Sony hat vor einigen Jahren seine Global Shutter Sensoren der 4. Generation mit Pregius S Technologie eingef\u00fchrt. Bei dieser Gruppe von Sensoren handelt es sich um den ersten Global Shutter-Typ mit r\u00fcckseitig beleuchteten Pixeln und Stacked Logic. Dazu geh\u00f6ren die folgenden Sensormodelle: <\/p>\n
Was Sie vielleicht noch nicht \u00fcber diese Sensoren wissen, ist, wie sie die Gesamtsystemkosten senken k\u00f6nnen und gleichzeitig Bilder von hervorragender Qualit\u00e4t liefern. Dieser Artikel befasst sich mit den vielen Funktionen dieser Sensoren und damit, wie sie den neuesten Bildverarbeitungssystemen einen Mehrwert verleihen und gleichzeitig die St\u00fccklistenkosten senken. <\/p>\n
Bevor wir uns mit ihren Vorteilen befassen, sollten wir uns ansehen, welche neuen Funktionen in diesen Sensoren eingef\u00fchrt wurden. Ihre sehr kleine Pixelarchitektur von 2,74 \u00b5m erm\u00f6glicht die Aufnahme von Bildern mit viel h\u00f6herer Aufl\u00f6sung und ist gleichzeitig klein genug, um kosteng\u00fcnstige C-Mount-Objektive<\/a> zu verwenden. In der Vergangenheit h\u00e4tte ein Systementwickler einen Gro\u00dfformatsensor in Betracht ziehen m\u00fcssen, um die gleiche Aufl\u00f6sung zu erhalten, die diese kompakten Bildwandler jetzt bieten. <\/p>\n Diese Sensoren mit h\u00f6herer Aufl\u00f6sung waren aufgrund ihrer gr\u00f6\u00dferen Abmessungen teurer und erforderten auch gr\u00f6\u00dfere Optiken wie Objektive mit Bajonettanschluss. Mit den Gen 4 Bildsensoren<\/a> von Sony k\u00f6nnen Ingenieure jetzt standardm\u00e4\u00dfige, kosteng\u00fcnstige C-Mount-Objektive verwenden, die in industriellen Anwendungen \u00fcblich sind und viel kleiner sind als ihre bajonettf\u00f6rmigen Vettern. Dadurch sind die Systeme insgesamt kompakter und passen auch in engere R\u00e4ume. Diese Imager passen problemlos in das typische 29mm x 29mm Kameraformat, das in vielen industriellen Anwendungen \u00fcblich ist. Gr\u00f6\u00dfere Aufl\u00f6sungen bedeuten auch, dass sie ein gr\u00f6\u00dferes Sichtfeld abdecken und\/oder mehr Details in ihren Schnappsch\u00fcssen liefern k\u00f6nnen, so dass weniger Kameras\/Bilder erforderlich sind, um gr\u00f6\u00dfere Bereiche oder gr\u00f6\u00dfere Ziele in gr\u00f6\u00dferer Detailgenauigkeit zu sehen. <\/p>\n Dies ist besonders wichtig f\u00fcr Verkehrsanwendungen <\/strong>, bei denen mehrere Fahrspuren mit hohen Geschwindigkeiten mit nur einer Kamera \u00fcberwacht werden m\u00fcssen, oder um Spieler auf einem gro\u00dfen Spielfeld f\u00fcr Sportanalysen und Videowiederholungen zu erfassen.<\/p>\n Bei diesen h\u00f6her aufgel\u00f6sten Bildern besteht die n\u00e4chste gro\u00dfe Herausforderung darin, wie all diese Daten schnell und mit hohen Bildraten aus dem Sensor \u00fcbertragen werden k\u00f6nnen. Sony hat sich entschieden, sein SLVS-EC-Protokoll<\/a> zu verwenden, um die Hochgeschwindigkeits-Datenschnittstellen f\u00fcr die \u00dcbertragung der Bilddaten zu implementieren. <\/p>\n Diese Imager verwenden eine 5Gbps\/Lane-Schnittstelle \u00fcber bis zu 8 Lanes, um gro\u00dfe Bilder, die mit hoher Bildrate aufgenommen wurden, an Backend-Prozessoren wie FPGAs und ISPs zu \u00fcbertragen. Sie arbeiten doppelt so schnell wie die vorherige Generation der Global Shutter Sensoren von Sony. 2,4 Mal schneller als herk\u00f6mmliche Bildsensoren auf dem Markt. Da die SLVS-EC-Schnittstelle \u00fcber einen eingebetteten Taktgeber verf\u00fcgt (die Taktsignale werden den Bilddaten \u00fcberlagert), werden au\u00dferdem weniger Leiterbahnen auf den Sensorplatinen ben\u00f6tigt. Die Datenempf\u00e4nger gewinnen den Takt aus den Datenstr\u00f6men zur\u00fcck und generieren das Takt-Timing, das zur Extraktion der Pixelwerte aus dem Datenbus des Ger\u00e4ts verwendet wird. <\/p>\n Diese Methode, bei der die Taktung \u00fcber die Daten gelegt wird, bietet einen schnelleren Informationsdurchsatz als herk\u00f6mmliche Implementierungen, die einen separaten Datenbus und Taktsignalspuren verwenden. Die in den FPGAs und ISPs eingebauten Hochgeschwindigkeits-Transceiver sind mit den SLVS-EC-Ausgangsspuren des Imagers verbunden und die Logik in diesen Ger\u00e4ten dekodiert und erzeugt die Taktsignale, die f\u00fcr die Dekodierung der Daten aus den Streams ben\u00f6tigt werden. Es wird keine zus\u00e4tzliche Hardware ben\u00f6tigt, um die hohen Datenraten zu verwalten. Gleichzeitig sind die Leiterplattenlayouts kompakter und einfacher zu entwerfen, da weniger Leiterbahnen ben\u00f6tigt werden, um den Sensor mit diesen Ger\u00e4ten zu verbinden, und weniger M\u00e4ander erforderlich sind, um gleiche Leiterbahnl\u00e4ngen f\u00fcr alle SLVS-EC-Lanes auf der Leiterplatte sicherzustellen. <\/p>\n Schlie\u00dflich enth\u00e4lt das SLVS-EC-Protokoll eine integrierte Fehlerkorrektur (ECC- und CRC-Funktionen) im Datenstrom, die es ihm erm\u00f6glicht, sich selbst zu korrigieren, wenn Probleme auftreten. Zus\u00e4tzliche Kontrollbits sind in jedem Byte der Pixeldaten enthalten, um sicherzustellen, dass sie vom Empf\u00e4nger korrekt gelesen oder entsprechend korrigiert werden, um sicherzustellen, dass die Bilder fehlerfrei sind. <\/p>\n Da es sich um gestapelte Sensoren handelt, wurde ein gr\u00f6\u00dferer Teil der vorderseitigen Pixelfl\u00e4che f\u00fcr die Fotodiode reserviert. Dies sorgt f\u00fcr eine bessere Empfindlichkeit und Farbwiedergabe in den aufgenommenen Bildern, mit viel weniger Rauschen als zuvor. Der gesamte Schaltkreis zur Pixelsteuerung befindet sich unterhalb der Fotodioden. Bei diesem Design war Sony in der Lage, zus\u00e4tzliche Schaltkreise einzubauen, um noch mehr Funktionen zu bieten, die direkt eingebaut sind, ohne dass eine zus\u00e4tzliche externe Verarbeitung erforderlich ist. <\/p>\n Au\u00dferdem k\u00f6nnen Sie den Sensor so einstellen, dass er im Dual-Gain HDR-Modus arbeitet. Wenn dieser Modus aktiviert ist, k\u00f6nnen alle vom Foto erzeugten Elektronen von zwei verschiedenen ADCs (Analog-Digital-Wandlern) abgetastet werden, die f\u00fcr zwei verschiedene analoge Verst\u00e4rkungen eingerichtet sind. Dadurch kann der Sensor Bilder mit einem gr\u00f6\u00dferen Dynamikbereich erzeugen, indem er bei derselben Aufnahme hohe und niedrige Verst\u00e4rkungen anwendet. Diese Bilder k\u00f6nnen innerhalb des Sensors kombiniert werden oder zur HDR-Kombination an die Back-End-Verarbeitungseinheit (FPGA, ISP-Chip usw.) gesendet werden. <\/p>\n MIPI-Schnittstellen sind eine recht verbreitete Datenschnittstelle f\u00fcr Sensoren in Bildverarbeitungssystemen. Sie bieten eine Standardschnittstelle f\u00fcr den Anschluss von Bildsensoren an viele ISPs, FGPAs und Prozessoren. Obwohl sie nicht immer schnell oder gro\u00df genug ist, um die volle Bandbreite dieser Pregius S Sensoren bei voller Aufl\u00f6sung und Geschwindigkeit zu verarbeiten, gibt es F\u00e4lle, in denen eine MIPI-Schnittstelle sinnvoll ist. Anwendungen, die nur in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden Bilder ben\u00f6tigen, k\u00f6nnen von der Einfachheit des Designs und der Implementierung profitieren, die MIPI-Schnittstellen bieten. <\/p>\n Die Embedded System Version der4th<\/sup> Gen Global Shutter Sensoren bietet MIPI- und SLVS-EC-Schnittstellen. Dadurch k\u00f6nnen sie \u00fcber ihre MIPI-Schnittstelle direkt an viele auf dem Markt erh\u00e4ltliche ISPs angeschlossen werden. KI-basierte Anwendungen, die ein hochaufl\u00f6sendes Global-Shutter-Bild ben\u00f6tigen, k\u00f6nnen die Vorteile dieser Sensoren nutzen und ihre trainierten KI-Modelle auf diesen ISPs implementieren, um die ben\u00f6tigten Ergebnisse auszugeben. Damit sind sie ideal f\u00fcr System on Module (SoM) oder System on Chip (SoC) basierte Designs. Kleinere, tragbare Ger\u00e4te, wie z.B. Ger\u00e4te f\u00fcr die Augenheilkunde oder die Durchflusszytometrie, k\u00f6nnen dem Anwender Hinweise auf potenzielle Krankheiten oder Probleme liefern, die es zu behandeln gilt. <\/p>\nHochgeschwindigkeits-Datenschnittstellen<\/h3>\n
Bessere Bilder mit mehr n\u00fctzlichen Informationen<\/h3>\n
Vielseitige Schnittstellenoptionen<\/h3>\n
Neue Pregius S Funktionen<\/h2>\n