汽车图像传感器的演进之旅
汽车图像传感器的演变之旅 这一切始于18年前，我开始研究后视摄像头。（RVC）首款汽车CMOS图像传感器。当时配备RVC，帮助司机看到汽车后面是一项伟大的创新。20年后的今天，RVC已经成为现代车辆的标准，更多的摄像头是高级驾驶辅助系统（ADAS）奠定了基础。随着Aptina从当时的美光科技图像传感器部门分开，后来被安森美容（onsemi）收购，我的职业生涯发生了变化，ADAS系统也经历了一系列重大变化。今天，在以下情况下，更先进的汽车系统将向驾驶员发出警报：检测近距离物体或视线盲区中的汽车、车道偏差，并在定速巡航模式下保持速度和距离。汽车图像传感器实现了许多熟悉的安全功能。对我个人来说，成为这次交通变化的一部分也是一次非常有益的经历。我有机会在安森美团队工作，努力为行业带来许多开创性的发明，现在已经成为行业标准。例如，我们推出了双增益像素技术和高动态成像（HDR），这些技术现在用于许多传感器设计。我可以自豪地说，大多数ADAS系统使用安森美开发的图像传感器。在我的职业生涯中，图像传感技术的发展发生了翻天覆地的变化。我亲眼目睹了车载图像传感器的显著进展。图像分辨率是衡量图像质量的重要参数之一。特别是对车载成像而言，更高的分辨率意味着图像具有更锐利的边缘和更精致的细节。想象一下，当视频图形阵列时（VGA）当传感器刚出现时，它们只能产生30万像素(0.3MP，640 H x 480 V）的图像。我们的AR0820AT是市场上第一款830万像素的汽车规级(8.3MP，3840 H x 2160 V）图像传感器。这种高分辨率使得单个摄像头能够支持多种应用程序(如视觉和感知)，并且能够更好地进行物体检测。随着越来越多的汽车应用程序需要更多的成像数据来帮助做出关于安全的关键决策，我们可以预测未来市场对更高分辨率的需求将继续增长。图1.安森美汽车图像传感器的发展趋势。像素尺寸是选择传感器时需要考虑的另一个因素，需要与速度、灵敏度和图像质量完美平衡。更大的像素有更大的面积来收集可用的光，但这并不意味着它总是能获得更好的图像质量。在覆盖相同光学面积的情况下，具有较小像素的传感器的性能可能超过具有较大像素的传感器。我们的Hyperlux系列就是一个例子，在典型的汽车环境中展示，2.1μ如何优于3m像素传感器？μm像素传感器：在低光环境下，总信噪比（SNRs）以及HDR的出色表现。随着我们开发出更先进的图像传感器，像素尺寸已经从更大的6开始μ将mm缩小到我们目前的2.1μM超曝光像素，同时提高了整体性能。我们是第一家发明大小像素技术生成HDR图像的公司。专门用于单个像素的传感器区域分为两部分：一个大的光电二极管覆盖大部分区域，另一个小的光电二极管使用剩余部分。然而，我们不再使用这种技术，因为大小像素技术会导致图像质量下降、暗噪声增加和性能下降，特别是在高温下。图2. 针对这些缺点，我们的解决方案是超曝光技术，又称溢出多曝光技术。该技术在像素中增加了一个容纳大信号或电荷溢出的区域。这种方法就像用水桶接雨一样。如果雨水溢出水桶，我们有一个更大的盆来装多余的水。 “桶”中的信号可以非常准确地读取，因此我们可以实现出色的低光性能；溢出的盆包含所有超出的部分，从而扩大动态范围，并有能力捕捉明亮的物体和场景的真实颜色。因此，整个像素区域可以应用于低光条件，而不会在亮光条件下饱和。因此，超级曝光技术为汽车应用中的HDR场景提供了更好的图像质量，包括捕捉闪烁的LED照明和标志的所有颜色和细节。动态范围动态范围是指场景中最亮部分和最暗部分之间的比值。我们的图像传感器率先实现了120dB和140dB的高动态范围（HDR）。我们的Hayabusa系列产品是业内首款实现120dbbusa面市的产品 HDR配备LED闪光抑制（LFM）传感器的功能。最近推出了Hyperlux图像传感器系列，行业领先150dBB HDR LFM性能和增强的图像质量。830万像素AR0823AT 300万像素AR0341AT是Hyperlux技术的首批产品。Hyperlux凭借其卓越的HDR性能，可以提供色彩鲜艳、锐利、细节丰富的图像。由于其极其稳定，不受温度或光照条件变化的影响，为更高的安全设计奠定了基础。如图3所示，Hyperlux传感器在最恶劣的环境和极端条件下表现良好。图3.汽车摄像头系统是主动安全的关键组成部分，因为它们是识别道路上不同物体颜色、形状和大小的唯一感知方法。在整个发展过程中，安森美团队始终在低光环境和高动态范围内不懈努力创新（HDR）、在图像质量和清晰度方面树立新的标杆。这有助于汽车制造商（OEM）早期后视摄像头的成功将是早期后视摄像头（RVC）升级到L2自动驾驶车辆系统，积极实施L2 L3级驾驶自动化。Hyperlux传感器具有行业领先的性能和功能，有望提高安全指标，帮助实现高速自动驾驶，降低系统开发成本。因此，许多OEM制造商和一级供应商选择在ADAS摄像头设计中使用安森美图像传感器也就不足为奇了。通往更安全、更美好未来的道路并没有止步于此。让我们携手共进，继续走向更高的道路安全和驾驶自动化水平。
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