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探访安森美高性能图像传感器新“芯”品

2022-11-24 17:45:30 Challey 阅读:
深圳2022高交会期间举办的深圳机器视觉展上,笔者前往展馆实地探访了安森美的一系列高性能新产品。这次安森美带来了XGS系列CMOS图像传感器,特别是基于旗舰产品XGS 45000(4470万像素8192x5460)、XGS 5000(530万像素 2592 x 2048)、XGS12000(1200万像素4096x3072)、XGS 16000(1600万像素4000x4000)等的参考设计。

11月初,笔者Challey参加了安森美的CEO访谈,从中挖掘和了解到安森美通过颠覆性技术和Fab-Liter快速布局、可持续发展战略以及全球化文化建设等实现转型并成功取得持续增长的制胜之道。详情见《美国五百强CEO访谈:安森美的制胜之道》。11月中旬,安森美参加了深圳2022高交会期间举办的深圳机器视觉展,笔者前往展馆实地探访了安森美的一系列高性能新产品。O2oednc

这次展会上,安森美带来了XGS系列CMOS图像传感器,特别是基于旗舰产品XGS 45000(4470万像素8192x5460)、XGS 5000(530万像素 2592 x 2048)、XGS12000(1200万像素4096x3072)、XGS 16000(1600万像素4000x4000)等的参考设计。O2oednc

同时还有新品1/2" 20MP 图像传感器+AP1302 和 1/8” VGA 图像传感器,具有200万像素全局曝光sensor,可远距离双目深度测量的AR0234,以及1/2 英寸4K的图像传感器。O2oednc

安森美XGS系列传感器:60帧/8K

安森美XGS45000能以每秒60帧的帧速率运行8K视频。这些图像传感器能提供多种分辨率,12bit高品质图像,以及不同的帧率,满足不同的后端平台需求。O2oednc

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▲安森美最高端4500万像素图像传感器XGS45000O2oednc

它们采用onsemi HISPI接口定义,同时onsemi也可以提供hispi to MIPI的bridge 方案。O2oednc

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XGS 5000用于工厂自动化、PCB检测等,价格更亲民。O2oednc

XGS系列器件基于创新的3.2微米全局快门像素,即使是在高分辨率下亦能提供出色的图像质量和一致性。O2oednc

同时XGS2M~XGS16M 家族采用兼容的封装设计,其中2M-16M可以轻松放进29*29的相机平台,客户可以在硬件上做兼容设计,省去了硬件的开发周期和减少了开发成本。O2oednc

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▲200万-1600万的参考设计O2oednc

XGS已经在市场上推广起来,像Basler, JAI,海康等龙头企业,都已经导入了XGS系列的产品,在安森美的展台上也都能看到他们的相机。O2oednc

高性能、低功耗图像传感器:1/2" 20MP +AP1302 和 1/8” VGA 

随着技术的不断发展,特别是网络带宽等基础设施的提升,现在的视频会议、工业检测都往高像素方向发展,市场对高性能、低功耗产品的需求也越来越大;同时,手持式条码扫描器需要更快、更可靠、续航时间更长,才能满足从零售店到电子商务仓库对工人生产效率不断提高的期望,这就对了高性能、低功耗以及合理的价格同时提出了要求。在这样的市场和行业背景下,安森美适时推出了20MP和VGA的GS产品。O2oednc

20MP1/2"图像传感器是非常出色的一颗产品O2oednc

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它的特点有:O2oednc

  • 速度快,支持MIPI 8lane D-PHY CSI2,可以跑到 linear 模式20Mpixel @ 60fps,LI-HDR 2次曝光跑到全尺寸30fps,同时还是保持较低的功耗
  • 支持独特的smart ROI, 可以用MIPI virtual  channel 同时输出全分辨率以及任意尺寸的ROI的图片。
  • 支持片上xDR,可以提升动态范围,且没有运动伪影。同时可以提高图像的信噪比。
  • 同时还支持motion wake up,可以以约5mW的功耗连续运行。

1/8 VGA 图像传感器则是一款global shutter 的全新传感器O2oednc

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它的特点有:O2oednc

  • 比上一代GS sensor的极大的提升了GSE 
  • 采用CSP封装,同时提供bare die的版本,
  • 单通道MIPI,帧率可以达到120fps,
  • 有多种触发模式,且具有同类产品中最佳的功率表现,特别适用于手持式电池供电设备。

AR0234:远距离双目深度测量

AR0234CS是200万像素的全局曝光sensor,分辨率是1920x1200, 有CSP封装和裸die 两种出货形式,且有0度和28度2个CRA版本,可以将设备做的比较小。具有200万像素又能保证测量的距离范围比较灵活,可以满足远距离测量的需求。O2oednc

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▲AR0234CS参考设计,左边是双目测量产品,右边是鱼眼设计产品O2oednc

笔者了解到,目前市场比较火的工业检测,AMR,以及AR眼镜等很多终端客户都正在用安森美的AR0234CS 做样机测试。其双目深度测量技术优势非常明显。O2oednc

双目立体视觉是获得3D深度信息的一种解决方案。3D检测根据不同应用对精度要求的不同有多种解决方案可以选,比如双目立体方案,或者图像传感器配合结构光,或者用激光雷达传感器,又可以分为直接飞行时间传感器和间接飞行时间的激光雷达;O2oednc

双目立体视觉通过在两点上对接收光的三角测量得到的距离,通过两个摄像头来完成,通常会选择全局快门的传感器。有时候会要求在无光源模式下,系统测量距离的远近,跟双目之间的base-line, 成像芯片像素的size大小,镜头的焦距,畸变等等都相关。同时也要求相机模组之间做到同步,这是一种基本的3D解决方案,成本控制也比较适中,精度可以达到mm级,通常用在工业检测,工业机器人,物流等领域用来获得深度信息。O2oednc

安森美可以为3D检测的应用提供多种规格图像传感器来获得更准确的图像信息,不断提升sensor的输出速率满足应用的需求,丰富图像传感器的分辨率来满足不同的需求。O2oednc

1/2 英寸4K 图像传感器:嵌入式高动态范围(eHDR),卓越的微光性能,超低功耗

这次展出的一颗1/2 英寸4K的图像传感器,它是2.0um BSI像素,有RGGB和monochrome 2种CFA版本。支持片上3次曝光合成到20bit,然后片上压缩到12bit后传输出去,达到120dB的动态范围,可以极大的减低系统带宽的压力(特别是多sensor应用)。O2oednc

  • 它支持运动补偿,smooth combination,可以降低HDR合成过渡区域的artifact, 减少LED flicker闪烁artifact。
  • 同时,它还支持2次曝光、片外LI-HDR 合成以及完全没有motion artifact的XDR mode。
  • 它还支持运动检测唤醒功能 ,可以让sensor以极低的功耗进行工作。
  • 这颗sensor可以搭配Onsemi的AP1302 ISP来进行色彩处理,也可以使用后端SOC平台的ISP 功能来进行颜色处理。

后记

本文开头提到的《美国五百强CEO访谈:安森美的制胜之道》中,笔者注意到,被纳入标普500指数,位列美国财富500强的半导体企业安森美2022年Q3的业绩达到了创纪录的21.926亿美元,同比增长26%,超出市场预期。在访谈中安森美总裁兼CEO Hassane先生从“颠覆性技术和Fab-Liter快速布局、可持续发展战略以及全球化文化建设”等方面阐述了安森美是如何转型并成功取得持续增长的制胜之道。O2oednc

在这次展会上,笔者在探访了安森美众多高性能传感器等产品之后,从产品和市场等方面采访了安森美应用工程经理 开丽军,他表示:“那些业绩下滑的半导体公司,主要的目标市场是消费者和电子计算市场。但是这两块在安森美业务中未占太大的比例,安森美的主营业务收入来自于汽车和工业市场。安森美在汽车和工业重点市场持续增长,本季度取得了破纪录的业绩。我们仍获胜于汽车功能电子化、能源基础设施、先进安全和工厂自动化等半导体含量加速增长的领域。此外,安森美实施了结构性改革,减少财务波动,让企业更具有韧性。”O2oednc

随着电动汽车、智能驾驶和工业自动化的加速发展,安森美将为高增长的市场不断提供具有差异化的智能电源和智能感知技术及方案,这些应用的半导体含量会越来越高,尤其是智能电源和智能感知。O2oednc

本次探访的更详细的产品视频介绍可以关注我们或者联系作者(微信同名)获取。O2oednc

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