當(dāng)全球科技產(chǎn)業(yè)加速向智能化轉(zhuǎn)型，一場(chǎng)以“感知”為核心的技術(shù)革命正在悄然展開。從工廠流水線上的質(zhì)檢設(shè)備，到街頭巷尾的配送機(jī)器人，再到最近火爆的人形機(jī)器人，背后都離不開一個(gè)關(guān)鍵部件——圖像傳感器image sensor。

“我們?cè)诠I(yè)領(lǐng)域的image sensor市場(chǎng)份額是第一的。在工業(yè)制造中，跟影像、機(jī)器視覺有關(guān)的應(yīng)用，安森美基本都有涉及。”近日在Vision China 2025上，安森美智能感知事業(yè)群工業(yè)及消費(fèi)應(yīng)用感知部產(chǎn)品線經(jīng)理Jason Wang接受采訪時(shí)說(shuō)道。

自2021年以來(lái)，安森美就提出專注于兩大重點(diǎn)方向：智能電源、智能感知。這次在Vision China 2025期間，安森美秀出一系列全新的智能感知方案，從最基礎(chǔ)的元器件到參考設(shè)計(jì)方案，安森美正在構(gòu)建完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

工業(yè)視覺新突破：億級(jí)像素+智能算法

在LED大面板、8K顯示器等高端制造領(lǐng)域，檢測(cè)一直是個(gè)技術(shù)難題。

針對(duì)此，安森美推出了一款面向工業(yè)應(yīng)用的「億級(jí)像素」圖像傳感器。“這是我們一個(gè)重磅產(chǎn)品，主要為了滿足高分辨率面板生產(chǎn)的檢測(cè)需求”，安森美智能感知事業(yè)群工業(yè)及消費(fèi)應(yīng)用感知部應(yīng)用工程高級(jí)經(jīng)理 Open Kai介紹說(shuō)。

安森美「億級(jí)像素」圖像傳感器

在技術(shù)規(guī)格方面，該產(chǎn)品具有1億分辨率、2.74μm，最高幀率能達(dá)到38幀，也就是說(shuō)它在超高分辨的同時(shí)能做到更快的檢測(cè)，為工業(yè)檢測(cè)如半導(dǎo)體檢測(cè)、液晶面板檢測(cè)，以及天文、科研等應(yīng)用帶來(lái)更高效的檢測(cè)效果。Open Kai指出，“它可以配備不同的鏡頭，測(cè)量不同的產(chǎn)品，如果鏡頭角度大，它能測(cè)的物體面積就大，另外由于它主要用于檢測(cè)，所以它的鏡頭以及芯片都需要定制。”目前該產(chǎn)品處于樣品階段。

談及差異化優(yōu)勢(shì)，Jason Wang指出，安森美推出的1億到3億像素圖像傳感器，采用全局曝光技術(shù)，能有效解決運(yùn)動(dòng)偽影問(wèn)題，市場(chǎng)反應(yīng)非常好。“基本上工業(yè)生產(chǎn)線對(duì)速度要求都很高，我們可以把檢測(cè)做到很快，產(chǎn)品一個(gè)個(gè)過(guò)，所以它能大幅提高生產(chǎn)效率。”

與此同時(shí)，安森美展示了一款高速工業(yè)掃碼解決方案——全局快門傳感器AR0235，支持200萬(wàn)像素、2.8微米、120幀。由于它是一個(gè)1/3英寸的傳感器，所以可以把它的模組做到更小，幫助客戶節(jié)約空間成本，主打性價(jià)比、經(jīng)濟(jì)型。應(yīng)用場(chǎng)景方面，該產(chǎn)品適用于高速產(chǎn)線場(chǎng)景內(nèi)快速移動(dòng)的二維碼檢測(cè)，比如進(jìn)行追溯和檢測(cè)、或者物流行業(yè)等。

安森美高速工業(yè)掃碼解決方案——全局快門傳感器AR0235

此外，安森美還展示了高效智能相機(jī)檢測(cè)解決方案——AR2020傳感器，是一顆2000萬(wàn)像素的卷簾快門相機(jī)，其核心創(chuàng)新在于“智能感興趣區(qū)域(Smart ROI)”功能，這項(xiàng)技術(shù)能大幅減輕后端處理系統(tǒng)(SoC或ISP)的負(fù)擔(dān)，以極低的功耗提供更佳帶寬，助力智能相機(jī)實(shí)現(xiàn)高效AI檢測(cè)。

Open Kai解釋了這項(xiàng)技術(shù)的工作原理：傳感器能同時(shí)輸出兩種圖像，一種是全景圖像，另一種是感興趣區(qū)域的高分辨率局部圖像。具體來(lái)說(shuō)，它可以將原本2000萬(wàn)像素的完整圖像壓縮為約100萬(wàn)像素(再加上20%左右的數(shù)據(jù))，這樣就能快速傳輸?shù)胶蠖似脚_(tái)進(jìn)行AI分析。

與傳統(tǒng)方法相比，這種雙圖像輸出方式大大提高了效率。傳統(tǒng)方法需要將整個(gè)2000萬(wàn)像素的圖像傳送到后端處理，數(shù)據(jù)量龐大且處理緩慢。而AR2020的方案只需傳輸約120萬(wàn)像素的全景圖和專注于關(guān)鍵細(xì)節(jié)的局部高分辨率圖像，總共約300萬(wàn)像素（120萬(wàn)壓縮全景圖+180萬(wàn)高分辨率ROI區(qū)域)的數(shù)據(jù)，就能完成同樣的檢測(cè)任務(wù)，既提高了檢測(cè)效果，又大大加快了處理速度——這種技術(shù)特別適合需要同時(shí)兼顧全局監(jiān)控和細(xì)節(jié)檢測(cè)的智能相機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景，能在保持低功耗的同時(shí)提供更高效的帶寬利用率。

安森美高效智能相機(jī)檢測(cè)解決方案——AR2020傳感器

布局新賽道：短波紅外，硅基技術(shù)帶來(lái)成本優(yōu)勢(shì)

去年7月份，安森美完成對(duì)SWIR Vision Systems的收購(gòu)，后者是膠體量子點(diǎn)（CQD）短波紅外（SWIR）技術(shù)的供應(yīng)商，該技術(shù)擴(kuò)展了可檢測(cè)光的光譜范圍，可以透視物體并捕捉以前無(wú)法捕捉到的圖像。

提到短波紅外，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果要擴(kuò)展可見光，紅外技術(shù)就要擴(kuò)展波段，而短波紅外可以做到“穿物”，它能超越人眼視覺，對(duì)一些高密度材料、氣體、織物等具備一定的穿透能力，在監(jiān)控系統(tǒng)、硅片檢測(cè)、半導(dǎo)體檢測(cè)等工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

通過(guò)收購(gòu)SWIR公司，安森美開始布局短波紅外市場(chǎng)。

“這是安森美首次在國(guó)內(nèi)展出的短波紅外相機(jī)。”Open Kai介紹說(shuō)，安森美的SWIR方案的光譜靈敏度，除了支持常規(guī)的SWIR波段(400nm – 1700nm)，還支持?jǐn)U展的eSWIR波段(400nm – 2100nm)。這次展示的是1200納米波長(zhǎng)的背光紅外光源，在這種情況下，RGB相機(jī)完全看不見后面的物品是什么，但是短波紅外可以完全無(wú)視前面的濾光片，能看的很清楚，甚至里面的液位都能看清。

安森美SWIR（短波紅外）方案

“安森美的短波紅外方案，在成本上更有優(yōu)勢(shì)。我們?cè)诠杌贤苛艘粚覥QD，能夠吸收短波。這個(gè)技術(shù)可以做得很便宜，所以也能快速落地。”Jason Wang透露，“短波紅外有很多應(yīng)用，像身體檢查、藥品檢測(cè)，顏色檢測(cè)等一些看不見的東西；還有像現(xiàn)在汽車用的LiDar，在下雨天或霧天很難看清楚，但我們這個(gè)技術(shù)就可以。”預(yù)計(jì)今年年底將開始銷售自主研發(fā)的傳感器。

談到短波紅外的戰(zhàn)略布局，Jason Wang坦言：“安森美是做硅基圖像傳感器的，收購(gòu)SWIR之后，就可以把市場(chǎng)做得更廣。安森美做短波紅外的優(yōu)勢(shì)是，可以把它拿到我們的工廠去做，現(xiàn)在把6Mpixel做出來(lái)了，接下來(lái)可能會(huì)做8Mpixel、10Mpixel。所以我們?cè)诩t外短波這塊可以擴(kuò)展的空間很大。”

由于收購(gòu)的SWIR公司之前是系統(tǒng)公司，安森美獲取技術(shù)后將大量生產(chǎn)傳感器，而客戶可用這些傳感器制作相機(jī)。“安森美是提供元器件給廠商做到產(chǎn)品中，只提供光轉(zhuǎn)電的產(chǎn)品，客戶把我們的方案拿過(guò)去，基本上很快就能做成相機(jī)，我們只是給客戶提供一個(gè)參考設(shè)計(jì)或整體的集成方案。”Jason Wang強(qiáng)調(diào)，安森美不會(huì)與客戶競(jìng)爭(zhēng)，只做短波紅外傳感器，而不做相機(jī)產(chǎn)品。

瞄準(zhǔn)風(fēng)口：人形機(jī)器人，感知是關(guān)鍵

在火熱的人形機(jī)器人賽道，圖像傳感器技術(shù)也在發(fā)揮關(guān)鍵作用。

首先，人形機(jī)器人有眼睛，就會(huì)有不同的光線，因此一定要寬動(dòng)態(tài)、高分辨率，這就要靠圖像傳感器才能看得見。其次，它的腳要移動(dòng)，那就要看深度，比如上下樓梯或是地面坑坑洼洼，這就需要有深度學(xué)習(xí)算法。”Jason Wang介紹說(shuō)，針對(duì)光線變化，公司的傳感器已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)“140 db這種寬動(dòng)態(tài)”水平。針對(duì)手臂動(dòng)作，安森美也有很多感光器，比如新款smart iToF運(yùn)動(dòng)深度感知方案可以看得更遠(yuǎn)。

安森美smart iToF運(yùn)動(dòng)深度感知方案

Open Kai介紹說(shuō)，新款smart iToF傳感器采用3.5 µm 背照(BSI)像素設(shè)計(jì)，分辨率達(dá)1.2 MP (1280x960)。它的主要優(yōu)勢(shì)是，支持片上的計(jì)算、以及片上memory，換句話說(shuō)，片上memory可以同時(shí)存四幀的圖片，能很精確把移動(dòng)物體在邊緣上的深度計(jì)算出來(lái)——傳統(tǒng)的iToF產(chǎn)品，在運(yùn)動(dòng)物體邊緣檢測(cè)時(shí)常有偽影現(xiàn)象，而安森美的這款產(chǎn)品能夠智能消除這些偽影。

談到具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)，Jason Wang解釋道：“這種邊緣模糊的處理，是通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)閭鞲衅鲀?nèi)部帶有depth、memory。存儲(chǔ)器放在里面之后，就可以進(jìn)行一次、兩次、三次、四次曝光，四個(gè)相位的曝光很快完成并存入memory，然后再一幀一幀讀出來(lái)。這樣曝光與曝光之間的時(shí)間間隔就盡量短，大大降低了物體移動(dòng)帶來(lái)的位移，從而減少偽影現(xiàn)象。”

此外，新款smart iToF還支持hybrid mode運(yùn)作模式。它可以通過(guò)控制快門的開關(guān)次數(shù)，處理不同距離范圍的場(chǎng)景。比如近處開啟一次快門，中遠(yuǎn)處開啟兩次，遠(yuǎn)處可以開啟四次或更多次，這樣從近到遠(yuǎn)都能獲得比較一致的光源。這不僅避免了過(guò)曝問(wèn)題，還能達(dá)到HDR效果，探測(cè)距離最遠(yuǎn)可達(dá)30米。

目前，這款產(chǎn)品已在戶外應(yīng)用領(lǐng)域引起關(guān)注，如割草機(jī)等。此外，在工業(yè)自動(dòng)化、自主移動(dòng)機(jī)器人、智能機(jī)器人、人形機(jī)器人等需要自主定位和導(dǎo)航的應(yīng)用場(chǎng)景中，這款傳感器也展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

扎根中國(guó)：從本土化到創(chuàng)新引擎

談到中國(guó)市場(chǎng)的重要性，安森美給予了高度評(píng)價(jià)。“中國(guó)市場(chǎng)的獨(dú)特創(chuàng)新生態(tài)和產(chǎn)業(yè)活力，正在為安森美智能感知技術(shù)的迭代與全球化應(yīng)用注入強(qiáng)勁動(dòng)能。”Jason Wang強(qiáng)調(diào)，“中國(guó)客戶對(duì)前沿技術(shù)的高接受度和快速商業(yè)化能力，持續(xù)推動(dòng)我們的產(chǎn)品創(chuàng)新與場(chǎng)景適配。”

在中國(guó)，安森美已建立起完整的本土化體系。“上海、深圳、蘇州等地的設(shè)計(jì)中心與生產(chǎn)工廠，能夠深度參與客戶產(chǎn)品定義，提供從芯片設(shè)計(jì)到系統(tǒng)集成的定制化支持。中國(guó)完善的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)和快速響應(yīng)的服務(wù)能力，使我們能夠迅速完成技術(shù)咨詢、樣品測(cè)試到量產(chǎn)方案落地的全流程支持。”

從工業(yè)視覺的領(lǐng)軍者，到智能感知的全面布局者，安森美正在用一顆顆創(chuàng)新的”智能之眼”，打開通往未來(lái)的窗口。