創(chuàng)新成就卓越，安森美圖像傳感在工業(yè)領(lǐng)域的探索和突破

為了應(yīng)對(duì)工業(yè)市場(chǎng)的新需求，安森美一直在圖像傳感器領(lǐng)域不斷探索和突破：提高圖像傳感器的感光性能、降低噪聲、提高幀率和分辨率、增大動(dòng)態(tài)范圍，甚至直接使用圖像傳感器輸出3D信息和高光譜信息等，讓視覺系統(tǒng)更加精準(zhǔn)。

圖1 安森美中國(guó)區(qū)汽車現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程經(jīng)理 陳力

根據(jù)Yole Development 2021年數(shù)據(jù)顯示，安森美(onsemi)圖像傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的CIS市場(chǎng)份額排名第一。其中在汽車圖像傳感器市場(chǎng)更是擁有超過50%的份額。在接受中國(guó)機(jī)器視覺網(wǎng)采訪時(shí)，安森美中國(guó)區(qū)汽車現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程經(jīng)理陳力表示，安森美專注于車載成像市場(chǎng)，擁有超過18年的車載專業(yè)經(jīng)驗(yàn)。除了符合車載成像要求的高圖像性能以外，安森美在車規(guī)可靠性、功能安全等技術(shù)領(lǐng)域也擁有深厚的積累。圖像和可靠性二者兼?zhèn)涫前采赖闹饕I(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

圖2 安森美智能感知部工業(yè)成像產(chǎn)品線經(jīng)理 Danny Scheffer

安森美(onsemi)的轉(zhuǎn)型之旅始于2020年底，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，并在細(xì)分市場(chǎng)上取得成功，是公司新的行動(dòng)指南和最高標(biāo)準(zhǔn)。安森美智能感知部工業(yè)成像產(chǎn)品線經(jīng)理Danny Scheffer對(duì)中國(guó)機(jī)器視覺網(wǎng)記者說道：“可持續(xù)發(fā)展是全球面臨的共同挑戰(zhàn)，也是所有市場(chǎng)的共同議題。安森美注重企業(yè)社會(huì)責(zé)任，致力于通過推動(dòng)創(chuàng)新，支持可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)，使客戶能實(shí)現(xiàn)他們自己的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，共同創(chuàng)造更美好的明日世界?！?/span>

在某些情況下，攝像頭整體功率預(yù)算中，CMOS圖像傳感器可能占較大的比例，安森美一直注重低功耗設(shè)計(jì)。低功耗可以延長(zhǎng)終端產(chǎn)品（如手持式條形碼掃描儀）的使用時(shí)間并提高能效，而且無需散熱或減少攝像頭中的冷卻機(jī)制就能提高整體圖像質(zhì)量。電源會(huì)產(chǎn)生熱量，熱量會(huì)增加噪聲，所以傳感器甚至相機(jī)的溫度越低，產(chǎn)生的圖像質(zhì)量就會(huì)越好。與此同時(shí)，安森美的傳感器靈敏度的提高減少了對(duì)額外照明的需求。例如，在智能交通解決方案應(yīng)用(ITS)中，它無需再加閃光燈，還避免了對(duì)環(huán)境的光污染。近紅外(NIR)靈敏度的提高進(jìn)一步改善了器件的整體靈敏度，有助于減少對(duì)額外光源的需求。

2021年11月，安森美在像素內(nèi)電荷傳輸CMOS圖像傳感器的開創(chuàng)性設(shè)計(jì)和開發(fā)工作，因其卓越的工程創(chuàng)造力而獲得獲美國(guó)國(guó)家電視藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院(NATAS)授予技術(shù)與工程艾美獎(jiǎng)(Emmy? Award for Technology and Engineering)。談及這項(xiàng)安森美開創(chuàng)性的技術(shù)，Danny Scheffer向記者介紹，這項(xiàng)像素技術(shù)支持調(diào)整傳輸特性，以提供像素內(nèi)高動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)最大限度地減少在高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景中更高噪聲水平所帶來的不良影響。競(jìng)爭(zhēng)性技術(shù)可能使用光學(xué)比率來獲得像素中更高的信號(hào)存儲(chǔ)能力，但這導(dǎo)致了最終高動(dòng)態(tài)范圍圖像中更高的噪聲。這種噪聲在視覺上表現(xiàn)為圖像中本應(yīng)平滑過渡的部分顏色不均勻（如天空的一部分應(yīng)從淺藍(lán)色平滑過渡到深藍(lán)色，但最后是斑點(diǎn)狀的顏色）。如何處理減少這種不均勻是安森美專有技術(shù)的一部分。

面對(duì)當(dāng)前機(jī)器視覺市場(chǎng)上在相機(jī)端引入分析算法的趨勢(shì)，Danny Scheffer也對(duì)此做出了區(qū)分，相機(jī)能夠處理更復(fù)雜的運(yùn)算與在傳感器芯片中集成處理器兩者之間的區(qū)別是，集成算法只能執(zhí)行一組有限的任務(wù)，所以它將成為一個(gè)相當(dāng)專門的或優(yōu)化的設(shè)計(jì)，用于特定的應(yīng)用，而集成板載 (可編程的) 微處理器更靈活和通用。

此外，傳感器低光性能和動(dòng)態(tài)范圍的挑戰(zhàn)也是安森美一直重點(diǎn)突破的方向。具體來說，傳感器的低光性能在任何需要夜間使用的應(yīng)用中(如作為智能建筑或智能城市的一部分的安防/監(jiān)控應(yīng)用)發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。高動(dòng)態(tài)范圍的優(yōu)勢(shì)是為觀看者提供更詳細(xì)、更悅目的圖像，無論是汽車后裝市場(chǎng)的DVR、智能家居可視門鈴，還是其他應(yīng)用。

圖3 安森美智能感知部高級(jí)市場(chǎng)營(yíng)銷總監(jiān)Geoff Ballew

圖像傳感器的發(fā)展趨勢(shì)依然會(huì)以追求高分辨率，高畫質(zhì)，高性價(jià)比為主流。安森美半導(dǎo)體將不斷推陳出新，以3D成像、高光譜和多光譜成像為未來的方向，賦能機(jī)器超越人眼的視覺。安森美智能感知部高級(jí)市場(chǎng)營(yíng)銷總監(jiān)Geoff Ballew透漏：“未來2到3年，安森美仍將持續(xù)關(guān)注各種應(yīng)用的不同趨勢(shì)，從小器件縮小像素尺寸結(jié)合全局快門，到針對(duì)平板顯示器市場(chǎng)、工廠自動(dòng)化等的超高分辨率。重點(diǎn)將放在進(jìn)一步提高全局快門性能、低功耗設(shè)計(jì)以及增加動(dòng)態(tài)范圍上?！?/span>