http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 13:43:34 來源:Teledyne e2v

新型CMOS圖像傳感器采用最先進的低噪聲全局快門像素技術,實現數年前兩倍大小的像素才能達到的光電性能。
現代製造和物流配送中心需要通過提高輸送速度、擴大視野和工作範圍來提高生產力水平。然而,這會受到使用更傳統的4:3或正方形機器視覺CMOS圖像傳感器(具有冗餘垂直像素多和幀率較低等嚴重缺點)的常規自動檢測和掃描相機的製約。
新型CMOS圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)市(shi)場(chang)上(shang)興(xing)起(qi),專(zhuan)門(men)為(wei)掃(sao)描(miao)應(ying)用(yong)設(she)計(ji),代(dai)表(biao)著(zhe)工(gong)業(ye)應(ying)用(yong)向(xiang)前(qian)邁(mai)出(chu)的(de)重(zhong)要(yao)一(yi)步(bu)。這(zhe)些(xie)傳(chuan)感(gan)器(qi)使(shi)用(yong)最(zui)先(xian)進(jin)的(de)低(di)噪(zao)聲(sheng)全(quan)局(ju)快(kuai)門(men)像(xiang)素(su)技(ji)術(shu),實(shi)現(xian)數(shu)年(nian)前(qian)兩(liang)倍(bei)大(da)小(xiao)的(de)像(xiang)素(su)才(cai)能(neng)達(da)到(dao)的(de)光(guang)電(dian)性(xing)能(neng)。通(tong)過(guo)小(xiao)尺(chi)寸(cun)和(he)與(yu)封(feng)裝(zhuang)的(de)機(ji)械(xie)中(zhong)心(xin)相(xiang)匹(pi)配(pei)的(de)光(guang)學(xue)陣(zhen)列(lie)可(ke)以(yi)為(wei)設(she)計(ji)輕(qing)薄(bo)的(de)移(yi)動(dong)相(xiang)機(ji)和(he)模(mo)組(zu),提(ti)供(gong)強(qiang)大(da)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),並(bing)實(shi)現(xian)針(zhen)對(dui)小(xiao)型(xing)OEM條碼引擎、移動終端、手機附件、物聯網、非接觸認證係統、可穿戴設備、無人機和機器人的緊湊移動設計。
其中有些是2.4:1的寬格式,這使得它們特別適合快速移動的物體或更寬傳送帶上的條形碼。它們還可以以1.2GHz的2通道MIPI CSI-2接口無縫連接到CPU、ISP、DSP芯片組。

CMOS圖像傳感器用於手持/固定和移動條碼閱讀器、OEM掃描引擎和自動識別。
zhebujinjinshichicunwenti,saomiaokuaisuyidongdewutixuyaofeichangduandejifenshijian,yibimianbuzhuodaodetuxiangmohu。duanjifenshijianyiweizhegengshaodeguangzijilei,ranhouxuyaoxinhaozengyichanshengshidangdehuiduheduibidu。haiyouewaideguangxuefangmianhuijinyibujianshaokeyongdeguangzi(甚至在它們到達圖像傳感器之前)。由於其中一些應用中要求的寬距離成像,需要F-number較大的鏡頭來確保圖像能充分對焦。F-number越(yue)大(da)意(yi)味(wei)著(zhe)前(qian)光(guang)闌(lan)越(yue)小(xiao),從(cong)而(er)減(jian)少(shao)到(dao)達(da)傳(chuan)感(gan)器(qi)上(shang)的(de)可(ke)用(yong)光(guang)。如(ru)前(qian)所(suo)述(shu),增(zeng)加(jia)曝(pu)光(guang)時(shi)間(jian)並(bing)不(bu)可(ke)行(xing),因(yin)此(ci),如(ru)果(guo)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)低(di)光(guang)信(xin)噪(zao)比(bi)不(bu)佳(jia),那(na)麼(me)唯(wei)一(yi)的(de)選(xuan)擇(ze)是(shi)增(zeng)加(jia)照(zhao)明(ming),從(cong)而(er)帶(dai)來(lai)LED、電源和更嚴格的散熱管理設計等額外成本,以限製傳感器暗信號噪聲的增加(通常結溫每增加6到8度翻一倍)。
這款新一代CMOS傳感器通過小全局快門像素功能和“像素內”CDS(相關雙采樣)來滿足這些弱光挑戰,實現典型值為3gedianzidezongduchuzaosheng。ciwai,juyoulingjianxiweitoujingdexianjinshuangguangdaoshejizuidaxiandudijiangguangouhedaoxiangsudeguangminquyu,yishixiandiguangxiadelianghaoxinzaobi。guangdaoheweitoujinghainengshixianfeichangkuandejiaoxiangying,gengjiejinyubeizhaoshixiangsu(盡管這些傳感器為前照式)。這些“像素內”光學元件還可以減少像素間的串擾,從而提供清晰的圖像。
圖像質量的進一步討論需要囊括暗信號及其對固定模式噪聲(FPN)的影響,特別是在高環境溫度下。高暗信號非均勻性(DSNU)往往在圖像中導致更多的可見VFPN/HFPN,即使使用補償技術也是如此。
先進工業CMOS傳感器的應用優勢
目前,用於大多數條形碼閱讀器的CMOS傳感器約為1MP,設備製造商正在進行價格競爭,利潤率受到侵蝕。由於其更高的分辨率和獨特的寬比例格式,這些新型掃描專用工業CMOS傳感器的麵世帶來了一個升級,可以實現更長或更寬的掃描範圍。這對需要更大的區域/視場的零售和物流掃描領域頗有幫助。與現有解決方案相比,終端用戶將從更快的傳送帶和更大的吞吐量中受益。
小巧的體積也使這些新型傳感器成為小型OEM掃描引擎和超薄移動平台的理想選擇。全2MP分辨率、高gao幀zhen率lv和he低di功gong耗hao的de組zu合he確que保bao緊jin湊cou的de掃sao描miao引yin擎qing具ju有you更geng高gao的de工gong作zuo範fan圍wei和he更geng長chang的de電dian池chi自zi主zhu性xing,非fei常chang適shi合he手shou持chi和he移yi動dong應ying用yong程cheng序xu。一yi些xie傳chuan感gan器qi還hai嵌qian入ru特te定ding的de條tiao形xing碼ma閱yue讀du功gong能neng用yong於yu快kuai速su掃sao描miao,如ru快kuai速su喚huan醒xing,實shi現xian通tong電dian後hou10毫秒內解碼第一幀。
文件掃描還需要的寬比例格式,是物流和包裹遞送領域移動條形碼終端中特別有用的功能。
未來趨勢和應用
除了條形碼閱讀外,零售POS(銷售點)中使用的固定條形碼掃描儀還逐漸用於對象識別,這樣水果、蔬菜和難以閱讀的標簽就可以在不受幹預的情況下通過自助結賬,改善顧客的購物體驗。RGB傳感器可以提供增強的對象識別,為傳統的條碼讀取保持足夠的空間分辨率。
新型高效全局快門(典型值1/PLS>4000 @660nm)傳感器是通用機器視覺應用的理想選擇,如工廠自動化、自zi動dong檢jian測ce等deng。過guo去qu這zhe些xie應ying用yong集ji成cheng正zheng方fang形xing格ge式shi的de陣zhen列lie,但dan現xian在zai全quan高gao清qing格ge式shi已yi經jing成cheng為wei主zhu流liu,其qi中zhong一yi些xie傳chuan感gan器qi可ke以yi通tong過guo裁cai剪jian或huo在zai水shui平ping方fang向xiang上shang進jin行xing2 x 2像素合並來實現這一點,從而使單一相機設計滿足所有的要求。

CMOS傳感器也用於機器視覺、機器人和嵌入式成像應用。
用於拾取和放置貨物或用於將貨物從一個地方運輸到另一個地方的機器人設備使用2D條形碼閱讀器來識別貨物或箱子,並在工廠車間內穿行。為了安全和避免碰撞經常要用到3D技術,而利用這些更小尺寸的新型圖像傳感器可以輕鬆設計小型立體3D相機係統。
隨著人工智能和機器學習的部署,嵌入式視覺係統的普及程度顯著提高。這些傳感器也可以成為這些係統的眼睛。
因為體積小、重量輕、功耗低,先進CMOS傳感器還可以應用於無人機或遠程物聯網相機。全高清圖像格式兼容16:9顯示器,使這些設備自然適合遠程視覺檢查或監視應用。內部溫度感應甚至可以提供額外的環境信息和/或校正與溫度相關的工件。
由於其小體積,基於傳感器的口腔內2D或3D相機將讓牙科受益。同樣地,用於牙科匹配應用的彩色相機也可以實現。
一(yi)個(ge)日(ri)益(yi)增(zeng)長(chang)的(de)相(xiang)關(guan)領(ling)域(yu)是(shi)醫(yi)療(liao)護(hu)理(li)點(dian)掃(sao)描(miao)產(chan)品(pin)。這(zhe)些(xie)是(shi)多(duo)功(gong)能(neng)手(shou)持(chi)終(zhong)端(duan),使(shi)病(bing)人(ren)可(ke)以(yi)在(zai)家(jia)中(zhong)與(yu)醫(yi)生(sheng)通(tong)過(guo)視(shi)頻(pin)通(tong)話(hua)進(jin)行(xing)醫(yi)療(liao)檢(jian)查(zha)。由(you)於(yu)隔(ge)離(li)和(he)家(jia)庭(ting)護(hu)理(li)需(xu)求(qiu),新(xin)冠(guan)肺(fei)炎(yan)疫(yi)情(qing)顯(xian)著(zhu)提(ti)振(zhen)了(le)這(zhe)一(yi)市(shi)場(chang)。相(xiang)機(ji)是(shi)這(zhe)些(xie)需(xu)要(yao)執(zhi)行(xing)廣(guang)泛(fan)功(gong)能(neng)(例如放大區域和監測術後疤痕組織的進展)的終端的組成部分。同樣的相機還需要完成其他生物識別和計量任務,這些掃描專用傳感器將是理想的解決方案。