AutoSens布鲁塞尔2022

图像传感器技术

汽车图像传感器突出

TechInsights最近参加了AutoSens布鲁塞尔,2022年9月在布鲁塞尔市中心Autoworld 12-15th举行。

谈谈Autoworld,博物馆可能是最合适的会议网站专注于未来的汽车运输。它展示一个巨大的收藏的老爷车从1900年代早期到1960年代和70年代(Mahy家族收集的)。看到并排与新兴高级驾驶员辅助系统(ADAS)装备车辆展示,它强调了对比技术旅程的提醒汽车行业经历了(现在仍然是)。

AutoSens 2022年布鲁塞尔举行关键行业利益相关者,包括CMOS图像传感器(CIS)提供者Onsemi、索尼、OmniVision和三星,图像信号处理(ISP)提供者的手臂,nextchip, AI-chip供应商地理半导体。激光雷达/ 3 dsensing公司参加包括巴拉哈,三星先进技术研究所(我们),Cepton, TriEye, Algolux IMEC。

这个博客提供了一些突出最近的CMOS图像传感器的进展和趋势AutoSens布鲁塞尔。

图1所示。Autoworld AutoSens布鲁塞尔2022。

Onsemi

Onsemi展示他们最新的工作高动态范围(HDR)图像传感器将LED闪烁缓解(lem) ADAS / AV应用程序。新汽车传感器(据报道AR0823)有一个8.3像素的分辨率和2.1µm像素间距。

根据Onsemi,决议需要8 MP ADAS的汽车应用程序来解决小物体如砖或石头近距离或较大的对象作为自行车或行人更大距离米的100年代。高动态范围(HDR)而言,AR0823使用Onsemi的super-exposure (SE)像素技术,充分与一个非常大的容量(FWC)光电二极管加上一个用像素溢流电容器(OFC)提供一个报告的行业最高的150分贝的整体动态范围。

这样的动态范围是实现连续两个(交错)接触,第一次“长”暴露了一个较低的照明范围交付~ 110分贝,而2^nd“短”暴露了更高的照明和提供剩下的~ 40 dB HDR。Onsemi报告最小图像模糊动态范围和线性调频能力。LED闪烁主要是通过1捕获^圣接触,充分实现线性调频能力。

Onsemi相比的性能2.1µm像素间距高FWC + OFC传感器与竞争µm 2.1和3.0µm split-photodiode像素的设计。在某些情况下的光和温度条件下,单一super-exposure Onsemi报告技术优越的整体信噪比(信噪比)和调制传递函数(MTF),从而允许更好的对象检测情况下在角落。

Onsemi也在低分辨率,3.0像素的传感器具有相同HDR范围的150分贝,预计很快就会公布。AR0823和新的传感器滚动快门,它根据Onsemi,提供~ 60 fps输出,满足当前汽车场景,同时避免全球快门像素的复杂性和成本。

根据Onsemi,汽车摄像头需求定义的对象检测范围和检测标准。对象识别,需要8像素高对比度图像的对象,而目标识别需要16个像素。鉴于ADAS相机需要检测对象作为小石头或砖在路上,分辨率约8 MP ADAS所需的应用程序。但是这取决于相机的视野(FOV)的使用。降低视场可以容纳低分辨率CIS,但视场相机~ 140度更高,可能需要更大的决心。

因为大多数oem厂商更喜欢小的传感器包大小与光学格式~ 1/3到1/2”,点间距必须选择符合这样的标准而不失去敏感性较低的照明。除了ADAS用例,Onsemi也适应对客舱的~ 8 MP分辨率传感器监测系统用例驱动程序监控和主人(DOMS)。

索尼

索尼提出工作在他们的汽车图像传感器像素建筑“富士”。索尼还采用8 MP, 2.1µm像素间距独联体为Front-sensing索尼认为主流汽车CIS。此外,索尼表示,这样的更大的分辨率也可以解决汽车oem厂商希望利用一个单一类型的相机对于大量的用例,帮助规范集成。

索尼的“富士”传感器体系结构实现高动态范围使用一个相当复杂的像素的设计。它雇佣了一个分裂的光电二极管(PD)的方法,大PD低照度和一个小PD更高的光的水平。小PD包含一个用像素溢流电容器进一步扩展动态范围高照度水平。“富士”像素也包含了双重转换获得大型光电二极管,中间照明的低转换增益,增益和高转换,光水平很低。

因此,这个像素架构比暴露更多的参与大型FWC像素,但索尼认为这种妥协设计整体收益最好的信噪比和动态范围。同时曝光的三个pixel-readouts提供了一个动态范围约108分贝。通过加入一个额外的2^nd大型光电二极管短期的暴露(低增益),极高的光照明可以处理如阳光直射。索尼称,这种方法达到整体130分贝在中等温度条件下的动态范围。图3中再现了索尼的时序。

在输出方面,索尼讨论如何优化汽车使用原始和YUV图像格式输出生成同时传感和查看。目前,图像传感器原始管道输出优化计算机视觉(感应)。图像处理YUV颜色知觉编码完成下游,并使用原始输入不是最优。通过集成一个单独的和专用的ISP芯片的每个生和YUV图像处理,可以独立处理图像,改善图像质量为每个用例和规范摄像系统架构为多个用例。如果采用这种方法,它将包括三重叠加的CIS传感器+ ISP1 + ISP2作为索尼的未来汽车传感器(图4)。

OmniVision

OmniVision提出几个趋势汽车图像传感器的分辨率,帧率和总体数据速率。决议,决议OmniVision项目增加ADAS / AV摄像头,可能15议员。需要更高的分辨率是双重的,1为最优检测对象在长距离的传输。这使早期检测尤为重要在更高的速度,比如在高速公路上。

2^nd因素是增加的视野。oem厂商越来越感兴趣的大视场相机在未来限制相机的总数。大视场目标意味着需要更大的角分辨率,因此更大的CIS决议。对于周围观看,OmniVision还预计增加分辨率超出当前的趋势3议员。说,当前查看分辨率主要由客舱显示分辨率,但未来更大的显示需要更好的CIS观看分辨率超出3议员。

除了CIS决议,汽车传感器输出帧率预计将增加从当前~ 30 fps 45甚至60 fps,取决于分辨率,特别是需要4/5的自治水平。这些更高的CIS分辨率和帧率意味着更高的整体数据速率为未来汽车成像,将需要更大的处理能力。更重要的是,它将需要更高质量的数据和更少的不确定性。换句话说,更多的芯片上的功能,在摄像机前处理和审查的信息水平,更好、更快的系统整体性能(图5)。

为了方便等功能,OmniVision还预测更大的图像传感器集成和转换离去叠加成像系统中当前ISP芯片房子两个模拟和数字迂曲3-Die堆积在模拟和数字逻辑隔离成专用的死亡。这允许为每个芯片以及优化工艺提供模具尺寸,减少和降低电源(图6)。

三星

amsung没有介绍汽车图像传感器,但有两个传感器其展位展出。传感器是3 b6, 3议员(1920 x 1536) 3µm RGB图像传感器像素间距对周围看来,和高分辨率8.3 MP (3840 x 2160) RGB传感器1 h1小2.1µm像素间距,为前传感和查看应用程序。传感器都有三星split-photodiode“CornerPixel”架构,并部署了很长时间了。

根据三星、滚动快门ADAS满足当前帧率要求应用程序,但是客舱/ DMS用例需要全球快门功能。因此推测,上面提到的两个传感器确实滚动快门,三星还没有专用的传感器驱动程序/机舱监测报告。有趣的是,汽车传感器三星此前宣布,4 ac,据报道已经CornerPixel,尚未观察到的也不是AutoSens展出。

说,据报道,三星目前正在15像素分辨率汽车传感器,可能1 p1,也用于前传感应用,虽然还没有正式宣布。

意法半导体

意法半导体显示其最新发布的客舱传感器VB1940 / VD1940,堆叠,背景一个4×4 RGB-NIR模式(NIR过滤器940纳米增强检测)。其主要应用程序驱动程序监控和机舱监控。

司机监控、传感器性能被证明有效和迅速发现眼睛注视甚至从远处看,和戴着眼镜。VB1940 / VD1940特性两个模板模式,全球快门等快速运动的检测人眼和滚动快门在客舱旅客监视用例。它有一个5.1像素的分辨率,2.25µm像素间距,与一个线性动态范围100 dB滚动快门模式。ISP提供片上Bayerization或近红外光谱高档(图8)。

意法半导体也显示VB56G4A, 1.5像素的单色(NIR)传感器,2.61µm像素间距与全球快门还堆放在黑色背景。据意法半导体,VB1940 / VD1940和VB56G4A传感器利用Voltage-Domain全球快门的photo-generated charge-to-voltage转换后信号存储。

Metal-Insulator-Metal (MIM)电容器用于像素存储,实现在CIS。这里,特别预防措施考虑减少杂散光敏感性(PLS) MIM储能电容器的CIS来实现高效的模板。据意法半导体,这有助于减少传感器成本实现全球快门存储在堆ISP。