【導讀】一切始於18年前我開始研究用於後視攝像頭（RVC）的一種首款汽車CMOS圖像傳感器。在當時
，配備RVC以幫助駕駛員看到汽車後方是一項偉大創新。二十年後的今天，RVC已成為現代車輛的標配
，且更多的攝像頭為高級駕駛輔助係統（ADAS）奠定了基礎。隨著Aptina從當時的美光科技圖像傳感器部門分拆出來
，再到後來被安森美收購，我的職業生涯隨之變化
，ADAS係統也經曆了一係列重大變革。

一切始於18年前我開始研究用於後視攝像頭（RVC）的一種首款汽車CMOS圖像傳感器。在當時，配備RVC以幫助駕駛員看到汽車後方是一項偉大創新。二十年後的今天，RVC已成為現代車輛的標配，且更多的攝像頭為高級駕駛輔助係統（ADAS）奠定了基礎。隨著Aptina從當時的美光科技圖像傳感器部門分拆出來，再到後來被安森美收購，我的職業生涯隨之變化，ADAS係統也經曆了一係列重大變革。

時至今日，更先進的汽車係統在以下情況下會向駕駛員發出警告：探測到近距離物體或視線盲區中的汽車、車道偏離以及在定速巡航模式下保持速度和距離。許多這些熟悉的安全功能都是由汽車圖像傳感器實現的。

對(dui)我(wo)個(ge)人(ren)來(lai)說(shuo)能(neng)夠(gou)成(cheng)為(wei)這(zhe)場(chang)交(jiao)通(tong)變(bian)革(ge)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)也(ye)是(shi)非(fei)常(chang)有(you)益(yi)的(de)經(jing)曆(li)。我(wo)有(you)機(ji)會(hui)在(zai)安(an)森(sen)美(mei)團(tuan)隊(dui)工(gong)作(zuo)，努(nu)力(li)為(wei)行(xing)業(ye)帶(dai)來(lai)許(xu)多(duo)開(kai)創(chuang)性(xing)的(de)發(fa)明(ming)
，這(zhe)些(xie)發(fa)明(ming)如(ru)今(jin)已(yi)成(cheng)為(wei)行(xing)業(ye)規(gui)範(fan)。例(li)如(ru)，我(wo)們(men)推(tui)出(chu)了(le)雙(shuang)增(zeng)益(yi)像(xiang)素(su)技(ji)術(shu)和(he)高(gao)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)成(cheng)像(xiang)（HDR）
，這些技術現在用於許多傳感器設計中。我可以自豪地說，大多數ADAS係統使用的是安森美開發的圖像傳感器。

在我的職業生涯中，圖像傳感技術的發展發生了翻天覆地的變化，我親眼見證了車載圖像傳感器取得的顯著進步。

分辨率

圖像分辨率是衡量圖像質量的重要參數之一。尤其對於車載成像而言
，更高的分辨率意味著圖像擁有更銳利的邊緣和更細膩的細節。

試想一下，當視頻圖形陣列（VGA）傳感器剛剛問世時，它們隻能生成30萬像素（0.3MP，640Hx480V）的圖像。而我們的AR0820AT則是市場上首款車規級830萬像素（8.3MP，3840Hx2160V）圖像傳感器。這種高分辨率使得單個攝像頭可以支持多種應用（如視覺和感知），並(bing)且(qie)能(neng)夠(gou)更(geng)好(hao)地(di)進(jin)行(xing)物(wu)體(ti)探(tan)測(ce)。隨(sui)著(zhe)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)汽(qi)車(che)應(ying)用(yong)需(xu)要(yao)更(geng)大(da)量(liang)的(de)成(cheng)像(xiang)數(shu)據(ju)來(lai)輔(fu)助(zhu)做(zuo)出(chu)關(guan)乎(hu)安(an)全(quan)的(de)關(guan)鍵(jian)決(jue)策(ce)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)預(yu)見(jian)市(shi)場(chang)在(zai)未(wei)來(lai)對(dui)更(geng)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)需(xu)求(qiu)將(jiang)會(hui)持(chi)續(xu)增(zeng)長(chang)。

圖1.安森美汽車圖像傳感器發展趨勢

像素尺寸

像素尺寸是選擇傳感器時要考慮的另一個因素
，需要與速度、靈敏度
、圖(tu)像(xiang)質(zhi)量(liang)達(da)到(dao)完(wan)美(mei)平(ping)衡(heng)。更(geng)大(da)的(de)像(xiang)素(su)具(ju)有(you)更(geng)大(da)的(de)麵(mian)積(ji)來(lai)收(shou)集(ji)可(ke)用(yong)光(guang)線(xian)

，但(dan)這(zhe)並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)總(zong)能(neng)得(de)到(dao)更(geng)好(hao)的(de)圖(tu)像(xiang)質(zhi)量(liang)。一(yi)個(ge)擁(yong)有(you)較(jiao)小(xiao)像(xiang)素(su)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)覆(fu)蓋(gai)相(xiang)同(tong)光(guang)學(xue)麵(mian)積(ji)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)
，其(qi)性(xing)能(neng)可(ke)能(neng)超(chao)過(guo)擁(yong)有(you)較(jiao)大(da)像(xiang)素(su)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)。

我們的Hyperlux係列就是一個例子，它展示了在典型汽車環境下，2.1µm像素傳感器如何優於3µm像素傳感器：在低光環境
、總信噪比（SNRs）以及HDR等方麵表現出色。隨著我們研發更先進的圖像傳感器，像素尺寸已從較大的6µm縮小到我們當前的2.1µm超級曝光像素，同時提升了整體性能。

曝光HDR技術

我們是首家發明大小像素技術以生成HDR圖像的公司。通過采用大小像素的方法
，專用於單個像素的傳感器區域被分為兩部分：一個較大的光電二極管覆蓋大部分區域
，另一個較小的光電二極管則利用剩餘部分。然而，由於大小像素技術會導致圖像質量下降、暗噪聲增加以及性能降低
，尤其是在較高溫度下表現更為明顯

，因此我們不再采用這一技術。

圖2. 曝光技術的對比

針(zhen)對(dui)這(zhe)些(xie)缺(que)點(dian)，我(wo)們(men)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)是(shi)超(chao)級(ji)曝(pu)光(guang)技(ji)術(shu)
，也(ye)被(bei)稱(cheng)為(wei)溢(yi)出(chu)多(duo)重(zhong)曝(pu)光(guang)技(ji)術(shu)。該(gai)技(ji)術(shu)在(zai)像(xiang)素(su)內(nei)增(zeng)加(jia)了(le)一(yi)個(ge)區(qu)域(yu)
，用(yong)於(yu)容(rong)納(na)大(da)信(xin)號(hao)或(huo)電(dian)荷(he)溢(yi)出(chu)的(de)部(bu)分(fen)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)就(jiu)像(xiang)用(yong)一(yi)個(ge)水(shui)桶(tong)來(lai)接(jie)雨(yu)水(shui)，如(ru)果(guo)雨(yu)水(shui)溢(yi)出(chu)了(le)水(shui)桶(tong)
，我(wo)們(men)有(you)一(yi)個(ge)更(geng)大(da)的(de)盆(pen)來(lai)裝(zhuang)多(duo)餘(yu)的(de)水(shui)。“桶”內的信號可以非常精準地讀取，因此我們能夠實現出色的低光表現
；eryichudepenzhongzerongnalesuoyouchaochudebufen，congerkuozhanledongtaifanwei，bingjubeibuzhuomingliangwutihechangjingzhenshisecaidenengli。zhenggexiangsuquyukeyingyongyudiguangtiaojian，erzailiangguangtiaojianxiabuhuibaohe。

因此，超級曝光技術為汽車應用中的HDR場景提供了更好的圖像質量，包括捕捉閃爍的LED燈光和標誌的所有色彩和細節。

動態範圍

動態範圍是指場景中最亮部分和最暗部分之間的比值。我們的圖像傳感器率先實現了120dB以及隨後140dB高動態範圍（HDR）。我們的Hayabusa係列產品是業內首款麵市的實現120dB HDR並搭載LED頻閃抑製（LFM）功能的傳感器。最近，我們推出了Hyperlux圖像傳感器係列，具備行業領先的150dB HDR LFM性能以及增強的圖像質量。

830萬像素AR0823AT和300萬像素AR0341AT是首批采用Hyperlux技術的產品。憑借卓越的HDR性能，Hyperlux能夠提供色彩鮮豔
、銳利且充滿細節的圖像

，由於其極其穩定且不受溫度或光照條件變化影響的特性，這為更高安全性的設計奠定了基礎。如圖3所示，Hyperlux傳感器在最苛刻環境和極端條件下表現出色。

圖3.Hyperlux與競爭對手傳感器之間的高動態範圍性能對比

汽車攝像頭係統是主動安全中的關鍵組成部分
，因為它們是唯一能夠識別道路上不同物體顏色、形狀和大小的感知方式。在整個發展曆程中，安森美團隊始終不渝地努力創新
，在低光環境、高動態範圍（HDR）、圖像質量和清晰度等方麵樹立新標杆。

這有助於汽車整車廠商（OEM）成功將早期的後視攝像頭（RVC）升級到L2級自動駕駛車輛係統中，並積極實施L2+和L3級別的駕駛自動化。憑借行業領先的性能與功能，Hyperlux傳感器有望提高安全指標
，助力實現高速自動駕駛，同時降低係統開發成本。因此，眾多OEM廠商和一級供應商選擇在他們的ADAS攝像頭設計中采用安森美圖像傳感器也就不足為奇了。

通往更安全、更美好的未來之路並未止步於此。讓我們攜手共進，繼續朝著更高的道路安全和駕駛自動化水平邁進。

（本文轉載自：安森美，本文作者：安森美(onsemi)高級經理Sergey Velichko）

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