，而單個高速、高分辨率的工業圖像傳感器的價格是數千美元，比主流旗艦手機貴。為什么工業圖像傳感器非常昂貴？工業圖像傳感器未來的發展趨勢是什么？請參見安森美半導體的解釋。

近年來，機器視覺在工業領域發展迅速，從傳統汽車制造領域迅速普及到電子產品、醫藥、食品等領域,預計到2025年，全球機器視覺市場將超過130億美元，機器視覺在國內市場的發展也非常活躍。據前瞻性工業研究所估計，到2026年，中國機器視覺市場將超過300億元。

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機器視覺廣泛應用于工業生產，常用于視覺功能：視覺引導與定位、模式識別與檢測、離和產品外觀檢測。一般來說，工業機器視覺系統的特點是提高生產的靈活性和自動化程度，主要在一些危險的工作環境或人工視覺中難以滿足要求，用機器視覺取代人工視覺；同時，在大批量工業生產過程中，人工視覺檢測產品質量效率低、精度低，可大大提高生產效率和生產自動化程度。

圖像傳感器是機器視覺的核心部件，其性能參數和功能對工業機器視覺系統影響很大，安森美（ONSEMI）半導體是世界領先的圖像傳感器制造商，其產品廣泛應用于汽車和工業領域。最近，探索科技（techsugar）在中國機器視覺展（VisionChina）采訪了安森美半導體智能感知部大中華區市場經理陶志，請她介紹安森美圖像傳感器在工業應用中的布局，并關注發展方向。

工業成像對圖像傳感器的要求

據陶志介紹，與消費電子領域相比，工業成像對圖像傳感器的要求更為不同。

首先，工作環境不同，消費傳感器的工作溫度范圍一般為0℃至70℃，工業級要求-400℃至85℃，零件的可靠性也更高。

其次，工業成像一般采用機器分析采集的圖像，成像清晰，邊緣清晰。這就要求傳感器對光的響應量子效率（QE）要高，像素要大，最好有足夠大的滿井電荷容量來滿足客戶在長曝光或高光條件下的需求。在硅片檢測、光伏檢測和屏幕檢測過程中，通常面臨長曝光或高光的工作條件。

第三，許多工業成像場景需要傳感器來支持短曝光率和高幀率，因此通常使用全球快門。這是因為制造業對生產效率要求很高，工廠生產線的運行速度特別快。當測量工件從傳送帶移動時，工業相機通?？梢钥焖龠B續捕捉幾幀圖像，快速讀取數據并傳輸到上位機，給算法軟件足夠的時間進行分析和判斷，并準備捕捉傳送帶上的下一個工件。這些要求是3C測試很常見，所以這種應用對拍照速度要求很高。

第四，標準組織的測試標準（如標準組織）EMVA1288)還對工業級傳感器參數提出了具體要求。EMVA1288的全稱是EuropeanMachineVisionAssociation1288是歐洲機器視覺協會制定的一套圖像傳感器和相機的性能標準。在工業應用中，圖像傳感器的圖像響應一致性（PhotoResponseNonuniformity，簡稱RPNU），噪聲參數，甚至壞點壞線都有比較高的要求。

第五，與主動拍攝手機等消費應用不同，工業相機檢測需要同步外部光源，因此圖像傳感器基本上需要在觸發中工作（trigger）模式，即被動模式。當外部同步信號使傳感器能夠或檢測到被測部件時，可以降低傳感器的實際工作時間，提高傳感器的工作壽命。

值得關注的工業成像發展趨勢

陶志說，安森美半導體對機器視覺的未來發展非常樂觀。目前，世界非常重視工業和制造業的產業升級，為工業成像技術的發展指明了方向，不同的工業應用也對傳感器提出了差異化的要求。

首先，高精度檢測對圖像傳感器像素的要求越來越高。在平板電腦檢測領域，由于平板電腦技術的不斷變化，平板電腦檢測功能對圖像傳感器的要求不斷提高。面板分辨率從以往的1080P、2K，發展到現在的4K、8K，屏幕材質也從LCD發展到OLED、AMOLED，在生產過程中，要求能將平板顯示器像素和像素之間發光強度和色彩均勻度都能夠很準確地偵測出來。過去檢測LCD面板上的1顆R，G，B像元，需要對應9個圖像傳感器上的像素（3×3），現在的OLED面板上檢測一個LED的R，G，B像元則對應需要16個像素（4×4），甚至25顆（5×5）像素。所以，平板檢測對圖像傳感器的像素要求越來越高，需求已從以前的3000萬像素，到現在的上億顆像素。

二是工業檢測對傳感器分辨率和幀率的要求越來越高。在晶圓檢測、太陽能光伏面板檢測和電路板組裝中（PCBA）表面貼工藝（SMT）在測試和其他應用程序中，對生產效率的要求更高。電路板面積越大，生產效率越高，圖像傳感器需要在單位時間內收集更多信息，傳感器分辨率高，幀率高。

第三，三維檢測需要掌握圖像傳感器的深度信息。三維圖像的實現可以通過激光雷達直接輸出點云獲得深度信息，也可以通過經濟的全球快門圖像傳感器和結構光解決方案實現。此外，安森美還擁有獨家的超深像素（superdepthpixel）技術，非常適合3D相機對傳感器的大像元、高幀率要求。

第四，許多工業檢測已經突破了可見光區域，因此硅基圖像傳感器需要提高近紅外波段的量子效率。近紅外增強功能廣泛應用于材料成分分析和運動軌跡捕獲。

第五，人工智能技術將廣泛應用于工業視覺應用。可以說，工業領域的人工智能應用大多與機器視覺技術有關。從業者希望利用神經網絡算法在自動化生產線上進行視覺處理培訓，以獲得標準的動作和質量數據，并越來越多地取代手動操作部分。

陶志說，安森美在機器視覺領域工作了很長時間，業界對安森美的解決方案接受度很高。當國內機器視覺剛剛起步時，許多工業解決方案都選擇了安森美CCD和CMOS產品，例如PYTHON25K CMOS該方案廣泛應用于高速鐵路，用于檢測高速鐵路電網的接觸狀況，在現場展示中，使用XGS5000高幀率顯示高速生產線檢測案例，部分客戶開發了新冠肺炎檢測設備、醫藥生產線檢測等醫療應用。最近登陸火星的美國“毅力號“火星車共有23臺相機，其中10臺來自安森美PYTHON系列CMOS傳感器和CCD傳感器。

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