在“工业4.0”和“中国制造2025”的大势下,工业自动化趋势持续增强,机器视觉成为电子行业重要的新兴领域。在持续的自动化需求、社会安全保障需求和市场经济实力的推动下,机器视觉和智能交通系统市场迎来发展热潮。在中国,越来越多的大厂进入机器视觉市场。
图像传感器是机器视觉系统捕获图像信息的关键元件。衡量图像传感器性能的因素包括分辨率、灵敏度、带宽、噪声、功耗、光学格式、帧率和CRA等。没有哪一种单一的图像传感技术或产品适用于所有应用,因而设计人员需根据应用需求匹配适合的技术。
相对而言,CCD传感器提供佳的图像均匀度、高线性动态范围、高光灵敏度、大光学格式,而CMOS传感器提供灵活读取、低功耗、高帧率和高集成能力。从应用市场来讲,FullFrameCCD针对科学、医疗领域,InterlineTransferCCD和全局快门CMOS用于机器视觉和智能交通系统,线性CCD适合用在扫描、食品/饮品等领域,卷帘快门CMOS主要用于安防监控行业。
而无论是CCD还是CMOS图像传感器,都朝向更小像素(但同时保留性能)、更大光学格式、改进的输出设计及工艺的趋势发展,以满足市场对更高分辨率、更快输出速度、增强的量子效率(QE)、降低噪声和降低成本的需求。高速图像捕获可提供高吞吐量,高质量图像提供准确分析,高像素捕获清晰的图像细节。
CMOS图像传感器能提供CCD图像传感器不具备的一些功能,内部集成数字处理能力,如可在像素内部将电荷转为电压,从而提供比CCD更快的帧率。而且,CMOS架构支持用户根据自己的需要设计小窗口输出,使读出更灵活。此外,CMOS的功耗低,设计简单。虽然CCD图像传感器在成像质量上仍处于地位,但随着技术的发展,全局快门CMOS和CCD图像传感器的成像质量的差异会越来越小。全局快门CMOS图像传感器的关键应用包括检验、医疗成像、运动分析、安防、显微镜及智能交通等等。
(原标题:图像传感器解决机器视觉成像需求)