智駕車雙波段廣角夜視系統：高通量產線自動化量測瓶頸

 

從實驗室研發到車規級量產的光電驗證跨度

隨著先進駕駛輔助系統 (ADAS) 邁向 L3 以上的自動駕駛層級，車載視覺感測器正經歷從單一可見光向「可見光與紅外線雙波段融合 (Dual-Band Fusion)」的演進。為了在夜間無路燈路段或濃霧中提早發現行人與障礙物，並涵蓋車輛周邊的盲區，現代車載熱影像系統多半具備超過 90 度甚至 120 度的廣角視場 (Wide Field of View, WFOV)。

此自動化汽車測試站示意圖，展示精密電動方位/俯仰平台載運雙波段感測器艙（含可見光與熱像儀核心），對準「SBIR多光譜光源準直儀」，準直儀提供MWIR、VIS、對準雷射複合光束，圖中以桃色指示對準向量。

然而，當這些高階的雙波段廣角載荷完成實驗室的雛形開發，準備進入超級工廠進行大規模量產時，設備整合商將面臨截然不同的物理與工程挑戰。在研發階段，工程師可以耗費數小時在光學桌上微調單一鏡頭；但在產線的驗收測試 (ATP) 階段，每一台機組的測試週期 (Takt time) 被嚴格壓縮至幾分鐘甚至幾十秒內。反面論述指出，採用簡易的熱源與人工肉眼判讀圖卡，在初期建置成本與產線佈署速度上具備優勢；但在本文討論的「車規級高保真度」與「百萬規模高通量量產」範疇內，手動對位與非標準化的光源，將導致嚴重的漏判與出廠品質不一。為了在極短的測試週期內確保每一套系統的光電精度，產線自動化測試實務上必須克服以下三大工程壁壘。

高通量車用 EO 生產線示意圖：自動化龍門六軸手臂，配合整合光軸測試末端的 SBIR 測試模組，執行 WFOV 夜視相機的光軸驗證與 NDT 測試。

車載光電產線量測的「三大工程壁壘」：

廣角視場 (WFOV) 邊緣的像差失真與空間掃描限制

針對廣角夜視系統進行調變轉換函數 (MTF) 或視角均勻度測試時，傳統的單一小口徑平行光管 (Collimator) 僅能覆蓋感測器的中心視角。若要精準量測 WFOV 鏡頭邊緣的光學衰減與幾何畸變，必須依賴極大口徑的光學系統，或是將待測物架設於高精度的方位/俯仰 (AZ/EL) 旋轉載台上進行多角度掃描。在產線上，如果旋轉機構的定位精度不足或震動過大，將直接導致邊緣 MTF 數據劣化，使得系統錯誤剔除其實合格的鏡頭模組。

此示意圖對比固定相機與高精度自動方位/仰角旋轉台，固定相機於 120 度極限光學邊緣測量，致準直光束掃描不良，MTF 數據模糊失真；自動旋轉台則實現完美掃描，獲取清晰全視場 MTF 數據。

日夜模式極端照度切換的雜散光與動態範圍瓶頸

雙波段系統必須能應付從正午強光到無月星空的極端光照變化，其照度跨度高達七個數量級以上，在產線上模擬這種微光夜視 (LLTV) 環境時，若使用傳統的中性衰減濾光片 (ND Filters)，極易改變光源的光譜特性並引入非預期的反射。此外，測試暗箱內部的金屬機構若未經妥善的消光處理，極易產生雜散熱輻射與光子反射，這些環境底噪會直接汙染感測器的最低可鑑別對比度測試，導致低照度基準校正失效。

測試腔室雜散光解決方案對比示意圖：傳統腔室因金屬隔板反射抬高底噪；先進腔室利用 Vantablack 積分球準直儀完全吸收雜散輻射，獲取純淨高對比訊號。

多波段光軸對位 (Boresight) 的人為誤差與產能堵塞

在雙波段融合系統出廠前，可見光鏡頭與熱影像鏡頭的光學中心 (Optical axis) 必須達到次毫弧度 (Sub-mrad) 的對齊，否則駕駛人在螢幕上將看到嚴重的影像重影 (Ghosting)。在傳統產線中，這項對位工作高度仰賴作業員手動切換標靶輪並觀測螢幕十字線。這種人為介入不僅容易造成視覺疲勞與判定標準不一，更會嚴重拖垮整條產線的數據吞吐量，成為大規模量產中最致命的效率瓶頸。

多感測器光軸對位流程對比示意圖：人為手動調整（痛點）導致誤差大、產量低；IRWindows 自動化軟體（解決方案）可即時實現完美共同註冊，提高生產效率與產量。

突破高通量量產極限的光電測試架構

面對上述嚴苛的車載 WFOV 量產測試與雙波段融合驗證挑戰，奧創系統針對車載產線量測實務上的痛點，我們的核心配置建議如下：

首先，在感測器核心的選擇上，針對有嚴苛尺寸、重量與功耗 (SWaP) 限制的車載雙波段系統，我們推薦整合 IRCameras 的 CompactCore 微型紅外線核心系列，其提供 640x512 或 1280x1024 的高解析度選項，且底層數位架構支援超低延遲同步 (Ultra-low latency Sync I/O)，這能確保在硬體層面，紅外線資料流能與並排的可見光感測器達成完美的時域同步，從源頭降低後端演算法融合的難度。

CompactCore 系列提供線性 (Linear) 與旋轉式 (Rotary) 兩款冷卻器架構，滿足不同空間與壽命需求。

其次，為解決廣角測試與極端照度的光源模擬難題，我們推薦導入 Santa Barbara Infrared (SBIR) 的多光譜光源系統 (MSS) 搭配其專屬的 AZ/EL 電動旋轉載台，MSS 系統創新地將可變亮度的積分球與高階溫控黑體結合，能在單一光路上提供跨越七個數量級的精準無段調光；同時，測試設備的關鍵內壁與擋板可選配 Vantablack® S-IR 奈米碳管黑體塗層，其超過 0.995 的極致發射率能徹底吸收測試暗箱內的雜散光與熱輻射，為微光與熱影像測試提供目前最具可行性的純淨低噪背景。

SBIR VANTABLACK S-IR 黑體輻射源，採用獨特 CNT 超黑塗層，提供 >0.995 超高發射率，實現前所未有的紅外線輻射校準精度；提供差動、雙差動及大面積配置，溫度範圍寬廣，是感測器校準、NUC 及雜散光抑制的理想選擇。

最後，為徹底打通產量瓶頸，整個硬體架構將由 IRWindows™ 5 自動化測試軟體 進行中樞接管，該軟體內建專屬的多光譜對位 (Multi-Sensor Boresight)、MTF 與訊號轉換函數 (SiTF) 模組。透過預先編寫的自動化腳本，系統能自動控制 AZ/EL 載台掃描廣角邊緣、自動切換標靶輪，並在數十秒內完成雙波段的客觀數據產出與 Pass/Fail 判定。這顯著排除了人為介入的變數，確保產線具備極高的檢測一致性與量產效率。

立即聯繫奧創系統，讓我們協助您建構符合嚴苛車規要求的自動化光電產線測試環境。由於實際的系統配置將高度因應您的感測器視場角 (FOV)、雙波段光譜範圍、產線測試週期 (Takt time) 規範及廠房空間配置而有所不同。如需深入規劃 IRCameras 核心模組與 SBIR 車用產線測試系統 / IRWindows™ 5 軟體的軟硬體整合架構，請聯繫「奧創團隊」。我們擁有豐富的高通量光電量測與自動化 AOI 系統導入經驗，能依據您具體的專案條件，為您提供目前最具可行性的配置建議與技術支援。