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  安森美將汽車圖像傳感器Hyperlux，意味著面對汽車行業(yè)圖像傳感器設(shè)計的各種挑戰(zhàn)，安森美致力于在千變?nèi)f化的光照條件和極端情況下，依然實現(xiàn)“所見即所得”，讓汽車之眼看到的光真正做到安全可靠。

  眾所周知分辨率和像素決定了照片的清晰度，而汽車ADAS應用通常需要800萬量級像素的分辨率來解析小物體，例如磚塊或巖石，或者更遠距離的騎自行車者或行人等較大物體。

  在高動態(tài)范圍方面，Hyperlux系列圖像傳感器采用安森美獨特的超曝光 (SE) 像素技術(shù)，配備非常大的全阱容量 (FWC) 光電二極管和像素內(nèi)溢流電容器 (OFC)，可提供業(yè)界最高的150dB總動態(tài)范圍，這樣的動態(tài)范圍是在兩次連續(xù)(交錯)曝光中實現(xiàn)的，第一次“長”曝光捕獲較低照明范圍，提供約 110 dB，而第二次“較短”曝光捕獲更高照度并提供剩余約 40 dB HDR。動態(tài)范圍內(nèi)的最小圖像模糊和完整的 LFM 功能，LED 閃爍主要是通過第一次曝光捕獲的，在此曝光中實現(xiàn)了完整的 LFM 功能。

  信噪比 (SNR) 是所有圖像傳感器的一個重要參數(shù)，因為它與系統(tǒng)在傳感器生成的圖像中檢測物體的能力有關(guān)。把圖像傳感器與大小像素雙二極管設(shè)計進行對比，由于在高溫下，一個典型的3 μm大小像素傳感器的過渡區(qū)SNR會下降到20 dB左右，在這個水平上，噪聲是明顯可見的，而且物體檢測也更困難。因此，高溫對圖像傳感器來說始終是個挑戰(zhàn)，在汽車應用中尤其如此。由于處于陽光直射下，并被設(shè)計在小的封閉空間內(nèi)，這空間內(nèi)還有其他電子器件在運行中產(chǎn)生熱量，汽車圖像傳感器在其80%以上的壽命期內(nèi)都工作在80 ℃或更高的結(jié)溫下。但Hyperlux圖像傳感器性能穩(wěn)定，在絕大多數(shù)情況下都能將信噪比轉(zhuǎn)換保持在 30 dB 及以上，即使在125℃的結(jié)溫與高光照條件下也能達到25 dB以上的SNR性能，從而確保實現(xiàn)精確的物體檢測。

值得一提的是，順應汽車電氣化的主流趨勢，尤其是車內(nèi)傳感器變得越來越多，更低的功耗與更小的攝像頭模塊尺寸正成為汽車設(shè)計的重要考量。Hyperlux產(chǎn)品系列擁有領(lǐng)先業(yè)界的超低功耗和小尺寸，鞏固了安森美車規(guī)級圖像傳感器市場領(lǐng)導者的地位。其中，Hyperlux系列300萬像素分辨率產(chǎn)品，基于2.1μm的低像素尺寸，像素性能可媲美競品3μm像素尺寸產(chǎn)品，甚至更勝一籌。與競品相比，Hyperlux汽車圖像傳感器的功耗最多可降低30%，占位最多可減小28%，以更低的系統(tǒng)材料成本實現(xiàn)高能效設(shè)計，這些都是Hyperlux圖像傳感器得以脫穎而出的關(guān)鍵所在。

  用芯護航駕駛安全150dB超高動態(tài)范圍的意義所在

  事實上，當我們在談論從L1邁向更高等級的自動駕駛時，如何在極端情況確保車輛乘員和道路使用者的安全至關(guān)重要。高動態(tài)范圍是汽車影像系統(tǒng)應用的重要特性，確保攝像機可在寬范圍的光線 、黑暗和高光照對比情況下清楚地呈現(xiàn)場景細節(jié)，提高圖像信息的精確度，在邁向徹底消除交通死亡和重傷的“零愿景”戰(zhàn)略上將發(fā)揮的重要作用，這也是Hyperlux圖像傳感器的核心競爭優(yōu)勢所在。

  Hyperlux圖像傳感器確保攝像機可在黑暗和高光照對比情況下清楚地呈現(xiàn)場景細節(jié)在當前的汽車駕駛中，人們多大數(shù)情況還是用一雙人眼來監(jiān)視道路和周圍環(huán)境，而在自動駕駛汽車中，人眼將被更多的攝像頭“眼睛”所取代，因此對于光學和圖像傳感器而言，性能比人眼更好至關(guān)重要。就像紅綠燈的動態(tài)范圍通常在110dB-120dB，理論上只需傳感器滿足其無閃爍的動態(tài)范圍就能準確識別路標或交通燈，但進出入隧道、迎面而來的車輛前燈、來自潮濕地面的眩光等環(huán)境照明條件的大幅變化，使圖像傳感器難以捕獲路標上的速度限制或其他環(huán)境信息。因此，動態(tài)范圍在汽車圖像傳感器上有著非常高的要求，真實場景下動態(tài)范圍極端情況下可達140 dB，所以這類圖像傳感器產(chǎn)品往往要將動態(tài)范圍做到120 dB以上。此外，汽車圖像傳感器常見的另一大挑戰(zhàn)是LED閃爍抑制，就像人眼對于LED屏幕閃爍的感知一樣，汽車圖像傳感器對車外的交通信號燈、路標、車輛前大燈等通常使用LED照明的脈沖式光源，也會將其呈現(xiàn)為閃爍的圖像流。

  Hyperlux圖像傳感器(右)能有效減少LED閃爍

  Hyperlux圖像傳感器正是憑借領(lǐng)先業(yè)界的150 dB超高動態(tài)范圍和減少LED閃爍功能，以及超級曝光等技術(shù)的創(chuàng)新，能夠適配更多的駕駛場景并支持更高等級的自動駕駛。對于SoC 或ISP集成商而言，設(shè)置好Hyperlux圖像傳感器后也無需逐幀重新調(diào)整攝像頭的曝光或增益控制，不用來回切換且不會丟幀，沒有延遲讓攝像頭模塊更安全。

  此外，Hyperlux的設(shè)計符合汽車安全完整性等級D級(ASIL D)系統(tǒng)的嚴格安全要求，而集成的安全性最大范圍地防范網(wǎng)絡(luò)安全威脅。這些傳感器還提供不同分辨率的雙輸出流，允許同時執(zhí)行感知和其他功能，設(shè)計人員可得益于其靈活的架構(gòu)，用一個攝像頭實現(xiàn)多種功能，從而減少設(shè)計時間、風險和成本。