早在1948年，George Orwell就在他的經(jīng)典小說“1984”中預言了一個全新世界,，其中有一個“老大哥（Big Brother）”將會關注每個人。當時,，這在很大程度上被視為科幻小說,，而如今許多人認為這些已經(jīng)成真,，并有一些理由來加以證明。在快速變化的圖像傳感領域,，很少有比較正確的長期統(tǒng)計數(shù)據(jù),。目前的研究報告顯示，全球部署了超過2500萬臺閉路電視（CCTV）攝像頭,，而且每天都在增加,。這種攝像頭在英國尤為普遍，約有400萬臺攝像頭正在運行,，其中50萬臺位于首都倫敦,。事實上，據(jù)估計,，倫敦人平均每天可以在攝像頭上被拍攝多達300次,。
安全只是現(xiàn)代圖像傳感器技術的一個應用領域。在工業(yè)領域,，人工檢查員正在被全視覺攝像頭系統(tǒng)取代,，這種系統(tǒng)一般不會出錯，也不需要睡眠和休息,。隨著我們的汽車越來越智能化,，最終將會自動駕駛，每臺汽車可以部署多達十幾臺攝像頭來檢查前方道路上的危險,，或者幫助我們停車,，甚至監(jiān)控我們是否處于適合駕駛的狀態(tài)。
安全應用
閉路電視攝像頭可以部署在室內(nèi)和室外,，應用的場所包括從大型商業(yè)建筑（如體育場館,、機場和醫(yī)院）到小型設施或住宅,，幾乎無處不在。
從技術角度來看,，室內(nèi)安裝的攝像頭其要求往往較低,，其中光照水平可以得到良好控制（從而使攝像頭能夠輕松地檢測場景）。然而,，室外光線水平和工作條件可能更具挑戰(zhàn)性,，尤其是這些攝像頭想要檢測的不良行為很少在明亮、陽光充足的時間段發(fā)生,。
選擇用于安全應用傳感器的關鍵考慮因素之一是視場（FoV）,，這是傳感器可以檢測的入射光角度，它與用于攝像頭的鏡頭有關,，而鏡頭又受傳感器格式和尺寸的影響,。在閉路電視攝像頭系統(tǒng)常用的三種格式中，2/3“傳感器通常用于在極低光照條件下進行遠距離拍攝,，而1/3”傳感器則可提供更快的幀率,，兩者中間的是1/2“傳感器格式，它能夠提供一種良好的折衷方案,，并且在許多應用中很受歡迎,。
圖像傳感器有兩種基本技術類型，即電荷耦合器件（CCD）和互補金屬氧化物半導體（CMOS）,。通常情況下,，CMOS器件能夠提供高分辨率，這對于通過面部特征來識別某個人是非常重要的,。CMOS傳感器還可提供相當高的動態(tài)范圍和快速幀率,，并可支持低功耗運行（這在遠程電池供電設備中非常有用）。 CMOS傳感器也有其局限性,，如相對較高的噪聲和較低的靈敏度,，這些可以通過信號處理來解決。而且,，由于CMOS傳感器現(xiàn)在可提供全局快門（global shutter）以避免移動目標的模糊,，因此它們正在迅速取代CCD傳感器，成為安全應用的首選,。
安森美半導體的AR0521是一款專門針對安全應用而設計的CMOS圖像傳感器,，它是一種5.1MPixel 1/2.5“格式器件，其主動像素陣列為2592（H）x 1944（V）,，能夠以線性或高圖像動態(tài)范圍模式捕獲圖像,。AR0521在低光照條件下具有卓越的性能，可提供清晰銳利的圖像,，能夠捕獲連續(xù)視頻和單幀圖像,，使其非常適用于安全監(jiān)控任務,。
工業(yè)檢測
多年來，一直是人工在工廠生產(chǎn)線終端進行質(zhì)量檢查,。雖然這種系統(tǒng)通常運作良好,，但人們偶爾會出錯，可能會分心,，并且隨著時間的延續(xù)而表現(xiàn)出持續(xù)的（并且通常是不斷增加的）成本,。因此，工廠越來越多地采用全自動化方法,，通常稱為自動光學檢測（AOI）,，以克服人工檢測的缺點。
攝像頭系統(tǒng)可以在生產(chǎn)過程之后（或在不同階段）檢查產(chǎn)品,，甚至子組件,。通常，這是通過使用已知“完好”產(chǎn)品的參考圖像,，利用復雜的軟件對所有其他產(chǎn)品進行比較來實現(xiàn),。可以對AOI系統(tǒng)進行編程以檢測許多不同的問題,，包括不正確的顏色,、不良的裝配以及錯誤元素的存在等等,。
由于攝像頭和AOI工作站會放置在室內(nèi),，并且可以控制照明以適當照亮產(chǎn)品，因而不用擔心安全應用中存在低光照問題,。但是,，為了徹底檢查產(chǎn)品，良好的色彩再現(xiàn)是確保上游工藝中沒有出現(xiàn)“漂移”的關鍵要求,，例如噴涂到產(chǎn)品上的油漆顏色是否受到影響,。
在檢查現(xiàn)代電子產(chǎn)品印刷電路板上的元件值等復雜產(chǎn)品或者一些產(chǎn)品細節(jié)時，攝像頭的分辨能力至關重要,。小型被動元件的尺寸可以在亞毫米范圍內(nèi),，因此準確讀取其上的文字需要具有低噪聲的高分辨率傳感器。這通常被稱為“全幀”傳感器,，其尺寸與35mm膠片（大約36mm x 24mm）相同,，因為這種格式的較大像素尺寸能夠提供更多更好的細節(jié)。
安森美半導體的KAF-09001傳感器可為要求苛刻的應用提供更高的成像性能,，這些應用包括復雜的工廠檢測,、醫(yī)療診斷和科學研究等等。該大尺寸傳感器（36.3mm x 36.3mm）包含一個9.1MPixel成像陣列,，具有12μm×12μm像素,。該器件可為高級AOI應用提供更高的圖像質(zhì)量和一致性,。
圖1：安森美半導體的KAF-09001 9.1MP CCD圖像傳感器。
汽車圖像傳感器
圖像傳感不僅限于安全和工廠檢測等固定安裝,。恰恰相反,，汽車圖像傳感是目前最大且快速增長領域之一。隨著汽車不斷向半自動駕駛并最終向完全自動發(fā)展,，感知和理解周圍環(huán)境的能力將更加至關重要,，這些傳感器將最終取代駕駛員的眼睛。
在汽車領域,，最早使用圖像傳感的應用是后視攝像頭,，它能夠使駕駛員看到車背后的盲區(qū)。由于一些寵物和兒童在駕駛員倒車時遭受不幸事故,，因而在全球某些地區(qū),，一些司法強制要求在新車上安裝這種系統(tǒng)。前向攝像頭的部署也在增加,，這種攝像頭能夠在高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）中提供多種功能,，包括檢測車道內(nèi)的物體，并確定它們是靜止的還是移動的,，以及是否有生命等等,。前向攝像頭還能夠讀取限速標志，并建議駕駛員甚至直接限制車速,。
考慮到汽車攝像頭檢測到的圖像重要性,，在當今的某些車輛中可能具有十個或更多攝像頭，在各種可能的天氣/照明條件下快速處理圖像,，并獲得有意義數(shù)據(jù)的能力非常重要,。超高分辨率并不總是必須要求的指標，因為對于某些應用,，通常只是檢測到物體是否在車輛所處的車道內(nèi)就已經(jīng)足夠,。在許多情況下，高分辨率可能會降低系統(tǒng)速度（這本身就很危險）或者需要功能強大的處理器（因此也很昂貴）,。汽車應用中使用的大多數(shù)圖像傳感器都需要具備AEC-Q100認證,，以證明它們能夠適用于惡劣環(huán)境，并能應對極端溫度,、劇烈振動和EMI干擾等等,。此外，那些與制動和/或轉向功能有關的系統(tǒng)需要能夠滿足相應的汽車安全集成水平（ASIL）規(guī)范要求,。
圖2：AR0135全局快門CMOS圖像傳感器,。
汽車圖像傳感領域的一個較新應用是直接指向駕駛員自身的攝像頭。通過監(jiān)視駕駛員的眼睛,，攝像頭可以判定駕駛員是否正在注意看前方的道路,，并可檢測駕駛員是否處在疲勞的早期階段,。如果是處在這種情況，ADAS可以隨后建議停車休息,，甚至實施制動,。安森美半導體的AR0135AT專為這種車內(nèi)感測而設計，采用全局快門來避免可能來自其他車輛LED前照燈或街道照明閃爍光的干擾,。這款 1/3“格式,，1.2MPixel傳感器采用全新的像素設計，可顯著改善低光照條件下的性能,，從而能夠獲得追蹤眼動所需的清晰,、低噪聲圖像。