Automotive 1,35-MPixel-CMOS-Bildsensor für Fahrerassistenz und fahrerlose Fahrzeuge

Hohe Bildqualität und ASIL-Support soll die Entwicklung autonomer Fahrzeuge vorantreiben

• Mondlosen nacht Bedingungen bis 0.005lux (SNR1 Beleuchtungsstärke)
• 125dB HDR-Ausgabe ohne zusätzliche ISP-Chip
• Reduzierte Funkeleffekt der pulsierenden LED-Leuchten
• Umfangreiche Reihe von Selbsttests ASIL Support-Funktionen für neue Sicherheitssysteme

Oktober 21, 2014 - Tessenderlo, Belgium. Melexis stellt die dritte Generation seiner Automotive-Bildsensoren vor, den MLX75421 Blackbird. Dieser Automotive-taugliche HDR-Bildsensor (High Dynamic Range) bietet eine Vielzahl integrierter ASIL-Funktionen für die funktionale Sicherheit. Er wurde für Sicherheitsanwendungen in Fahrzeugen konzipiert, z.B. für automatische Notbremsung (AEB; Automatic Emergency Braking), elektronische Spiegel-/Kameraüberwachungs-systeme (CMS; Camera Monitoring Systems) und autonome Ausweichlenkbewegung. Die Baustein eignet sich auch für neue Betrachtungsanwendungen wie Surround-/Rückfahr-Kamerasysteme mit Objekterkennung.

Die ASIL-Funktionen des Bausteins zielen vor allem auf die kosteneffiziente Umsetzung von ASIL-Systemen ab. Diese Funktionen decken nicht nur die digitalen Aspekte, sondern auch die Analogfunktionen des Sensors und die Sensorschnittstelle ab. Als Ergebnis erzeugt der Sensor für jeden Bildrahmen ein integriertes „Frame Valid“ Flag, das auf Laufzeit-Selbsttests basiert.

Mit einer Auflösung von 1344 x 1008 Pixel bietet der MLX75421 Blackbird ein optisches Format von 1/3ʺ. Eine 4 stabilisierte Kniepunkt-HDR-Antwort bietet bis zu 125 dB HDR innerhalb eines Bildrahmens. Die volle HDR-Bildrate beträgt 45 fps, während sich 60 fps bei der Erfassung von Bilddaten mit 800 Zeilen ergeben. Damit ist der Bildsensor auch zu Anwendungen mit 720p kompatibel. Der Baustein läuft vollautomatisch im HDR-Modus, ohne einen Companion-Chip zu benötigen.

Der Baustein unterstützt einen störungsarmen Betrieb und weist einen Dunkel-Leckstrom von weniger als 5 Elektronen/s bei 25 °C und ein Dunkel-Temporal-Rauschen von weniger als 4,4 Elektronen bei 1/30 s Belichtungszeit. Dies führt zu einer SNR1-Beleuchtungsstärke von 0,005lux für Licht mit einer Wellenlänge von 535 nm bei 1/30 s Belichtungsdauer. Der MLX75421 Blackbird bietet einen weiten Betriebstemperaturbereich von -40 bis 115 °C, was Robustheit bei hohen Temperaturen garantiert.

„Kosteneffizienter Support für ASIL-Systeme war von Beginn an eine wichtige Designspezifikation für den Blackbird“, erklärte Cliff De Locht, Product Marketing Manager bei Melexis. „Für das funktionale Sicherheitsdesign nutzten wir unser eigenes Know-how im Bereich funktionale Sicherheit, das bereits bei der Fertigung anderer ASIL-tauglicher Sensoren eingesetzt wird. Damit erhalten wir ein eindrucksvolles, funktionales Sicherheitsdesign, das uns einen Vorsprung bei Sicherheitssystemen wie AEB und anderen autonomen Funktionen für fahrerlose Autos bietet.“

De Locht weiter: „Bei fast jeder Automotive-Kamerafunktion sagen uns die Fahrzeughersteller und deren Technologiepartner, dass sie eine deutlich bessere Leistungsfähigkeit bei schlechten Lichtverhältnissen benötigen, als dies mit derzeitigen Bildsensoren der Fall ist. Fahrer, die Kamerasysteme früherer Generationen in ihren Fahrzeugen haben, wollen bei Nacht mehr erkennen. Auch im kommenden New-Car-Assessment-Programm (NCAP) wird bei der 5-Sterne-Fahrzeugbewertung erwartet, dass bei Nacht Fußgänger und Fahrradfahrer erkannt werden. Deshalb sehen wir die Kamera-Empfindlichkeit und ein störungsarmes Design als entscheidendes Kriterium der Blackbird-Serie an. Das Ergebnis ist bestes Verhalten bei schlechten Lichtverhältnissen, inklusive HDR-Betrieb.“

Die Bildsensoren der Serie MLX75421 umfassen vier Versionen: Monochrom, RCCC, Farb-RGBG und Farb-RGBC. Die Fertigung beginnt voraussichtlich Anfang 2015.