工業(yè)用圖像傳感器的新動(dòng)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(jī)遇。目前已有不少工業(yè)自動(dòng)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(kuò)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(dòng)向。

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(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI，Automated Optical Inspection）。在顯示面板檢測(cè)、PCB（印制板）檢測(cè)等諸多應(yīng)用中，人工檢測(cè)已無法勝任，只有依靠自動(dòng)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(cè)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(cè)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(duì)這一趨勢(shì)，設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生“果凍效應(yīng)”，導(dǎo)致成像變形。而在高速運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)高速物體成像無變形的效果，這對(duì)于目前炙手可熱的機(jī)器視覺與圖像識(shí)別算法的實(shí)現(xiàn)而言至關(guān)重要。

當(dāng)然，全局快門只是一個(gè)技術(shù)點(diǎn)，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(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)應(yīng)對(duì)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(duì)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(dòng)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(shì)，而通過將這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)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(duì)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(jì)者從設(shè)計(jì)、制造、封裝等多個(gè)層面出發(fā)，擴(kuò)大工作溫度。

2019年7月，思特威發(fā)布了兩款全新工業(yè)級(jí)CMOS圖像傳感器——SC2310T與SC4210T。這兩款產(chǎn)品兼具思特威獨(dú)特的像素技術(shù)與業(yè)界領(lǐng)先的工作溫度范圍，能夠?yàn)閻毫庸ぷ鳝h(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(dá)100 dB的動(dòng)態(tài)范圍。