近日,由《Vision Systems Design》举办的“视觉系统设计创新奖2022(VSDC Innovators Awards 2022)”正式揭晓获奖名单。该奖项旨在表彰在产品或技术、应用程序或研发方面表现卓越的机器视觉行业公司。Teledyne e2v Topaz 产品凭借其创新的结构设计、出色的性能表现荣膺此次评选最高荣誉白金奖。

 

Topaz是一款小巧的全局快门 2MP 图像传感器。先进的 CMOS 技术使 Topaz 具有独特的低噪声特性和性能。它结合独特的芯片布局和芯片级封装(CSP),为移动应用提供理想的微型尺寸。

 

产品亮点

● 2M 全局快门像素:

Topaz 2M 拥有更小的全局快门像素,借助 TowerJazz 公司的65 nm 技术开发。该像素具有 8T 共享像素结构,两个像素共享八个晶体管;因此结合了 6T 像素结构的优势(如真正的相关双采样以降低时域噪声)和 4T 结构的改进灵敏度。通过这种像素结构,Topaz 2M 在非常小的2.5 µm 像素间距内带来低至3.5 e- 的读出噪声和高 QE。

在这个创新结构的基础上,凭借像素表面的创新光学堆栈结构,Topaz 2M 具有卓越的灵敏度和角响应。像素通过无间隙顶部透镜优化像素间距,但真正的创新在于“双光管”架构,通过微光纤直接将光引导到光电二极管上。附加文档包含该光学堆栈的截面图。

●紧凑性

Topaz 的设计具有独特的紧凑尺寸。小像素间距使其具有微小的芯片和芯片级封装。电子元件被放置在芯片的水平两侧,因此其高度只有4.45 mm,可以安装在 PDA(个人数据助理)等移动平台上。

●独特的嵌入式特性

模拟增益:模拟增益的高精细度允许客户以固定的积分时间控制图像曝光。16档增益值在分贝域中是线性的。而通常图像传感器的模拟增益最多只有8个可能值。

子采样:子采样通过丢弃行而不改变视场,可以实现更快的传感器读出。与我们的其他传感器相比,Topaz 的子采样特性是独特的,因为子采样可以按行或按列进行。这让客户获得不失真的低分辨率图像,以保持其形状格式。子采样比可达64。

外部时钟:外部时钟频率(振荡器输入)可以适应可用的系统时钟。频率可以是以下值之一:5 MHz;7.5 MHz;10 MHz;12.5 MHz;15 MHz;20 MHz;25 MHz;50 MHz;100 MHz。

●周详的传感器设计

CMOS 图像传感器的设计通常只关注光电转换性能,而 Teledyne e2v 拓宽思路,设计出非常紧凑的传感器,将简化条码和视觉系统的设计。

利用2.5 µm 的全局快门像素,Topaz 2M 适合于1/3.2’’格式,并兼容广泛的标准和具有成本效益的光学器件,如 M12 接口。其他同等甚至更低分辨率的传感器却需要更大的光学尺寸。Topaz 在移动平台市场上具有广泛的竞争力,特别是在 PDA 上,因为它实现了200万像素全局快门传感器能达到的最小高度。

除了光学格式外,光学中心的位置对相机尺寸也有很大影响。与竞争对手相反,Topaz 2M 的封装和光学中心位于完全相同的位置,因此相机的外壳可以最小化。在目标应用程序中,减少占用空间以减少大小和重量的需求非常重要。

为了降低开发费用,Topaz 2M 提供1或2对 MIPI 接口,以适应客户需求。该输出兼容广泛的嵌入式图像处理,如 Nvidia jetson 或 Nxp imx。

●组合性能和紧凑性

利用像素内的真实 CDS, Topaz 2M 带来了卓越的低噪声性能(10 bit 下3.5 e-),具有优化的低噪声读出和量子效率。它使用户能够在较低的光照水平下工作,这是低光照应用所需的。Topaz 还具有出色的低光信噪比性能,因此允许短曝光时间,消除运动模糊和图像失真。

●低功耗

除了前面提到的差异,Topaz 的功耗比主要竞争对手更低或与其等同。这一特性使得它非常适合电池驱动应用,以增加电池自主性,减少设备热量,降低设备成本。

应用场景

●ADCS和常规扫描

Topaz 2M 专为扫描应用设计,具有低功耗和7.65 x 4.45 mm 封装,因此适合于手持和移动平台。全局快门和低噪声像素使其成为物流和零售领域快速移动条码扫描的理想选择。它具有卓越的低光信噪比性能和极佳的优化暗信号(在65 °C 仅有6.5 e-),还可以调整曝光时间,减少所需的光照功率和运动模糊。

Topaz 拥有快速唤醒模式,使用专有的上电复位方法,确保在省电方案中通电后,第一帧可以在10 ms 内解码。

●机器人和无人机

无人机(UAV)拥有嵌入式摄像机,通常快速移动,自动化机器人装配市场则处理快速移动的物体。凭借快速全局快门像素和低负载重量和尺寸(得益于芯片级封装),Topaz 成为上述两类应用的理想选择。其低功耗特性特别适合无人机应用,小尺寸则是立体3维机器人应用的福音。

●机器视觉和边缘物联网成像

Topaz 拥有MIPI CSI-2 接口,可与广泛流行的嵌入式成像 ISP 兼容,如 Nvidia jetson 或 Nxp imx(机器视觉市场上的一个标准)。

Topaz 的1.5 MP 宽画幅衍生产品也可用于分类(食品、邮政、回收等)应用。得益于快速唤醒的低功耗特性,Topaz 还可以用于远程物联网边缘设备的计算机视觉。

●AR/VR

AR/VR 技术市场正在增长,由于这类技术位于人眼附近,因此需要满足一些要求。Topaz 非常理想,因为其低功耗降低了耳机的局部发热,也使其适合电池驱动的 AR/VR 应用。其小光学格式适合于小模块设计,能减少可穿戴设备的总重量和体积,提升用户的舒适度。

此次斩获 VSDC Innovators Awards 2022 白金奖,不仅是业内专家对 Teledyne e2v Topaz 产品的高度认可和肯定,更是对 Teledyne 在创新发展道路上的一种激励。未来,Teledyne 将继续秉持创新精神,创造出更多满足用户和市场需求的卓越产品。

作者 admin