1.4 Особенности работы

Серия Pregius также создана для использования в промышленности при обработке изображений. Она позволяет настраивать небольшие области интереса (ROI), что ускоряет обработку и снижает нагрузку на данные.

Это особенно актуально для приложений, где требуется тщательная проверка небольших участков изображения, например, на печатных платах. В процессе контроля печатных плат некоторые элементы являются ключевыми для обеспечения работоспособности устройства.

2. Сенсоры серии CMOS Sony STARVIS, созданные на основе светочувствительной BSI-платформы вместо стандартного CMOS с фронтальной засветкой пикселя FSI

Серия STARVIS — это инновационное поколение датчиков. В неё входят датчики CMOS, поэтому в их названии присутствуют буквы IMX.

Сенсоры STARVIS были разработаны в 2015 году и изначально использовались исключительно в системах видеонаблюдения. С 2020 года Sony предложил технологию STARVIS2, что явилось продолжением развития платформы BSI2.

Они были доступны только в виде цветных датчиков.

Однако теперь всё изменилось. Появились новые монохромные модели, которые также представляют интерес для систем видеонаблюдения и автоматизации производства.

Таким образом, датчики STARVIS используются не только в видеонаблюдении, но и в промышленной обработке изображений.

2.1 Серия STARVIS включает в себя датчики тип Rolling Shutter

Серия STARVIS включает в себя датчики тип Rolling Shutter с очень маленькими элементами, размер которых составляет до 1,85 мм. В основе этой серии лежат датчики IMX178 и IMX226, например:

Особо главным и важным аспектом рассмотрения этой линейки сенсоров изображения является то, что они имеют обратную подсветку BSI.

2.1.1 Обратная подсветка — технологический прорыв. Светочувствительная платформа BSI

При меньших размерах пикселей традиционный способ изготовления датчиков очень затрудняет сбор достаточного количества света.

Причина в том, что те части пикселя, которые не участвуют в улавливании света, такие как усилители или аналого-цифровые преобразователи, обычно монтируются на стороне датчика, которая подвергается воздействию света.

Это означает, что они занимают часть поверхности рядом со светочувствительным элементом поверхности каждого пикселя.

Чем меньше пиксель, тем больше процент поверхности, которая не может быть использована для генерации электронов.

В датчиках серии STARVIS с размерами пикселей доля таких практически «слепых» структур настолько велика, что квантовая эффективность при обычной конструкции была бы чрезвычайно низкой.

Вот почему Sony использует технологию, которая изначально была усовершенствована из-за спроса на постоянно растущее разрешение в индустрии смартфонов: подсветка задней панели.

Хотя сенсор с «задней панелью» с подсветкой изготавливается в обычном режиме, что означает, что на поверхности чипа монтируются необходимые электронные структуры, затем датчик поворачивается таким образом, что собственно усилитель и вычислительная электроника перемещаются на заднюю панель датчика.

Светочувствительная часть сенсора теперь расположена спереди.

Это означает, что светочувствительные чип-структуры и вспомогательные чип-структуры больше не конкурируют за общую поверхность, так что светочувствительная часть может быть больше без вмешательства в работу вычислительной электроники.

Этот подход позволяет использовать почти всю поверхность пикселя для фотоэлектрической реакции.

Sony сочетает эту технологию с преимуществами считывания данных с низким уровнем шума и высокой скоростью работы серии Exmor и называет эту комбинацию Exmor R.

Модели серии STARVIS оснащены только датчиками, основанными на этой технологии, а также были слегка оптимизированы для длин волн ближнего инфракрасного диапазона, что позволяет получать качественные изображения при наблюдении даже ночью.

2.1.2 Функции

Датчики IMX178 и IMX226 были разработаны для работы в зоне наблюдения. С точки зрения промышленной обработки изображений, это связано с некоторыми функциональными ограничениями.

Датчики, как правило, предназначены только для автономной работы или непрерывной записи изображений. Настройка отдельных изображений, как это обычно делается при заводской автоматической съемке, не входила в первоначальную задачу.

Аналогично, датчики, и в частности 12–мегапиксельная камера IMX226 — были разработаны только для работы с полным или почти полным разрешением (4K).

Это не позволяет добиться увеличения скорости при одновременном снижении рентабельности считывания, что обычно используется при промышленной обработке изображений.

2.2 EMVA1288

Однако технология обратной подсветки позволила Sony добиться превосходных значений EMVA для таких маленьких пикселей:

3. Сравнение чувствительности сенсоров

Чувствительность сенсоров заслуживает особого внимания, поскольку Sony считала ее приоритетной в серии STARVIS. Весь модельный ряд STARVIS разработан целенаправленно для приложений безопасности и камер наблюдения.

Чувствительность в данном случае означает, какое количество света или фотонов требуется датчикам для генерации сигнала, который выделяется на фоне шума.

Sony предложил для сенсоров изображения количественный индекс Sony SNR1s=lux. Это позволяет легко определить чувствительность сенсора изображения, но это только для поддержки STARVIS и STARVIS2.

Рассмотрим на примере стандарт EMVA 1288. Он предлагает измеренное значение «абсолютного порогового значения чувствительности».

В нем указано среднее количество необходимых фотонов, чтобы отношение сигнал/шум было равным ровно 1.

Из этого можно сделать вывод, что датчики второго поколения серии Pregius EXMOR и особенно Pregius S, разработанный уже на основе BSI технологии, являются чувствительными как STARVIS и обновленная серия STARVIS2.

4. В чем заключаются ключевые различия?

Одно из ключевых различий, которое также влияет на выбор подходящих приложений, — это, вероятно, разница между затвором STARVIS и Pregius.

ROLLING SHUTTER не позволяют перемещать объект с быстрой скоростью в кадре, так как возникает деформация объекта, и это критично для применения таких камер во многих приложениях, поскольку это может привести к существенному искажению изображения.

Это устройства, которые мешают правильной обработке изображений.