来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自「
imveurope
」，谢谢。
最近，毅力号成功登陆火星，从探测器返回的图像描绘了自己的故事，并以某种方式注意到了图像传感器发展的总体历史。
比利时公司Cmosis首先将其CMV20000传感器作为一种交通监控的定制产品而制造，并于2012年夏季发布，当时毅力号的前身——好奇号登陆了火星。
毅力号是的好奇号的升级版本。2013年初，一项内部研究着眼于对好奇号工程相机进行现代化改造，因为当时这些相机的设计已有20多年的历史了。为此，美国国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）科学家的在2020年11月发表在“
太空科学评论”上
的一篇]论文中写道，人们感觉这些相机的时代即将结束。
升级的工作之一是在工程摄影机中使用CMV20000的 2000万像素传感器，以及探测车的导航和危险检测眼。CMOSIS的创始人之一，现在在图像传感器公司Photolitics工作的盖伊Meynants向成像和机器视觉欧洲表示，JPL最初像其他客户一样要求提供有关传感器的信息，但那时Cmosis的团队并不知道它的用途是什么。
然后，后来，我们开始遇到非常具体的问题。Meynants回忆说。 ``有一些紧急情况，当时我是CMOSIS的首席技术官。从那时起，我们开始意识到，这个传感器它能被用作一个“火星探测器”之类的东西。
大约在2015年，CMOSIS被Ams接管了，Ams仍可提供CMV20000传感器。“起初，我们不知道它的用途，但我们[CMOSIS]在提供空间成像器方面确实具有悠久的历史，” Meynants补充说。
Meynants设计用于太空探索的CMOS传感器方面的历史始于1990年代，当时在Imec担任研究人员的他参与了欧洲航天局（ESA）的多个项目，其中一些传感器最终进入了太空。自2003年年底以来，“火星快车”上的“火星网络摄像头”一直在火星上运行17年，为红色星球拍照。
Meynants表示，在其上面的传感器是作为技术演示器而制造的，以表明CMOS传感器可以在太空中使用-CMOS传感器比CCD更能承受辐射暴露，而CCD经常会随时间推移而扭曲转移衰减的破坏。
Cmosis还参与了ESA的项目，例如，用于对接照相机以指导航天器与空间站或卫星对接的项目。该公司过去也曾为JPL和Nasa强迫过项目。
2月20日，由漫游车上的导航摄像机拍摄的全景图由6张单独的图像拼接而成。图片来源：NASA / JPL-Caltech
JPL科学家在《太空科学评论》的论文中说，与“好奇号”相比，“毅力号”的摄影机具有三个主要改进。首先，Cmosis CMV20000传感器是彩色芯片，比单色前代传感器具有更好的图像成像功能。第二个改进是，摄像机具有更宽的视野-90°x 70°，而不是45°x 45°-这意味着只需五张重叠图像即可创建360°全景视图（好奇号需要10张图像才能实现同样的效果。
Meynants还指出了，CMV20000是一种细分阵列传感器，而火星车使用六个避险摄像头帮助他们在火星移动（地球上的控制器由于向火星发送信号和从火星发送信号的时间延迟而无法进行实时决策来驾驶火星车）。
Meynants解释说，所有数据都是在串行传感器上同步获取的，这“对任何一种自动驱动算法都是有好处的”。
他继续说：“您不必担心rolling shutter 问题。” “使用rolling shutter 传感器，您可以确保所有六个摄像机同时获取图像，也可以同步曝光时间，但是每行一次将在稍有不同的时间捕获信号，这在处理适当的自动驾驶的数据时可能会产生问题。
CMOSIS传感器位于探测车上的工程相机中，但是发布的第一批图像中有一些来自六个前视红外Chameleon3相机（以前是灰点）的镜头，这些图像使观看者观看的下降更为生动。这些摄像头捕获了进入降落阶段和降落阶段的过程。
着陆系统的关键部分是安装在探测器下方的兰德视觉系统摄像机（LCAM）。当探测车降落在降落伞上时，LCAM图像与预先装载在车辆上的参考地图相关联，以定位自身并安全着陆。像Cmosis技术一样，用于LCAM的传感器也具有比利时“血统”并与Meynants有关联：安森美的Python 5000芯片由该公司的Mechelen工厂（以前的Fillfactory工厂，后被安森美收购）开发的，而Meynants之前是Fillfactory的联合创始人。
Meynants表示，在火星车的超级相机中有一个传感器-CV4000，一个2k x 2k的设备，检查岩石和土壤的化学成分。CV4000包含在Supercam中的方式是一个更为经典的太空科学项目，其具有对微透镜的全面资格以及有关传感器是否适合该任务的科学研究的资格。
超级相机还包含Teledyne的CCD ，以及Sherloc仪器-利用拉曼和发光技术扫描可居住环境中的有机物和化学物-它将寻找矿物质，有机分子和潜在的生物特征。Teledyne公司影像公司还为Sherloc UV光谱仪生产了关键的光学组件，其中包括许多透镜和镜子。
Supercam和Sherloc上的Teledyne CCD均为2K宽×512像素高。Teledyne e2v的的首席工程师保罗杰拉姆表示，在这里，灵敏度是关键，这不仅体现在可见光谱范围内，而且在紫外线和红外线范围内也同样重要。
杰拉姆说，这种特殊的CCD的历史可以追溯到1990年代初。它最初是为皇家格林威治天文台制造的大面积探测器。之后，e2v成为光谱检测器的变体。
杰拉姆指出，他们提供了一种真正高效的探测器，探测效率几乎达到100％。”从激光脉冲返回检测器的信号并不大，Supercam和Sherloc等仪器需要一个噪声非常低的传感器来捕获所有信号。
毅力号在2月18日降落时在下降阶段拍摄的视频中的静止图像。图片来源：NASA / JPL-Caltech
e2v于1980年代开始制造用于太空科学的传感器。他说：“实际上，这意味着我们的技术已经发展为适合太空探索的方式-可以确保我们拥有非常高的探测效率的探测器，确保我们的探测器可以进入近红外和紫外光之类。” “如果您在太空中，收集信号通常非常昂贵，无论是收集天文学信号还是其他任何东西，因此您都需要确保探测器的效率很高。”
Teledyne e2v，Dalsa和成像传感器业务部门提供了背面变薄的背面照明的CMOS和CCD ，在设计传感器方面也具有很多专业知识，这些传感器可以承受辐射和温度极限以及发射和降落带来的振动。，以及红外HgCdTe探测器，以及其他太空应用的其他技术。
Teledyne e2v最大的太空项目之一是 欧洲航天局正在建造的柏拉图 太空望远镜探测器的新设计-行星行进和恒星振荡。柏拉图定于2026年发射，旨在寻找系外行星，即围绕其他恒星运行的行星。杰拉姆说：“这是（柏拉图）真正巨大的焦平面，所以他们（欧洲航天局）想要一个大型探测器”该仪器将拥有有史以来最大的数码组合相机，其视场覆盖约2,250平方度的天空，分辨率为2.12吉回归。
Teledyne这款望远镜的每个CCD尺寸约为8 x 8cm – 4.5kx 4.5k英寸，间距为18μm。杰拉姆说，CCD芯片的起始尺寸为六英寸，对于柏拉图而言，检测器几乎填满满了所有晶圆。他补充说：“这是一个从开始到结束用了15年时间的项目的例子。”
太空技术的发展周期很长。Meynants表示，在CMOSIS成立之初的一个太空项目，大约在2010年，促使该公司致力于采用最先进的传感器技术并进一步提高其CMOS制造能力。该传感器是欧空局的太阳轨道卫星的完全定制CMOS芯片，该芯片具有很高的动态范围像素。Meynants回忆说：“我们是最早在芯片上演示[此像素]的公司之一。”
该传感器将用于极端UV成像，因此无法从正面照亮芯片，因为辐射将被玻璃覆盖层吸收。他说，我们必须使设备变薄并从背面照亮。“当时，我们认为这是一个学习开发[背面照明]技术的好机会-大约在2010年，2011年，BSI确实很新，我们认为这是一种学习如何制作的方法。并执行项目。”
Meynants说：“这些是2k x 2k，10μm刻度-真正的大型设备，是3 x 3cm，而在那颗卫星上有四个。”
他补充说：“那是[2010年]最先进的技术，BSI高动态范围转换。” “现在，您可以在手机中找到该技术。”甚至某些技术在进入太空时可能已成为主流，但太空科学仍将继续突破界限。
★ 点击文末
【阅读原文】
，可查看本文原文链接！
*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
今天是《半导体行业观察》为您分享的第2601内容，欢迎关注。
『
半导体第一垂直媒体
』
实时 专业 原创 深度
识别二维码
，回复下方关键词，阅读更多
晶圆｜IC
｜射频｜集成电路｜美国｜苹果｜华为｜模拟芯片
回复
投稿
，看《如何成为“半导体行业观察”的一员 》
回复
搜索
，还能轻松找到其他你感兴趣的文章！
