Обозреватель полупроводниковой индустрии
Введение: когда скорость соответствует разрешению
В области машинного зрения инженеры уже давно столкнулись с-трудным компромиссом: достижение высокого разрешения означает жертвование частотой кадров, а достижение высокой-скорости захвата требует компромисса с качеством пикселей. Эта общеотраслевая-загадка, сохраняющаяся на протяжении многих лет, теперь постепенно решается с помощью датчиков Sony нового-поколения Pregius S.
В 2025 году группа Sony Semiconductor Solutions Group представила CMOS-датчики изображения с глобальным затвором серии IMX937, состоящие из монохромного IMX937 AMB и цветного IMX937 AQB. Созданные на технологической основе серии IMX927, эти датчики обеспечивают сверх-высокое разрешение 105 МП и высокую-выходную скорость 56 кадров в секунду, предлагая новый вариант основного компонента для промышленного инспекционного оборудования.
В этой статье всесторонне анализируется истинная ценность этих двух датчиков по четырем направлениям: сравнение технических характеристик, анализ основных преимуществ, оценка адаптируемости эндоскопов и основные области применения.
I. Сравнение технических характеристик IMX937 AMB и IMX937 AQB
1.1 Общая техническая платформа
Оба датчика используют одну и ту же основополагающую технологию, используя запатентованную многослойную структуру Sony Pregius S с задней-подсветкой. Эта архитектура отделяет уровень пикселей от уровня схемы, обеспечивая более быструю обработку сигналов при сохранении высокой чувствительности.
Параметр Параметр Спецификация Значение
Размер сенсора 2,5 дюйма (диагональ 39,7 мм)
Эффективные пиксели 10 272 (Г) × 10 272 (В)=Примерно 105,5 миллионов пикселей
Размер пикселя 2,74 мкм × 2,74 мкм
Тип затвора Глобальный затвор
Выходной интерфейс SLVS EC (поддерживает 4,752/9,504/12,474 Гбит/с/линия)
Тип упаковки Керамический корпус с разъемом, размеры 45×52 мм
Цветной фильтр Нет для монохромной версии/Bayer RGB для цветной версии
1.2 Основные различия: разные пути развития монохромного и цветного изображений
Принципиальное различие между IMX937 AMB (монохромная версия) и IMX937 AQB (цветная версия) заключается в наличии или отсутствии массива цветных фильтров. Это различие приводит к следующим характеристикам:
Светочувствительность. Благодаря удалению цветного фильтра монохромная версия позволяет падающему свету напрямую достигать фотодиодов, обеспечивая более высокую квантовую эффективность и превосходную производительность в условиях низкой-освещенности. Это особенно важно для сценариев высокоскоростной-съемки, требующих короткого времени экспозиции.
Пространственное разрешение: каждый пиксель в монохромной версии независимо записывает информацию о яркости, достигая теоретического максимального разрешения в 105 миллионов пикселей. Цветная версия требует алгоритмов демозаики для восстановления цвета — процесса, который приводит к небольшой потере деталей.
Производительность частоты кадров: оба датчика поддерживают одинаковую частоту кадров при полном выводе пикселей: 56 кадров в секунду при 8-битном разрешении, 51 кадр в секунду при 10-битном разрешении и 36 кадров в секунду при 12-битном разрешении. Это гарантирует, что скорость съемки останется неизменной независимо от выбора монохромного или цветного режима.
Выходные характеристики: Монохромная версия выводит изображения в оттенках серого, идеально подходящие для количественного анализа и трехмерных измерений. Цветная версия выводит необработанные данные формата Байера, требующие последующей обработки цвета для восстановления полноцветных-изображений.
1.3 Отличия в расположении от серии IMX927
Примечательно, что IMX937 и IMX927 имеют одинаковую пиксельную архитектуру и разрешение, но различаются по характеристикам частоты кадров. IMX927 поддерживает высокоскоростную-выдачу до 112 кадров в секунду (8 бит), тогда как IMX937 работает со скоростью 56 кадров в секунду (8 бит). Это различие предполагает, что серия IMX937 может отдавать предпочтение энергоэффективности или глубине обработки сигнала, что делает ее более подходящей для приложений, требующих умеренную частоту кадров, но строгое качество изображения.
II. Основные преимущества: три ключевых технических особенности серии IMX937
2.1 Глобальный затвор: искажение-Свободный захват движения
В отличие от роллетного затвора, обычно используемого в потребительских камерах, в IMX937 используется конструкция глобального затвора, при которой все пиксели экспонируются одновременно. Это означает:
При съемке быстро-движущихся объектов изображение не наклоняется и не растягивается-, что исключает эффект желе. Это критически важно для захвата быстро движущихся печатных плат, пластин или электронных компонентов на промышленных производственных линиях. Даже если объекты смещаются во время экспозиции, глобальный затвор сохраняет истинную геометрическую целостность.
2.2 1 Shot HDR: детальная съемка сложных сцен
Серия IMX937 включает технологию 1 Shot HDR, расширяющую динамический диапазон за одну экспозицию, сохраняя при этом исходную частоту кадров и разрешение.
Эта технология имеет большое значение для промышленного контроля. Возьмем, к примеру, проверку печатной платы: печатная плата одновременно имеет высокоотражающие металлические паяные соединения и светопоглощающие слои черного припоя, что приводит к резкой разнице в яркости. Традиционным датчикам часто сложно запечатлеть и то, и другое, что приводит к переэкспонированию светлых участков или недоэкспонированию теней.. 1 Shot HDR сохраняет детализацию в обеих областях, что значительно снижает вероятность ошибочных оценок.
2.3 Модульная упаковка: повышенное удобство системной интеграции
В серии IMX937 используется недавно разработанный Sony керамический корпус с разъемами-размерами 45 × 52 мм. Такая конструкция имеет ряд преимуществ:
Съемность позволяет легко заменять датчики внутри модулей камеры, что упрощает сборку во время производства камеры. Все 16 продуктов серии IMX927/937 имеют одинаковые разъемы и определения контактов. Это позволяет производителям камер разрабатывать универсальные платформы материнских плат, позволяющие гибко заменять датчики с различными характеристиками в зависимости от требований заказчика.
На задней стороне корпуса имеется место для установки радиатора, что способствует эффективному управлению температурой и обеспечивает стабильность датчика при длительной работе.
III. Анализ совместимости модуля камеры эндоскопа
Это основная проблема разработчиков медицинского оборудования. Можно ли использовать серию IMX937 в модулях камер эндоскопов?
3.1 Технико-экономическое обоснование
Технически серию IMX937 можно использовать в системах эндоскопической визуализации, но существуют значительные ограничения по применению.
Ограничения по размеру: Размеры упаковки датчика составляют 45 × 52 мм. Этот размер значительно превышает предел диаметра традиционных гибких наконечников эндоскопов (10–12 мм), что делает невозможным интеграцию в передний конец гибких вставных трубок.
Область применения. Для жестких эндоскопов датчик можно разместить во внешней головке камеры и подключить к передней-оптической системе через линзовые сборки или оптоволокно, где ограничения по размеру относительно мягкие. В системах интеграции хирургического микроскопа датчик можно установить внутри корпуса микроскопа, что полностью устраняет ограничения по размеру.
3.2 Уникальная ценность в эндоскопических приложениях
Если ограничения по размеру можно преодолеть, серия IMX937 предлагает явные преимущества в эндоскопии:
Значение глобального затвора: во время торакоскопической или лапароскопической операции пульсация сердца, дыхательные движения и пульсация сосудов вызывают смещение тканей. Глобальный затвор эффективно уменьшает размытость изображения при движении, предоставляя хирургам более четкие изображения-в реальном времени.
Применение флуоресценции в монохромной версии: Высокая чувствительность монохромного IMX937 AMB в ближнем-инфракрасном диапазоне делает его идеальным для флуоресцентной визуализации с индоцианиновым зеленым (ICG). Во время гепатобилиарных или онкологических операций под контролем ICG- монохромный датчик улавливает сигналы флуоресценции с повышенной четкостью.
Истинная цветопередача: цветной монитор IMX937 AQB подходит для хирургических операций, требующих точной оценки цвета тканей, таких как выявление поражений желудочно-кишечного тракта и лапароскопическое исследование.
3.3 Сравнение с другими датчиками Sony
Модель датчика Разрешение Тип затвора Размер упаковки Совместимость с эндоскопами
Совместимость с жестким/хирургическим микроскопом IMX937 105MP Global Shutter 45×52 мм
Совместимость с жестким/хирургическим микроскопом IMX927 105MP Global Shutter 45×52 мм
IMX661 128MP Global Shutter, совместимый с более жесткими устройствами
IMX811 247MP Рольставни 75×63,6 мм, совместимые с жесткими эндоскопами
Основные эндоскопические датчики 2 8MP с подвижным затвором/глобальным затвором<15mm Fully compatible with flexible/rigid endoscopes
IV. Обзор ключевых областей применения
4.1 Автоматический оптический контроль
Основным целевым рынком для серии IMX937 является автоматизированный оптический контроль, охватывающий как 2D AOI, так и 3D AOI.
В производстве электроники ускорение миниатюризации компонентов бросает вызов традиционному контрольному оборудованию с недостаточным разрешением. Разрешение 105 МП позволяет одним-охватывать большие площади печатных плат, сохраняя при этом четкую идентификацию компонентов размера 01005-. Глобальный затвор обеспечивает-изображение быстро движущихся плат без искажений, а режим 1-Shot HDR сохраняет детали как на металлических паяных соединениях, так и на черных подложках.
4.2 Проверка полупроводников и прецизионной электроники
Такие приложения, как обнаружение дефектов пластин, проверка качества упаковки чипов и проверка по маске, требуют все более строгих требований к разрешению. Высокая плотность пикселей серии IMX937 позволяет охватить большие площади пластин за один снимок, уменьшая необходимость сшивания изображений и повышая эффективность контроля.
4.3 Проверка плоскопанельного дисплея
Для обнаружения дефектов-на уровне пикселей на OLED- и ЖК-панелях требуется
