工業(yè)圖像傳感器：CMOS圖像傳感器各細分領(lǐng)域市場分析
IC Insights報告顯示，2019年CMOS圖像傳感器的銷售額將增長9%，達到155億美元，出貨量將增長11%，達61億顆，兩項數(shù)值均創(chuàng)紀(jì)錄。未來全球CMOS圖像傳感器市場將持續(xù)創(chuàng)新高，IC Insights預(yù)估，2020年銷售額將再增長4%，達到161億美元；2022年圖像傳感器市場將成長至190億美元，將較2018年預(yù)估值大增近4成。
CMOS圖像傳感器這個大蛋糕，人人都想搶食。縱觀全球圖像傳感器市場，其應(yīng)用正從移動設(shè)備逐漸拓展為更多領(lǐng)域。目前手機攝像頭是CMOS圖像傳感器的最大終端市場，但未來五年，包括汽車電子、醫(yī)療、安防、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)爆發(fā)。
手機：國產(chǎn)CMOS圖像傳感器爆發(fā)，國內(nèi)外差距正不斷縮小
長期以來，CMOS市場被索尼、三星等日韓廠商主導(dǎo)。據(jù)IHS Markit的數(shù)據(jù)，在CMOS圖像傳感器領(lǐng)域，索尼以49.2%的市占率居于榜首，三星與豪威市占率分別為19.8%與11.2%，前六大廠商占據(jù)90.8%的市場份額，市場高度集中。而隨著國內(nèi)的CIS玩家格科微、思特威和思比科等的入局和發(fā)展，或?qū)⒋蚱茋飧叨葔艛嗟谋趬尽?br/> 國內(nèi)外CIS產(chǎn)業(yè)差距在過去的十年內(nèi)不斷縮小，以往在制造質(zhì)量、產(chǎn)品成像性能及供貨方面的差距，因近年來供應(yīng)鏈共享，大型公司垂直市場的整合以及中國本土市場發(fā)展等因素的推動，正在逐步消失。
值得一提的是，在特定領(lǐng)域，國產(chǎn)廠商的出貨量甚至已經(jīng)趕超國際廠商。宏觀上看，手機攝像頭領(lǐng)域國際廠商依舊處于引領(lǐng)地位，但微觀來看，除蘋果及三星的手機攝像頭外，中國手機品牌市場（包括多攝像頭系統(tǒng)），本土企業(yè)的滲透率已經(jīng)很高，由此趨勢看來，國產(chǎn)CMOS產(chǎn)品與國際廠商產(chǎn)品比肩的時代或許已經(jīng)不遠。
另外，在當(dāng)前國產(chǎn)進口替代需求、國家政策以及創(chuàng)新應(yīng)用三大成長動力的帶動下，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的提升將成為勢不可擋的趨勢。
盡管如此，面對幾個強勁的“老玩家”，國產(chǎn)CIS廠商要做的還有很多。對于圖像傳感器領(lǐng)域，我們在發(fā)展技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，還需要緊跟時代潮流，另辟應(yīng)用領(lǐng)域的“蹊徑”。當(dāng)前，圖像傳感器的應(yīng)用正從移動設(shè)備逐漸向更多領(lǐng)域發(fā)展，而這些新興領(lǐng)域是眾廠商的必爭之地，也是中國圖像傳感器市場的發(fā)展機遇。
未來，在手機領(lǐng)域，CIS技術(shù)將向尺寸越大方向發(fā)展。CIS尺寸對照相素質(zhì)的影響至關(guān)重要，CIS尺寸越大，對進入攝像頭的光線信息捕捉的越多，對相片的還原效果就越好。手機CIS廠商都在盡可能的擴大CIS的感光面積以獲得更好的成像質(zhì)量。
安防：2020年的需求量將達9.12億美元，復(fù)合增長率36%
無論是家用還是在外部場景中運用到的安防、監(jiān)控以及AI領(lǐng)域用到攝像頭會不斷增加，因為我們看到現(xiàn)在所有數(shù)據(jù)都會通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到云端處理。這一點對于其他國家地區(qū)可能暫時無法預(yù)估，但對于國內(nèi)來說的確是未來的一個發(fā)展趨勢。
據(jù)IC Insights報告顯示，預(yù)計2020年CMOS圖像傳感器的銷售額將再增長4%，將達到161億美元。其中全球安防監(jiān)控領(lǐng)域CMOS傳感器在2020年的需求量有望達到9.12億美元，復(fù)合增長率為36%。
在這樣的市場需求背景下，國內(nèi)CMOS圖像傳感器產(chǎn)業(yè)也催生出越來越多優(yōu)秀的廠商。
另外，在安防領(lǐng)域，CIS技術(shù)將發(fā)展走向以下四種趨勢：
超低照度和超高紅外感應(yīng)：在安防監(jiān)控的領(lǐng)域，普遍需求更低的低照和超高的紅外感應(yīng)的性能來做到現(xiàn)場監(jiān)控及錄像回放時來實現(xiàn)更清晰的辨識人物和物體。
高信噪比：信噪比越高，傳輸圖像信號質(zhì)量越高。
高動態(tài)范圍：高動態(tài)范圍是指在非常強烈的對比下讓攝像機看到影像。當(dāng)強光源照射及陰影、逆光等同時存在時，明亮區(qū)域曝光過度呈白色，黑暗區(qū)域呈黑色，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。
高幀率：更高的幀率能有效的解決快速移動的物體攝像機拍攝時所引起的拖影現(xiàn)象，通常應(yīng)用在道路監(jiān)控等領(lǐng)域。
汽車電子：汽車圖像傳感器全球銷量呈逐年增長趨勢
車載領(lǐng)域的CIS應(yīng)用包括：后視攝像(RVC)，全方位視圖系統(tǒng)(SVS)，攝像機監(jiān)控系統(tǒng)(CMS)，F(xiàn)V/MV，DMS/IMS系統(tǒng) 。
汽車圖像傳感器全球銷量呈逐年增長趨勢。 后視攝像(RVC)是銷量主力軍，呈穩(wěn)定增長趨勢，2016年全球銷量為5100萬臺，2018年為6000萬臺，2019年預(yù)計達到6500萬臺。 FV/MV全球銷量增長迅速，2016年為1000萬臺，2018年為3000萬臺，此后，預(yù)計FV/MV將依舊保持迅速增長趨勢，預(yù)計2019年銷量可達4000萬臺，2021可達7500萬臺，直逼RVC全球銷量。
汽車圖像傳感器全球市場
質(zhì)量方面，車載CIS需要比工業(yè)級別要求更高的車載安全級別，尤其是對與前置ADAS的鏡頭安全等級要求更高。
1）溫度要求：車載攝像頭溫度范圍在-40度-80度。
2）防磁抗震：汽車啟動時會產(chǎn)生極高的電磁脈沖，車載攝像頭必須具備極高的防磁抗震的可靠性。
3）較長的壽命：車載攝像頭的壽命至少要在8-10年以上才能滿足要求。
功能方面，車載攝像頭要在復(fù)雜的運動路況環(huán)境下都都能保證采集到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。
1）高動態(tài)：在較暗環(huán)境以及明暗差異較大下仍能實現(xiàn)識別，要求攝像頭CMOS具有高動態(tài)的特性。
2）中低像素：為降低芯片處理的負擔(dān)，攝像頭的像素并不需要非常高。200以下像素已經(jīng)能滿足要求。
3）可視角度：對于環(huán)視和后視，一般采用135度以上的廣角鏡頭，前置攝像頭對視距要求更大，一般采用155度的范圍
工業(yè)：全局快門技術(shù)已成為基本要求
在工業(yè)應(yīng)用中，CMOS圖像傳感器非常重要的應(yīng)用之一便是自動光學(xué)檢測（AOI，Automated Optical Inspection）。在顯示面板檢測、PCB（印制板）檢測等諸多應(yīng)用中，人工檢測已無法勝任，只有依靠自動光學(xué)。而隨著面板尺寸和分辨率、PCB電路復(fù)雜度等的提升，檢測用CMOS圖像傳感器的像素要求也在不斷提升。
以顯示面板檢測為例，配套的AOI用CMOS圖像傳感器像素正在不斷提升——從早先的5 MP到12 MP，再到2018年主流的20 MP，以及今年開始廣泛使用的50 MP像素。
由于CMOS圖像傳感器逐行掃描式的成像原理，當(dāng)成像物體高速運動時，便會產(chǎn)生“果凍效應(yīng)”，導(dǎo)致成像變形。而在高速運動的生產(chǎn)線上，“果凍效應(yīng)”嚴(yán)重影響了CMOS圖像傳感器的應(yīng)用。
因此，業(yè)界推出了“全局快門”（Global Shutter）的概念。通過整片CMOS圖像傳感器整體曝光，可以實現(xiàn)高速物體成像無變形的效果，這對于目前炙手可熱的機器視覺與圖像識別算法的實現(xiàn)而言至關(guān)重要。
為了能夠捕捉移動物體的清晰圖像，全局快門技術(shù)已成為機器視覺市場的基本要求，其效率高低是關(guān)鍵的性能指標(biāo)之一。
2018年Sony發(fā)布了全球首款全局快門背照式傳感器。在此之前，市場上的所有背照式傳感器均為卷簾快門，因而會在拍攝高速運動的物體時產(chǎn)生“果凍效應(yīng)”造成物體嚴(yán)重變形，但擁有全局快門的傳感器則能夠通過讓傳感器上的單個像素點在同一時間捕捉到光線信號從而有效解決這一問題。
一般的CMOS感光器要實現(xiàn)全局快門必須在像素邊安插可以存儲電荷的繼電器，將電荷臨時存儲，統(tǒng)一進入另行的ADC中。存儲電荷的繼電器不能感光，將占用光電二極管的有效感光面積，而導(dǎo)致感光器的靈敏度大幅下降。
SONY發(fā)布的產(chǎn)品采用了堆棧式結(jié)構(gòu)，其每個像素的ADC結(jié)構(gòu)并非和像素區(qū)在同層，而是分開在上下層（不用擔(dān)心ADC占用感光區(qū)的有效面積），感光器的每個像素感光后，立即將同時曝光的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息存儲在數(shù)字存儲器中，從而達到完全同步的曝光時間。 而同時其堆棧式的上下層結(jié)構(gòu)也另邏輯數(shù)字處理電路完全不占用有效的感光面積。
另外，傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器芯片的工作溫度范圍往往不能滿足工業(yè)應(yīng)用的需求，這就要求CMOS圖像傳感器芯片設(shè)計者從設(shè)計、制造、封裝等多個層面出發(fā)，擴大工作溫度。
醫(yī)療：醫(yī)療成像設(shè)備市場將達350億美元
與其他具有更高產(chǎn)量和更高成本敏感性的市場相比，圖像傳感器在醫(yī)療影像市場應(yīng)用有其鮮明的特點：其封裝步驟通常由設(shè)備制造商控制。
圖像傳感器技術(shù)正逐漸在行業(yè)中創(chuàng)造顛覆性力量，從2014年開始，市場發(fā)展迅速，行業(yè)競爭加劇：韓國和中國出現(xiàn)更多新參與者，成為現(xiàn)有大型企業(yè)的潛在障礙，行業(yè)完全整合的可能性降低。
圖像傳感器在醫(yī)療影像市場具有多元應(yīng)用場景：X-ray、內(nèi)窺鏡、分子成像、光學(xué)相干斷層掃描以及超聲成像 。
醫(yī)療影像市場應(yīng)用
醫(yī)療成像設(shè)備行業(yè)是一個巨大的350億美元的市場，2016年至2022年預(yù)計復(fù)合年增長率達5.5％。
2016年，醫(yī)療傳感器市場規(guī)模3.5億美元，預(yù)計2016年至2022年復(fù)合增長率8.3％，到2022年將達6億美元 。
根據(jù)應(yīng)用技術(shù)不同，醫(yī)療圖像傳感器可分為CCD，CIS，a-Si FPD（非晶硅薄膜晶體管平面探測器），a-Se FPD（非晶硒薄膜晶體管平板探測器），SiPM（硅光電倍增管）、cMUT（電容微機械超聲換能器）和pMUT（壓電微機械超聲換能器） 。其中，CMOS傳感器憑借其在通過更小的像素尺寸獲得更高分辨率、降低噪聲水平和暗電流以及低成本方面的優(yōu)越性在醫(yī)療影像領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，未來市場看漲。
目前，CMOS圖像傳感器主要應(yīng)用于X-Ray以及內(nèi)窺鏡領(lǐng)域。目前，X射線成像幾乎完全基于半導(dǎo)體技術(shù)。使用非晶硅（aSi）和CMOS的平板探測器占據(jù)了市場的最大份額，其次是硅光電二極管陣列探測器。預(yù)計銦鎵鋅氧化物（IGZO）平板將于2021年進入市場，直接與aSi和CMOS競爭，但CMOS仍然是主流應(yīng)用。
2018年，以CMOS X-Ray成像設(shè)備市場收入2.45億美元，預(yù)計2024年將增長到5.1億美元，年復(fù)合增長率13%。
未來，CIS技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展趨勢如下：
（1）X光機市場上圖像傳感器將由非晶硅轉(zhuǎn)向CMOS
在醫(yī)療和生物用圖像傳感器市場上，X光機使用的大尺寸傳感器占了大部分份額，在該領(lǐng)域的收益中占到90％。
非晶硅技術(shù)適合以低輻射劑量進行大面積體表照射。但由于像素尺寸最小為100μm左右，因此分辨率不足以用于一些特殊的用途。另外，讀取速度也有限，因此處理性能達不到手術(shù)中的螢光透視等實時攝像要求的水平。
隨著CMOS處理器的成本不斷下降，使用CMOS處理器的超薄平板探測器開始搶占非晶硅平板探測器的份額。
（2）單一光子檢測掀起癌癥治療革命
由于照到CMOS傳感器上的單一光子能量已經(jīng)能夠測量出來，現(xiàn)在完全可以處理光子所穿透的體組織的信息了。如果癌的實際尺寸和擴散程度能夠準(zhǔn)確拍成圖像，這將掀起一場癌癥治療革命。
（3）3D成像對牙科有幫助
CMOS超薄面板還能以遠低于現(xiàn)有CT技術(shù)的輻射劑量實現(xiàn) 3D成像。這有助于檢查患者的牙齒咬合情況，還有助于簡化假牙的制作和安裝。
（4）內(nèi)窺鏡將走向“chip-to-tip”
柔性內(nèi)窺鏡的主要趨勢是“chip-to-tip”。就是將很小的傳感器芯片移到內(nèi)窺鏡頂端以減小內(nèi)窺鏡尺寸，為傳遞電信號用細線代替光纖，為簡化插入操作而提高柔軟度。另外，低成本CMOS傳感器還有望實現(xiàn)一次性內(nèi)窺鏡。這是因為，存在購買新的內(nèi)窺鏡比消毒成本更低以及消毒不到位等情況。通過更好的設(shè)計，像素的靈敏度和信噪比將得到改善。
物聯(lián)網(wǎng)：AI將是CMOS圖像傳感器最活躍的市場之一
眾所周知，未來將會是一個萬物互聯(lián)的時代，而實現(xiàn)萬物互聯(lián)則需要進行數(shù)據(jù)采集，在許多應(yīng)用場景中，數(shù)據(jù)采集的工作都是通過攝像頭來完成。這也意味著，CMOS圖像傳感器市場需求增長的腳步還會持續(xù)加快。
其中，AI將是CMOS圖像傳感器最活躍的市場之一。攝像頭作為AI前端的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，未來將會繼續(xù)保持快速增長，并持續(xù)向高端化方向發(fā)展。
誠然，未來隨著人工智能、IoT、ADAS等新技術(shù)應(yīng)用的不斷成熟發(fā)展，新技術(shù)與新應(yīng)用的落地也為CMOS圖像傳感器提供了巨大的潛在市場。例如，為了提升機器的感知力，未來圖像傳感器勢必往小型化、便捷化的方向繼續(xù)發(fā)展，搭載AI運算的智能機器人也將成為智能化發(fā)展的趨勢。在人臉識別、智能交互功能的帶動下，以智能識別支付系統(tǒng)、智能門禁系統(tǒng)、身份識別和遠程醫(yī)療分析等應(yīng)用落地普及為支點，IoT產(chǎn)業(yè)將持續(xù)拉動CMOS圖像傳感器的市場需求體量。
值得一提的是，受到2020年初突然爆發(fā)的疫情影響，未來實時身份認證系統(tǒng)、遠程健康監(jiān)控及遠程醫(yī)療電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用前景看好，并有望進一步落地普及，這或?qū)硐乱惠喖夹g(shù)創(chuàng)新的熱潮。
結(jié)語：
圖像傳感器是當(dāng)今應(yīng)用最普遍、重要性最高的傳感器之一。手機是CMOS傳感器的最大應(yīng)用市場，汽車、安防等新應(yīng)用領(lǐng)域也正在高速成長。 隨著多攝像頭手機的普及以及自動駕駛技術(shù)的發(fā)展，相信CMOS傳感器的高速發(fā)展仍不會停止。
工業(yè)圖像傳感器：工業(yè)機器視覺：光源，鏡頭，圖像傳感器相機
工業(yè)機器視覺：光源，鏡頭，圖像傳感器相機
Edited by 4thInstitute
一、工業(yè)機器視覺系統(tǒng)
工業(yè)機器視覺系統(tǒng)可分為嵌入式系統(tǒng)與板卡式系統(tǒng)(PC-based)兩類。中國工業(yè)機器視覺系統(tǒng)中嵌入式機器視覺系統(tǒng)約占三分之二，PC-based機器視覺系統(tǒng)占比三分之一。
PC-based系統(tǒng)很容易與直接連接的相機或圖像采集板連接，并得到可配置的機器視覺應(yīng)用軟件的支持。此外，個人電腦提供了豐富的自定義代碼開發(fā)選項，使用相應(yīng)的編程語言，如VisualC/C++、Visual Basic和Java，以及圖形化編程環(huán)境。然而，開發(fā)往往是漫長而復(fù)雜的，所以通常適用于非標(biāo)定制設(shè)備，并且需要高級機器視覺用戶和程序員來開發(fā)。
中國工業(yè)機器視覺系統(tǒng)由外資企業(yè)主導(dǎo)，主要有康耐視，基恩士，歐姆龍，西克和邦納，其中康耐視和基恩士兩家居于龍頭領(lǐng)先地位。本土企業(yè)非常分散，其中大恒，奧普特，凌華科技和凌云光子等位于前列。
工業(yè)機器視覺系統(tǒng)的上游為組成機器視覺系統(tǒng)的零部件，主要包括光源、鏡頭、工業(yè)相機、圖像采集卡和平臺軟件。在上游部件中工業(yè)相機的規(guī)模最大，平臺軟件的占比最小。上游部件中，平臺軟件與鏡頭的市場集中程度高，由外資主導(dǎo)；工業(yè)相機、光源、圖像采集卡的本土化程度高，競爭激烈。
二、工業(yè)機器視覺核心零部件廠商：
三、零部件簡介：
1）光源
打光是成功的機器視覺結(jié)果的一個關(guān)鍵。機器視覺系統(tǒng)通過分析物體的反射光來創(chuàng)建圖像，而不是通過分析物體本身。照明技術(shù)涉及光源及其相對于部件和相機的位置。特定的照明技術(shù)可以增強圖像，使其否定一些特征而增強其他特征，通過使一個零件的輪廓變得更清晰，從而使該零件變得更漂亮。
背光
對于只需要外部或邊緣測量的應(yīng)用場景，背光增強了物體的輪廓。背光有助于檢測形狀，使尺寸測量更可靠。
軸向漫射光
軸向漫射照明將光線從側(cè)面（同軸）耦合到光路中。使用一面半透明的鏡子從側(cè)面照亮，將光線向下投射到零件上。該部件通過半透明的鏡子將光線反射到相機上，從而形成一個非常均勻的照明和均勻的圖像。
結(jié)構(gòu)光
結(jié)構(gòu)光是以已知角度向物體投射光型（平面、網(wǎng)格或更復(fù)雜的形狀）。它對于提供與對比度無關(guān)的表面檢查、獲取尺寸信息和計算體積非常有用。
暗場照明
定向照明更容易揭示表面缺陷，包括暗場和明場照明。暗場照明通常是低對比度應(yīng)用的首選。在暗場照明中，鏡面反射光從相機反射出去，來自表面紋理和高程變化的漫射光反射到相機中。
亮場照明
亮場照明是高對比度應(yīng)用的理想選擇。但是，高方向性光源（如高壓鈉和石英鹵素）可能會產(chǎn)生尖銳的陰影，并且通常不會在整個視野中提供一致的照明。因此，發(fā)光或反射表面上的熱點和鏡面反射可能需要更漫射的光源，以便在明亮區(qū)域提供均勻的照明。
漫射穹頂照明
漫射穹頂照明為感興趣的特征提供最均勻的照明，并且可以掩蓋不感興趣的不規(guī)則現(xiàn)象，可能會對場景產(chǎn)生混淆。
頻閃照明
頻閃照明在高速應(yīng)用中用于凍結(jié)移動物體以供檢查。使用閃光燈也有助于防止模糊。
2）鏡頭
鏡頭捕捉圖像并將其傳遞給相機中的圖像傳感器。鏡頭的光學(xué)質(zhì)量和價格各不相同，所使用的鏡頭決定了所捕獲圖像的質(zhì)量和分辨率。大多數(shù)視覺系統(tǒng)相機提供兩種主要類型的鏡頭。
可換鏡頭和固定鏡頭。可更換的鏡頭通常是C-卡口或CS-卡口。鏡頭和鏡頭的正確組合將獲得最佳的圖像。作為獨立視覺系統(tǒng)的一部分，固定鏡頭通常使用自動對焦，它可以是一個機械調(diào)整的鏡頭，也可以是一個可以自動對準(zhǔn)零件的液體鏡頭。自動對焦鏡頭在給定的距離上通常有一個固定的視場。
3）圖像傳感器-相機
照相機捕捉被檢查物體的正確照明圖像的能力不僅取決于鏡頭，而且還取決于照相機內(nèi)的圖像傳感器。圖像傳感器通常使用電荷耦合器件（CCD）或互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）技術(shù)，將光（光子）轉(zhuǎn)換成電信號（電子）。從本質(zhì)上講，圖像傳感器的工作是捕捉光線并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，以平衡噪音、靈敏度和動態(tài)范圍。該圖像是一個像素的集合。弱光會產(chǎn)生黑暗的像素，而強光會產(chǎn)生較亮的像素。重要的是，要確保相機具有適合應(yīng)用的傳感器分辨率。
分辨率越高，圖像的細節(jié)就越多，測量也就越準(zhǔn)確。零件尺寸、檢查公差和其他參數(shù)將決定所需的分辨率。
2019年機器視覺相機市場份額：
CMOS圖像傳感器目前在工業(yè)視覺市場上占主導(dǎo)地位，擁有92%的市場銷售額，而CCD將繼續(xù)下降，并保持在醫(yī)療和國防等小眾、高端領(lǐng)域。
像素尺寸的縮小是帶來額外性能的基本趨勢；
圖像傳感器在邏輯IC上的堆疊進一步加速了圖像處理電路和像素的整合，導(dǎo)致新型芯片的出現(xiàn)；
集成，導(dǎo)致新類型的芯片出現(xiàn)：GS, 3D ToF...
人工智能將是集成的下一個層次
2019-2020年CMOS圖像傳感器技術(shù)的像素尺寸：
三維相機技術(shù)：性能、應(yīng)用和工藝
工業(yè)圖像傳感器：工業(yè)用圖像傳感器的新動向
隨著視覺信息在工業(yè)應(yīng)用中變得愈發(fā)重要，未來CMOS圖像傳感器將從工業(yè)應(yīng)用中獲得巨大發(fā)展機遇。目前已有不少工業(yè)自動化應(yīng)用中使用了CMOS圖像傳感器。然而隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，CMOS圖像傳感器也面臨著諸多挑戰(zhàn)，解決這些挑戰(zhàn)正是未來CMOS傳感器發(fā)展的主要技術(shù)動向。
本文引用地址：
1 加快產(chǎn)品迭代滿足不斷提升的分辨率需求
在工業(yè)應(yīng)用中，CMOS圖像傳感器非常重要的應(yīng)用之一便是自動光學(xué)檢測（AOI，Automated Optical Inspection）。在顯示面板檢測、PCB（印制板）檢測等諸多應(yīng)用中，人工檢測已無法勝任，只有依靠自動光學(xué)。而隨著面板尺寸和分辨率、PCB電路復(fù)雜度等的提升，檢測用CMOS圖像傳感器的像素要求也在不斷提升。
以顯示面板檢測為例，配套的AOI用CMOS圖像傳感器像素正在不斷提升——從早先的5 MP到12 MP，再到2018年主流的20 MP，以及今年開始廣泛使用的50 MP像素。
思特威目前正針對這一趨勢，設(shè)計開發(fā)分辨率更高的產(chǎn)品，以幫助工業(yè)用戶滿足其在AOI應(yīng)用上的需求。
2 全局快門解決高速運動下的圖像變形問題
由于CMOS圖像傳感器逐行掃描式的成像原理，當(dāng)成像物體高速運動時，便會產(chǎn)生“果凍效應(yīng)”，導(dǎo)致成像變形。而在高速運動的生產(chǎn)線上，“果凍效應(yīng)”嚴(yán)重影響了CMOS圖像傳感器的應(yīng)用。
因此，業(yè)界推出了“全局快門”（Global Shutter）的概念。通過整片CMOS圖像傳感器整體曝光，可以實現(xiàn)高速物體成像無變形的效果，這對于目前炙手可熱的機器視覺與圖像識別算法的實現(xiàn)而言至關(guān)重要。
當(dāng)然，全局快門只是一個技術(shù)點，目前思特威的SmartGS系列產(chǎn)品將BSI（Backside Illuminated，背照式）、單幀HDR等技術(shù)應(yīng)用于全局快門CMOS圖像傳感器中，面向工業(yè)推出了多款具有競爭力產(chǎn)品，未來還將繼續(xù)研發(fā)及發(fā)布更高性能的產(chǎn)品。
3 獨特技術(shù)優(yōu)勢應(yīng)對復(fù)雜光照條件
在很多工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中，由于環(huán)境或其他因素的限制，往往存在十分復(fù)雜的光照條件，例如低光照、明暗對比極大等情況。這就要求所采用的CMOS圖像傳感器擁有非常優(yōu)秀的低光照性能和高動態(tài)范圍（HDR）性能。
思特威在低光照、HDR等方面都擁有不俗的技術(shù)優(yōu)勢，而通過將這些技術(shù)優(yōu)勢應(yīng)用于工業(yè)用CMOS圖像傳感器產(chǎn)品，思特威先后推出了具有高感度和HDR功能的CMOS傳感器產(chǎn)品SC2210、SC4210。這兩款產(chǎn)品主要針對復(fù)雜環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)具備高適應(yīng)性的成像性能。
4 創(chuàng)新工藝助芯片適應(yīng)惡劣工作條件
提到工業(yè)應(yīng)用，嚴(yán)苛的工作溫度是所有相關(guān)傳感器不可回避的問題之一。傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器芯片的工作溫度范圍往往不能滿足工業(yè)應(yīng)用的需求，這就要求CMOS圖像傳感器芯片設(shè)計者從設(shè)計、制造、封裝等多個層面出發(fā)，擴大工作溫度。
2019年7月，思特威發(fā)布了兩款全新工業(yè)級CMOS圖像傳感器——SC2310T與SC4210T。這兩款產(chǎn)品兼具思特威獨特的像素技術(shù)與業(yè)界領(lǐng)先的工作溫度范圍，能夠為惡劣工作環(huán)境中的應(yīng)用提供超低光照條件下的極佳成像性能，以及高達100 dB的動態(tài)范圍。
工業(yè)圖像傳感器：這兩款全新工業(yè)級CMOS圖像傳感器，有哪些技術(shù)看點？
接觸器
近日，CMOS圖像傳感器供應(yīng)商思特威科技（SmartSens）發(fā)布了兩款全新工業(yè)級CMOS圖像傳感器——SC2310T與SC4210T。據(jù)悉，這兩款產(chǎn)品兼具思特威科技獨特的像素技術(shù)與業(yè)界領(lǐng)先的工作溫度范圍，能夠為惡劣工作環(huán)境中的應(yīng)用提供超低光照條件下的極佳成像性能，以及高達100db的動態(tài)范圍。
當(dāng)前，隨著CMOS圖像傳感器應(yīng)用場景的不斷擴大，CMOS圖像傳感器在部分場景中需要面對來自超低光照條件和極端工作溫度所帶來的挑戰(zhàn)。為了滿足市場的需要，思特威科技結(jié)合其獨特的像素技術(shù)，針對這些應(yīng)用場景開發(fā)了SC2310T與SC4210T兩款產(chǎn)品，能夠在-40攝氏度至85攝氏度的工作溫度范圍內(nèi)，為工業(yè)應(yīng)用提供更低功耗條件下更高的低光照成像性能，SNR1s達到業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的0.21 lux。
此外，分辨率為200萬像素的SC2310T與400萬像素的SC4210T均采用了BSI背照式像素技術(shù)，支持高動態(tài)范圍（HDR）模式下60Hz的幀率，從而實現(xiàn)清晰準(zhǔn)確的成像效果。
思特威科技首席市場官姚汝暉表示：“思特威科技成立9年來，我們開發(fā)了種類豐富的CMOS圖像傳感器產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用于諸多場景，例如運動相機、無人機、掃地機器人、行車記錄儀、安防攝像頭以及智能家居等。而此次推出的SC2310T和SC4210T，則將我們產(chǎn)品的應(yīng)用場景進一步拓展，幫助我們的客戶開發(fā)出諸多適應(yīng)惡劣工作環(huán)境和超低光照條件的產(chǎn)品，以滿足市場日益增加的需求。”
目前，SC2310T與SC4210T樣片已經(jīng)面世，預(yù)計將于2019年7月實現(xiàn)量產(chǎn)。
