当全球科技产业加速向智能化转型,一场以“感知”为核心的技术革命正在悄然展开。从工厂流水线上的质检设备,到街头巷尾的配送机器人,再到最近火爆的人形机器人,背后都离不开一个关键部件——图像传感器image sensor。
“我们在工业领域的image sensor市场份额是第一的。在工业制造中,跟影像、机器视觉有关的应用,安森美基本都有涉及。”近日在Vision China 2025上,安森美智能感知事业群工业及消费应用感知部产品线经理Jason Wang接受采访时说道。
自2021年以来,安森美就提出专注于两大重点方向:智能电源、智能感知。这次在Vision China 2025期间,安森美秀出一系列全新的智能感知方案,从最基础的元器件到参考设计方案,安森美正在构建完整的产业生态。
工业视觉新突破:亿级像素+智能算法
在LED大面板、8K显示器等高端制造领域,检测一直是个技术难题。
针对此,安森美推出了一款面向工业应用的「亿级像素」图像传感器。“这是我们一个重磅产品,主要为了满足高分辨率面板生产的检测需求”,安森美智能感知事业群工业及消费应用感知部应用工程高级经理 Open Kai介绍说。
安森美「亿级像素」图像传感器
在技术规格方面,该产品具有1亿分辨率、2.74μm,最高帧率能达到38帧,也就是说它在超高分辨的同时能做到更快的检测,为工业检测如半导体检测、液晶面板检测,以及天文、科研等应用带来更高效的检测效果。Open Kai指出,“它可以配备不同的镜头,测量不同的产品,如果镜头角度大,它能测的物体面积就大,另外由于它主要用于检测,所以它的镜头以及芯片都需要定制。”目前该产品处于样品阶段。
谈及差异化优势,Jason Wang指出,安森美推出的1亿到3亿像素图像传感器,采用全局曝光技术,能有效解决运动伪影问题,市场反应非常好。“基本上工业生产线对速度要求都很高,我们可以把检测做到很快,产品一个个过,所以它能大幅提高生产效率。”
与此同时,安森美展示了一款高速工业扫码解决方案——全局快门传感器AR0235,支持200万像素、2.8微米、120帧。由于它是一个1/3英寸的传感器,所以可以把它的模组做到更小,帮助客户节约空间成本,主打性价比、经济型。应用场景方面,该产品适用于高速产线场景内快速移动的二维码检测,比如进行追溯和检测、或者物流行业等。
安森美高速工业扫码解决方案——全局快门传感器AR0235
此外,安森美还展示了高效智能相机检测解决方案——AR2020传感器,是一颗2000万像素的卷帘快门相机,其核心创新在于“智能感兴趣区域(Smart ROI)”功能,这项技术能大幅减轻后端处理系统(SoC或ISP)的负担,以极低的功耗提供更佳带宽,助力智能相机实现高效AI检测。
Open Kai解释了这项技术的工作原理:传感器能同时输出两种图像,一种是全景图像,另一种是感兴趣区域的高分辨率局部图像。具体来说,它可以将原本2000万像素的完整图像压缩为约100万像素(再加上20%左右的数据),这样就能快速传输到后端平台进行AI分析。
与传统方法相比,这种双图像输出方式大大提高了效率。传统方法需要将整个2000万像素的图像传送到后端处理,数据量庞大且处理缓慢。而AR2020的方案只需传输约120万像素的全景图和专注于关键细节的局部高分辨率图像,总共约300万像素(120万压缩全景图+180万高分辨率ROI区域)的数据,就能完成同样的检测任务,既提高了检测效果,又大大加快了处理速度——这种技术特别适合需要同时兼顾全局监控和细节检测的智能相机应用场景,能在保持低功耗的同时提供更高效的带宽利用率。
安森美高效智能相机检测解决方案——AR2020传感器
布局新赛道:短波红外,硅基技术带来成本优势
去年7月份,安森美完成对SWIR Vision Systems的收购,后者是胶体量子点(CQD)短波红外(SWIR)技术的供应商,该技术扩展了可检测光的光谱范围,可以透视物体并捕捉以前无法捕捉到的图像。
提到短波红外,简单来说,如果要扩展可见光,红外技术就要扩展波段,而短波红外可以做到“穿物”,它能超越人眼视觉,对一些高密度材料、气体、织物等具备一定的穿透能力,在监控系统、硅片检测、半导体检测等工业机器视觉应用领域发挥重要作用。
通过收购SWIR公司,安森美开始布局短波红外市场。
“这是安森美首次在国内展出的短波红外相机。”Open Kai介绍说,安森美的SWIR方案的光谱灵敏度,除了支持常规的SWIR波段(400nm – 1700nm),还支持扩展的eSWIR波段(400nm – 2100nm)。这次展示的是1200纳米波长的背光红外光源,在这种情况下,RGB相机完全看不见后面的物品是什么,但是短波红外可以完全无视前面的滤光片,能看的很清楚,甚至里面的液位都能看清。
安森美SWIR(短波红外)方案
“安森美的短波红外方案,在成本上更有优势。我们在硅基上涂了一层CQD,能够吸收短波。这个技术可以做得很便宜,所以也能快速落地。”Jason Wang透露,“短波红外有很多应用,像身体检查、药品检测,颜色检测等一些看不见的东西;还有像现在汽车用的LiDar,在下雨天或雾天很难看清楚,但我们这个技术就可以。”预计今年年底将开始销售自主研发的传感器。
谈到短波红外的战略布局,Jason Wang坦言:“安森美是做硅基图像传感器的,收购SWIR之后,就可以把市场做得更广。安森美做短波红外的优势是,可以把它拿到我们的工厂去做,现在把6Mpixel做出来了,接下来可能会做8Mpixel、10Mpixel。所以我们在红外短波这块可以扩展的空间很大。”
由于收购的SWIR公司之前是系统公司,安森美获取技术后将大量生产传感器,而客户可用这些传感器制作相机。“安森美是提供元器件给厂商做到产品中,只提供光转电的产品,客户把我们的方案拿过去,基本上很快就能做成相机,我们只是给客户提供一个参考设计或整体的集成方案。”Jason Wang强调,安森美不会与客户竞争,只做短波红外传感器,而不做相机产品。
瞄准风口:人形机器人,感知是关键
在火热的人形机器人赛道,图像传感器技术也在发挥关键作用。
首先,人形机器人有眼睛,就会有不同的光线,因此一定要宽动态、高分辨率,这就要靠图像传感器才能看得见。其次,它的脚要移动,那就要看深度,比如上下楼梯或是地面坑坑洼洼,这就需要有深度学习算法。”Jason Wang介绍说,针对光线变化,公司的传感器已经能够实现“140 db这种宽动态”水平。针对手臂动作,安森美也有很多感光器,比如新款smart iToF运动深度感知方案可以看得更远。
安森美smart iToF运动深度感知方案
Open Kai介绍说,新款smart iToF传感器采用3.5 µm 背照(BSI)像素设计,分辨率达1.2 MP (1280x960)。它的主要优势是,支持片上的计算、以及片上memory,换句话说,片上memory可以同时存四帧的图片,能很精确把移动物体在边缘上的深度计算出来——传统的iToF产品,在运动物体边缘检测时常有伪影现象,而安森美的这款产品能够智能消除这些伪影。
谈到具体技术实现,Jason Wang解释道:“这种边缘模糊的处理,是通过硬件实现的,因为传感器内部带有depth、memory。存储器放在里面之后,就可以进行一次、两次、三次、四次曝光,四个相位的曝光很快完成并存入memory,然后再一帧一帧读出来。这样曝光与曝光之间的时间间隔就尽量短,大大降低了物体移动带来的位移,从而减少伪影现象。”
此外,新款smart iToF还支持hybrid mode运作模式。它可以通过控制快门的开关次数,处理不同距离范围的场景。比如近处开启一次快门,中远处开启两次,远处可以开启四次或更多次,这样从近到远都能获得比较一致的光源。这不仅避免了过曝问题,还能达到HDR效果,探测距离最远可达30米。
目前,这款产品已在户外应用领域引起关注,如割草机等。此外,在工业自动化、自主移动机器人、智能机器人、人形机器人等需要自主定位和导航的应用场景中,这款传感器也展现出广阔的应用前景。
扎根中国:从本土化到创新引擎
谈到中国市场的重要性,安森美给予了高度评价。“中国市场的独特创新生态和产业活力,正在为安森美智能感知技术的迭代与全球化应用注入强劲动能。”Jason Wang强调,“中国客户对前沿技术的高接受度和快速商业化能力,持续推动我们的产品创新与场景适配。”
在中国,安森美已建立起完整的本土化体系。“上海、深圳、苏州等地的设计中心与生产工厂,能够深度参与客户产品定义,提供从芯片设计到系统集成的定制化支持。中国完善的供应链网络和快速响应的服务能力,使我们能够迅速完成技术咨询、样品测试到量产方案落地的全流程支持。”
从工业视觉的领军者,到智能感知的全面布局者,安森美正在用一颗颗创新的”智能之眼”,打开通往未来的窗口。
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