От Semiconductor Industry Observer
Въведение: Когато скоростта срещне резолюцията
В областта на машинното зрение инженерите отдавна са изправени пред труден компромис-: преследването на висока разделителна способност означава жертване на скоростта на кадрите, докато постигането на висока-скорост на заснемане изисква компромис с качеството на пикселите. Тази-загадка в цялата индустрия, продължаваща от години, сега постепенно се решава от новото-поколение сензори Pregius S на Sony.
През 2025 г. групата за полупроводникови решения на Sony представи серията IMX937 CMOS сензори за изображения с глобален затвор, включващи монохромния IMX937 AMB и цветния IMX937 AQB. Надграждайки технологичната основа на серията IMX927, тези сензори осигуряват ултра-висока разделителна способност от 105MP и висока-скорост от 56fps, предлагайки нова опция за основен компонент за оборудване за промишлени инспекции.
Тази статия изчерпателно анализира истинската стойност на тези два сензора в четири измерения: сравнение на технически спецификации, анализ на основните предимства, оценка на адаптивността на ендоскопа и основни области на приложение.
I. Сравнение на техническите спецификации на IMX937 AMB и IMX937 AQB
1.1 Споделена техническа платформа
И двата сензора споделят една и съща основополагаща технология, използвайки собствената на Sony Pregius S-осветена подредена структура. Тази архитектура разделя пикселния слой от верижния слой, позволявайки по-бърза обработка на сигнала, като същевременно поддържа висока чувствителност.
Параметър Елемент Спецификация Стойност
Размер на сензора 2,5 инча (39,7 мм диагонал)
Ефективни пиксели 10 272 (H) × 10 272 (V)=Приблизително 105,5 милиона пиксела
Размер на пиксела 2,74 μm × 2,74 μm
Тип затвор Глобален затвор
Изходен интерфейс SLVS EC (Поддържа 4.752 / 9.504 / 12.474 Gbps/лента)
Тип опаковка Керамична опаковка с конектор, размери 45 mm × 52 mm
Цветен филтър Няма за монохромна версия / Bayer RGB за цветна версия
1.2 Основни разлики: Различни пътища за монохромен и цветен
Основната разлика между IMX937 AMB (монохромна версия) и IMX937 AQB (цветна версия) се крие в наличието или отсъствието на масив от цветни филтри. Това разграничение води до следните характеристики:
Светлочувствителност: Чрез премахване на цветния филтър монохромната версия позволява на падащата светлина да достига директно до фотодиодите, постигайки по-висока квантова ефективност и превъзходна производителност при условия на слаба-осветеност. Това е особено важно за високо-сценарии на заснемане, изискващи кратко време на експозиция.
Пространствена разделителна способност: Всеки пиксел в монохромната версия независимо записва информация за яркостта, постигайки теоретична максимална разделителна способност от 105 милиона пиксела. Цветната версия изисква алгоритми за демозайка за реконструиране на цвета, процес, който води до лека загуба на детайли.
Ефективност на скоростта на кадрите: И двата сензора поддържат еднаква честота на кадрите при пълен пикселен изход: 56 кадъра в секунда при 8 бита, 51 кадъра в секунда при 10 бита и 36 кадъра в секунда при 12 бита. Това гарантира, че скоростта на снимане остава незасегната независимо от монохромен или цветен избор.
Изходни характеристики: Монохромната версия извежда чисти изображения в сива скала, идеални за количествен анализ и 3D измерване. Цветната версия извежда необработени данни във формат Bayer, изискващи последваща цветна обработка за възстановяване на пълно-цветни изображения.
1.3 Разлики в позиционирането от серията IMX927
Трябва да се отбележи, че IMX937 и IMX927 споделят идентична пикселна архитектура и разделителна способност, но се различават в спецификациите за кадрова честота. IMX927 поддържа високо-скоростен изход до 112 кадъра в секунда (8 бита), докато IMX937 работи при 56 кадъра в секунда (8 бита). Това разграничение предполага, че серията IMX937 може да даде приоритет на енергийната ефективност или дълбочината на обработка на сигнала, което я прави по-подходяща за приложения, изискващи умерени кадрови честоти, но строго качество на изображението.
II. Основни предимства: Три ключови технически акцента на серията IMX937
2.1 Глобален затвор: Изкривяване-Улавяне на свободно движение
За разлика от ролетния затвор, който обикновено се използва в потребителските камери, IMX937 използва глобален дизайн на затвора, при който всички пиксели експонират едновременно. Това означава:
Когато заснемате бързо{0}}движещи се обекти, няма накланяне или разтягане на изображението,-като се елиминира желеобразният ефект. Това е критично за заснемане на бързо движещи се платки, пластини или електронни компоненти на промишлени производствени линии. Дори ако обектите се изместят по време на експозиция, глобалният затвор запазва истинската геометрична цялост.
2.2 1 HDR снимка: Подробно заснемане в сложни сцени
Серията IMX937 включва технологията 1 Shot HDR, разширяваща динамичния обхват в рамките на една експозиция, като същевременно запазва оригиналните кадрови честоти и разделителна способност.
Тази технология има значителна стойност за индустриална инспекция. Вземете инспекцията на печатни платки като пример: една печатна платка едновременно разполага със силно отразяващи метални спойки и светло{1}}поглъщащи черни слоеве, устойчиви на спойка, представяйки екстремни разлики в яркостта. Традиционните сензори често се затрудняват да уловят и двете, което води или до преекспонирани светли точки, или до недостатъчно експонирани сенки. 1 Shot HDR запазва детайлите и в двете области, като значително намалява процента на погрешна преценка.
2.3 Модулно опаковане: Подобрено удобство за системна интеграция
Серията IMX937 използва новоразработения керамичен пакет-, оборудван с конектори на Sony, с размери 45 mm × 52 mm. Този дизайн предлага няколко предимства:
Подвижността позволява лесно да се сменят сензорите в модулите на камерата, което опростява сглобяването по време на производството на камерата. Всички 16 продукта от серията IMX927/937 споделят идентични конектори и дефиниции на щифтове. Това позволява на производителите на камери да проектират универсални платформи за дънни платки, позволяващи гъвкава подмяна на сензори с различни спецификации въз основа на изискванията на клиента.
Гърбът на пакета разполага със запазено пространство за инсталиране на радиатор, което улеснява ефективно управление на топлината и осигурява стабилност на сензора по време на продължителна работа.
III. Анализ на съвместимостта на модула на ендоскопската камера
Това е основната грижа за разработчиците на медицински изделия. Може ли серията IMX937 да се използва в ендоскопски камерни модули?
3.1 Оценка на осъществимостта
Технически, серията IMX937 може да се използва в ендоскопски системи за изображения, но съществуват значителни ограничения на приложението.
Ограничения за размера: Размерите на опаковката на сензора са 45 mm × 52 mm. Този размер значително надвишава ограничението от 10–12 mm диаметър на традиционните гъвкави ендоскопски накрайници, което прави интегрирането в предния край на огъващите се тръби за вкарване невъзможно.
Обхват на приложение: За твърди ендоскопи сензорът може да се постави във външна глава на камера и да се свърже към оптичната система от предния край-чрез модули на лещи или оптични влакна, където ограниченията на размера са сравнително леки. За системи за интегриране на хирургични микроскопи, сензорът може да се монтира в тялото на микроскопа, елиминирайки изцяло ограниченията на размера.
3.2 Уникална стойност в ендоскопските приложения
Ако ограниченията на размера могат да бъдат преодолени, серията IMX937 предлага различни предимства в ендоскопията:
Стойност на глобалния затвор: По време на торакоскопска или лапароскопска хирургия сърдечната пулсация, дихателните движения и съдовата пулсация причиняват изместване на тъканите. Глобалният затвор ефективно намалява замъгляването на движението, като предоставя на хирурзите по-ясни-изображения в реално време.
Флуоресцентни приложения с монохромна версия: Високата чувствителност на монохромния IMX937 AMB в близката-инфрачервена лента го прави идеален за флуоресцентни изображения с индоцианиново зелено (ICG). По време на хепатобилиарни или онкологични операции, ръководени от ICG-, монохромният сензор улавя флуоресцентни сигнали с повишена яснота.
Истинско цветопредаване: Цветният IMX937 AQB е подходящ за хирургически сценарии, изискващи точна оценка на цвета на тъканите, като идентифициране на стомашно-чревни лезии и лапароскопско изследване.
3.3 Сравнение с други сензори на Sony
Модел на сензора Резолюция Тип на затвора Размер на опаковката Съвместимост с ендоскоп
IMX937 105MP Global Shutter 45×52mm Твърд/хирургически микроскоп Съвместим
IMX927 105MP Global Shutter 45×52mm Твърд/хирургически микроскоп Съвместим
IMX661 128MP Global Shutter Larger Rigid Compatible
IMX811 247MP Rolling shutter 75×63,6 mm Съвместим с твърд ендоскоп
Основни ендоскопски сензори 2 8MP Rolling shutter/Global shutter<15mm Fully compatible with flexible/rigid endoscopes
IV. Преглед на ключови области на приложение
4.1 Автоматизирана оптична инспекция
Основният целеви пазар за серията IMX937 е автоматизирана оптична инспекция, обхващаща както 2D AOI, така и 3D AOI.
В производството на електроника ускоряването на миниатюризацията на компонентите е предизвикателство за традиционното оборудване за контрол с недостатъчна разделителна способност. Разделителната способност от 105 MP позволява едно-покриване на по-големи площи на печатни платки, като същевременно поддържа ясна идентификация на компоненти с размер 01005-. Глобалният затвор гарантира-изображение без изкривяване на бързо движещи се платки, докато 1-Shot HDR запазва детайлите както в металните спойки, така и в черните субстрати.
4.2 Инспекция на полупроводници и прецизна електроника
Приложения като откриване на дефекти на пластини, проверка на качеството на опаковката на чипове и проверка на маска изискват все по-строги изисквания за резолюция. Високата плътност на пикселите на серията IMX937 позволява покриване на по-големи участъци от пластини в едно заснемане на изображение, намалявайки нуждата от съединяване на изображения и повишавайки ефективността на проверката.
4.3 Проверка на дисплея с плосък панел
Изисква се откриване на дефекти-на ниво пиксел на OLED и LCD панели
