汽车舱内成像命门在哪？

引言：

研究表明，超过 60% 交通事故由于驾驶员注意力分散或疲劳驾驶所致，为了减少交通事故，驾驶员监控应运而生；为了确保后座乘客安全、丰富舱内体验，舱内监控（IMS）系统市占率不断提升。DMS 与 IMS 作为汽车电子新增量市场，图像传感器如何升级？

豪威集团汽车 CIS 系列专题舱内应用篇将分 3 期，每期一个硬核知识点，助您详尽了解舱内应用市场、技术与产品。

上期解析了 CIS 舱内应用市场演进与豪威舱内应用解决方案，本期聚焦 CIS 舱内应用作为机器视觉应用在技术上对 CIS 提出的挑战。

从“人眼看”到“机器看”

和环后视等“人眼看”应用不同，DMS 系统属于“机器看”。

这对图像传感器提出了新要求。DMS 摄像头主要安装在车辆 A 柱、方向盘等位置。通过捕获眼球运动、头部运动、手势、肢体动作，判断驾驶员是否分心或者疲劳驾驶。DMS 成像系统捕获图像需又快又清晰。

早期的 DMS 成像系统采用 CCD 图像传感器，虽然成像清晰，但成本却高、尺寸较大，不适用空间紧凑的舱内应用。

传统的卷帘 (Rolling Shutter) CMOS 图像传感器，逐行扫描进行曝光直至所有像素被曝光，因此，不同行像素的曝光时间起始点不一样，随着物体高速运动，画面产生失真（右图）。

高速拍摄，画面如何不失真

为解决拍摄高速运动物体画面失真现象，2014 年豪威研发出 CMOS 全局快门技术OmniPixel3-GS。OmniPixel3-GS 全局快门技术为每个像素增加采样存储单元，所有像素点曝光时间起始点相同，完成曝光后再顺序读出。

豪威 OmniPixel3-GS 高速全局快门技术既可以避免画面失真，还可使 Sensor 只在曝光时才需要近红外光线，大大降低近红外 LED 灯等设备的功耗，同时以高帧率输出画面。

因此豪威 OmniPixel3-GS 全局快门技术尤其适用机器视觉中的高速物体拍摄，例如工业自动化生产监控、手势识别、眼球追踪、无人机等场景。

|小知识|

全局快门图像传感器最早采用 FSI 架构，后追求更高灵敏度过渡到 BSI 架构。国内友商最早推出的全局快门产品属于 BSI 全局快门图像传感器。随着车载、无人机等应用对紧凑设计要求越来越高，堆叠 BSI 架构开始出现，相比较 BSI 架构，堆叠 BSI 架构可增加更多功能且尺寸更小。豪威全局快门图像传感器最早采用 FSI 架构，预见到车载等应用场景的需求，豪威跳过 BSI 架构直接布局堆叠 BSI 全局快门图像传感器，帮助客户端升级产品功能。

DMS“头号玩家”：

豪威全局快门产品布局

目前业内 DMS 全局快门产品以 1M-2M 为主，基本涵盖 OEM 需求。豪威 2014 年推出了旗下第一款 Global Shutter 产品 OV6211。2016 年，豪威将该技术创造性地用在车载舱内应用上，发布了旗下第一款车载全局快门图像传感器 OV7261。后不断升级优化产品，2017 年推出了 2M 产品 OV2311，2019 年推出了 1M 产品 OV9284，提供丰富的 1M-2M DMS 产品选择。

|小知识|

豪威全局快门技术广泛用于消费电子、AR/VR、物联网等市场，是首个将全局快门技术引入车载舱内应用的设计公司，目前是国内唯一能够量产车规级 DMS 产品的厂商。业内竞争对手 2018 年推出全局快门技术，但主要用于消费电子和工业领域，进入车载市场较晚。

随着市场渗透率提升与业界要求提高，DMS 图像传感器在保持小尺寸基础上，分辨率不断提升、融合功能增加，对低光照画面质量要求更加苛刻。

对此，豪威今年全球首发汽车舱内第一款也是唯一一款500 万像素的 RGB-IR 全局快门图像传感器，帮助 OEM 升级车内摄像头功能，改善乘员和驾驶员监控、安防、自拍、视频会议等应用。

功能融合：该图像传感器可同时监控驾驶员和乘员，降低复杂度、占用空间、功耗和成本，是业内唯一款具备网络安全功能的 DMS/IMS CIS。

低光/无光表现：在 2.2 微米超小像素尺寸上，通过豪威突破性 Nyxel技术，在 940 纳米近红外波长下实现了极高的量子效率。OX05B1S 的近红外量子效率高达 36%，远高于上一代的 12%。因此，OX05B1S 能够检测并识别其他图像传感器在极低的照明条件下无法发现的物体。

更高分辨率：更宽视角，更多像素，更清晰

更高动态范围：OX05B1S 采用豪威PureCelPlus-S技术，具有更好的动态范围表现，使复杂光线条件下，人脸识别、眼球追踪更准确。

更小尺寸：这款传感器采用豪威集团的堆叠式 a-CSP 封装，尺寸比竞品小 50%，可在更狭小的摄像头空间内使用性能更高的图像传感器。

审核编辑 ：李倩