انتخابی جدید در سنسورهای شاتر جهانی 68 مگاپیکسلی: تحلیل فنی سری IMX938 سونی و کاربردهای صنعتی

مقدمه: تعیین موقعیت و ارزش IMX938
در خانواده سنسور Pregius S سونی، سری IMX938 به عنوان یک عضو قابل توجه برجسته است. IMX938 با وضوح 68 مگاپیکسلی و فرمت اپتیکال 2.0{8}}اینچی مشابه IMX928 معرفی شده قبلی، خود را با حداکثر نرخ فریم کمتر 70 فریم در ثانیه متمایز می کند. این یک تعادل بین وضوح و سرعت ایجاد می کند و آن را برای برنامه هایی که سرعت فوق العاده بالا در اولویت نیستند، انتخاب مناسب تری می کند.

سونی هم یک IMX938 AMB تک رنگ و هم IMX938 AQB رنگی ارائه می دهد. این استراتژی پیشنهادی دوگانه به طراحان سیستم انعطاف‌پذیری می‌دهد تا حسگر بهینه را برای نیازهای کاربردی خاص خود انتخاب کنند.

1. IMX938 AMB در مقابل IMX938 AQB: مشخصات فنی

1.1 پلت فرم مشترک

هر دو حسگر بر روی معماری پشته ای نورانی Pregius S ساخته شده اند که لایه پیکسل را از لایه مدار جدا می کند. این طراحی به حساسیت بالایی دست می یابد در حالی که قابلیت خواندن سریع یک شاتر سراسری را امکان پذیر می کند.

1.2 عملکرد نرخ فریم

نرخ فریم بر اساس عمق بیت خروجی متفاوت است:

1.3 تفاوت اصلی: تک رنگ در مقابل رنگ

تمایز اصلی بین IMX938 AMB و AQB وجود یک آرایه فیلتر رنگی است که منجر به موارد زیر می شود:

حساسیت:حسگرهای تک رنگ بازده کوانتومی بالاتری دارند زیرا نور ورودی مستقیماً به دیودهای نوری برخورد می کند. این امکان تشخیص سیگنال‌های ضعیف را در شرایط نور کم-، که برای-تصویربرداری با سرعت بالا و نوردهی کوتاه{3}} بسیار مهم است، می‌دهد.

وضوح فضایی:هر پیکسل تک رنگ به طور مستقل درخشندگی را ثبت می کند و به حد تئوری 68 مگاپیکسل دست می یابد. حسگرهای رنگی نیاز به پاکسازی دارند که جزئیات ظریف را تقریباً 30 درصد کاهش می‌دهد.

فرمت خروجی:تک رنگ مقیاس خاکستری خالص مناسب برای تجزیه و تحلیل کمی و اندازه گیری سه بعدی تولید می کند. حسگرهای رنگی داده‌های خام Bayer را تولید می‌کنند که برای بازسازی تصاویر رنگی{2} کامل نیاز به پردازش دارند.

پاسخ طیفی:پوشش‌های تک رنگ قابل مشاهده با نزدیک-مادون قرمز، از تصویربرداری چند طیفی و فلورسانس پشتیبانی می‌کنند. حسگرهای رنگی شامل یک فیلتر برش مادون قرمز برای بازتولید رنگ دقیق هستند، اما به قیمت حساسیت مادون قرمز نزدیک به-.

1.4 موقعیت یابی در مقابل IMX928

IMX938 دارای معماری پیکسل و وضوح مشابه با IMX928 است اما در نرخ فریم متفاوت است:

نرخ فریم پایین‌تر IMX938 نشان‌دهنده بهینه‌سازی‌های ممکن در مصرف انرژی و پردازش سیگنال است و آن را برای برنامه‌هایی که کیفیت تصویر و ثبات سیستم را بر حداکثر سرعت اولویت دارند، مناسب می‌سازد.

2. مزایای اصلی سری IMX938

2.1 معماری پیکسل پیشرفته: تصویربرداری با نور کم{1} شفاف

سری IMX938 با استفاده از{0}}پیکسل‌های 2.74 میکرومتری با نور پشت سونی، به حساسیت بالا و ظرفیت کامل-چاه می‌رسد. مزایا عبارتند از:

جزئیات واضح در محیط‌های کم-نور، با سرکوب مؤثر نویز در سایه‌ها، برای تصویربرداری کوتاه-با نوردهی{2}}با سرعت بالا بسیار مهم است.

جریان تاریک کم و نویز زمانی، بهبود SNR و کاهش مثبت کاذب در خطوط لوله بینایی AI.

2.2 شاتر جهانی: ضبط دقیق حرکت سریع

برخلاف دوربین‌های مصرف‌کننده با کرکره‌های غلتکی، همه پیکسل‌ها در IMX938 به‌طور همزمان در معرض دید قرار می‌گیرند و اعوجاج «jello» را از بین می‌برند. این امر تصویربرداری دقیقی از PCBها، ویفرها، یا قطعات الکترونیکی با حرکت سریع- در خطوط تولید صنعتی تضمین می‌کند.

2.3 1-HDR عکسبرداری: حفظ جزئیات در صحنه‌های پیچیده

IMX938 از 1-Shot HDR پشتیبانی می‌کند و محدوده دینامیکی را در یک نوردهی افزایش می‌دهد و در عین حال نرخ فریم و وضوح تصویر را حفظ می‌کند. به عنوان مثال، در بازرسی PCB، این امکان ضبط همزمان اتصالات لحیم روشن و بسترهای تیره را فراهم می کند و طبقه بندی اشتباه را کاهش می دهد.

2.4 رابط های خروجی انعطاف پذیر: ساده سازی یکپارچه سازی سیستم

رابط‌های SLVS-EC v3.1/v3.2 تا 12.5 گیگابیت در ثانیه در هر خط پشتیبانی می‌کنند و تعداد کانال‌های مورد نیاز را کاهش می‌دهند و گزینه‌های FPGA را گسترش می‌دهند. این از{5}}نسل بعدی با سرعت بالا-اینترفیس مانند CoaXPress-over-Fiber و 100GigE Vision پشتیبانی می‌کند و انتقال داده‌ها با وضوح بالا بدون تلفات واقعی را ممکن می‌سازد.

2.5 بسته بندی مدولار: انعطاف پذیری طراحی دوربین

بسته بندی سرامیکی 45×52 میلی متری با اتصال دهنده ها ارائه می دهد:

سازگاری پین با سری 16 محصولی، طراحی جهانی پلت فرم دوربین را امکان پذیر می کند.

طراحی قابل جدا شدن برای جایگزینی آسان سنسور، مونتاژ ساده‌تر در مقایسه با سنسورهای نصب شده روی سطح-.

فضای عقب برای هیت سینک، تضمین پایداری حرارتی در طول کار- طولانی مدت.

2.6 ویژگی های تصویربرداری پیشرفته

تک رنگ:پشتیبانی از چند حالت binning پیکسل (2×1، 1×2، 2×2) برای افزایش حساسیت و سرعت و در عین حال حفظ وضوح در جهات لازم.

رنگ:از بازخوانی پیکسل انتخابی برای کانال‌های رنگی جداگانه (قرمز، سبز، آبی) پشتیبانی می‌کند و امکان تصویربرداری زیرنمونه‌سازی کارآمد را فراهم می‌کند و در صورت نیاز قابلیت رنگ{0} کامل را حفظ می‌کند.

3. سازگاری ماژول آندوسکوپ

3.1 امکان سنجی

از نظر فنی، IMX938 را می توان در تصویربرداری آندوسکوپی استفاده کرد، اما با محدودیت های واضح:

آستانه اندازه:اندازه بسته (45×52 میلی‌متر) از قطر نوک آندوسکوپ معمولی (10 تا 12 میلی‌متر) فراتر می‌رود و ادغام در پروب‌های انعطاف‌پذیر را غیرممکن می‌کند.

کاربرد قابل اجرا:مناسب برای آندوسکوپ‌های سفت و سخت (لاپاروسکوپ، توراکوسکوپ، آرتروسکوپ) با دوربین‌های خارجی یا میکروسکوپ‌های جراحی که در آن قرارگیری سنسور نامحدود است.

مقایسه:سنسورهای آندوسکوپ معمولی هستند<15mm for soft-tip integration; IMX938 targets industrial/hard-endoscope applications.

3.2 مزایای منحصر به فرد در آندوسکوپی

شاتر جهانی:تاری حرکت ناشی از ضربان قلب، تنفس یا نبض عروقی در طول جراحی را کاهش می دهد.

فلورسانس تک رنگ:حساسیت نزدیک به-IR بالا، تصویربرداری فلورسانس ICG را برای جراحی‌های کبد، صفراوی و تومور ممکن می‌سازد.

دقت رنگ:حسگرهای رنگی، رنگ های بافت را برای تصمیم گیری دقیق جراحی- حفظ می کنند. وضوح بالا امکان بزرگنمایی در مناطق مورد علاقه را بدون از دست دادن جزئیات فراهم می کند.

3.3 مقایسه با سایر سنسورها

4. حوزه های کاربردی کلیدی

4.1 بازرسی نوری خودکار (AOI)

رزولوشن 68 مگاپیکسل مناطق بزرگ‌تر PCB را در یک عکس پوشش می‌دهد و در عین حال جزئیات کوچک-قطعه را حفظ می‌کند. شاتر سراسری از اعوجاج در خطوط{3}}سرعت بالا جلوگیری می کند. 1-Shot HDR ویژگی های روشن و تاریک را به طور همزمان ضبط می کند.

4.2 بازرسی نیمه هادی و الکترونیک دقیق

تراکم پیکسلی بالا دوخت تصویر را کاهش می‌دهد و توان بازرسی ویفر و تراشه را افزایش می‌دهد.

4.3 بازرسی صفحه نمایش تخت

عیوب میکرو-روی پنل‌های OLED و LCD را با یک تصویر{1}}رزولوشن بالا تشخیص می‌دهد.

4.4 لیتیوم{1}}بازرسی باتری یون

حساسیت و وضوح بالا امکان بررسی یکنواختی، تشخیص عیب و تأیید تراز در سرعت های خط تولید را فراهم می کند.

4.5 بازرسی پنل خورشیدی

ریز-شکستگی‌ها، شکستگی‌های پنهان و عیوب چاپ را تشخیص می‌دهد. فرمت بزرگ چندین سلول را در هر عکس می گیرد و کارایی بازرسی را بهبود می بخشد.

4.6 3پروفیلومتری لیزری D

SNR بالای تک رنگ AMB اندازه گیری دقیق ارتفاع اتصالات لحیم کاری، توپ های BGA و قطعات دقیق را تضمین می کند. 70فریم بر ثانیه از بازرسی کامل درون خطی پشتیبانی می کند.

4.7 تصویربرداری علمی و حرفه ای

پدیده‌های سرعت بالا، بیومکانیک و تجزیه‌وتحلیل‌های ورزشی از دقت هندسی و جزئیات با وضوح{{1} بالا بهره می‌برند.

5: توصیه های انتخاب

سناریوهای انتخاب نسخه تک رنگ IMX938 AMB

زمانی که هدف بازرسی به اطلاعات رنگی، مانند ویفرهای نیمه هادی، قطعات فلزی دقیق، یا ورق های الکترود لیتیومی متکی نباشد.

هنگام انجام اندازه گیری سه بعدی با استفاده از نور ساختاریافته یا لیزر برای خروجی نقشه های ارتفاع

هنگام کار در محیط های کم نور-که به حداکثر حساسیت نیاز دارند

هنگام انجام تصویربرداری فلورسانس یا تصویربرداری چند طیفی که به انعطاف پذیری طیفی کامل نیاز دارد

انجام تجزیه و تحلیل کمی بر اساس اندازه گیری ها و قضاوت های مقیاس خاکستری

سناریوهای انتخاب نسخه رنگی IMX938 AQB

اهداف بازرسی شامل اجزای{0}}کدگذاری شده یا علامت‌گذاری‌های رنگی است

نیاز به تأیید قوام رنگ، مانند بسته بندی دارویی یا کنترل کیفیت مواد چاپی

نیاز به خروجی تصاویر رنگی بصری برای بازبینی یا نمایش دستی

بازرسی‌هایی که شامل مرتب‌سازی براساس رنگ-مثل درجه‌بندی مواد غذایی است

نیاز به گرفتن همزمان اطلاعات چند کانال رنگی

6. چشم انداز فنی و تأثیر صنعت

معرفی سری IMX938 سونی مجموعه محصولات پلتفرم فناوری Pregius S را در سطح وضوح 68 مگاپیکسل کامل می کند. در مقایسه با IMX928 متمرکز بر سرعت-، تنظیم نرخ فریم 70 فریم در ثانیه IMX938 ممکن است مزایایی در کنترل مصرف انرژی و کیفیت تصویر ارائه دهد.

برای یکپارچه‌کننده‌های سیستم، سری IMX938 انعطاف‌پذیری طراحی جدیدی را فراهم می‌کند. بسته‌بندی ماژولار سازگار با پین، جابه‌جایی انعطاف‌پذیر بین مشخصات سنسورهای مختلف را در یک پلت فرم دوربین ممکن می‌سازد. این به سازندگان دوربین اجازه می‌دهد تا پلتفرم‌های سخت‌افزاری جهانی را بسازند که با سنسورهایی از ۱۲ مگاپیکسل تا ۱۰۵ مگاپیکسل بر اساس نیاز مشتری قابل تنظیم هستند و چرخه‌های توسعه را به‌طور قابل توجهی کوتاه می‌کنند.

برای کاربران نهایی، این به معنای انتخاب گسترده‌تری از تجهیزات بازرسی است. چه با اولویت دادن به سرعت فوق العاده یا به دنبال تعادل بین مصرف انرژی و عملکرد، یک راه حل سنسور منطبق را می توان پیدا کرد.

از آنجایی که بینایی ماشین به سمت وضوح بسیار{0}بالا پیش می رود، سری IMX938 راه حل های متنوع تری را برای تصویربرداری صنعتی ارائه می دهد.

نتیجه گیری

IMX938 AMB و IMX938 AQB نشان دهنده محصولاتی هستند که دقیقاً در پلتفرم فناوری Pregius S سونی قرار گرفته اند. آنها تعادل بهینه ای بین وضوح 68 مگاپیکسل و خروجی سرعت بالای 70 فریم در ثانیه برقرار می کنند و گزینه های جدید اجزای اصلی را برای کاربردهای بینایی صنعتی ارائه می دهند.

برای توسعه‌دهندگان دستگاه‌های پزشکی، در حالی که ادغام مستقیم در آندوسکوپ‌های انعطاف‌پذیر با محدودیت‌های اندازه مواجه است، سری IMX938 تصویربرداری پویا با کیفیت فوق‌العاده{--در آندوسکوپ‌های صلب، میکروسکوپ‌های جراحی و تجهیزات تشخیصی اتاق معاینه را امکان‌پذیر می‌سازد. به ویژه کاربردهای امیدوارکننده نوع تک رنگ در تصویربرداری فلورسانس قابل توجه است که توجه مداوم را تضمین می کند.

تکامل تکنولوژی هرگز متوقف نمی شود، با این حال محصولاتی مانند IMX938 راه حل های تصویربرداری دقیقی را برای سناریوهای کاربردی متنوع ارائه می دهند.