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全局快門技術(shù)允許光敏元像素點(diǎn)在同一瞬間全部開(kāi)始曝光，確保整個(gè)圖像傳感器上的所有像素同時(shí)捕獲光線，因而能夠非?？焖俚嘏臄z整幅影像，拍攝時(shí)間極短，有利于捕捉高速運(yùn)動(dòng)中的物體或減少運(yùn)動(dòng)模糊。由于所有像素同時(shí)曝光，全局快門技術(shù)能夠準(zhǔn)確地捕捉物體在同一時(shí)間點(diǎn)的狀態(tài)，避免了因逐行或逐列曝光而產(chǎn)生的圖像扭曲或變形。
由于這些特性，全局快門技術(shù)在無(wú)人機(jī)航拍、計(jì)算機(jī)視覺(jué)，以及高精度測(cè)量與檢測(cè)領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。日前，在第十四屆松山湖中國(guó)IC創(chuàng)新高峰論壇上，思特威（上海）電子科技股份有限公司的銷售總監(jiān)宗翔詳細(xì)介紹了該公司新推出的兩款基于思特威第二代全局快門技術(shù)CMOS圖像傳感器SC038HGS和SC020HGS，為機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用帶來(lái)了新的突破。
不同于卷簾快門，全局快門技術(shù)更適合拍攝快速移動(dòng)的物體，能夠減少形變，提高拍攝精度。思特威全局快門產(chǎn)品從2017年開(kāi)始迭代，目前最新量產(chǎn)的是第二代，而第三代正在研發(fā)。其每一代產(chǎn)品在性能上都有提升和突破，尤其是最新一代產(chǎn)品SC038HGS，在幀率、靈敏度和功耗等方面都有顯著改進(jìn)。
SC038HGS采用了先進(jìn)的SmartGS-2 Plus技術(shù)，該技術(shù)結(jié)合了全局快門(GS)和背照式像素結(jié)構(gòu)(BSI)，為圖像傳感器帶來(lái)了更高的性能。該芯片擁有高感光性能、低噪聲、高幀率和低功耗四大特點(diǎn)，這些特點(diǎn)共同提升了視覺(jué)信息的準(zhǔn)確性和清晰度。
SC038HGS的峰值量子效率（peak QE）和滿阱電子（FWC）分別高達(dá)90%和12.4ke-，使得傳感器在低光環(huán)境下也能有出色的表現(xiàn)。其芯片暗電流（DC）在80℃環(huán)境下低至247e-/s，這有助于在高溫環(huán)境中保持圖像的清晰度和低噪聲。得益于出色的低功耗設(shè)計(jì)，該傳感器功耗可降至48.6mW，非常適用于需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行或依賴電池供電的應(yīng)用場(chǎng)景。
SC038HGS傳感器主要應(yīng)用于機(jī)器視覺(jué)、無(wú)人機(jī)/掃地機(jī)避障系統(tǒng)、AR/VR 6DoF系統(tǒng)等領(lǐng)域。在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，其高幀率特性（VGA分辨率下可實(shí)現(xiàn)240幀）使得它能夠捕捉到更快速的運(yùn)動(dòng)，提高生產(chǎn)效率和檢測(cè)精度；對(duì)于無(wú)人機(jī)和掃地機(jī)等移動(dòng)設(shè)備，SC038HGS能夠提供精確的視覺(jué)信息，以實(shí)現(xiàn)避障和導(dǎo)航功能；在AR/VR領(lǐng)域，該傳感器能夠提供高質(zhì)量的圖像捕捉，增強(qiáng)用戶的沉浸式體驗(yàn)。
另一款新產(chǎn)品SC020HGS同樣采用SmartGSTM-2 Plus技術(shù)，集成了Lightbox IR近紅外增強(qiáng)技術(shù)，使得其在低照度的暗光環(huán)境下也能有出色的成像表現(xiàn)。
SC020HGS的分辨率為400H*400V，采用1/14英寸光學(xué)格式和2.2μm像素尺寸。支持240fps超高幀率和超高快門速度(PLS>30000)，能夠充分滿足AR/VR類設(shè)備對(duì)圖像捕捉高真實(shí)度、高流暢性的需求。
該傳感器的峰值量子效率（peak QE）高達(dá)95%，即使在850nm和940nm近紅外波段下，量子效率也較同類產(chǎn)品有所提升。在功耗方面，SC020HGS實(shí)現(xiàn)了低至48.4mW(240fps)的超低功耗設(shè)計(jì)，有助于提升整機(jī)續(xù)航能力。
值得一提的是，該芯片尺寸僅約1.75毫米x1.75毫米，一體化封裝尺寸小至2毫米x2毫米，這種超小尺寸設(shè)計(jì)使其能夠充分適配微型攝像頭模組。
SC020HGS特別適用于AR/VR類智能穿戴設(shè)備內(nèi)側(cè)的眼動(dòng)追蹤、虹膜識(shí)別等微型攝像頭，能夠滿足這些設(shè)備在面部捕捉功能方面的需求，如虹膜識(shí)別、眨眼檢測(cè)、眼球追蹤和動(dòng)作識(shí)別等。該產(chǎn)品已接受送樣，并預(yù)計(jì)將于2024年Q3實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
目前，思特威全局快門產(chǎn)品主要應(yīng)用在無(wú)人機(jī)、掃地機(jī)器人、ITS等領(lǐng)域。此外，該公司產(chǎn)品還廣泛應(yīng)用于人臉識(shí)別、掃碼、3D結(jié)構(gòu)光等領(lǐng)域。
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