使用2M MIPI光学模块减少开发的时间和成本

在本次采访中，Teledyne e2v的战略营销经理Gareth Powell向AZoM讲述了2M Mipi光模块如何减少人工智能和ADC应用的开发时间和成本。

请告诉我们关于Teledyne E2V以及你做了什么。

Teledyne E2V是的一部分Teledyne成像组在Teledyne的保护伞下结盟的领先公司Teledyne e2v在许多领域为我们的客户提供了最先进的解决方案，我们目前的能力和产品继续处于世界领先地位。我们的独特方法包括倾听市场和客户的应用挑战，并与他们合作，提供创新的标准、半定制或完全定制的成像解决方案，为他们的系统带来更高的价值。

我是位于法国格勒诺布尔的专业成像业务的一部分，是扫描和高容量业务团队的高级营销经理。

新的2M光模块产品的主要特点是什么?

有许多功能，一些亮点是：

• 工业级2MP光学模块，小机械轮廓20 x 20 x 16.6 mm。
• 高景深，定制F / 7镜头，带31°FOV（标准版）。
• 可选择的镜头，M10镜头桶，为现成的光学采购。
• PC连接器用于连接模块到ISP、CPU等主机图像处理设备。
• MIPI CSI-2接口:1.2Gb/s每车道(最多可选择4车道，直到单个车道)
• I2C(两条线)控制，带有4个芯片地址，适用于多个传感器平台(例如360°摄像头设计，无人机/其他多光谱或制导应用)
• 板载3.3V、1.2V电源
• 最先进的，Snappy 200万，1920 x 1080 CMOS图像传感器，功能:
  • 低噪声(<3e-)全局快门2.8µm x 2.8µm像素阵列
  • 高帧率与可选择的比特深度:
    • 115fps @ 8位
    • 85fps @ 10位
    • 60 fps @12一点。
  • 有用的嵌入式应用程序功能条形码读取和其他2D扫描和机器视觉应用程序。
  • B&W和彩色版本可覆盖多个应用领域。

光模块有哪些应用?

这些工业级光学模块使用我们的高性能Snappy 2MP全局快门CMOS图像传感器，并旨在满足自动数据收集（ADC）和自动识别（AI）应用中的代码/文本读数的特定需求。Snappy传感器家族提供最终客户独特的优势，可实现最快的条形码识别和解码，在工厂，电子商务履行中心，物流，分类，零售POS以及许多其他相关垂直方面提供更高的吞吐量。

快速扫描性能不仅与传感器的帧速率能力有关，而且由于诸如从上电以进行良好扫描的时间的方面，在GO上重新配置的能力（在变更之前没有丢弃框架effect), etc. The low-light SNR and distortion-free capture enabled by Snappy’s low-noise global shutter pixels also contribute to reliable and rapid scan time. At Teledyne e2v, we are unique in making design choices to optimize performance for the application, as well as embedding unique barcode scanning application features and pre-processing. Our competition is offering global shutter sensors that have usually been designed for automotive imaging and are not generally optimized for barcode reading.

这些MIPI输出设备也是快速增长的嵌入式成像和其他计算机视觉应用/市场的理想选择，与流行的ISP平台(Nvidea, NXP, Rasperry PI等)无缝接口。

光模块如何减少开发时间和成本?

主要的时间和成本节省来自提供一个交钥匙前端成像系统，预聚焦，高质量，定制镜头。通过使用一些有限的api层Linux软件驱动程序，可以大大减少硬件开发工作，并加速系统集成。

此外，在制造作业中简化组装还可以节省额外的费用;无需费时的镜头设置，他们只需要几个螺丝将传感器安装到系统中，通过FPC电缆与下游处理和控制电路进行简单的“夹入式”连接。

专利快速自曝光模式©如何使模块受益?

快速自我曝光(FSE)模式，这是Snappy的特色2MP和5MP CMOS传感器，可优化在不同光环境下的曝光时间。与传统的基于传感器的自动曝光技术相比，这在收敛时间和稳健性方面带来了巨大的好处。它还为终端用户提供了一个快速的、自适应的曝光计算，然后自动应用于下一个全帧读数。这允许传感器适应任何类型的照明或动态照明环境，几乎不影响帧率，节省实时处理开销(时间/成本)，通过一个高性能的“片上”算法调整到传感器。

终端应用的优势是扫描速度，因为FSE模式通常收敛于帧周期的10%以下。CMOS传感器中传统的嵌入式AEC控制采用渐进技术，通过缓慢甚至收敛到目标图像对比度水平来避免闪烁。然而，事实是大量的帧被消耗在过程中，然后这是太慢的条码读取和许多其他MV应用程序。

请解释使用标准光学或半定制替代M10镜头源的选项。

我们开发了高性能的定制镜头，配置为典型的扫描应用，传感器分辨率保留，即使它的小像素。一个常见的应用要求是在近距离拍摄聚焦良好的图像，以及在距离相机/扫描仪几米远的地方，因此标准模块配备了F/7.5固定聚焦镜头，以提供更大的操作范围。

然而，一些应用可能需要不同的镜头，用于灵活的工作范围或不同的视野要求，因此我们设计了模块镜头支架，以容纳具有M10直径的标准离心透镜。这成为标准模块的半定制导数，因为我们通常会在将成品的2M光学模块运送到客户之前源，组装和焦点/测试光学器件。

是什么让2M光学模块比市场上的其他选项更好？

低成本的相机模块可在所有分辨率的消费者智能手机，平板电脑，个人电脑等。他们使用最小的像素(如此缺乏灵敏度和光学限制的“真正的”空间分辨率)，滚动快门传感器，而且不太可能长期供应，因为下一代的快速需求，使典型的消费产品的生命周期只有2或3年。全局快门是许多快速移动物体工业成像应用的唯一选择，在光学模块方面，可供选择的选项要少得多。

光学需要解决具有最小失真和MTF劣化的像素分辨率，这就是为什么我们开发出高性能定制镜头，与我们强大的Snappy 2MP传感器一起使用。这提供了一种强大的长寿相机前端，符合严格的应用要求。它受益于我们多年的创新和设计投资CMOS传感器技术开发，以及我们的内部相机设计和制造经验。

Teledyne e2v的下一步是什么?

我们的MIPI光模块家族将扩大到包括一个500万版本，其中包括一些额外的内置应用功能，如我们的专利智能区域感兴趣，它可以自动检测1D/2D条形码和文本字符串。它将当前图像中的条形码位置报告为图像页脚中的元数据(在活动显示图像区域下方包含图像统计信息等的附加数据行)。这减轻了CPU、DSP或FPGA处理中嵌入的下游识别和解码算法的负载，并可以使用低成本的处理设备或消除执行此任务所需的昂贵硬件加速器。

我们还演示了一种被称为“多焦点”的新开环方法配置的自动对焦系统，因为它提供了三个或更多的宏观对焦范围，以覆盖整个景深，但比高f#固定对焦镜头更开放的光圈。这样做的好处是，更多的光线进入像素，消除了所需的高功率LED照明。与VCM系统相比，我们使用了一种基于mems的强大自动聚焦元件，能够进行数亿次操作，同时收敛时间比其他强大自动聚焦技术短，成本也更低。我们还在开发一种可对焦的光模块，以进一步扩展这个家族。

关于加雷斯·鲍威尔

加勒斯在英国的80年代开始了他的职业生涯，作为模拟集成电路的应用工程师。稍后在宽带和视频IC和应用程序中专注。Gareth在Grenoble / France的Gareth加入了St Microelectronics 1990年，在申请组中负责视频和图像处理器IC上的全球客户的技术支持。St Microelectronics在苏格兰的VLSI Vision Ltd获取允许他在其相对婴儿期中熟悉CMOS图像传感器技术。自2006年加入Teledyne E2V以来，他享有公司CMOS传感器技术，产品和路线器作为高级营销经理，并拥有并提出了几个主要的成像行业会议论文，并撰写了许多发表的媒体文章。欧洲杯猜球平台