作者：周雅

當全球科技產(chǎn)業(yè)加速向智能化轉(zhuǎn)型，一場以“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器人，再到最近火爆的人形機器人，背后都離不開一個關(guān)鍵部件——圖像傳感器image sensor。

“我們在工業(yè)領(lǐng)域的image sensor市場份額是第一的。在工業(yè)制造中，跟影像、機器視覺有關(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)及消費應(yīng)用感知部產(chǎn)品線經(jīng)理Jason Wang接受采訪時說道。

自2021年以來，安森美就提出專注于兩大重點方向：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，檢測一直是個技術(shù)難題。

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

安森美「億級像素」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，最高幀率能達到38幀，也就是說它在超高分辨的同時能做到更快的檢測，為工業(yè)檢測如半導體檢測、液晶面板檢測，以及天文、科研等應(yīng)用帶來更高效的檢測效果。Open Kai指出，“它可以配備不同的鏡頭，測量不同的產(chǎn)品，如果鏡頭角度大，它能測的物體面積就大，另外由于它主要用于檢測，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，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)，能有效解決運動偽影問題，市場反應(yīng)非常好。“基本上工業(yè)生產(chǎn)線對速度要求都很高，我們可以把檢測做到很快，產(chǎn)品一個個過，所以它能大幅提高生產(chǎn)效率。”

與此同時，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200萬像素、2.8微米、120幀。由于它是一個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，主打性價比、經(jīng)濟型。應(yīng)用場景方面，該產(chǎn)品適用于高速產(chǎn)線場景內(nèi)快速移動的二維碼檢測，比如進行追溯和檢測、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檢測解決方案——AR2020傳感器，是一顆2000萬像素的卷簾快門相機，其核心創(chuàng)新在于“智能感興趣區(qū)域(Smart ROI)”功能，這項技術(shù)能大幅減輕后端處理系統(tǒng)(SoC或ISP)的負擔，以極低的功耗提供更佳帶寬，助力智能相機實現(xiàn)高效AI檢測。

Open Kai解釋了這項技術(shù)的工作原理：傳感器能同時輸出兩種圖像，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。具體來說，它可以將原本2000萬像素的完整圖像壓縮為約100萬像素(再加上20%左右的數(shù)據(jù))，這樣就能快速傳輸?shù)胶蠖似脚_進行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2000萬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120萬像素的全景圖和專注于關(guān)鍵細節(jié)的局部高分辨率圖像，總共約300萬像素（120萬壓縮全景圖+180萬高分辨率ROI區(qū)域)的數(shù)據(jù)，就能完成同樣的檢測任務(wù)，既提高了檢測效果，又大大加快了處理速度——這種技術(shù)特別適合需要同時兼顧全局監(jiān)控和細節(jié)檢測的智能相機應(yīng)用場景，能在保持低功耗的同時提供更高效的帶寬利用率。

安森美高效智能相機檢測解決方案——AR2020傳感器

布局新賽道：短波紅外，硅基技術(shù)帶來成本優(yōu)勢

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

提到短波紅外，簡單來說，如果要擴展可見光，紅外技術(shù)就要擴展波段，而短波紅外可以做到“穿物”，它能超越人眼視覺，對一些高密度材料、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、半導體檢測等工業(yè)機器視覺應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

通過收購SWIR公司，安森美開始布局短波紅外市場。

“這是安森美首次在國內(nèi)展出的短波紅外相機。”O(jiān)pen Kai介紹說，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)，還支持擴展的eSWIR波段(400nm – 2100nm)。這次展示的是1200納米波長的背光紅外光源，在這種情況下，RGB相機完全看不見后面的物品是什么，但是短波紅外可以完全無視前面的濾光片，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。我們在硅基上涂了一層CQD，能夠吸收短波。這個技術(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，顏色檢測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，但我們這個技術(shù)就可以。”預計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SWIR之后，就可以把市場做得更廣。安森美做短波紅外的優(yōu)勢是，可以把它拿到我們的工廠去做，現(xiàn)在把6Mpixel做出來了，接下來可能會做8Mpixel、10Mpixel。所以我們在紅外短波這塊可以擴展的空間很大。”

由于收購的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。“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去，基本上很快就能做成相機，我們只是給客戶提供一個參考設(shè)計或整體的集成方案。”Jason Wang強調(diào)，安森美不會與客戶競爭，只做短波紅外傳感器，而不做相機產(chǎn)品。

瞄準風口：人形機器人，感知是關(guān)鍵

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

首先，人形機器人有眼睛，就會有不同的光線，因此一定要寬動態(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，那就要看深度，比如上下樓梯或是地面坑坑洼洼，這就需要有深度學習算法。”Jason Wang介紹說，針對光線變化，公司的傳感器已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)“140 db這種寬動態(tài)”水平。針對手臂動作，安森美也有很多感光器，比如新款smart iToF運動深度感知方案可以看得更遠。

安森美smart iToF運動深度感知方案

Open Kai介紹說，新款smart iToF傳感器采用3.5 μm 背照(BSI)像素設(shè)計，分辨率達1.2 MP (1280x960)。它的主要優(yōu)勢是，支持片上的計算、以及片上memory，換句話說，片上memory可以同時存四幀的圖片，能很精確把移動物體在邊緣上的深度計算出來——傳統(tǒng)的iToF產(chǎn)品，在運動物體邊緣檢測時常有偽影現(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)實現(xiàn)，Jason Wang解釋道：“這種邊緣模糊的處理，是通過硬件實現(xiàn)的，因為傳感器內(nèi)部帶有depth、memory。存儲器放在里面之后，就可以進行一次、兩次、三次、四次曝光，四個相位的曝光很快完成并存入memory，然后再一幀一幀讀出來。這樣曝光與曝光之間的時間間隔就盡量短，大大降低了物體移動帶來的位移，從而減少偽影現(xiàn)象。”

此外，新款smart iToF還支持hybrid mode運作模式。它可以通過控制快門的開關(guān)次數(shù)，處理不同距離范圍的場景。比如近處開啟一次快門，中遠處開啟兩次，遠處可以開啟四次或更多次，這樣從近到遠都能獲得比較一致的光源。這不僅避免了過曝問題，還能達到HDR效果，探測距離最遠可達30米。

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

扎根中國：從本土化到創(chuàng)新引擎

談到中國市場的重要性，安森美給予了高度評價。“中國市場的獨特創(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)用注入強勁動能。”Jason Wang強調(diào)，“中國客戶對前沿技術(shù)的高接受度和快速商業(yè)化能力，持續(xù)推動我們的產(chǎn)品創(chuàng)新與場景適配。”

在中國，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)計到系統(tǒng)集成的定制化支持。中國完善的供應(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”，打開通往未來的窗口。