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创造智能生活,艾迈斯半导体主推三大类传感器

2019-04-25
王洁
电子技术应用

如今,智能手机的功能越来越强大、汽车的自动驾驶越做越好、便携易用的健康管理仪器不断出现……人们的生活被智能化填充,而这一切的智能背后都离不开传感器的功劳。传感器大厂艾迈斯半导体(ams)在上个月的慕尼黑上海电子展中,向观众展示了其带来的智能生活。展会期间,ams举办了新闻发布会,对其重点关注的三大类传感器及应用进行了深入全面的介绍。

随着智能应用对传感器需求的增长,ams在2017年飞速发展,业绩增长97%;2018年也有34%的年度增长,财政收入超过16亿美元。

“公司每年的收入以两位数的方式增长,这表示我们整个传感器的市场正在蓬勃发展,我们的客户也从五千多增长到八千多家。ams始终专注于传感器,目前主要聚焦在通讯、消费电子、计算、汽车、工业和医疗6大主要市场。ams传感器三大主轴分别是:光学传感器、图像传感器和声学传感器。” ams大中华区市场总监及台湾区域经理Daniel Lee介绍道。

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ams大中华区市场总监及台湾区域经理Daniel Lee

3D传感解决方案——结构光、TOF和双目三管齐下

自2017年iphone X的问世带火了3D视觉,现在3D摄像头已经成为各大手机厂商发布旗舰机型的标配。而iphone X可以带来这一创新技术的背后便是缘于ams的传感器,iphone X的前置3D感测使用的是结构光方案,由ams提供晶圆级光学镜头WLO。

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手机3D识别趋势

目前的3D方案主要有结构光(SL)、飞行时间(ToF)和主动立体视觉(ASV,也称双目)三种,在手机应用中,结构光和TOF可以算得上是两大阵营。结构光阵营中以苹果为代表,TOF则多见于基于安卓系统的手机中,华为近期发布的P30Pro采用的是TOF,用于后镜头景深侦测。


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结构光和双目方案现场演示

“ams的3D传感技术在结构光、双目和TOF都有所涉及。双目适用于一些中端距离的应用。在上个月的MWC,我们发布了与高通的一些合作,共同开发适用于手机应用的3D主动式立体视觉解决方案,让用户体验3D所带来的视觉效果;结构光的热潮是从iphone开始,比较适用于一些近距的应用;近两年很热的TOF主要是用在一些构色,或是比较远距的应用,ams也有相对应的产品供客户选择。” ams大中华区3D方案和器件产品线市场总监CK Chua介绍道。

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ams大中华区3D方案和器件产品线市场总监CK Chua

除了在移动设备的人脸解锁、 AR、VR,在游戏方面,3D传感也能够带给大家不同的效果,游戏中也可以实现类似于AR的效果;在智能家居方面,3D也起到了个性化设置的效果;在工业方面, 3D可以帮助实现自动化生产、自动化仓库管理等;车载方面,可以实现人脸识别、驾驶员的监控,或是手势识别等。

图像传感器——低辐射、高画质就要 “兼得”

ams图像传感器的应用场景包括工业的机器视觉、高端的安全、专业的图像摄取、医疗内窥镜、交通监控,还可以用于科研场所。其中,工业和医疗是ams图像传感器最主要的应用。

“在工业监控应用中,它是一个综合全局快门、高速度的一个产品,分辨率最高可以达到50 Mpixel甚至更高,同时它在很多跟我们生活密切相关的工业场合,比如机场、交通、空间安全等,都有非常广泛的应用。我们相信它会越来越多地被应用在公共的环境当中。”ams图像传感器市场经理Tom Walschap介绍道。

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ams图像传感器市场经理Tom Walschap(左)、

医疗与特殊传感器产品管理与市场高级经理Zorro Huang(右)

2018年12月,ams推出了第一款全局快门图像传感器CSG14k,提供12位输出,分辨率达到14M像素,提供LVDS接口,用于机器视觉和自动光学检测(AOI)设备,相比之前支持1英寸光学格式的产品,它可以提供更出色的图像质量和更高的吞吐量。

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CSG14k

在医疗上,ams提供的不仅仅是一个传感器元件,而是一个完整的模组,应用于内窥镜的系统。ams的微型摄像头模组在尺寸和分辨率上都做了很大改进,可以帮助医生极大地提高内窥扫描的效果,同时极大地降低患者承担的内窥扫描的痛苦。

2018年11月,ams发布了微型摄像头模块NanEyeM和NanEyeXS。其中,1mm2NanEyeM在LVDS数字接口上可以提供100k像素的高分辨率图像,在62MHz时最大速率为49帧/秒;NanEyeXS的占位面积为0.46mm2,是全球体积最小的图像传感器之一,在28MHz时以最大55帧/秒的速率提供40k像素分辨率的数字输出。

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用于内窥镜中的超小体积NanEye

“传统的CT、X-ray、MRI是不可以用于婴儿的。要有更低的辐射剂量,同时又要有更好的图像品质,这两个看似是一个矛盾体,但是我们做到了更低的辐射剂量、更高的图像品质,让它能够适合应用在婴幼儿身上。” 医疗与特殊传感器产品管理与市场高级经理Zorro Huang介绍道。

声学传感器的“静”界

在日常听歌的过程中,如果外界的声音比耳机中的声音更大将会非常闹心。近期某热门综艺在传声筒游戏中,就出现了嘉宾带着耳机(尽管里面放着分贝极高的音乐以抑制外部声音)却仍能听见前方嘉宾传达的语音,闹出了不少乌龙,如果这时候嘉宾佩戴的耳机加上ams数字式噪音管理,情况就不一样了。

采用增强式低噪音ANC(主动降噪)耳机扬声器驱动,具有环境噪声消除功能,能够通过降低背景环境噪音来提高听音乐或通过电话交谈的质量。

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数字式降噪管理

汽车应用

ams拥有丰富的传感器产品以及很好的技术累积,可以在汽车传感器上面进一步拓展。“我们在汽车上面有非常高的期望,期望很多我们的储备能够从现在的手机上面的应用,大量地应用到工业和汽车上,今年我们也投入了非常多的资源,包括人员、技术投入以及方方面面的实验资源等,来投入到汽车当中。” ams大中华区汽车事业部市场应用及业务发展总监 Anmin Jin介绍道。

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ams大中华区汽车事业部市场应用及业务发展总监 Anmin Jin

激光雷达方面,ams主推addressable VCSEL array技术来实现低成本的固态激光技术。未来,昂贵的机械激光雷达注定被低成本的固态激光技术取代。

汽车与驾驶员之间的交互方面,ams的3D技术方案可以用于驾驶员的监控系统,包括驾驶员的认证、对驾驶员的监控和状态监测。ams在手机上成熟的技术积累可以迁移到车里面应用。

另外,在汽车与交通环境的交互时可以用投射照明的方式,在地面投射一些需要的图案。投射照明中,ams提供微镜面阵列技术,可以通过一个个小的微镜面始终完整地把转向灯、刹车灯等投射到地面上,大尺寸高清晰度地实现投影效果,不受外界灰尘等对镜面的干扰。

关于ams传感汽车应用的更多细节可以参考《电子技术应用》记者在幕展汽车技术日对Anmin Jin先生的专访报道《传感器大厂ams在智能网联汽车上要做什么?》


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