芯耀
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上海警方的公開數據顯示，監(jiān)控攝像頭 2017 年幫助他們抓捕了 6000 名犯罪嫌疑人，破案率大大提高，可見在公共場所的攝像頭是一大破案法寶。根據咨詢公司 IHS Markit 2016 年的數據，中國共裝有 1.76 億個監(jiān)控攝像頭。其中公安系統(tǒng)掌握著 2000 萬臺。中國視頻監(jiān)控市場價值 64 億美元，預計 12%的年增長率會持續(xù)到 2021 年 。
與此同時，隨著機器視覺、人臉識別、安防監(jiān)控的快速發(fā)展，全球 CMOS 圖像傳感器銷售額屢創(chuàng)新高。在安防領域，2017 年全球 CMOS 出貨量達到 1.84 億，預計到 2022 年全球出貨量會達到 3.05 億，年復合增長率為 11.95%。
近紅外產品實現(xiàn)突破，行業(yè)新標準隨之提出
雖然公共場所的攝像頭數量越來越多，所覆蓋的場所越來越廣，但是由于在夜間的拍攝清晰度不夠，甚至在近紅外環(huán)境下無法捕捉圖像，還是讓犯罪分子有機可乘。因此應用于安防市場的攝像頭在向著高分辨率、超低光線條件下高圖像質量，以及提高近紅外性能的方向發(fā)展。分辨率正從主流的 1080P 逐步向 4K2K 發(fā)展，人臉識別、物體識別等智能視頻需求開始興起，H.265 編碼技術逐漸得到普及；在超低光彩色、超低光不開補光燈、SNR1<0.2Lux 的情況下，圖像質量不斷提升；近紅外性能在降低紅外燈的功耗、提高監(jiān)測物體距離、SNR1940 <35nW/cm2 等條件下可以得到保證。
相對于傳統(tǒng)圖像傳感器，新品需要提升近紅外靈敏度。傳統(tǒng)攝像頭存在三個問題：第一，如果提高靈敏度，近紅外燈功耗太大；第二，保持功耗不變，探測距離無法延長；第三，850nm 可察覺紅曝，容易傷害人眼，而且作案者可以發(fā)現(xiàn)攝像頭，從而提前采取措施。圖像傳感器廠商都在極力解決這三大問題，它們發(fā)現(xiàn) 940nm 處于近紅外光區(qū)，沒有紅曝現(xiàn)象，非常適合夜晚室內黑暗環(huán)境，因此開始基于這一光波長開發(fā)圖像傳感器。
豪威科技的夜鷹技術
眾所周知，豪威科技的夜鷹技術在提升近紅外靈敏度上取得很好的成果。傳統(tǒng)圖像傳感器存在兩個問題，一是光從進到出的距離短，二是耗電大。而豪威科技花費多年時間，研發(fā)出了一種特別的解決方案，其市場部副總裁陳家旺解釋，“第一步，我們增加了硅基層厚度，可以吸收更多光子，同時大幅增加光電轉換效率；第二步，為避免光子在傳播過程中形成串擾，研發(fā)人員將像素置于像素間具有屏障的溝槽中；第三步，增加了一層曲面薄膜，使得光子在被吸收后能夠以不同角度行駛更長的距離，增加光電轉換效率，從而形成更明亮的圖像?！?/p>
成像對比：左側兩個圖采用的是傳統(tǒng)圖像傳感器；右側采用的是基于夜鷹技術的圖像傳感器，當光調到 0.2lux 時，左側全黑，右側仍然能夠采集到圖像。
通過實際成像對比，使用夜鷹技術的產品在 850nm 波長處的量子效率(QE)從原來 20%提到 60%，增加 3 倍；940nm 波長處的 QE 從 8%提到 40%，增加 5 倍。靈敏度的提升后，圖像傳感器能夠在相同的近紅外光量下成像更清晰，可以檢測到更遠的成像區(qū)域，效率越高需要補的光越少，功耗和成本自然隨之降低。
940nm 圖像傳感器的成像質量如何評判好壞？為了給業(yè)界同一個衡量標準，豪威科技定義提出了 NIR SNR1 標準，用單位面積輻射通量(nW/cm2)來度量 850nm 和 940nm 兩個不可見光波長的成像參數。
在此標準下測試對比發(fā)現(xiàn)，940nm 產品的靈敏度優(yōu)于傳統(tǒng) 850nm 產品，當保持紅外燈功率不變?yōu)?400mW/srX2 時，940nm 產品 OS02C10 的信噪比是 1，850nm 產品信噪比是 0.4，信噪比提升 2 倍；當信噪比都是 0.45 時，OS02C10 所需功率是 267mW/srx1，850nm 產品所用功率是 400mW/srx2，940nm 產品的紅外功率減少 3 倍。
VCSEL 的優(yōu)勢更明顯
如圖所示，940nm 可以分成 LED 和 VCSEL，VCSEL 是雷射光，優(yōu)勢更明顯。原來 940nm 不可以用，VCSEL 沒辦法發(fā)揮，現(xiàn)在 940nm 可用了，VCSEL 就可以發(fā)揮優(yōu)勢。第?，雷射的擴散性?較好的，指向遠，效率?、功耗很低；第二，雷射可以調頻，可以一個一個送，接收時可以算出射到多遠，壽命更?。缺點是價格比較貴，但是在未來會降下來。
發(fā)布 2 款 2 微米圖像傳感器，將“背照式”產品引入到安防領域
以前，入門級物聯(lián)網的安防監(jiān)控攝像頭只采用前照式圖像傳感器，無法充分發(fā)揮這些攝像頭的性能?，F(xiàn)在豪威科技推出了兩款基于 OmniBSI 像素技術的最新 2 微米圖像傳感器系列產品 OS02F10 和 OS04B10。這兩款傳感器采用業(yè)內最具性價比的背面照度（Back Side Illumination）解決方案，并專為入門級物聯(lián)網、工業(yè)、商業(yè)及住宅領域的安防監(jiān)控攝像頭提供高清晰圖像質量。
OS02F10 為 200 萬像素（MP）傳感器，支持 1080p （1920 x 1080）分辨率的視頻，幀率為 30 幀 / 秒。該超緊湊型傳感器采用獨特的 1/4 英寸光學格式及 4.9 x 3.0 毫米芯片級封裝（CSP）。其高量子效率(QE)減少了對 IR 照明的要求，可實現(xiàn)低功耗，攝像頭電池的使用壽命更長。OS02F10 本身的功耗小于 120 mW。
OS04B10 應用于需監(jiān)控范圍更廣的區(qū)域。OS04B10 具有 360 萬像素分辨率，支持 2K（2560 x 1440）分辨率的視頻流，幀率為每秒 30 幀。該款傳感器的特點為其獨特的 1/3 英寸光學格式及 6.3x3.7 毫米芯片級封裝（CSP）技術。OS04B10 功耗低于 140mW，高量子效率有效降低了系統(tǒng)功耗。
陳家旺強調，“采用了 OS02F10 和 OS04B10 圖像傳感器后，即使是住宅用安防監(jiān)控攝像頭也不用再擔心因為想要實現(xiàn)信價比而犧牲性能。緊湊型的 OmniBSI 像素架構成功減少了像素串擾問題，圖像質量也因此更出色?！?/p>
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