際此萬物互聯時代的來臨，圖像傳感可說是促進物聯網應用的一個重要接口，是萬物之“眼”。

 

 

智能家庭應用包括家居安防、智能門鎖/門鈴
、可穿戴、智能家電、智能照明
、嬰兒監護等多個終端應用，主要采用720p和1080p的圖像傳感器以滿足對圖像傳輸的要求
，同時要求具備出色的微光夜視性能和抗高溫性能、低功耗、小體積。安森美半導體針對此類應用的產品陣容如圖1所示，按照像素主要分為VGA
、720p
、1080p和全高清四個檔次。

 

圖1：安森美半導體用於智能家庭應用的圖像傳感器

 

在VGA的應用中，安森美半導體主要有ASX340、ASX350等係統單芯片(SoC)產品，具有低功耗、小封裝
、高性能等特點，適用於智能照明等應用。針對720p，主要有AR0130
、AR0140等產品，提供出色的微光性能和低功耗，用於智能門鈴/門鎖
、家居安防係統等家居自動化應用。1080p的產品主要有AR0230
、AR0238、AR0239及AR0330等
，具備高動態範圍(HDR)，適用於智能家居、車庫等應用。針對全高清的檔次，安森美半導體主要提供高性能的HDR產品

，如AR1335、AR0430及 AR0521等，用於360度全景攝像機等應用。

 

AR0521是安森美半導體於2017年重點推出的明星產品，像素達500萬，采用最新的2.2 um BSI技術，具備HDR及出色的微光成像性能，引領500萬像素在模擬、網絡攝像機(IPC)及各種智能家居市場應用。AR0521光學尺寸1/2.5”
，光學格式4:3，支持60 fps 線性輸出或30 fps T1/T2長短曝光輸出，量子效率達83%，並提升近紅外(NIR)性能，使得在850 nm處量子效率達20%，在940nm出達到10%，輸出接口包括通用的4通道MIPI和安森美半導體獨有的HiSPi協議，采用12 x 12 mm mPLCC封裝，最大限度地實現價格與性能的平衡。AR0521目前已大量用於模擬
、IPC、安防等市場，在全景、運動DV等市場的應用也在開發中。為了保證客戶產品開發的連續性，安森美半導體在不久的將來還會推出AR0521的增強版本
，使得850nm處效率達到40%，940nm則也翻倍達到20%。
 

圖2展示了AR0521分別於100 lux和微光1 lux光照條件下的成像
，可以看出其在兩種光照條件下的噪聲控製、細節保留
、色彩還原等方麵的表現都相當出色。

 

圖2：AR0521分別於100 lux和1 lux光照條件下的成像

 

 

掃描市場通過技術互聯使得產品的應用範圍從傳統的固定活檢、工業掃描擴展至如今流行的快遞
、微信
、支付寶掃碼等等。隨著掃描需求的不斷增加
，以及從目前的2D到未來的3D掃描
，都對圖像傳感器提出了新的要求。

 

全(quan)局(ju)快(kuai)門(men)和(he)卷(juan)簾(lian)快(kuai)門(men)是(shi)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)兩(liang)種(zhong)曝(pu)光(guang)方(fang)式(shi)。卷(juan)簾(lian)快(kuai)門(men)采(cai)用(yong)逐(zhu)行(xing)曝(pu)光(guang)的(de)方(fang)式(shi)
，當(dang)物(wu)體(ti)移(yi)動(dong)時(shi)抓(zhua)拍(pai)會(hui)產(chan)生(sheng)變(bian)形(xing)和(he)扭(niu)曲(qu)的(de)圖(tu)像(xiang)，而(er)全(quan)局(ju)快(kuai)門(men)用(yong)所(suo)有(you)像(xiang)素(su)點(dian)於(yu)同(tong)一(yi)時(shi)間(jian)捕(bu)獲(huo)影(ying)像(xiang)數(shu)據(ju)的(de)方(fang)式(shi)取(qu)代(dai)逐(zhu)行(xing)曝(pu)光(guang)，最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)消(xiao)除(chu)在(zai)移(yi)動(dong)抓(zhua)拍(pai)中(zhong)物(wu)體(ti)的(de)偽(wei)影(ying)。隨(sui)著(zhe)市(shi)場(chang)要(yao)求(qiu)的(de)提(ti)高(gao)，對(dui)全(quan)局(ju)快(kuai)門(men)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)需(xu)求(qiu)會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)。全(quan)局(ju)快(kuai)門(men)要(yao)求(qiu)像(xiang)素(su)內(nei)(in-pixel)存cun儲chu，這zhe為wei圖tu像xiang傳chuan感gan器qi的de設she計ji帶dai來lai很hen多duo挑tiao戰zhan
，如ru存cun儲chu單dan元yuan占zhan用yong像xiang素su麵mian積ji，會hui影ying響xiang像xiang素su表biao現xian，又you如ru光guang與yu存cun儲chu區qu的de幹gan擾rao隔ge離li，同tong時shi，全quan局ju快kuai門men需xu要yao更geng快kuai的de讀du取qu速su度du。

 

針對掃描市場，安森美半導體提供優質的全局快門係列產品
，可捕獲快速移動的的對象
，主要應用於掃碼的VGA、100萬像素及更高像素輸出，產品經市場驗證，質量
、信用及技術水平都得到客戶的廣泛認可
，目前占據超過40%的市場份額。為了更全麵地協助客戶
，安森美半導體還提供完整的方案，包括整套的開發工具
，以便客戶評估、開發、驗證，並持續創新。

 

對於用於掃描應用的圖像傳感器有兩個關鍵的技術指標：線性滿井電荷容量(LFW)和全局快門效率(GSE)。以安森美半導體的AR0144全局快門傳感器為例
，該器件提供最佳的3.0 um全局快門像素表現，LFW和GSE比競爭器件分別好2倍和5倍
，從而可實現用更小的像素麵積達到同樣甚或更高的靈敏度，同時對動態範圍、芯片大小、成本等方麵都有極大的優化。而GSE越高
，表明圖像受殘存電荷的影響越小，捕獲的圖像越均勻
、真實。

 

AR0144是100萬像素、3.0 um全局快門傳感器
，光學尺寸1/4”，分辨率1280 x 800，最大幀率60 fps
，采用2通道MIPI或並行接口

，支持黑白和彩色版本，主光線角度(CRA)支持0度及25度，讀取噪聲低至3.7e-，在60C結溫的暗電流低至105 e-/秒，並具備低功耗和小封裝尺寸

，除了用於條碼掃描
，在玩具/遊戲、無人機等市場也有廣泛的應用。

 

圖3：AR0144的關鍵性能
、優勢及終端應用 

 

AR0135是1/3”英寸
、130萬像素、3.75 um全局快門高性能傳感器，采用並行或HiSPi輸出接口
，具有黑白和彩色版本
，並提供通過汽車級認證的版本，適用於對圖像要求較高的掃描應用。

 

圖4：AR0135的關鍵性能
、優勢及終端應用

 

PYTHON480是高速曝光的VGA全局快門傳感器，專為適應掃描、無人機等市場而設計，分辨率800 x 600
，最大幀率120 fps，像素大小4.8 um，采用安森美半導體專有的像素內相關雙采樣全局快門技術，具備低讀取噪聲、低功耗
、高靈敏度、高動態範圍、高量子效率和緊湊的光學格式，適用於成本和尺寸敏感及電池供電的應用。

 

圖5：PYTHON480的關鍵性能及優勢

 

 

工業物聯網涉及檢驗係統、車牌識別、監控、科學研究
、智能交通、機器人導引、運動分析等許多應用。工業4.0、自動化
、機器人等都需要工業攝像機作為信息采集來源。該領域的成像要求因終端應用而異。更高性能意味著具備更高分辨率

、更高幀率、更小光學格式、更高靈敏度、gengzhunquedesecaihaiyuandeng，danhennanyoutongshijubeisuoyougaoxingnengtediandeqijian，jishiyou，chengbenyehuixiangdanggao。yinerxuyaogenjubutongdezhongduanyingyong，youzhenduixingdixuanzezuiyingkaolvdefangmianlaitishengxingneng。

 

針對這一挑戰
，安森美半導體提供同時具有優異的影像質量
、多種分辨率選項
、高帶寬能力(高分辨率+幀率)、配置(黑白、彩色、近紅外NIR等)選項
、簡化設計和具性價比的單個攝像機平台PYTHON係列。

 

PYTHON係列具有以下優勢：

 

1、采用全局快門、像素內雙采樣和片上固定模式噪聲(FPN)校正技術
，擁有先進的成像品質；

 

2
、高靈敏度設計：高量子效率，具備黑白、彩色和增強的NIR靈敏度等多種配置；

 

3
、高帶寬：多達32個低壓差分信號(LVDS)通道
，滿足現代接口，數據速度超過20 GB/s；

 

4、窗口讀取(ROI)：支持多達32個可編程ROI
，幀與幀之間可配置


，實現二次速度增加；

 

5
、多配置選項：支持CSP

、pLCC封裝選項
，提供低功耗版本以降低成本，並提供帶或不帶保護膜選項
，以及彩色、黑白、增強的NIR版本

 

6
、僅需兩塊PCB就能製造36種攝像機

，覆蓋從VGA至2500萬像素的9個分辨率。如PYTHON 300
、PYTHON 500、PYTHON 1300共用一個封裝，PYTHON 2000、PYTHON 5000共用一個封裝，而這兩種封裝又可共用設計為ISP8的複合封裝，從而實現5個分辨率共用一塊PCB。另外，PYTHON 10K、12K、16K
、25K共用一個封裝。這樣通過單個攝像機實現多個配置的設計，大大節省了開發時間。

 

圖6：PYTHON係列全局快門CMOS傳感器關鍵規格

 

輸出接口方麵
，PYTHON係列支持LVDS
、並行和低成本三種版本。

 

 

圖像傳感器是萬物之“眼”。安(an)森(sen)美(mei)半(ban)導(dao)體(ti)是(shi)物(wu)聯(lian)網(wang)成(cheng)像(xiang)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)的(de)佼(jiao)佼(jiao)者(zhe)，提(ti)供(gong)寬(kuan)廣(guang)的(de)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)陣(zhen)容(rong)和(he)先(xian)進(jin)的(de)成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)
，滿(man)足(zu)物(wu)聯(lian)網(wang)多(duo)個(ge)細(xi)分(fen)領(ling)域(yu)的(de)成(cheng)像(xiang)需(xu)求(qiu)
，尤(you)其(qi)在(zai)汽(qi)車(che)成(cheng)像(xiang)、先進駕駛輔助係統、條碼掃描、機器視覺、安防及太空等成像領域稱冠全球，並利用在成像領域的經驗和專長不斷創新以配合市場趨勢，輔以在上海的影像工程方案中心和在北京、上海
、深圳的現場應用工程團隊，為客戶提供完整的參考設計及功能模塊的設計和驗證等全方位支持
，幫助客戶加快開發進程。