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從這幾款全局快門圖像傳感器,了解圖像傳感器的選型要點

12/04 11:10
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本文作者:Daniel Noguchi,安森美(onsemi)產(chǎn)品營銷資深經(jīng)理

視覺技術在許多自動化活動中發(fā)揮著關鍵作用,制造、娛樂、交通運輸和醫(yī)療保健等領域更是越來越重視發(fā)展視覺系統(tǒng)。

市場對快速、準確成像的需求愈發(fā)迫切,同時分析技術和人工智能(AI)加速發(fā)展,新一代先進視覺系統(tǒng)應運而生,而高速、全畫幅全局快門傳感器是這些系統(tǒng)的核心。全局快門能夠即時捕捉拍攝對象的完整視圖,這非常重要。

基于全局快門的系統(tǒng)可以消除許多常見于視覺系統(tǒng)的視覺偽影(例如擺動、傾斜和空間混疊等),有助于提高速度和準確性,進而能夠提升操作效率。對于條形碼掃描、機器視覺(MV)和自主移動機器人(AMR)等應用而言,全局快門成像技術正迅速成為熱門選擇。

如何簡化機器視覺開發(fā)?答案在這里?

全局快門:優(yōu)勢和特點

全局快門圖像傳感器可同時捕捉所有像素。與逐行掃描場景的卷簾快門圖像傳感器不同,全局快門圖像傳感器可確保捕捉到無失真的圖像。

如果場景中有快速移動的物體,這種同步操作的優(yōu)勢將尤為明顯,例如在工廠裝配線上,產(chǎn)品會快速經(jīng)過攝像機。使用全局快門圖像傳感器,每個像素均可精確記錄同一時刻的場景,從而生成清晰、無失真的圖像。這有助于準確地捕捉移動物體上的條形碼,對于條形碼掃描、機器視覺、AMR和AR/VR控制等應用至為關鍵。

條碼掃描器條碼常用于高效編碼數(shù)據(jù),以便工作人員快速可靠地執(zhí)行掃描任務,如庫存和訂單處理?!皸l碼掃描失敗”也許是我們每個人都有過的經(jīng)歷,此時必須重新掃描,效率十分低下。掃描時如果能夠抑制多余光線,那么全局快門就能夠消除條碼讀取過程中的大部分錯誤和不準確之處??赏ㄟ^全局快門效率(GSE)指標來量化評估全局快門傳感器性能。GSE越高,抑制多余光線的效果就越好,從而可以提高處理速度,避免人工干預和/或重新掃描工作。

自主移動機器人(AMR)全局快門圖像傳感器采用立體配置,可實現(xiàn)基于視覺的同步定位與地圖構(gòu)建(SLAM)應用,有助于幫助工廠和倉庫規(guī)劃路徑,避免與障礙物發(fā)生碰撞。該傳感器使AMR能夠高效、安全地穿梭在各種復雜的環(huán)境中。

虛擬現(xiàn)實(VR)、增強現(xiàn)實(AR)和混合現(xiàn)實(MR)全局快門圖像更便于同步多個來源的輸入,通常還可以提高幀率。這些功能有助于塑造更出色、更愉悅的VR、AR和MR體驗。

2:安森美全局快門圖像傳感器的應用

適用于機器視覺的全局快門解決方案

安森美研發(fā)了Hyperlux SG 全局快門傳感器系列產(chǎn)品,其中包含三款圖像傳感器:ARX383、AR0145和AR0235,均兼具全局快門優(yōu)勢,可以為許多關鍵應用提供特定功能,這些傳感器有望實現(xiàn)基于視覺的SLAM,幫助工廠和倉庫規(guī)劃路徑,避免與障礙物發(fā)生碰撞,使AMR能夠高效、安全地穿梭在各種環(huán)境中。

得益于GSE更高,Hyperlux SG 圖像傳感器大大提高了掃描條碼和AV/VR/MR等應用的效率。此外,高GSE和高幀率也有助于確保出色的保真度和圖像質(zhì)量,滿足這些應用的關鍵需求。此外,用戶可通過低功耗選項和子采樣模式來自定義圖像質(zhì)量,滿足特定的應用需求。這些傳感器還可以從多個視角同步捕捉圖像,進而幫助創(chuàng)建3D模型和深度圖。

圖2:安森美Hyperlux SG 系列

AR0235是Hyperlux SG 系列中分辨率最高的。這是一款1/2.8英寸、2.3Mp CMOS 數(shù)字圖像傳感器,有效像素陣列達到1920 (H) x 1200 (V)。其特點在于采用了全局快門像素設計,可以準確、快速地捕捉移動場景,速度甚至可達到每秒120幀。同時還具備全分辨率特性,能在低光、明亮和混合照明條件下呈現(xiàn)清晰、低噪聲的圖像。

AR0235傳感器在處理高角速度方面表現(xiàn)優(yōu)越,大大減少了運動偽影,其GSE較前幾代產(chǎn)品提高了兩倍,能夠高效捕捉快速移動物體的圖像和錄制視頻。

圖3:安森美AR0235圖像傳感器

AR0235經(jīng)過精心構(gòu)造,適合工業(yè)應用。全局快門傳感器已廣泛應用于條碼掃描場景,而其優(yōu)良特性更是適合許多工業(yè)環(huán)境。例如,AR0235精確、快速的圖像捕捉功能非常適合用于檢測缺陷和保持一致質(zhì)量標準。工業(yè)4.0正持續(xù)發(fā)展,AI和先進機器人等技術加速融合,這讓AR0235未來有望應用于更多領域。

安森美擁有包含VGA和2.3MP的完整圖像傳感器產(chǎn)品組合,可以為涉及快速移動物體的各種應用提供合適的傳感器。安森美的Hyperlux SG 系列具備超強GSE和高幀率表現(xiàn),可幫助客戶設計可靠的攝像機,捕捉無運動偽影的高質(zhì)量圖像。

更高的全局快門效率:與上一代產(chǎn)品相比,Hyperlux SG 傳感器的全局快門效率大幅提高了兩倍。這一進步確保了曝光和讀出之間的精確同步,最大限度地減少了運動偽影。

高速性能:Hyperlux SG 傳感器具有每秒120幀的快速捕捉率,即使在快速變化的環(huán)境中也能呈現(xiàn)清晰、無失真的圖像。

緊湊的外形:Hyperlux SG 傳感器采用小尺寸設計,非常適合安裝在有限的空間內(nèi)。緊湊的設計使其可以無縫集成到各種設備和系統(tǒng)中。

高效節(jié)能:這些傳感器的設計特別注重能效。它們在工作時耗電量較低,有助于延長電池續(xù)航時間并降低整體系統(tǒng)的能源需求。

自動曝光功能:內(nèi)置自動曝光功能可確保達到理想的圖像質(zhì)量,尤其是在處理快速移動的物體時。它可動態(tài)調(diào)整曝光設置,讓您全神貫注捕捉重要瞬間,而無需手動干預。

安森美致力于推動創(chuàng)新,幫助建設更美好的未來。我們專注于工業(yè)市場,正加速推動條碼掃描、機器視覺、AMR和AR/VR等眾多應用和市場的進步。

安森美的Hyperlux SG 系列圖像傳感器充分展現(xiàn)了全局快門技術的進步,成為了提高現(xiàn)代視覺系統(tǒng)效率和準確性的核心。該系列傳感器兼具高GSE、高幀率,處理高速移動物體時不會失真,非常適合條碼掃描、機器視覺、AMR以及AR/VR系統(tǒng)等眾多應用。

此外更是采用節(jié)能設計、外形緊湊,便于集成,是空間受限和功率敏感型智能系統(tǒng)的理想選擇。傳感器對行業(yè)的影響不容小覷,隨著自動化和AI驅(qū)動流程的蓬勃發(fā)展,全局快門傳感器的重要性也將愈加凸顯。

安森美

安森美

歷史安森美半導體前身是摩托羅拉集團的半導體元件部門,于1999年獨立上市,繼續(xù)生產(chǎn)摩托羅拉的分立晶體管,標準模擬和標準邏輯等器件。并購紀錄2000年四月,完成收購Cherry Semiconductor。2006年,完成收購位于美國俄勒岡州Gresham的LSI Logic設計和制造設施。2008年一月,以184M美元完成收購美國模擬器件公司的穩(wěn)壓及熱管理(Voltage Regulation and Thermal Management)部門。2008年三月,以915M美元完成收購AMI Semiconductor。2008年十月,以115M美元完成收購Catalyst Semiconductor。2009年十一月,以17M美元完成收購PulseCore Semiconductor。2010年一月,以115M美元完成收購California Micro Devices。2010年六月,完成收購Sound Design Technologies, Ltd。2011年一月,完成收購日本三洋電機的子公司三洋半導體(SANYO Semiconductor)。2011年二月,以$31.4M美元完成收購賽普拉斯半導體(Cypress Semiconductor)的CMOS圖像傳感器業(yè)務部門。2014年五月,完成收購Truesense Imaging, Inc。2014年七月,安森美半導體和富士通半導體宣布戰(zhàn)略合作(包括晶圓代工服務協(xié)議,及日本會津若松市富士通的8吋晶圓廠的10%權益。)2014年八月,以4億美元完成收購總部位于加州的Aptina Imaging Corp。2015年七月,安森美半導體完成收購Axsem AG。2015年11月18日,以每股20美元,斥資24億美元現(xiàn)金收購飛兆半導體公司。2016年八月,安森美半導體宣布已就出售點火IGBT業(yè)務給 Littelfuse 達成協(xié)議,出售其瞬態(tài)電壓抑制二極管和開關型晶閘管產(chǎn)品線,售價共1.04億美元現(xiàn)金。2016年九月,安森美半導體完成收購飛兆半導體公司。產(chǎn)品安森美半導體制造以下的各種產(chǎn)品:定制:ASIC;定制代工服務;定制ULP存儲器;定制CMOS圖像傳感器;集成無源器件分立:雙極晶體管;二極管和整流器;IGBT和FET;晶閘管;可調(diào)諧組件電源管理:AC-DC控制器和穩(wěn)壓器;DC-DC控制器、轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓器;熱管理;驅(qū)動器;電壓和電流管理邏輯:時鐘產(chǎn)生;時鐘及數(shù)據(jù)分配;存儲器;微控制器;標準邏輯信號管理:放大器和比較器;模擬開關;音頻/視頻的ASSP;數(shù)字電位計;EMI/RFI濾波器;接口;光電、圖像及觸摸傳感器產(chǎn)品部安森美半導體的各個產(chǎn)品部門:模擬方案部(ASG) - Bob Klosterboer(高騰博),執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理圖像傳感器部(ISG) – Taner Ozcelik,高級副總裁兼總經(jīng)理電源方案部(PSG) – Bill Hall(賀彥彬),執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理解決方案工程中心日本:大阪; 東京中國:上海德國:慕尼黑中國臺灣:臺北美國:加州圣荷西; 俄勒岡州波特蘭; 底特律韓國:首爾設計中心美國:亞利桑那州鳳凰城(Phoenix)、亞利桑那州錢德勒(Chandler)、得州奧斯汀(Austin)、得州普萊諾(Plano)、羅德島州東格林尼治(East Greenwich)、科羅拉多州Longmont、加州圣克拉拉(Santa Clara)、愛達荷州波卡特洛(Pocatello)、賓夕法尼亞州Lower Gwynedd、猶他州林頓(Lindon)、愛達荷州楠帕(Nampa)加拿大:伯靈頓(Burlington), 滑鐵盧(Waterloo)比利時:梅赫倫(Mechelen),奧德納爾德(Oudenaarde),菲爾福爾德(Vilvoorde)法國:圖盧茲(Toulouse)德國:慕尼黑羅馬尼亞:布加勒斯特(Bucharest)斯洛伐克:布拉迪斯拉發(fā)(Bratislava)愛爾蘭:利默里克(Limerick)瑞士:Marin捷克:Roznov,布爾諾(Brno)韓國:首爾中國臺灣:臺北印度:班加羅爾(Bangalore),諾伊達(Noida)日本:岐阜市,群馬菲律賓:德拉克市(Tarlac City)制造工廠美國:亞利桑那州鳳凰城、亞利桑那州錢德勒、俄勒岡州Gresham、愛達荷州波卡特洛、愛達荷州楠帕、緬因州南波特蘭加拿大:伯靈頓 (安大略省)比利時:奧德納爾德捷克:Roznov中國:樂山、深圳、蘇州日本:群馬縣、埼玉縣羽生市、新潟縣新潟市韓國:富川菲律賓:Carmona, Cavite、Tarlac City、宿霧市馬來西亞:森美蘭州芙蓉市越南:邊和市、順安市社

歷史安森美半導體前身是摩托羅拉集團的半導體元件部門,于1999年獨立上市,繼續(xù)生產(chǎn)摩托羅拉的分立晶體管,標準模擬和標準邏輯等器件。并購紀錄2000年四月,完成收購Cherry Semiconductor。2006年,完成收購位于美國俄勒岡州Gresham的LSI Logic設計和制造設施。2008年一月,以184M美元完成收購美國模擬器件公司的穩(wěn)壓及熱管理(Voltage Regulation and Thermal Management)部門。2008年三月,以915M美元完成收購AMI Semiconductor。2008年十月,以115M美元完成收購Catalyst Semiconductor。2009年十一月,以17M美元完成收購PulseCore Semiconductor。2010年一月,以115M美元完成收購California Micro Devices。2010年六月,完成收購Sound Design Technologies, Ltd。2011年一月,完成收購日本三洋電機的子公司三洋半導體(SANYO Semiconductor)。2011年二月,以$31.4M美元完成收購賽普拉斯半導體(Cypress Semiconductor)的CMOS圖像傳感器業(yè)務部門。2014年五月,完成收購Truesense Imaging, Inc。2014年七月,安森美半導體和富士通半導體宣布戰(zhàn)略合作(包括晶圓代工服務協(xié)議,及日本會津若松市富士通的8吋晶圓廠的10%權益。)2014年八月,以4億美元完成收購總部位于加州的Aptina Imaging Corp。2015年七月,安森美半導體完成收購Axsem AG。2015年11月18日,以每股20美元,斥資24億美元現(xiàn)金收購飛兆半導體公司。2016年八月,安森美半導體宣布已就出售點火IGBT業(yè)務給 Littelfuse 達成協(xié)議,出售其瞬態(tài)電壓抑制二極管和開關型晶閘管產(chǎn)品線,售價共1.04億美元現(xiàn)金。2016年九月,安森美半導體完成收購飛兆半導體公司。產(chǎn)品安森美半導體制造以下的各種產(chǎn)品:定制:ASIC;定制代工服務;定制ULP存儲器;定制CMOS圖像傳感器;集成無源器件分立:雙極晶體管;二極管和整流器;IGBT和FET;晶閘管;可調(diào)諧組件電源管理:AC-DC控制器和穩(wěn)壓器;DC-DC控制器、轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓器;熱管理;驅(qū)動器;電壓和電流管理邏輯:時鐘產(chǎn)生;時鐘及數(shù)據(jù)分配;存儲器;微控制器;標準邏輯信號管理:放大器和比較器;模擬開關;音頻/視頻的ASSP;數(shù)字電位計;EMI/RFI濾波器;接口;光電、圖像及觸摸傳感器產(chǎn)品部安森美半導體的各個產(chǎn)品部門:模擬方案部(ASG) - Bob Klosterboer(高騰博),執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理圖像傳感器部(ISG) – Taner Ozcelik,高級副總裁兼總經(jīng)理電源方案部(PSG) – Bill Hall(賀彥彬),執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理解決方案工程中心日本:大阪; 東京中國:上海德國:慕尼黑中國臺灣:臺北美國:加州圣荷西; 俄勒岡州波特蘭; 底特律韓國:首爾設計中心美國:亞利桑那州鳳凰城(Phoenix)、亞利桑那州錢德勒(Chandler)、得州奧斯?。ˋustin)、得州普萊諾(Plano)、羅德島州東格林尼治(East Greenwich)、科羅拉多州Longmont、加州圣克拉拉(Santa Clara)、愛達荷州波卡特洛(Pocatello)、賓夕法尼亞州Lower Gwynedd、猶他州林頓(Lindon)、愛達荷州楠帕(Nampa)加拿大:伯靈頓(Burlington), 滑鐵盧(Waterloo)比利時:梅赫倫(Mechelen),奧德納爾德(Oudenaarde),菲爾福爾德(Vilvoorde)法國:圖盧茲(Toulouse)德國:慕尼黑羅馬尼亞:布加勒斯特(Bucharest)斯洛伐克:布拉迪斯拉發(fā)(Bratislava)愛爾蘭:利默里克(Limerick)瑞士:Marin捷克:Roznov,布爾諾(Brno)韓國:首爾中國臺灣:臺北印度:班加羅爾(Bangalore),諾伊達(Noida)日本:岐阜市,群馬菲律賓:德拉克市(Tarlac City)制造工廠美國:亞利桑那州鳳凰城、亞利桑那州錢德勒、俄勒岡州Gresham、愛達荷州波卡特洛、愛達荷州楠帕、緬因州南波特蘭加拿大:伯靈頓 (安大略省)比利時:奧德納爾德捷克:Roznov中國:樂山、深圳、蘇州日本:群馬縣、埼玉縣羽生市、新潟縣新潟市韓國:富川菲律賓:Carmona, Cavite、Tarlac City、宿霧市馬來西亞:森美蘭州芙蓉市越南:邊和市、順安市社收起

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