一個公式搞定解析度選型
需求 sensor 解析度 = (FOV / 最小特徵尺寸) × 安全係數(3-5)
範例 1:標準條碼讀取
- FOV = 100 mm
- 最小條碼模組(DataMatrix module)= 0.5 mm
- 安全係數 5(DataMatrix 需 ≥ 5 pixel/module)
- 需求 = 100 / 0.5 × 5 = 1000 pixels 寬
- → 1.44 MP 相機已夠(如 DataMan 280 = 1440×1080)
範例 2:精密尺寸量測
- FOV = 50 mm
- 量測精度需求 ±0.01 mm
- 安全係數 3(搭配 sub-pixel)
- 需求 = 50 / 0.01 × 3 = 15000 pixels 寬
- → 12 MP 相機(如 In-Sight 9912 = 4096 × 3000)勉強夠
- 或縮小 FOV 到 25 mm + 5MP
Cognex 解析度產品線
| 解析度 | 像素 | 適合應用 | 推薦機型 |
|---|---|---|---|
| 1.44 MP | 1440×1080 | 條碼讀取、簡單檢測 | DataMan 280, In-Sight Micro |
| 2 MP | 1920×1080 | 一般工業 OCR、簡單量測 | In-Sight 2800 |
| 5 MP | 2448×2048 | 標準量測、SMT 檢測、AI | In-Sight 3800(主力) |
| 8 MP | 3264×2448 | 中精度量測、大視野 | In-Sight 9912 |
| 12 MP | 4096×3000 | 精密量測(μm 級)、半導體 | In-Sight 9912(旗艦) |
| 12-16 MP(高解析條碼) | – | 物流大景深 + 高解析條碼 | DataMan 380 |
| 線掃描 2K-16K(依機型) | 2048-16384 寬 | 連續產線、圓筒展開 | In-Sight 9912 線掃模式 / In-Sight 3800 Line Scan |
4 個典型場景選型
場景 1:飲料瓶蓋有 / 無檢知
- FOV:80 mm
- 最小特徵:5 mm(瓶蓋)
- → 1.44-2 MP 足
- 推薦:In-Sight 2800(一體化 AI)
場景 2:PCB SMT 元件方向
- FOV:200 mm
- 最小特徵:0.6 mm(0201 元件)
- → 5 MP 為起點
- 推薦:In-Sight 3800(5MP)
場景 3:IC 載板 DataMatrix 條碼
- FOV:50 mm
- 條碼 module:0.2 mm
- → 2-5 MP
- 推薦:DataMan 470(高速 + HDR)
場景 4:半導體 Wafer 字元 OCR
- FOV:30 mm
- 字元高度:0.5 mm,最小 stroke:0.05 mm
- 需求極高
- → 12 MP
- 推薦:In-Sight 9912 或 In-Sight D900(AI)
高解析度的隱性成本
選 12 MP 不只是「相機貴一點」:
| 成本項 | 1.44MP | 5MP | 12MP |
|---|---|---|---|
| 相機本體 | $ | $$ | $$$(2-3 倍) |
| 鏡頭規格 | 一般 | 中等 | 高規 C-Mount |
| 通訊頻寬 | GigE 1 Gbps 夠 | GigE 夠 | 可能需 CoaXPress |
| 處理運算 | 快 | 中 | 慢(資料量 9× 大) |
| 儲存空間 | 小 | 中 | 大(NG 影像大) |
結論:不要過度買解析度。剛好夠用 + 20% 餘裕最佳。
解析度 vs Sub-pixel 精度
關鍵觀念:Cognex sub-pixel 演算法讓「低解析度也能高精度」。
公式:
量測精度 = 每像素物理尺寸 × 0.05(sub-pixel)
範例(理論計算,實際以樣品試打為準):
- 5 MP 相機 + FOV 100 mm
- 每像素 ≈ 0.041 mm
- 理論量測精度 ≈ 像素尺寸 × sub-pixel 係數
5 MP 在多數精密應用已足,是否需 12 MP 依實際 FOV 與精度需求評估。
工程師常見問題
Q:解析度越高越好?
A:不是。高解析度帶來成本、速度、儲存等隱性問題。剛夠用 + 20% 餘裕 是最佳實務。
Q:能用 Binning 補救選太高解析度嗎?
A:可以但浪費。買 12MP 卻 Binning 到 3MP 用 → 不如直接買 5MP(cheaper + 同效果)。
Q:彩色 vs 灰階對解析度影響?
A:Bayer Color 損失 ~33% 有效解析度。同 5MP 標稱:
- Mono 5MP = 真實 5MP
- Color 5MP ≈ 真實 3.3MP
精密量測選 Mono。
Q:12MP 線掃描跟 12MP 面掃描差別?
A:
- 面掃描 12MP = 4096 × 3000 pixels 一張影像
- 線掃描 2K-16K(依機型) = 線寬固定 × 任意長(依移動長度)
線掃描適合連續產線 / 圓筒,面掃描適合靜態工件。
💡 多數台灣業主在 Cognex 康耐視與 Keyence 基恩斯之間評估;商業模式差異(PSI 整合商 vs 業務直銷)會影響設備保固服務成本與 視覺系統整合彈性。延伸閱讀:Cognex vs Keyence 比較。
