跟着图画传感器在消费、医疗及工业等各范畴的广泛运用,对图画传感器的功用及相应解决计划要求也越来越高。近来,专心于传感器范畴的ams介绍了其高分辨率大局快门图画传感器CMV50000,为自动光学检测体系、机器视觉运用和专业顾客视频运用产品的规划及开发供给了更高功用的传感器。
工业和医疗职业需求不断增加
由图1能够看到,估计在2017年到2021年之间,传感器商场年均复合增加率为30%,其间医疗职业增加13%,工业商场增加6%,如图1所示。
图1 传感器商场及各范畴增加猜测
在医疗职业,跟着全球人口老龄化的趋势,医疗确诊需求不断增加,包含医疗内窥镜和医学成像。医疗内窥镜方面,一次性内窥镜需求低本钱微型化解决计划;而医学成像则要求以最小辐射剂量和较低体系本钱宣称更明晰图画。
而在工业范畴,跟着工业4.0的提出,工业商场对图画传感器的需求不断增加,这首要表现在以下四个方面:
1) 对高速/高分辨率机器视觉体系需求的提高;
2) 凭借协作性机器人,完成自动化增加;
3) 加快智能仪表的运用;
4) 对定制和现成传感器接口结局计划需求的提高。
成像与光学交融技能趋势
就现在成像和传感技能运用趋势来看,成像现已不仅仅是用于捕捉图画,而是经过运用包含3D传感、光谱传感等传感技能组合,完成差异化技能运用。其间,在机器视觉和机器学习的潮流下,逐步经过运用3D传感器完成混合实际功用;在通用的用户交互方面,十年前开端选用接触传感器,现在咱们能够看到在逐步被人脸辨认所替代,而未来咱们还会看到更多比如人眼盯梢和手势操控等技能的运用;别的,在捕捉图画和数据方面,也将会运用事情触发器完成一直在线视觉宣布关于范畴内最新动态的数据,首要运用于智能家居、智能建筑等需求智能化处理的运用场景,例如运用摄像头捕捉图画,辨认屋子里有多少人等。
ams针对当下成像和视觉传感技能开展趋势,经过成像与光学的交融,开展3D和高光谱图画传感技能,完成差异化运用。在医学范畴,ams运用到医学透射中的有3D CT技能、低本钱CT技能以及低本钱X射线技能能够完成较小辐射剂量生成明晰图画,别的用于一次性内窥镜的最小NanEye计划也能够完成更小的封装尺度、更小的失真率以及更高的分辨率。
图2 ams医用内窥镜解决计划
在工业范畴,ams有高功用的大局快门CMOS成像解决计划,包含高速机器视觉和检测,而此次要点介绍的CMV50000便是针对这一方面的最新解决计划。
CMV50000功用解析
CMV50000是一款35mm光学尺度的图画传感器,7920 x 6002有用像素,像素尺度4.6μm,选用ams已获专利的8T像素结构。该结构具有先进的降噪功用和超卓的电子快门功率。因为选用大局快门,而不是卷帘快门,所以该传感器可捕获快速移动的物体图画,且不会呈现失真或运动伪影。
图3 CMV50000传感器
CMV50000可供给48M像素的高分辨率大局快门CMOS图画传感器。它使得需求UHD分辨率运用的相机制造商可运用功用适当的CMOS图画传感器替代CCD传感器,比较CCD传感器, CMOS图画传感器在相机规划中更易集成,帧率更高,功耗更低。
CMV50000在12bit全分辨率时的帧率达30fps,十分合适用在高速机器视觉体系,如液晶显示屏工厂中运用的自动光学查验(AOI)设备。此外,它也适用于电视广播设备和摄像机。
CMV50000有一个用于参数装备和软件操控的串行外设接口,以及22个用于图画数据输出的LVDS通道,每个通道的带宽高达830Mbps。片上PLL只需输入一个时钟信号就可生成内部需求的一切时钟信号。
ams图画传感器解决计划事业部(ISS)高档副总裁兼总经理Stephane Curral表明,CMV50000具有4800万像素,支撑8K分辨率30fps。该解决计划具有低噪声、高帧率和高动态规模的特性,十分适用于自动光学检测体系、机器视觉运用和专业顾客视频运用。
AI:机器学习与3D图画结合
谈到关于AI以及机器学习,Stephane Curral指出ams正在大量地出资软件方面的解决计划。当图画需求向外读取的时分,3D图画需求有一个与深度相关的数据。而这些数据有必要要运用机器学习的方法来进行处理,这样才是高效的。其间,机器学习和3D图画应该结合起来才干更好地作业。
而在这种3D成像范畴,因为需求对近红外光有高敏感度,例如经过激光,VCSEL能够对940nm的光谱进行捕捉。此外在3D成像方面也要运用BSI背照技能,因而,ams的大局快门技能则大有所为。许多公司都说他们有许多相关的IP,可是这些IP其实都是在电荷区域相关的。而电荷区域的IP与BSI的技能匹配并不是很好。ams经过收买CMOSIS公司,取得相关专利技能,使得他们能在这方面有共同的优势。当然,BSI将来还会进一步开展仓库技能,一起也能够在ams原有的传感器上放更多的晶圆来增强传感器的数据处理才能,使得逻辑处理愈加高效和快速。
ams致力于供给差异化解决计划
Stephane Curral表明,ams在光学、成像、环境以及音频四大传感范畴别离有多种差异化产品。其间,自动降噪技能覆盖了市面上80%~90%耳机制造商客户。别的,ams还具有包含压力传感器、气体传感器、环境传感器以及温湿度传感器,乃至未来会面世的颗粒传感器在内的多种先进传感器技能。在图画传感器方面,ams经过收买CMOSIS和Heplagon两家专心于传感器技能的公司,加强了其在CMOS,以及3D和光学传感方面的才能,可为职业供给更丰厚的差异化解决计划。