Embedded Vision
Endrich vertreibt MIPI-Kameramodule von Vision Components
Der Design-In-Distributor Endrich vertreibt unter anderem die Bildverarbeitungs-Produkte des Herstellers Vision Components. Erhältlich sind Embedded-Vision-Systeme wie etwa Embedded-MIPI-Kameras und verschiedene intelligente Komponenten.
Die Integration der MIPI-Technologie (Mobile Industry Processor Interface) in Bildgebungssysteme ermöglicht eine nahtlose Connectivity und eine Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit. Bei dieser Technologie sendet die Kamera rohe Bilddaten mit sehr hoher Geschwindigkeit an einen Prozessor oder ein SoC (System-on-Chip).
Mehrere Schlüsselfaktoren treiben den Markt für MIPI-Kameramodule an. Die zunehmende Verbreitung von Smartphones, deren Anzahl aktuell weltweit 6,8 Milliarden Stück beträgt, ist ein wesentlicher Faktor. Laut der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) nutzen fast 80 Prozent der Mobilfunknutzer ihre Geräte zum Fotografieren, was den Bedarf an innovativen Kameratechniken unterstreicht.
CMOS-Bildsensoren haben die Bildqualität erheblich verbessert. Sie wandeln einfallendes Licht direkt in ein digitales Bild um. Diese Art von Bildsensor wird als Active Pixel Sensor (APS) bezeichnet. Man unterscheidet im Wesentlichen zwei Arten von CMOS-Bildsensoren: Rolling-Shutter-Sensoren erfassen die Bilder durch zeilenweises Abtasten. Global-Shutter-Sensoren nehmen die Bilder in einem einzigen Schritt auf. Während der Rolling-Shutter bei schnell bewegten Objekten zu Verzerrungen in den Bildern führt, ist der Global-Shutter in der Lage, ein sich schnell bewegendes Bild ohne Verzerrung aufzunehmen, indem er das gesamte Objekt vor der Ausgabe erfasst. Er lässt sich leicht mit einem Blitz synchronisieren, etwa bei maschinellen Bildverarbeitungsprozessen, was die Taktzeit verbessert.
Darüber hinaus gibt es weitere Typen von CMOS-Bildsensoren. Ein Polarisations-Bildsensor misst nicht nur die Intensität und die Farbe des einfallenden Lichts, sondern auch dessen Polarisationseigenschaften. Auf dem Sensor befinden sich dafür mikroskopisch kleine Polarisationsfilter mit unterschiedlichen Ausrichtungen. Jeder Pixel misst die Lichtintensität für eine bestimmte Polarisationsrichtung. Dadurch werden unterschiedliche Reflexionen an Oberflächen wie Glas, Wasser, Lack oder Metall erkannt.
Ein UV-Bildsensor (Ultraviolett-Bildsensor) erfasst Licht im ultravioletten Spektralbereich. Viele Materialien reflektieren oder absorbieren UV-Licht anders als sichtbares Licht. Dadurch sind mit diesen Sensoren beispielsweise Oberflächeninspektionen, Zell- und Gewebeanalysen oder Flammendetektionen möglich.
Ein SWIR-Bildsensor (Short-Wave Infrared Sensor) erfasst Licht im kurzwelligen Infrarotbereich, wo normale Siliziumsensoren ihre Empfindlichkeit verlieren. Hier kommen häufig InGaAs-Photodioden (Indium-Gallium-Arsenid) und spezielle CMOS-Techniken zum Einsatz. Die Sensoren können Feuchtigkeit, Materialunterschiede, Siliziumstrukturen sowie Objekte im Dunst oder Nebel erfassen.
ToF-Bildsensoren (Time-of-Flight-Sensoren) messen die Entfernung zu Objekten. Die Sensoren senden Lichtimpulse aus und messen, wie lange das Licht benötigt, um zum Objekt zu gelangen, reflektiert zu werden und zum Sensor zurückzukehren. Dies ermöglicht eine 3D-Erfassung. Einsatzgebiete sind unter anderem die Gesichts- und Gestenerkennung oder die Insassenüberwachung.
Bei einem Event-basierten Bildsensor (EVS) meldet jeder Pixel nur dann ein Ereignis (Event), wenn sich die Helligkeit an diesem Pixel ändert. Indem die Differenzdaten erst nach Kombination mit den Koordinaten- und Zeitinformationen ausgegeben werden, ist eine schnelle Datenausgabe mit geringer Latenz möglich. Somit sind schnelle Bewegungsverfolgung, Hindernisvermeidung oder die Erkennung schneller Objekte möglich.
Ein multispektraler Bildsensor erfasst Bilder in mehreren getrennten Spektralbereichen, also nicht nur im sichtbaren Rot-, Grün- und Blau-Bereich (RGB), sondern zusätzlich in weiteren Wellenlängenbereichen wie Ultraviolett (UV), Nahinfrarot (NIR) oder Kurzwelleninfrarot (SWIR). Dadurch lassen sich Eigenschaften wie Feuchtigkeit, Materialzusammensetzung und Oberflächenbeschaffenheit erkennen.
Vision Components: Anbieter von MIPI-Kameramodulen
Vision Components entwickelt und produziert MIPI-Kameramodule, Embedded-Vision-Systeme und 3D-Kamerasensoren, erhältlich unter anderem bei Endrich. Seit 30 Jahren sind die Produkte weltweit in zahlreichen Anwendungen vertreten – von der Erfindung der ersten industrietauglichen Smart Camera bis hin zu aktuellen Techniken wie Edge Computing und künstlicher Intelligenz.
Dieser Markt ist nach verschiedenen Endverbraucher-Branchen unterteilt. In der Unterhaltungselektronik besteht eine hohe Nachfrage nach Kameramodulen für Smartphones und Tablets. Das Gesundheitswesen ist eine Wachstumsbranche mit zunehmendem Einsatz in der medizinischen Bildgebung. Ein rasantes Wachstum ist in der Automobilindustrie durch den Einbau von Kameras in Fahrzeugen zu verzeichnen. In der Fertigungsindustrie finden MIPI-Kameramodule ihren Einsatz in der Qualitätskontrolle und in Automatisierungsprozessen. Im Einzelhandel dienen sie zu Überwachungs- und Sicherheitszwecken in Geschäften.
