工业视觉发展趋势对图像传感器技术的五大影响

安森美半导体材料是世界领先的图像传感器制造商，其产品广泛应用于车辆和工业生产行业。工业生产检验对传感器屏幕分辨率和帧数的要求越来越高。此外，安森美半导体材料还具有独家代理超挖清晰度(superdepthpixel)技术，尤其适用于3D照相机对传感器的大像元、高帧率规定。

图像传感器是电子元件最受欢迎的方向之一无论是智能机器、安全监控系统、汽车电子产品还是工业生产应用，都有很多选择，增长速度惊人。多摄像头已经在手机应用程序中普及，但仅从传感器的成本来看，五摄像头上的图像传感器不一定比普通工业传感器贵，而单个高速高像素工业生产图像传感器的价格是几千美元，比流行旗舰机的整个机器贵。

为什么工业生产图像传感器成本高？

未来工业生产图像传感器的发展趋势是什么？

看看安森美半导体材料的说明。

近年来，机器视觉技术在工业生产中的发展趋势非常迅速，已经从传统的汽车工业迅速普及到电子设备、医药、食品等行业的生产加工步骤。根据MarketsandMarkets的预测分析，预计到2025年，全球机器视觉技术的市场容量将增加130亿美元，中国机器视觉技术的发展趋势也极为活跃。根据展望工业研究院的可能性，到2026年，中国机器视觉技术的市场容量将增加300亿元。

机器视觉技术广泛应用于工业生产中，常见于四种功能:

■视觉效果的正确引导和精确定位。

■方法是否有鉴别检验。

■精确测量激光测距。

■商品外观检验。

综上所述，工业生产机械视觉技术系统软件的特点是提高生产制造的软性和自动化技术水平。关键是在一些不适合人力工作的危险工作自然环境或人力视觉效果不能满足要求的地方，用机械视觉技术代替人力视觉效果；此外，在大量工业生产的整个过程中，用人力视觉效果检查产品质量，效率低，精度低，设备检测机可以进一步提高生产率和制造自动化技术水平。

图像传感器是机械视觉技术的关键部件，其技术参数和功能对工业生产机械视觉技术系统软件非常有害。安森美半导体材料是世界领先的图像传感器制造商，其产品广泛应用于车辆和工业生产行业。

最近，探索高新技术(techsugar)在我国机械视觉技术展(VisionChina)采访了安森美半导体材料智能认知部大中华地区市场部经理陶志，详细介绍了安森美半导体材料图像传感器在工业生产运用中的合理布局和发展前景。

根据陶志详细介绍，与消费电子产品行业相比，工业生产显像对AO3407A图像传感器的要求多有不同。

1.办公环境不同。

消耗级传感器的工作温度范围一般为0℃至70℃，工业生产级规定为-40℃至85℃，电子设备的稳定性规定也较高。

2.工业生产显像一般是用设备对收集到的图像进行剖析，因此规定显像清晰，边缘确定。

这就要求传感器对光的响应量子效率(QE)高，清晰度大。最好有足够大的满井正电荷容积，满足客户长曝光或高阳光照射标准的要求。在单晶硅片检测、太阳能发电检测和屏幕检测的整个过程中，一般会遇到长曝光或高阳光照射的工作标准。

3.工业生产中的许多图像场景必须由传感器适用于短曝光和高帧率，因此经常选择全球快速门。

这是因为加工制造业对生产率有很高的要求，加工厂生产线的运行速度特别快。当被测产品的工件从传送带上移动回来时，工业镜头通常需要能够快速连续地记录几帧图像，并快速地读取数据并传输到上位机软件。还需要给优化算法手机软件足够的时间进行分析和区分，并准备好记录传送带上的下一个产品工件。这个规定在3C检测中很常见，所以 这种应用对照相速度的要求很高。

4.标准机构的检测标准(如EMVA1288)也对工业生产级传感器的主要参数进行了实际规定。

EMVA1288的全名是EuropeanMachineVisionAssociation1288，是欧洲机械视觉技术研究会制定的图像传感器和照相机特性定性分析规范。在工业生产级运用中，图像传感器的图像响应一致性(PhotoResponseNonuniformity，通称RPNU)、噪声主要参数、亮点坏线都有较高的规定。

5.与手机上等消费应用的关键工作在主动拍摄方式上不同，工业镜头检必须与外部灯源相同。

这样的图像传感器基本上都要在工作中打开(trigger)模式，即被动模式。传感器在外部同步数据信号也可以或者检测到被测部件来临时重启拍摄，可以减少传感器的具体工作时间，提高传感器的工作寿命。

工业生产显像的发展趋势值得关注。

陶志表示，安森美半导体材料坚定地关注着机器视觉技术未来的发展趋势。目前，世界各地都非常重视工业生产和加工制造业的产业结构升级，这为工业生产成像技术的发展趋势指明了方向。不同的工业生产应用也明确规定了传感器的多样化。

1.高精度检测对图像传感器的清晰度要求越来越高。

由于平板电脑技术的不断变化，电脑技术的不断变化，平板电脑检测功能对图像传感器的要求不断提高。控制面板的屏幕分辨率从过去的4k和2K到现在的4k高清和8K，屏幕材料也从LCD发展到OLED和AMOLED。在生产过程中，规定触摸显示屏的清晰度和中间亮度单位和颜色的对称度可以准确检测出来。以前检查LCD控制面板上的1个R、G、B像元，必须匹配9个图像传感器上的清晰度(3×3)，现在的OLED控制面板上检查一个LEDR，G、B像元匹配16个清晰度(4×4)，甚至25个(5×5)清晰度。所以 ，平板电脑检查对图像传感器的清晰度要求越来越高，要求从之前的3000万清晰度到现在的上亿清晰度。

2.工业生产检验对传感器屏幕分辨率和帧数的要求越来越高。

在圆形晶体检查、光伏发电控制面板检查cb基板组装(PCBA)表层贴加工技术(SMT)检查等运用中，对生产率有很高的规定。单位时间内能检查的pcb基板总面积越大，生产率越高，图像传感器必须能够在单位时间内收集大量数据量，因此该运用中的传感器屏幕分辨率高，帧数高。

3.图像传感器的深层信息内容必须能够在三维检测中抓取。

3D图像的完成，可以利用毫米波雷达即时输出云数据来了解深层信息内容，也可以利用由经济实用全球快门图像传感器组成的双眼、结构光计划方案来完成。此外，安森美半导体材料还具有独家代理超挖清晰度(superdepthpixel)技术，尤其适用于3D照相机对传感器的大像元、高帧率规定。

4.很多工业生产检验已经提高了可见光区域，所以硅基图像传感器一定能提高近红外光谱仪股票波段的量子效率。

近红外光谱仪的改进作用广泛应用于原料化学成分分析及其轨迹摄影。

5.人工智能技术将广泛应用于工业视觉应用。

可以说，工业生产行业大部分人工智能技术的应用都与机器视觉技术有关。员工希望应用神经元网络优化算法在自动化技术生产线上进行视觉效果解决训练，获得规范的姿势和质量数据信息，取代手动实际操作的一部分。

陶志表示，安森美半导体材料在机械视觉技术行业工作了很长时间，业界对安森美半导体材料的解决方案接受度很高。中国机械视觉技术刚开始的时候，很多工业生产计划方案选择了安森美半导体材料的CCD和CMOS商品。例如，PYTHON25KCMOS计划方案广泛应用于高速铁路，用于检查高速铁路汽车电力网的接触情况。

利用XGS5000高帧率S5000高帧率的特点，展示了高速生产线的检验实例，也有用户开发了医学应用，如新冠肺炎检测仪器和药业生产线检测。近日，火星登陆的英国恒心火星探测器共使用23台相机，其中10台来自安森美的PYTHON系列产品CMOS传感器和CCD传感器。

附件：安森美半导体材料展览在机器视觉技术展上的规划方案。

■XGS是安森美半导体材料新一代工业生产级全球快门图像传感器。采用全新的3.2um清晰度加工工艺，图像性价比高，噪音小，一致性好，帧率高，功耗大，操作温度宽，性价比高，可用于各种工业生产。XGS属于通用大家族产品X-CLASS服务平台，清晰度范围从200万到4500万不等。该系列产品可以通过两个硬件配置线路板来兼容共1个屏幕分辨率的传感器。其中，200万到1600万的清晰度和引脚兼容，一套线路板可以轻松放入29m*29mm的相机服务平台，2000万到450万的清晰度可以统一使用另一套线路板。据统计，一般图像传感器制造商一般是一种屏幕分辨率和引脚配置，而安森美半导体材料可以灵活运用新的监控摄像机设计方案，可以灵活投入市场。

■AR0234是经济实用的全球快门集成电路。200万清晰屏幕分辨率和120帧速度适用于大多数传统工业生产测试。其屏幕分辨率、速度和电子光学规格可用于工业生产扫描二维码、眼睛深度精确测量等。安森美半导体材料还提供SOCAP1302配套设施解决方案，帮助客户加快开发设计。

■AR0521是反光强度(BSI)卷帘快门(RS)传感器。AR0521可以在120帧内每秒捕捉500万清晰度图像。安森美半导体材料还外光谱仪改进版本号AR0521。500万屏幕分辨率适用于智能安全、工业生产和边缘AI应用等多个行业。

■AR0822是安森美半导体材料的新一代，根据局部变量，背景技术的1/2英寸图像传感器，像素大小为2.0um，数字放大器的清晰度排列为3840x2160的标准4kHD，适用于线形和高动态方式。适用于3次曝光的高动态(HDR)生成方式，也适用于一次曝光的高动态输出方式，特别适用于中高级安全行业。

■RSL10智能摄影相机服务平台展示了物联网技术的下一个演变发展趋势:超自动化技术。该服务平台采用人工智能技术完成事情，打开图像。它汇集了安森美半导体材料的各种自主创新，包括展示超功耗手机蓝牙低技术RSL10SIP、ARX3A0Mono65DFOV(垂直视角)IAS(图像连接系统软件)控制模块、优秀的健身运动、自然环境传感器及其开关电源和电池管理，为物联网技术创造了全自动图像识别技术解决方案。