以后运用版本的赓续演化和年夜量使人高兴的新兴运用正在发明对高机能图象传感器的伟大需求。可以或许很好地解释这一点的是,到2020年图象传感装备复合年增加率估计接近8%。鉴于包含各类小型、便携或“挪动”产物的增加趋向,关于从异常差到极亮的光线前提规模下,可以或许捕捉静态场景中的清楚图象的传感器的需求也在日趋增长。
鉴于它们的操作性质,基于卷帘快门的传统设计能够难以到达所需的图象质量。与此同时,全局快门设计则可以或许捕获高质量图象,而无任何拖尾、曲折或伪影。
安森美半导体的AR0144等最新的器件也包括增长更多图象传感运用的适用性和多功效性的功效和特征。在一些冲动人心的终端产物的驱动下,全局快门图象传感器市场正在敏捷突起。设计人员须要高机能,对传感器有严厉的任务参数,从而为其供给可在一切光照前提下,和在静态和挪动情况中都能任务的小而高功效计划。
跟着物联网(IoT)等技巧的提高,我们的世界变得加倍智能且日趋互联。机械也须要更多地懂得四周情况。是以,稀有十亿互联的传感器申报温度、湿度、光线和其他各类参数,让智能装备可以或许代表我们做出决议并掌握事物。
固然提高敏捷而明显,但传统的传感平日只能以严厉界说的方法丈量一个参数。当我们转向下一代技巧反动时,图象传感器行将锋芒毕露,为我们的世界供给更加庞杂的传感和记载。
图象传感市场曾经异常宏大,估计还将敏捷增加。抢先的研讨公司Mordor Intelligence (www.mordorintelligence.com) 估计,2018年全球图象传感器市场将到达126.7亿美元,并将从2014到2020年均匀每一年增加7.69%。
跟着技巧的演进和完美,用于图象传感器的新运用也在赓续增长;即便在传统市场也看到了需求。条形码无处不在,然则关于花费或贸易运用中的图象传感器来讲,要在低于幻想光照前提下加倍疾速地做到高度精准地读取条形码并不是易事。无人机、加强实际和虚拟实际(AR / VR)等全新运用都依附图象数据来防止抵触触犯,收集手势输出信息或准确的3D地图场景,以晋升用户体验。
高端和专业安防摄像机技巧正变得愈来愈庞杂,并将明显地受害于最新图象传感器带来的视觉技巧晋升。安防摄像头不只可以或许在微光照前提下任务,新运用也在赓续被开辟,因为技巧的提高,即便是正在在高速行驶的车辆,车牌也能被读取。
传感器中的快门技巧
在CMOS图象传感器中,可供给两品种型的快门——卷帘快门和全局快门。卷帘快门自上而下慢慢扫描图象,顺次暴光每行。
图1:卷帘快门自上而地逐行暴光传感器
固然这类办法是模拟年夜多半摄像机的机械快门,但有必定的局限性(和好处)。假如配有传感器的摄像机和所捕捉的场景都绝对运动,那末就不会有任何成绩。然则,因为自上而下挪动的扫描须要必定的时光(跟着更多的像素添加到传感器,所需的时光也越长),那末假如在此时代摄像机或拍摄主体挪动,则会招致图象掉真。这就是为何扭转的飞机螺旋桨照片看起来很歪曲。卷帘快门图象传感器的长处是更高的分辩率、更小的像素和最新的像素技巧可以或许以本钱效益的计划驱动更高的全体图象质量。
全局快门经由过程记载将全部图象整归并复制到存储区时所捕捉的光线程度,防止图象拖尾或曲折,从而抵消摄像机挪动或场景内挪动所发生的任何影响。
图2:应用卷帘快门的隐约的电扇图象(左图)和应用全局快门的非隐约版本(右图)
跟着捕捉挪动对象的不掉真图象的需求增加(例如无人机和AR / VR运用),全局快门意味着完整具有代表性的、清楚的场景捕捉将成为能够。
斟酌到很多视觉传感器运用的挪动和电池供电特征,小尺寸、分量轻和低能耗任务将成为症结的胜利身分。除此以外,还须要在较差光照下(包含微光照程度、和统一帧中极端明暗情形)可以或许精准地捕捉图象 。
具有全局快门技巧的图象传感器用于古代运用
安森美半导体近期推出了AR0144,它是一款1/4英寸、1.0百万像素(Mp)(1280H x 800V)的CMOS数码图象传感器,可捕捉清楚、精确的图象,通亮和微光前提下都不会涌现伪影。3.0um像素传感器采取全局快门,知足在静态和挪动场景运用中精确和疾速的捕捉影象的严厉请求。其高快门效力和信噪比充足下降重影和乐音影响,进步了全体图象质量。
在条形码扫描仪等静态运用中,AR0144经由过程确保首次扫描来包管疾速的成果。在无人机等电池供电的静态运用中,该传感器的低能耗特征(<200mW)可以或许延伸充电时光距离,其成像机能可供给更佳的情况映照,防止严重碰撞。疾速的机能和精确的成像让AR/VR运用可以或许及时衬着场景,从而晋升用户体验。
AR0144具有高度的灵巧性,可选择主图象/视频、触发帧/单帧和主动触发操作形式。暴光时光经由过程双线串行接口停止掌握,列框选尺寸和消隐时光设置装备摆设令分辩率和帧率(全分辩率时到达60fps)可调剂,以笼罩运用所需的任何兴致区(ROI)。
该传感器供给单色和黑色版本。因为像素尺寸减小,传感器比前几代产物减少了50%。5.6 mm x 5.6 mm芯片尺寸或裸片格局可选,使超小计划可以或许轻松地嵌入空间受限的手持或便携装备。
总结
跟着传感转向完整基于视觉的体系,使得互联装备可以或许真正“看到”并解读其情况,全局快门技巧代表了在产出高质量图象方面迈出的主要一步,即便在具有挑衅性的前提下也是如斯。
市场永久不会停止不前,并且对更高分辩率传感器的需求将赓续增加,以处理更多细节成绩。安森美半导体就是在这一范畴连续立异的一个例子,安森美半导体正在开辟更加先辈且功效周全的全局快门传感器。