安森美CMOS圖像傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的新突破

在工業(yè)領(lǐng)域,機器視覺充當生產(chǎn)設(shè)備賦能工業(yè)制造已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。通過代替人眼進行識別、非接觸檢測、測量，機器視覺能夠帶來高效低成本的效益。根據(jù)Yole Development2021年數(shù)據(jù)顯示，安森美圖像傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的CIS市場份額排名第一。并且在中國市場安森美在工業(yè)領(lǐng)域取得了不錯的成績。在2022年機器視覺展期間，安森美智能感知部大中華區(qū)市場部經(jīng)理陶志接受電子發(fā)燒友網(wǎng)采訪，分享安森美CMOS圖像傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展情況。

從VGA到4500萬像素，全面豐富的工業(yè)用圖像傳感器

安森美提供豐富多樣的圖像傳感器選擇，從VGA到4500萬像素，全面覆蓋機器視覺應(yīng)用需求。

此次，安森美展示了XGS系列CMOS圖像傳感器，包括基于XGS 5000(530萬像素 2592 x 2048)、XGS12000(1200萬像素4096x3072)、XGS 16000(1600萬像素4000x4000)和旗艦產(chǎn)品XGS 45000(4470萬像素8192x5460)的參考設(shè)計，能以每秒60幀的幀速率運行8K視頻。這些圖像傳感器能提供多種分辨率和12位圖像質(zhì)量的幀率。先進的XGS系列器件基于創(chuàng)新的3.2微米全局快門像素，即使是在高分辨率下亦能提供出色的圖像質(zhì)量和一致性。

圖源：電子發(fā)燒友網(wǎng)拍攝

陶志介紹說，XGS5000高幀率特性可以用在高速生產(chǎn)線檢測，有客戶做進了這次新冠的檢測設(shè)備上，有用在醫(yī)藥生產(chǎn)線上檢測。我們的XGS45000有客戶做出來做廣播，多媒體應(yīng)用上，一些運動賽事或者體育場館就會用來錄制直播現(xiàn)場8K視頻。

據(jù)了解，我們生活中常見的掃碼槍，大部分都是用的安森美AR0144，而安森美此次展示了一種新的條碼掃描器方案，該方案采用新的1/8英寸VGA CMOS數(shù)字圖像傳感器，比安森美上一代VGA圖像傳感器的全局快門效率高4倍。小巧的尺寸和超低的功耗使其可以部署在極其緊湊的視覺系統(tǒng)中。陶志表示，手持式條碼掃描器需要快速、可靠，且電池使用壽命長，以滿足從零售店到電子商務(wù)倉庫對工人生產(chǎn)效率不斷提高的期望。

安森美還展示受歡迎的AR0234CS圖像傳感器。這款1/2.6英寸的230萬像素圖像傳感器采用全局快門技術(shù)，能夠輸出每秒120幀的全分辨率圖像，且極其適合于創(chuàng)建深度測量所需的雙目立體視覺應(yīng)用。在很多3D 雙目視覺解決方案或者結(jié)構(gòu)光解決方案中，安森美AR0234,AR0135，PYTHON，以及TOF等產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用。

最新一代4K 分辨率3840x2160(16:9)，基于堆棧背照式(stackBSI)的卷簾快門CMOS傳感器也有亮相。它們支持多種觸發(fā)模式、多相機同步場景切換和自動化/用戶控制的黑電平校正(BLC)。其中一款4K傳感器支持片上三次曝光合成的高動態(tài)范圍(以下簡稱“eHDR”)，可以片上輸出高達120 dB動態(tài)范圍的數(shù)據(jù)，陶志表示，安森美在CMOS圖像傳感器片上搭載ASIC芯片實現(xiàn)eHDR的方案目前行業(yè)領(lǐng)先，在對比度較明顯的場景下提供更好的圖像細節(jié)，并大大節(jié)省了后端處理芯片的資源。

圖源：電子發(fā)燒友網(wǎng)拍攝

另一款4K傳感器具有超低功耗結(jié)構(gòu)、運動喚醒模式和出色的微光性能，非常適合需要考慮低功耗的緊湊型產(chǎn)品應(yīng)用。

此次還展示一款2000萬分辨率卷簾快門的新產(chǎn)品，主要用于工業(yè)的高分辨率圖像傳感器。這款1/2英寸的2000萬像素圖像傳感器具有許多功能特性，采用專有技術(shù)，在所有工作條件下都能提供卓越的圖像質(zhì)量，并以極低的功耗實現(xiàn)高性能。對于需要考慮功耗和/或帶寬的應(yīng)用，該傳感器可被配置為輸出各種低分辨率的圖像格式。

CIS助力雙目立體視覺、3D檢測

在工業(yè)生產(chǎn)中3D機器視覺檢測能夠提高準確率、保證檢測結(jié)果的客觀性、令流程標準化等，從而提升生產(chǎn)效率。而這一技術(shù)發(fā)展離不開CMOS圖像傳感器的支持。

陶志解析，雙目立體視覺是獲得3D深度信息的一種解決方案，3D檢測根據(jù)不同應(yīng)用對精度要求的不同有多種解決方案可以選，比如雙目立體方案，或者圖像傳感器配合結(jié)構(gòu)光，或者用激光雷達傳感器，又可以分為直接飛行時間傳感器和間接飛行時間的激光雷達。

雙目立體視覺通過在兩點上對接收光的三角測量得到的距離，通過兩個攝像頭來完成，通常會選擇全局快門的傳感器，有時候會要求在無光源模式下，需要的分辨率由測量距離和兩個傳感器的距離等來選擇，同時也要求相機模組之間做到同步，這是一種基本的3D解決方案，成本控制也比較適中，精度可以達到mm級，通常用在工業(yè)檢測、工業(yè)機器人、物流等領(lǐng)域用來獲得深度信息。

安森美可以為3D檢測的應(yīng)用提供多種圖像傳感器來獲得更準確的圖像信息，不斷提升sensor的輸出速率滿足應(yīng)用的需求，豐富圖像傳感器的分辨率來滿足不同的需求，隨著3D模組的小型化，圖像傳感器也做了小封裝的設(shè)計，也可以只提供裸die給客戶來滿足緊湊型3D模組的需求。

另外除了提升圖像傳感器的性能外，安森美的各種傳感器不僅可以用于雙目立體方案，還可以配合結(jié)構(gòu)光用在各種應(yīng)用上比如牙科口掃，生物識別技術(shù)應(yīng)用等，onsemi還有直接和間接飛行時間dTOF和iTOF傳感器用在汽車、醫(yī)療、工業(yè)、安防、金融等領(lǐng)域。

中國工業(yè)市場潛力巨大

安森美看到中國在整個可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)中的很多方面都處于領(lǐng)先地位，包括工廠自動化、5G和云電源、電動汽車、先進安全、充電、能源基礎(chǔ)設(shè)施，這就形成了迅猛的增長勢頭，中國的工業(yè)市場的未來和潛力是巨大的。工業(yè)市場是安森美戰(zhàn)略中的一個重要方向。

陶志談到，我們國內(nèi)機器視覺剛起步時，大部分工業(yè)方案都是我們的CCD產(chǎn)品，和PYHTON CMOS產(chǎn)品提供的方案，我們的PYTHON25K被廣泛用在高鐵上，可以用來檢測高鐵電網(wǎng)的接觸。大家最關(guān)注的美國“毅力號“火星車登陸火星，一共用了23顆相機，其中10顆相機的來自安森美的PYTHON系列和CCD。

這次展示的新產(chǎn)品也幾乎都是相應(yīng)的升級方案，來適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品的新需求?？傮w來看，安森美在工廠自動化、智能樓宇、醫(yī)療和能源基礎(chǔ)設(shè)施等方面也都有廣泛的產(chǎn)品陣容和解決方案組合，安森美的圖像產(chǎn)品在工業(yè)應(yīng)用中口碑很好，主流的行業(yè)用戶都已經(jīng)選擇了我們的方案。安森美全系列量產(chǎn)的低功耗、低噪聲 XGS 系列高性能圖像傳感器，具有通用的分辨率，并提供多個易于使用的開發(fā)平臺，全面支援設(shè)計人員快速實現(xiàn)最先進的相機設(shè)計，以及經(jīng)濟型的AR系列適用于大部分傳統(tǒng)的工業(yè)檢測、自主移動機器人、工業(yè)掃碼、雙目深度測量等，搭配圖像信號處理器做了相應(yīng)的方案，幫助客戶加快開發(fā)。

陶志還表示，中國一直是安森美的重點市場，在中國我們也會秉持公司完整的統(tǒng)一的戰(zhàn)略規(guī)劃，采取一致性致勝策略。安森美將順應(yīng)中國的大趨勢下，發(fā)展智能電源和智能感知技術(shù)，推動2倍市場增長，持續(xù)聚焦汽車應(yīng)用和工業(yè)市場，同時將優(yōu)化在中國的制造基地，投入銷售和應(yīng)用工程師團隊，為客戶提供業(yè)務(wù)和技術(shù)支持。與戰(zhàn)略客戶的聯(lián)合實驗室和長期供應(yīng)協(xié)議，都是發(fā)揮安森美價值的舉措。