ptgray2.高解析影像

以下係根據 PointGray 網站有關說明高解度影像的網頁 "High-Resolution Imaging"的內容整理說明。

從早期的30萬像素工業相機應用在AOI或輔助人工進行檢查開始，
工業相機的價值在多個產業中被證明對產品生產監控上的確有很大的幫助，
隨著製造技術與精密度的提高，
尤其是半導體元件微型化延伸至印刷電路板的微細化，
純人工目視檢查在現代的電子產業幾乎已經完全不可行，
取而代之的是AOI系統檢查能力不斷的提升，
其中一個很重要的指標就是“解析度”。

有些AOI系統的高手號稱不需要很高的解析度，
就可以辨識出需求上的細節，
這是非常令人讚佩的技術能力，
例如用5MP解析度的相機，
在80*80左右的範圍一次照相檢測出15微米的瑕疵，
坦白說是很不可思議的能力，
如果能真正實現就太厲害了。

5MP相機100%顯示

20MP相機100%顯示

5MP相機局部

20MP相機局部
以上圖片來源 : FLIR網站

就以上的圖片比較，20MP相機有機會取得更多細節。
所以如果現代已經有高解析度 、價格又不貴的20MP工業相機可以用，
為什麼要用5MP的工業相機?

另外一種情況是需要處理的視野範圍較大，
必需使用多支相機或進行多次取像才能得到所需的影像，
使用高解析度的相機可以使用較低倍率的鏡頭一次或以較少次數取得影像，
可以加快AOI設備的速度，增加產能，提高效益。

早期高解析度相機受陷於尺寸與製造工藝成本上的限制，
在像素尺寸與價格上一定會受到某種程度的限制，
常常被詬病的一點就是像素太小，
背景雜訊跟動態範圍表現差，
在要求長時間運作跟穩定性的工業應用上一直不被看好，
但是因應高性能手機的發展，
小尺寸像素高解析度的影像感測器製造技術發展的很快，
同樣的技術當然也可以沿用到工業相機的製造上，
所以這一兩年可以看到許多高解析度的工業相機面市，
而且價格成本也漸驅合理。

像近年來Sony推出的影像感測器就非常令人驚艷，
一開始看到的是IMX253/304，12MP像素，3.45um的像素尺寸，1.1”左右的大小，而且使用Global Shutter，可以在移動中進行取像，
只要計算好所需的解析度 、夠快的電子快門 、夠亮的光源搭配閃頻控制，
對一定移動速度以下的機構不需要停止就可以進行取像，
避免走停的慣性作用對機台的影響，
而且1.1”的感測器大小，
剛好在數量最多且相對便宜與容易取得的常用C mount鏡頭可以對應的尺寸上限。
3.45um的像素尺寸的動態範圍與熱雜訊也還不錯，
說實在是一個不錯的選擇。

後來又找到一支IMX183，20MP像素，2.4um的像素尺寸，1”左右的大小，可惜的是使用Rolling shutter，不能在移動中取像比較可惜，但是價格很有吸引力，FLIR官網上的價格只要USD695，等於只要2萬多臺幣，只要IMX304感測器1/2~1/3左右的價格，對不需要在移動中機構進行取像的應用，其實算是非常超值的選擇。

另外高解析相機可以透過BIN的設定調降解析度，增加感光度，
在應用上保留了比低解析度相機更大的彈性，
反之低解析度相機卻沒辦法透過設定提高解析度，
在半導體製程技術與成本控制能力與時俱進的時代，
相信高解析度相機的市場會越來越大，應用也越來越多。