在“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”的大勢下，工業(yè)自動化趨勢持續(xù)增強，機器視覺成為電子行業(yè)重要的新興領域。在持續(xù)的自動化需求、社會安全保障需求和市場經(jīng)濟實力的推動下，全球機器視覺和智能交通系統(tǒng)市場迎來發(fā)展熱潮。在中國，越來越多的大廠進入機器視覺市場。
　　圖像傳感器的性能指標及發(fā)展趨勢
　　圖像傳感器是機器視覺系統(tǒng)捕獲圖像信息的關鍵元件。衡量圖像傳感器性能的因素包括分辨率、靈敏度、帶寬、噪聲、功耗、光學格式、幀率和CRA等。沒有哪一種單一的圖像傳感技術或產(chǎn)品適用于所有應用，因而設計人員需根據(jù)應用需求匹配最適合的技術。相對而言，CCD傳感器提供最佳的圖像均勻度、高線性動態(tài)范圍、高光靈敏度、大光學格式，而CMOS傳感器提供靈活讀取、低功耗、高幀率和高集成能力。從應用市場來講，F(xiàn)ull Frame CCD針對科學、醫(yī)療領域，Interline Transfer CCD和全局快門CMOS用于機器視覺和智能交通系統(tǒng)，線性CCD適合用在掃描、食品/飲品等領域，卷簾快門CMOS主要用于安防監(jiān)控行業(yè)。而無論是CCD還是CMOS圖像傳感器，都朝向更小像素（但同時保留性能）、更大光學格式、改進的輸出設計及工藝的趨勢發(fā)展，以滿足市場對更高分辨率、更快輸出速度、增強的量子效率（QE）、降低噪聲和降低成本的需求。高速圖像捕獲可提供高吞吐量，高質(zhì)量圖像提供準確分析，高像素捕獲清晰的圖像細節(jié)。
　　安森美半導體是唯一能提供CMOS和CCD圖像傳感器的供應商
　　安森美半導體傳承40多年的成像專知，結合收購的CYPRESS、TRUESENSE、Aptina三家公司的技術優(yōu)勢，是唯一能提供CMOS和CCD圖像傳感器的供應商，2015年在安防、掃描圖像傳感器市場均有最大的市場份額，在機器視覺市場也是排名第二。公司具備無與倫比的產(chǎn)品技術和全面豐富的產(chǎn)品組合，寬廣的技術基礎包括CCD和CMOS像素設計、背照式、電子倍增、系統(tǒng)級芯片（SoC） 集成、專用色彩濾波陣列（CFA）、高速讀取架構、專有協(xié)處理器和定制設計能力等等，像素大小從1.1 μm 至 24 μm，分辨率從VGA至超過5000萬像素，光學格式從2.2 mm至超過70 mm，并大力投資和開發(fā)未來的領先技術，配合市場發(fā)展。本文將著重介紹安森美半導體的全局快門CMOS圖像傳感器PYTHON系列及Interline Transfer CCD圖像傳感器。
　　全局快門CMOS 圖像傳感器
　　CMOS圖像傳感器能提供CCD圖像傳感器不具備的一些功能，內(nèi)部集成數(shù)字處理能力，如可在像素內(nèi)部將電荷轉(zhuǎn)為電壓，從而提供比CCD更快的幀率。而且，CMOS架構支持用戶根據(jù)自己的需要設計小窗口輸出，使讀出更靈活。此外，CMOS的功耗低，設計簡單。雖然CCD圖像傳感器在成像質(zhì)量上仍處于領先地位，但隨著技術的發(fā)展，全局快門CMOS和CCD圖像傳感器的成像質(zhì)量的差異會越來越小。全局快門CMOS圖像傳感器的關鍵應用包括檢驗、醫(yī)療成像、運動分析、安防、顯微鏡及智能交通等等。
　　針對工業(yè)高端應用的全局快門CMOS傳感器：PYTHON
　　安森美半導體的PYTHON 系列具有優(yōu)越的圖像品質(zhì)、高且靈活的讀出速度，提供低功耗/幀率版本及可擴展的平臺，解決要求嚴苛的工業(yè)成像和智能交通應用需求，如檢驗系統(tǒng)、車牌識別、監(jiān)控、科學研究、交通攝像機、機器人導引和運動分析等等。
　　1. 優(yōu)越的圖像品質(zhì)
　　PYTHON采用專利的全局快門結構，可確保捕獲移動物體時無運動偽影，像素內(nèi)相關雙采樣（CDS）確保低輸出噪聲，片上固定模式噪聲（FPN）校正提供增強的圖像品質(zhì)，根據(jù)應用的可配置性為指定終端應用優(yōu)化圖像質(zhì)素，高量子效率提供從紫外到近紅外極佳的靈敏度，產(chǎn)品有黑白、彩色和近紅外三種選擇。
　　2. 低功耗/幀率版本可供選擇
　　為滿足某些客戶想要降低產(chǎn)品功耗和成本的需求，安森美半導體還提供低功耗級 PYTHON 1300和PYTHON 5000，通過降低幀率優(yōu)化約33%的功耗，同時保留PYTHON系列的高光學性能，因而成為高性價比選擇，用于可支持低幀率的應用。
　　
　　表1：PYTHON低功耗/幀率方案
　　3. 高且靈活的讀出速度
　　PYTHON擁有符合并超越現(xiàn)代接口如USB3、USB3.1、10 GigE、Cameralink的帶寬，ROI模式用于定制的輸出選擇，開窗時速度以平方增加。
　　
　　圖1：PYTHON高帶寬支持高幀率和高分辨率