探索採用 On Semiconductor CMOS 感測器的機器視覺應用

機器的進步永無止境，需要更多視覺能力，以滿足創新應用增加的需求。若要讓機器能夠看到實體世界的視覺資訊並加以解譯，需要影像感測器、系統組件、處理演算法，用以即時擷取、分析、處理影像。

建立機器視覺應用時，需要進行關鍵權衡，因此設計人員必須能取得強大的產品組合，才能因應各種使用案例和效能等級。On Semiconductor (onsemi) 提供豐富的視覺產品組合，從高效能全域快門 CMOS 影像感測器到符合經濟效益的滾動快門感測器，以及整合式板載影像系統處理解決方案 (圖 1)。

圖 1：On Semiconductor 提供豐富的 CMOS 感測器，可滿足各種應用的多樣化需求。(圖片來源：On Semiconductor)

全域快門感應器可同步擷取所有像素，有效率地定格瞬間。全域快門感測器具有高幀率，使機器視覺系統能夠在快速、不可預測，或高精密度的環境中準確可靠地運作。但更高的幀率也代表有更大的功耗、頻寬、熱輸出。

滾動快門感測器以逐行方式讀取影像，更加節能且符合經濟效益。適用於靜態或慢速移動的應用，如文件掃描或低成本智慧型裝置。在這些應用中，尺寸、功率、預算比速度和精密度重要。

對視覺應用的需求不斷增加

自動化程度提高、人工智慧 (AI) 的整合，以及各產業對品質控制的需求成長，推動機器視覺應用快速擴張。其複合年成長率預測範圍介於 8% 至 13%；2025 年市場價值估計介於 160 億美元至 230 億美元。

產品設計師需注意的重點在於，機器視覺已突破工業傳承的角色，成為消費性電子、醫療保健，以及農業和物流等各種業務領域的核心屬性。

設計人員迎來商機，可將機器視覺融入消費智慧家庭產品、機器人、汽車、醫療裝置中，讓這些產品看到、解譯、回應實體世界的事件。

此類應用若要確實操作，絕大部分取決於光學、功率、處理、連接能力之間的平衡。onsemi 擁有強大的視覺產品陣容，為設計人員提供平衡速度、影像品質、整合度、成本考量所需的選項。

全域快門選項

設計人員可以運用 ARX383CSSM00SMKA0-CR，在快速移動場景中取得清晰、無模糊的影像。此元件屬於 VGA 解析度的 0.3 百萬像素全域快門感測器系列，可在全解析度下提供高達 120 fps 的速度。在低光和明亮的場景中都能生成清晰、低雜訊的影像，並且能夠擷取連續影片和單幀，具備多功能選項，適合各種應用。

AR0235CSSM00SMKA0-CR 是一款專為高速視覺系統設計的 2 百萬像素全域快門感測器。與其他 AR0235 變款相同，經過最佳化，能以 120 fps 的速度準確、快速地擷取移動場景，提供全解析度，確保即使在快速移動的環境中，也能消除動作模糊，因此非常適合掃描和工業偵測應用。

AR0145CSSM28SMKA0-CR 是低成本全域快門選項，屬於 100 萬像素 CMOS 感測器系列，幀率為 60 fps。運用僅 MIPI 介面，提供符合經濟效益的組件，適用於嵌入式視覺模組、緊湊型掃描器、機器人等不需要更高解析度的應用。

滾動快門感應器

onsemi 提供一系列滾動快門類別的產品，包括 200 萬像素的 AR0246NPSC10SMKA1-CR。此產品具有可靠的中等解析度成像能力，主動像素陣列為 1920 H x 1080 V。此產品專為低功率、符合經濟效益的視覺系統所設計，可為應用在影像品質和成本之間取得平衡 (如嵌入式攝影機和智慧監控等應用)，支援連續影片和單幀擷取。

至於需要準確、快速擷取移動場景及較低運作功率的應用，設計人員可選用 500 萬像素的 AR0544CSSC11SMKA1-CP2 滾動快門感測器。這是一款小巧、高效能的感測器，可在隔行高動態範圍 (LI-HDR) 模式下提供高達 60 fps 和 30 fps 的高解析度影像。

NOIP1SE2000A-LTI 則是一款具有整合式板載影像訊號處理器 (ISP) 的 200 萬像素感測器。能讓感測器直接處理基本功能，例如自動曝光、色彩校正，甚至基本壓縮。對於重視延遲和功率效率，且效能不可折衷的應用 (例如無人機、穿戴式 AR/VR 系統、智慧相機等)，是一項顯著優勢。

這些產品只是數百個 CMOS 感測器產品線中的一小部分。此外，onsemi 還提供配套產品，包括串列器／解串列器晶片組、電源管理 IC、評估套件和開發板、嵌入式演算法、調整工具，為設計人員提供構建端對端視覺系統的完整生態系統。

結論

onsemi 擁有完整的 CMOS 感測器、支援組件、工具生態系統，有助於設計人員克服光學、電源、處理、連接方面的技術挑戰。 onsemi 提供豐富和靈活的產品陣容，確保設計人員能夠選擇適合其獨特需求的解決方案，為智慧家庭、機器人、醫療保健、汽車技術等市場的發展鋪路。