首页
|
新闻
|
新品
|
文库
|
方案
|
视频
|
下载
|
商城
|
开发板
|
数据中心
|
座谈新版
|
培训
|
工具
|
博客
|
论坛
|
百科
|
GEC
|
活动
|
主题月
|
电子展
注册
登录
论坛
博客
搜索
帮助
导航
默认风格
uchome
discuz6
GreenM
»
FPGA/CPLD可编程逻辑
» 安森美半导体全局快门图像传感器解决机器视觉的成像需求
返回列表
回复
发帖
发新话题
发布投票
发布悬赏
发布辩论
发布活动
发布视频
发布商品
安森美半导体全局快门图像传感器解决机器视觉的成像需求
发短消息
加为好友
yuchengze
当前离线
UID
1062083
帖子
5837
精华
0
积分
2921
阅读权限
70
在线时间
222 小时
注册时间
2016-6-30
最后登录
2018-9-9
金牌会员
UID
1062083
性别
男
1
#
打印
字体大小:
t
T
yuchengze
发表于 2016-10-23 09:15
|
只看该作者
安森美半导体全局快门图像传感器解决机器视觉的成像需求
半导体
,
传感器
,
信息
在“工业4.0”和“中国制造2025”的大势下,工业自动化趋势持续增强,机器视觉成为电子行业重要的新兴领域。在持续的自动化需求、社会安全保障需求和市场经济实力的推动下,全球机器视觉和智能交通系统市场迎来发展热潮。在中国,越来越多的大厂进入机器视觉市场。
图像传感器
的性能指标及发展趋势
图像
传感器
是机器视觉系统捕获图像信息的关键元件。衡量图像传感器性能的因素包括
分辨率
、灵敏度、带宽、噪声、
功耗
、光学格式、帧率和CRA等。没有哪一种单一的图像传感技术或产品适用于所有应用,因而设计人员需根据应用需求匹配最适合的技术。相对而言,CCD传感器提供最佳的图像均匀度、高线性动态范围、高光灵敏度、大光学格式,而CMOS传感器提供灵活读取、
低功耗
、高帧率和高集成能力。从应用市场来讲,Full Frame CCD针对科学、医疗领域,Interline Transfer CCD和全局快门CMOS用于机器视觉和智能交通系统,线性CCD适合用在扫描、食品/饮品等领域,卷帘快门CMOS主要用于安防
监控
行业。而无论是CCD还是CMOS图像传感器,都朝向更小像素(但同时保留性能)、更大光学格式、改进的输出设计及工艺的趋势发展,以满足市场对更高分辨率、更快输出速度、增强的量子效率(QE)、降低噪声和降低成本的需求。高速图像捕获可提供高吞吐量,高质量图像提供准确分析,高像素捕获清晰的图像细节。
安森美
半导体
是唯一能提供CMOS和CCD图像传感器的供应商
安森美半导体传承40多年的成像专知,结合收购的CYPRESS、TRUESENSE、Aptina三家公司的技术优势,是唯一能提供CMOS和CCD图像传感器的供应商,2015年在安防、扫描图像
传感器市场
均有最大的市场份额,在机器视觉市场也是排名第二。公司具备无与伦比的产品技术和全面丰富的产品组合,宽广的技术基础包括CCD和CMOS像素设计、背照式、电子倍增、系统级芯片(SoC) 集成、专用色彩滤波阵列(CFA)、高速读取架构、专有协处理器和定制设计能力等等,像素大小从1.1 μm 至 24 μm,分辨率从VGA至超过5000万像素,光学格式从2.2 mm至超过70 mm,并大力投资和开发未来的领先技术,配合市场发展。本文将着重介绍安森美半导体的全局快门CMOS图像传感器PYTHON系列及Interline Transfer CCD图像传感器。
全局快门CMOS 图像传感器
CMOS图像传感器能提供CCD图像传感器不具备的一些功能,内部集成数字处理能力,如可在像素内部将电荷转为电压,从而提供比CCD更快的帧率。而且,CMOS架构支持用户根据自己的需要设计小窗口输出,使读出更灵活。此外,CMOS的功耗低,设计简单。虽然CCD图像传感器在成像质量上仍处于领先地位,但随着技术的发展,全局快门CMOS和CCD图像传感器的成像质量的差异会越来越小。全局快门CMOS图像传感器的关键应用包括检验、医疗成像、运动分析、安防、显微镜及智能交通等等。
针对工业高端应用的全局快门CMOS传感器:PYTHON
安森美半导体的PYTHON 系列具有优越的图像品质、高且灵活的读出速度,提供低功耗/帧率版本及可扩展的平台,解决要求严苛的工业成像和智能交通应用需求,如检验系统、车牌识别、监控、科学研究、交通摄像机、机器人导引和运动分析等等。
1. 优越的图像品质
PYTHON采用专利的全局快门结构,可确保捕获移动物体时无运动伪影,像素内相关双采样(CDS)确保低输出噪声,片上固定模式噪声(FPN)校正提供增强的图像品质,根据应用的可配置性为指定终端应用优化图像质素,高量子效率提供从紫外到近红外极佳的灵敏度,产品有黑白、彩色和近红外三种选择。
2. 低功耗/帧率版本可供选择
为满足某些客户想要降低产品功耗和成本的需求,安森美半导体还提供低功耗级 PYTHON 1300和PYTHON 5000,通过降低帧率优化约33%的功耗,同时保留PYTHON系列的高光学性能,因而成为高性价比选择,用于可支持低帧率的应用。
表1:PYTHON低功耗/帧率方案
3. 高且灵活的读出速度
PYTHON拥有符合并超越现代接口如USB3、USB3.1、10 GigE、Cameralink的带宽,ROI模式用于定制的输出选择,开窗时速度以平方增加。
图1:PYTHON高带宽支持高帧率和高分辨率
4. 可扩展
PYTHON系列共计9款不同器件,提供从VGA到超过2500万像素的分辨率,采用3种
封装
尺寸,所有器件有类似的电气和设计要求,所有的产品可共享同一个设计方案。
图2:PYTHON系列的9款器件
因此,基于PYTHON支持USB3以上的高带宽,可提供更快的帧率而不牺牲图像品质,达2500万像素的分辨率符合市场需要更高分辨率的趋势,九种不同的分辨率选择可根据不同应用需求提供定制的终端客户方案,可扩展性缩短设计时间,加快产品上市。
PYTHON的通用平台
框图
如图3所示,通常用
FPGA
提供传感器的外部控制信号,及作为传感器的输出转换接口,同时做一些简单的图像处理,并用USB3.0、GigE、Camera Link等视频接口输出图像。
图3:PYTHON通用平台框图
Interline Transfer CCD图像传感器
Interline Transfer CCD 比Full frame CCD提供更多的功能性,它采用电子快门,比机械快门更简单稳定,图像一致性好,噪声低,可用于对图像品质要求极为严格的机器视觉、监控、智能交通、医疗和科学等领域。
安森美半导体的Interline Transfer CCD当前最常用的主要是5.5微米和7.4微米两个系列,分辨率从100万至2900万像素,光学格式从1/2” 至35 mm,具有低噪声、低拖影(smear)等先进的成像性能和全局快门架构,提供黑白、拜耳色、Sparse色彩滤波阵列配置,全系列器件享有共同的输出引脚、封装和时序定义,只需一个专用的ID引脚来区分,支持一个摄像机设计用于全系列30多款产品,简化设计。其中5.5微米用于主流应用,而7.4微米用于提升的成像性能。
1. 世界最高分辨率的Interline Transfer CCD:KAI-47051
KAI-47051图像传感器针对严格要求的成像应用如平板检测和空中侦察,提供极佳图像均匀度和全局快门架构,4700万像素可捕获非常清晰的图像细节,16路输出的架构支持帧率达7 fps,并具备黑白、拜耳色彩和Sparse CFA配置。
相对于CMOS的设计,CCD的
电源
和时钟要求比较严格,需要专门的水平时钟驱动、垂直时钟驱动和电子快门驱动,由于是
模拟信号输出
,需要外部ADC将模拟信号转换成数字信号输出,再经FPGA处理,由USB3.0、GigE、Camera Link等视频接口输出图像。
图4:KAI-47051平台框图
2. KAI-29050和KAI-08052图像传感器
KAI-29050和KAI-08052是5.5微米的Interline Transfer CCD图像传感器,提供极佳图像均匀度和全局快门架构,及黑白、拜耳和Sparse CFA配置,4路输出,用于平板检测和空中侦察。这两款器件的像素分别为2880万和810万,支持帧率分别为4 fps 和16 fps。其中KAI-08052 具有增强的近红外灵敏度,对推动科学研究、医疗应用的发展非常重要。
其它CMOS图像传感器
1.全局快门CMOS 传感器AR0135
AR0135作为AR0134的升级产品,像素大小3.75微米,像素高达100万,光学尺寸仅1/3英寸,支持60 fps的720p,功耗低,封装紧凑,读取噪声低,适用于条码扫描、工业、玩具/游戏机、
汽车
等领域。
2. 全局快门CMOS 传感器AR0144
AR0144像素大小仅3微米,为目前业界像素最小的全局快门CMOS传感器,像素分辨率100万,光学尺寸仅1/4英寸,噪声低,高温下极低暗电流,支持60 fps,采用非常紧凑的封装,目标市场包括条码扫描、玩具/游戏机和工业应用。
总结
安森美半导体作为唯一一家同时拥有CCD和CMOS技术的供应商,拥有超过2000个技术专利,宽广的产品阵容从卷帘快门到全局快门,从VGA至4700万像素,从低速、低功耗到高帧率,配合机器视觉和工业应用发展趋势,满足客户不同的应用需求,并配以经验丰富的中国当地技术团队、强大的销售支援,和专注亚太的图像工程方案中心,协助中国厂商赢得市场。
关键字:
图像传感器
分辨率
监控
收藏
分享
评分
回复
引用
订阅
TOP
返回列表
电商论坛
Pine A64
资料下载
方案分享
FAQ
行业应用
消费电子
便携式设备
医疗电子
汽车电子
工业控制
热门技术
智能可穿戴
3D打印
智能家居
综合设计
示波器技术
存储器
电子制造
计算机和外设
软件开发
分立器件
传感器技术
无源元件
资料共享
PCB综合技术
综合技术交流
EDA
MCU 单片机技术
ST MCU
Freescale MCU
NXP MCU
新唐 MCU
MIPS
X86
ARM
PowerPC
DSP技术
嵌入式技术
FPGA/CPLD可编程逻辑
模拟电路
数字电路
富士通半导体FRAM 铁电存储器“免费样片”使用心得
电源与功率管理
LED技术
测试测量
通信技术
3G
无线技术
微波在线
综合交流区
职场驿站
活动专区
在线座谈交流区
紧缺人才培训课程交流区
意见和建议