当前，机械视觉手艺正成为现代工业中的焦点驱动力。中国机械视觉市场范围显现延续增加态势。中商财产研究院发布的《2024-2029年中国机械视觉行业市场前景猜测和将来成长趋向研究陈述》显示，2023年中国机械视觉市场范围到达18开云app5.12亿元，同比增加8.49%。估计2024年中国机械视觉市场范围将增加至207.17亿元。（数据来历：GGI、中商财产研究院清算）

机械视觉检测装备可以利用在主动化出产线上，对产物的外不雅、尺寸、缺点等进行检测，实现快速、高效的品质节制。在工业检测范畴，CMOS图象传感器的主要利用之一是主动光学检测（AOI），包罗显示面板检测、PCB检测、电子元器件检测等。

据Yole统计，2022年工业范畴CMOS图象传感器全球发卖额为8.65亿美元，同比增加24%。估计到2028年，工业范畴CMOS图象传感器的发卖额达13.91亿美元，复合增加率约为8%。

当前，工业主动光学检测的痛点首要表现在以下两个方面：

一是若何把产物细微缺点经由过程图象成像出来？这就要求图象传感用具备更高的分辩率；

二是若何把形态各别、复杂多变的产物缺点高效正确地检测出来？为应对高检测通量和非尺度化的产线，市场对高分辩年夜靶面的相机需求愈来愈强烈。这也给相机的焦点部件CMOS图象传感器的机能提出了更高的要求：高分辩率，年夜视场，小像素，高满阱等。

跟着行业对高像素的需求加快，各厂商接踵推出超亿像素图象传感器。豪威现已发布2亿像素图象传感器，佳能发布2.5亿像素CMOS影象传感器，威派视半导体发布超6亿像素年夜面阵图象传感器……

要实现像素范围的晋升，像素尺寸需进一步缩小，信噪比将没法知足成像需求，这使得CMOS传感器碰到了显著的手艺瓶颈，各方最先追求不竭提高分辩率等机能的手艺冲破路径。威派视开创团队在2009年在南京年夜学时代提出了全新的垂直电荷转移成像器件（VPS）概念，用单一晶体管实现图象传感器像素的全数功能，将像素尺寸由“微米级”推动至“纳米级”，最小像素尺寸可达0.5微米，是现代半导体成像手艺的新冲破。

针对威派视近期发布的VPS800年夜面阵成像芯片，经第三方评估，VPS图象传感器的高分辩、年夜视场等机能，比拟在以往CMOS图象传感器有了较年夜晋升。

分辩率测试

1. 检测项目：

VPS800年夜面阵图象传感器的分辩任性能

2. 检测方案：

1)搭建光路，调理镜头和VPS芯片的距离，使得经由过程透镜成像的ISO 12233测试卡的边沿口角交壤处位在VPS芯片的上下取景线中间；

2)利用光源照耀ISO 12233分辩率测试卡，调理VPS芯片在镜头焦距处，使得ISO 12233测试卡可以在VPS芯片上成一个年夜致清楚的像；

3)前后细微调理VPS芯片的位置，拍摄多组图片，拔取最清楚的图片，读取VPS芯片的分辩率。

图1 分辩率尝试光路图

3. 检测成果：

经由过程图片读取VPS芯片的分辩率约为1910线每毫米，转化为线对数也就是约为955lp/mm，根基合适理论计较获得的分辩率极限。

图2 ISO 12233全幅（左） 中间（右）

年夜视场高分辩成像测试

1. 检测项目：

VPS800年夜面阵图象传感器的户外成像结果

2. 检测方案：

1)在外景成像尝试室搭建以VPS800年夜面阵成像芯片为焦点的成像系统，对户外场景和靶标进行成像能力验证。

2)超年夜面阵器件采取的光学系统具有高奈频宽视场的特点，焦距为50mm，视场角2w=36°，后截距为7.8mm；因为光学系统具有年夜数值孔径的特点，系统配备了高精度调焦系统，调焦精度为0.5μm。

3)VPS800利用视频开窗模式共同高精度调焦，将焦面临准至粘贴在400米外的建筑物靶标（A4纸巨细）处，验证VPS800的极限分辩能力。

3. 检测成果：

VPS800双采样输出图象像素范围跨越6亿，距离400m处的视场规模约300m×220m，如图3（上）所示。拔取原图局部区域图象，靶标中“扎根江苏 办事江苏”字样清楚可见，图3（下）所示。

图3 户外全景图（上） 原图局部区域图象（下）

威派视VPS800年夜面阵成像芯片以自立研发的垂直电荷转移成像器件（VPS）为焦点，具有单芯片像素范围超6亿，可解决现有年夜面阵相机系统复杂、体积年夜、功耗高的问题，在取得长焦距和年夜视场的同时减小体积、重量、功耗和本钱，让你在看清更年夜规模的同时取得更多微细节，今朝首要在医疗、生物显微、安防监控、贸易卫星、机械视觉等场景睁开验证和摸索。

跟着成像手艺利用的成长，实现这些利用的传感器和相机也在成长。从基因医治到天文学，各类利用继续鞭策着图象传感器的机能晋升和利用规模拓展，并将经由过程研究和开辟带来更年夜的手艺前进。