Schwerpunkte

Embedded Vision + Hyperspectral Imaging

»Wir haben ein Alleinstellungsmerkmal seit 20 Jahren«

08. Juli 2021, 11:02 Uhr   |  Andreas Knoll

»Wir haben ein Alleinstellungsmerkmal seit 20 Jahren«
© Photonfocus

Dr. Peter Mario Schwider, Photonfocus: »Die Bildverarbeitung erobert immer weitere Spektralbereiche und Applikationen.«

Der Machine-Vision-Hersteller Photonfocus feiert in diesem Jahr sein 20-jähriges Bestehen – ein Anlass, gemeinsam mit CTO Dr. Peter Mario Schwider über Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Unternehmens nachzudenken und die derzeitigen Trends in der Bildverarbeitungstechnik zu beleuchten.

Markt&Technik: Was war der Anlass für die Gründung der Photonfocus AG vor 20 Jahren?

Dr. Peter Mario Schwider: Der Anlass ergab sich durch die Marktreife der CMOS-Bildsensoren. Sie war im Prinzip 1999 erreicht worden, und die Arbeitsgruppe Bildsensorik am CSEM (Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique), in der ich damals tätig war, stand vor einer wichtigen Entscheidung: entweder die Sensoren in einem Startup zu vermarkten oder sich ein anderes Arbeitsgebiet in der Grundlagenforschung zu suchen.

Beides ist erfolgt: Ein Teil der Kollegen hat die Chance ergriffen, mit einer großzügigen Anfangsfinanzierung im Jahr 2001 Photonfocus zu gründen, und der andere Teil hat ein neues Arbeitsgebiet gesucht und sich auf sehr schnelle CMOS-Sensoren und Sensoren mit einem besonders geringen Ausleserauschen gestürzt. Das Ausleserauschen stark zu senken war damals noch eine Frage der Grundlagenforschung, und darauf haben sich die Kollegen in den folgenden Jahren erfolgreich konzentriert.

Wie lautet aktuell, 20 Jahre später, der Stand der Dinge bei den Photonfocus-eigenen Bildsensoren?

Vor knapp zehn Jahren haben wir aufgehört, eigene Bildsensoren zu entwickeln, und zwar deswegen, weil es international große Marktverzerrungen gab durch eine hohe Subventionierung unserer Wettbewerber. Auch wegen des Verfalls der Kamerapreise konnten wir die eigene Sensorfinanzierung nicht mehr gewährleisten, und wir haben die Entwicklung von Bildsensoren eingestellt. Aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften produzieren wir aber immer noch drei unserer eigenentwickelten Bildsensoren, darunter auch den Sensor, der zur Gründung von Photonfocus geführt hat: einen 1-Megapixel-CMOS-Bildsensor mit Global Shutter und einer Frame-Rate von 150 Bildern pro Sekunde bei Vollauflösung.

Er hat in puncto Parameter am Markt kein Konkurrenzprodukt und ist daher immer noch ein Renner, auch nach 21 Jahren. Für uns ist das eine schöne Sache, weil uns damals vorgehalten wurde, dass CMOS-Technik eigentlich etwas für Spielkonsolen und andere kurzlebige Produkte sei und dass wir die Langzeitverfügbarkeit solcher Bildsensoren nicht gewährleisten könnten. Ich denke, das konnten wir inzwischen widerlegen. Der Bildsensor ist nun seit 21 Jahren am Markt und wird nach wie vor in der industriellen optischen Messtechnik viel verwendet. Außerdem haben wir gezeigt, dass die CMOS-Technik neben der Langzeitverfügbarkeit auch dauerhaft ist, das heißt, wir haben keine Ausfälle der Sensoren im Feld zu beobachten. Die CMOS-Technik ist also genauso stabil wie die bis dahin benutzte CCD-Technik.

Darüber hinaus bieten wir zwei weitere eigenentwickelte Bildsensoren neueren Datums an, die wir in vielen Anwendungen einsetzen – von der industriellen Bildverarbeitung über die Messtechnik bis hin zu Entertainment und Sportapplikationen.

Photonfocus
© Photonfocus

Für hohe Auflösungen sind die Kameras der Serie »photonHiRES« von Photonfocus optimiert.

Welche Merkmale des damals entwickelten Bildsensors betrachten Sie noch heute als Alleinstellungsmerkmale?

Sein wichtigstes technisches Alleinstellungsmerkmal ist die hohe Full-Well-Kapazität, sprich: Sättigungskapazität. In der optischen Messtechnik wird das Signal-Rausch-Verhältnis durch die Full-Well-Kapazität direkt bestimmt. Wer also eine gute optische Messung machen will, etwa eine 3D-Messung, braucht Sensoren mit möglichst hoher Full-Well-Kapazität. Und der Sensor hat 200 Kilo-Elektronen – der Nächstplatzierte am Markt ist der IMX425 von Sony mit 100 Kilo-Elektronen, aber die meisten Sensoren konzentrieren sich auf 10 Kilo-Elektronen und sind damit weit entfernt von dem Standard, den wir gesetzt haben.

In unseren schnelllebigen Zeiten ist es doch kaum mehr vorstellbar, dass ein Produkt über einen derart langen Zeitraum Alleinstellungsmerkmale halten kann.

Ja, ein Garant dafür ist auch die Fabless-Business-Idee: Wir können unser eigenes Design über viele Jahre in den Fabs produzieren lassen und sorgen dabei nicht nur für die Wafer-Produktion, sondern auch für den Wafer-Test und das Packaging. Wir haben also die gesamte Produktionskette in der Hand mit guten Partnern, die uns seit Jahren tatkräftig unterstützen und uns helfen, eine hohe Qualität auszuliefern.

Was waren in der 20-jährigen Unternehmensgeschichte die wichtigsten Entscheidungen und Ereignisse?

Die erste wichtige Entscheidung nach der Firmengründung war, dass wir uns stark auf den Automotive-Markt konzentriert haben. Die Ursprungsidee war ja, einen Bildsensor für Fahrerassistenzsysteme zu entwickeln, was uns gemeinsam mit industriellen Partnern auch gelungen ist. Ein großes Problem lag jedoch darin, dass wir mit dem Sensor 15 Jahre zu früh dran waren und unsere Kapitalisierung viel zu gering war. Der Markt war für die Systeme noch nicht reif, die erwarteten Stückzahlen haben sich für uns nicht erfüllt, was dazu geführt hat, dass wir 2006 praktisch bankrott waren. Wir haben dann 2007 mit neuem Kapital und Investor komplett neu begonnen und uns auf die industrielle Bildverarbeitung konzentriert, die wir zwar schon immer berücksichtigt, aber bis dahin nicht allzu sehr im Fokus stehen hatten. Danach haben wir die beiden weiteren Bildsensoren entwickelt, die wir ebenfalls immer noch produzieren.

Es war eine gute Entscheidung, überhaupt weiterzumachen und sich auf die industrielle Bildverarbeitung zu fokussieren. Die zweite wichtige Entscheidung war der Stopp der eigenen Sensorentwicklung. Durch die Marktverzerrung war es uns schlicht unmöglich, eigene Sensorideen zu verwirklichen und gleichzeitig einem massiven Preisverfall der Kameras standzuhalten ohne jegliche Subventionen. So etwas bekommen wir nicht in der Schweiz, und deshalb haben wir uns von der eigenen Entwicklung von Bildsensoren getrennt. Das hat das Unternehmen Photonfocus direkt in die schwarzen Zahlen und zu einem stetigen Wachstum geführt.

Die dritte wichtige Entscheidung war, dass wir uns 2019 mit Isra Vision zusammengetan haben. Für uns ist das sehr erfolgversprechend, weil wir dadurch die Produkte, die auf dem Markt der industriellen Bildverarbeitung benötigt werden, zielgerichtet entwickeln können. Das heißt, wir haben jetzt ein viel besseres Feedback vom Markt und bessere Einblicke in benötigte Anwendungen. Die Rückendeckung, die wir durch Isra Vision erhalten haben, sorgt auch für Stabilität und entsprechendes Wachstum.

Inwieweit sind die Produktpaletten der beiden Unternehmen komplementär?

Wir ergänzen uns hervorragend – Photonfocus liefert die Komponenten, die Isra Vision dann in Komplettsysteme verbaut. Trotzdem ist natürlich viel Bildverarbeitungs-Know-how nötig, um eine moderne Kameratechnologie zu implementieren. Da geben uns die Kollegen von Isra Vision viel Input. Von außen ist das natürlich nicht für jedermann sofort sichtbar, aber für uns intern findet gerade eine kleine Revolution statt.

Welche technischen Trends und Markttrends sehen Sie momentan in der industriellen Bildverarbeitung?

Ein wichtiger Trend ist unseres Erachtens, dass sich die Bildverarbeitung auf immer weitere Spektralbereiche ausdehnt. Es gab schon immer Sonderbereiche, aber gerade durch die modernen Halbleiter- und Sensortechniken sind Spektralbereiche heutzutage für Massenapplikationen erreichbar, die noch vor einigen Jahren Spezialsystemen vorbehalten waren. Angefangen hat es mit dem sichtbaren Licht, dann kam Nahinfrarot, und inzwischen ist auch SWIR, also Short-Wave Infrared, in den Massenmarkt vorgedrungen. Die modernen Fertigungstechniken mit den Backside-Illuminated-Bildsensoren (BSI) eröffnen gerade der UV-Inspektion einen neuen Markt.

Einen großen Schritt vorwärts hat aber nicht nur die Sensortechnik gemacht, sondern auch die Beleuchtungstechnik mit den modernen UV-LEDs, die eine hohe optische Leistung bringen. Sie ermöglichen Anwendungen in der Oberflächeninspektion, 3D-Bildverarbeitung oder Forensik, die vor drei oder fünf Jahren noch nicht denkbar waren. Und es gibt jetzt auch umfangreiche Bemühungen, Hochleistungs-CMOS-Sensoren für Anwendungen wie Röntgen oder Terahertz voranzutreiben. Bei Terahertz fehlt noch die Beleuchtungsquelle, aber auch dieses Problem wird sich lösen lassen. Wir werden also in Bereiche vordringen, die große Perspektiven bieten, sprich: das Instrumentarium der Bildverarbeitung wird sich noch in viele Spektralbereiche und Applikationen ausdehnen.

Der andere Trend, den wir seit der Gründung von Photonfocus begleiten, ist Embedded Vision. Seit vielen Jahren bieten wir Board-Level-OEM-Kameramodule an, die in Embedded-Systemen implementiert werden. Dass die Prozessoren immer leistungsfähiger werden, fördert obendrein den Einzug von KI in die Bildverarbeitung, was auch bei uns schon immer Spuren hinterlassen hat.

Seite 1 von 2

1. »Wir haben ein Alleinstellungsmerkmal seit 20 Jahren«
2. Embedded-Vision-Lösungen nach Zusammenarbeit mit Kunden

Auf Facebook teilen Auf Twitter teilen Auf Linkedin teilen Via Mail teilen

Verwandte Artikel

Embedded Vision Alliance, Photonfocus AG, ISRA VISION AG