如今,机器视觉技术的应用场景的不断丰富,从生产制造工厂中的机器换人,到日常生活中的各种识别监控,机器视觉已经成为生产生活中越来越必不可少的关键技术。图像传感器作为机器视觉应用中最为核心的成像器件,也在随着应用需求的不断发展变化而不断刷新着自身性能。

作为图像传感器领域中的老牌企业,安森美在图像传感器技术领域拥有着多个“业界第一”,在某种程度上,安森美堪称引领图像传感器市场发展的风向标。

趁着近期安森美推出最新的Hyperlux LP系列超低功耗图像传感器的机会,《视觉系统设计》(以下简称VSDC)杂志特别采访了安森美智能感知部工业及消费应用大中华区市场经理 Annie Tao女士,请她为我们分享了图像传感器市场最新的技术与应用发展动向。

 

Annie Tao:安森美智能感知部工业及消费应用大中华区市场经理


 VSDC:请您介绍一下Hyperlux LP系列产品研发的背景和初衷?想要解决应用方面的哪些痛点问题?

Annie Tao:在机器视觉普及的时代,图像传感器作为其“眼睛”有着越来越多的应用。安森美(onsemi)的图像传感技术通过不断地技术创新,力求满足越来越广泛的市场需要。如今,有越来越多的家庭和企业安装监控摄像头;据Yole统计,预计到2030年底,监控摄像头市场将增长两倍。因此,消费者需要有更优秀的图像质量、更可靠和更长电池寿命的设备,来提升整体使用体验。

由于这些摄像头通常会被放置在难以更换电池或充电的位置,因此低功耗成为一项关键需求。对此,安森美推出了一些低功耗的高质量图像传感技术,其适用场景覆盖智能门禁、安防摄像头、增强现实(AR)/虚拟现实(VR)/扩展现实(XR)头戴装置、机器视觉和视频会议等。比如其中的智能运动侦测唤醒技术(smart Wake on Motion),就非常适用于对运动侦测有需求的低功耗物联网设备,例如安防领域的智能门铃门锁等。

安森美的Hyperlux LP系列图像传感器,即具备上述的Wake on Motion低功耗技术。该项技术在增强设备侦测能力的同时,还能有效降低功耗。Hyperlux LP系列同时具有高分辨率的非常优秀的图像解析力,客户可以根据使用情况,选用500万分辨率的AR0544、800万分辨率的AR0830或2000万分辨率的AR2020这些不同型号的产品。另外,该产品系列采用的是堆叠式架构设计,能最大限度地减少产品体积,最小型号小如一粒米,成为受尺寸限制困扰的紧凑型设备的理想选择,大大适应了相关领域产品的发展需求。


VSDC:与同类产品相比,该系列产品最核心的优势有哪些?

Annie Tao:超低功耗是该系列产品的一项核心优势。

在电子产品系统中,无论是在电源功率设计还是散热能力方面,产品功耗都是设计的一项重大挑战,也是电子产品要遵循的EPA 强制要求。

Hyperlux LP家族系列具有超级低功耗的设计,并进一步优化硅结构,拓展了更多片上功能,如运动唤醒侦测功能(WOM)和Smart ROI,非常适合在各种工业和消费应用中使用。这些功能更优化了Hayperlux LP的带宽和功耗,从而使传感器的视觉系统可以在超级低功耗模式下可靠运行。传统的传感器缺乏这些功能,通常需要使用昂贵的电源器件和复杂的功耗设计来优化图像质量。

 

VSDC:如此比指尖还小的芯片,安森美是如何做到的?

Annie Tao:Hyperlux LP系列采用了1.4um BSI pixel,在同等像素大小的情况下,最大可能的扩展了感光区域及其响应性能。另外在背照式pixel架构基础上又采用了堆栈式工艺,这样就可以叠加更多的数字电路, 将更多的功能集成在芯片内部,同时又不需要增加传感器的面积。

该系列以功耗和图像质量为优先考虑,包括三个背照式 (BSI) 堆叠式 CMOS 数字图像传感器。其中AR0544的像素尺寸为 1.4 μm,分辨率为 5 MP (2592 × 1944);AR0830的分辨率为 8.3 MP (3840 × 2160);AR2020的分辨率为 20 MP (5120 × 3840),支持片上图像缩放功能、智能开窗、超级低功耗性能,并且支持运动唤醒功能。

 

VSDC:能否介绍一下该系列芯片在增强现实(AR/虚拟现实(VR/扩展现实(XR)方面,有哪些具体的应用场景?

Annie Tao:随着AR和VR技术的普及,对高性能图像传感器的需求也将大幅增加。新的Hyperlux LP系列图像传感器技术,可以提供更高的分辨率、更快的响应速度和先进的单次或两次曝光技术的动态范围、卓越的超低功耗,以实现更逼真的虚拟体验。

AR0830为AR、VR提供卓越的4K全彩图像和增强的近红外图像,紧凑型的芯片尺寸和轻薄的体积非常适合应用在AR、VR头戴设备上,超低功耗大大增强了产品的续航能力。


 

VSDC:未来的应用对图像传感器性能的需求趋势是什么?安森美接下来在图像传感器开发方面的规划?

Annie Tao:从安森美近一年发布的新图像传感器产品可以看出,超级低功耗、卓越的图像质量、更多的片内集成化功能,以及追求越来越高的动态范围,都是图像传感器行业以及安森美在图像传感器开发方面持续发展的技术路线。

除此之外,需要有更高的分辨率来适应市场上更高端的应用需求;需要更快的帧率来适应高速发展的生产检测需求。随着AI技术的发展和5G传输的实现,安森美在接口、计算、尺寸、功耗、工艺等方面,也都会做出更好的规划。