在最近剛剛結束的Vision China 2025機器視覺展會上,安森美(onsemi)作為圖像傳感技術領域的老牌勁旅,又一次攜帶眾多王炸級的技術創新,為業界注入了革新的動力,并將在不久的未來轉變為應用端的利好。

全局快門億級分辨率圖像傳感器

針對分辨率達8K甚至更高的高清面板檢測應用,盡管市場上已經有億級分辨率的高精度成像產品投入應用,但目前都是卷簾式曝光。此次安森美重磅展出了全局快門曝光的億級分辨率圖像傳感器,它將超高分辨率的高速度成像帶入了更高水平!

這款產品采用2.74μm BSI 背照式像素設計,減少光損耗,配合16 通道SLVS-EC 傳輸協議(單通道5Gbps),實現了高速數據傳輸,10bit下最高幀率大約可達38 fps!這款芯片能支持64 個ROI區域,為多場景工業檢測提供了靈活可靠的解決方案。

這是安森美針對工業應用推出的一款重磅產品,除了高清面板檢測應用外,它還適用于高密度PCB板的多ROI區域檢測,以及太陽能電池板的微小瑕疵檢測等。目前該產品處于樣品階段,據悉已經有相機廠商在與安森美接洽合作。

SWIR成像芯片成本有望降低! 

目前,SWIR成像大多應用在晶圓檢測等一些對成本不太敏感的高端制造領域,在很大程度上也是受到其高成本的限制。

安森美展示了一種創新的基于膠體量子點的短波紅外(CQD SWIR)技術,該技術是安森美在2024年7月份通過收購SWIR Vision Systems這家公司獲得的。CQD SWIR技術具有更大的光譜靈敏度,除了支持常規的SWIR波段(400~1700 nm),還支持擴展的eSWIR波段(400~2100 nm),進一步增強了探測能力。

此外,CQD技術還有另外一個非常重要的特點,它可以采用硅基工藝制造。相比于傳統的銦鎵砷(InGAas)工藝,硅基工藝在制造復雜性和成本方面,都會大幅降低。

目前安森美正在將這項CQD 技術,與其自身在硅基 CMOS 圖像傳感器制造領域多年沉淀的專業知識相結合,有望以更低的成本、更高的產量來提供SWIR 成像芯片。只不過目前在量子效率(QE)方面還需要進一步提升,安森美正在這方面積極研發,并且已經取得了階段性的進步,未來將會實現更小像素的高精度、低成本SWIR成像芯片,它們將會活躍在半導體、電子制造、光伏、分揀、導航增強、三維形貌重建等非常廣泛的應用場景中,進而大幅推動工業SWIR成像市場快速增長。

帶片上計算與存儲的智能i-ToF傳感器,最遠測距達30米

工業領域的測距需求越來越多,比如倉儲物流中的體積測量,自主移動機器人、智能機器人的自主定位及導航。精準快速的距離測量不但能消除測量誤差,還能快速做出精準決策。

針對測距應用,安森美展示了最新量產的i-ToF 傳感器Hyperlux™ ID,它采用3.5 µm 背照式(BSI)像素設計,分辨率1.2 MP,該分辨率目前在iToF產品中屬于領先水平。

一般的iToF產品,對于運動物體的邊緣檢測都不可避免地會有一些偽影現象。而安森美這款芯片的主要優勢是支持片上計算及片上存儲,可以同時存四幀圖像,能很精確地將移動物體在邊緣上的深度計算出來,消除運動偽影。深度計算在芯片內部完成,因此能降低對外圍電路的要求,這將有效降低相機系統的成本,同時也能顯著簡化集成難度。

這款產品可以通過控制快門的開關次數,實現不同距離的測距,最遠探測距離達30米,為戶外應用帶來更多機會,像割草機等戶外應用客戶,都對此產品很感興趣。

AR0235:全局快門高速讀碼芯片,高性價比! 

針對工業、物料等領域對精準、高速讀碼的大量應用需求,安森美展示了AR0235全局快門圖像傳感器強大的讀碼能力!

這是一款200萬分辨率、2.8μm像素的120fps 全局快門產品,主打高性價比,非常適合用在高速產線上。在檢測快速移動產品的二維碼應用中,全局快門產品更有優勢。200萬的分辨率和120fps的幀率,可以在60 rps的高速轉盤上清晰捕捉1.5cm×1.5cm的微型條形碼,并且其優化的全局快門效率(GSE)可消除運動偽影,為物流分揀與電子制造提供高可靠讀碼方案,提高工業讀碼器的效率。

AR0235是一款尺寸1/3英寸的傳感器,客戶可以用它實現體積更加小巧的讀碼產品,進而節約空間成本;而且它的功耗非常低,因此也非常適用于一些用電池供電的手持式讀碼產品。

AR2020:Smart ROI,兼顧細節與速度! 

工業自動化生產對質量和速度的要求不斷攀升,而且往往要求兩者兼顧,高吞吐量的高質量生產已經是企業在競爭中存活的關鍵。

此次安森美展示了一款分辨率達2000萬的卷簾快門芯片AR2020,它最突出的特點是提供了一種智能感興趣區域(Smart ROI)功能。利用這項功能,圖像傳感器可以同時輸出兩幅圖像,一個是檢測目標的完整圖像,另一個是某個ROI區域的圖像。用戶可以根據具體的檢測需求,將特定ROI區域的輸出快速傳輸到后端處理平臺進行AI檢測,而不用將完整圖像的數據都傳給后端平臺,因此可以大幅減少數據傳輸量,提升傳輸速度,這樣就能用較低的帶寬實現細節部位的實時檢測。

相比于先將一張2000萬分辨率的整幅圖像全部傳到后端平臺再進行識別的常規的做法,AR2020的Smart ROI功能,可以大幅減少SoC或ISP后端的處理負擔,以極低的功耗提供最佳帶寬,助力智能相機實現高效AI檢測。

小結

在本次展會上,安森美智能感知事業群工業及消費應用感知部產品線經理Jason Wang表示,安森美將持續深耕智能感知業務,不僅會大力豐富產品線,還將全方位提升產品性能 。當下,智能制造浪潮正席卷而來,機器人、無人機等領域蓬勃發展,對成像感知技術的需求與日俱增。在此趨勢下,圖像傳感器需向寬動態范圍、高分辨率、深度感知、高響應速度、低成本和低功耗等多元方向發展。

此次展會上,安森美展示的在圖像傳感技術方面的幾大創新,為行業的持續發展注入新的活力。通過技術創新來提供性能更好或更具成本優勢或兩種兼顧的產品,是行業不斷探索追求的良性發展道路。畢竟,在激烈的市場競爭中,單純的價格戰難以為繼,技術創新才是推動行業發展的核心驅動力,這也是行業從業者與市場的共同期待。