Матрица с задней подсветкой, в которой камеры
Обновлено: 03.07.2024
Одной из важнейших функций камер видеонаблюдения является возможность формирования четкого изображения в темных местах. Датчики изображения Sony с технологией STARVIS/STARVIS 2 обладают чувствительностью, значительно превышающей чувствительность человеческого глаза. Они обеспечивают превосходную производительность при мониторинге при слабом освещении, так как не только захватывают цели в темных местах, но даже четко визуализируют их текстуры.
И STARVIS, и STARVIS 2 представляют собой пиксельную технологию с задней подсветкой, специально разработанную для датчиков изображения CMOS для приложений камер видеонаблюдения. Они имеют минимальную чувствительность 2000 мВ/мкм2 (цветовой продукт при визуализации с источником света 706 кд/м2, эквивалент накопления F5,6 в 1 с) и обеспечивают высокое качество изображения в видимом свете, а также в ближнем инфракрасном диапазоне. . STARVIS 2 также предлагает широкий динамический диапазон (AD 12 бит) более 8 дБ при одной экспозиции, что шире, чем у пикселя STARVIS того же размера.
Достижение высокой чувствительности
В отличие от датчиков изображения с фронтальной подсветкой, датчики изображения с задней подсветкой STARVIS/STARVIS 2 могут собирать больше света на фотодиоды, не перекрытые проводкой или цепями, что обеспечивает высокую чувствительность. (см. рис. 1)
Пиксели, специально разработанные для камер безопасности, могут фиксировать четкие изображения в условиях низкой освещенности с деталями, недоступными для человеческого глаза и обычных камер безопасности, такими как цвета и формы объектов, текстуры и даже печатные рисунки на шкала. (см. фото 1)
[Рис. 1] Преимущества конструкции с задней подсветкой
[Фото 1] Сравнение производительности в условиях низкой освещенности (освещенность 0,08 люкс)
Датчики изображения с технологией STARVIS/STARVIS 2 могут захватывать изображения в условиях низкой освещенности с такими деталями, как цвета, формы и текстуры объектов, на которые не способны обычные датчики изображения с фронтальной подсветкой.
Обычный
датчик изображения с фронтальной подсветкой
Датчик с технологией STARVIS
Датчик изображения с задней подсветкой
Тип 1/2.8, F=1.4, Эксп. 1/60 с, частота кадров 30 кадров в секунду, усиление 48 дБ, с IRCF
Качество изображения в ближней инфракрасной области (NIR)
В то время как традиционным камерам для съемки требуется среда с видимым светом, камерам безопасности может потребоваться изображение в ближнем инфракрасном (NIR) спектре света. Все существующие модели датчиков изображения Sony для обеспечения безопасности оснащены функцией высококачественного изображения в ближней ИК-области, позволяющей вести съемку с помощью излучения в ближней ИК-области в полной темноте.
[Фото 2] показывает сравнение изображений, сделанных при освещении 0 лк: одно с помощью датчика изображения с видимым светом, а другое с помощью датчика изображения, совместимого с NIR.
Sony продолжает улучшать функцию NIR в STARVIS. Недавно была выпущена новая модель IMX585, обеспечивающая более высокое качество изображения и даже более низкий уровень шума, чем ее предшественники.
* Найдите наши продукты с улучшенной функцией NIR-изображения в списке продуктов (выберите NIR Enhanced).
*[Фото 3] показывает сравнение характеристик изображения NIR между предыдущей и улучшенной версиями.
[Фото 2] Сравнение с датчиком изображения типа видимого света
В условиях освещения 0 лк с NIR-светом 850 нм NIR-совместимый датчик изображения со STARVIS 2 IMX585 может захватывать не только формы объектов, но также оттенки и детали, такие как буквы, напечатанные на шкале. , в то время как датчик изображения для видимого света не может создавать изображение.
Датчик изображения для видимого света
(не совместим с чувствительностью NIR)
Датчик изображения с высокой производительностью NIR
IMX585
Условие: F = 1,6, экспозиция = 33,3 мс, усиление = 0 дБ, 850 нм
[Фото 3] Сравнение обычной и новой версии функции NIR-изображения
Датчик, совместимый с NIR (обычная версия)
IMX415
Датчик, совместимый с NIR (улучшенная версия)
IMX515
Условие: F = 1,6, экспозиция = 33,3 мс, усиление = 0 дБ, 850 нм
Расширенный динамический диапазон (HDR)
Камеры видеонаблюдения с фиксированным положением должны приспосабливаться к условиям освещения, которые меняются со временем и/или изменениями в окружающей среде. Если сцена имеет одновременно слишком яркие и слишком темные области, яркая область может быть переэкспонирована, а темная область может быть затемнена. Чтобы обеспечить четкий захват объектов в любой области, существует метод регулировки времени экспозиции или усиления, чтобы избежать засветки или затемнения, который называется функцией расширенного динамического диапазона (HDR). (См. [Фото 4])
[Фото 4] Уменьшение засветок с помощью функции HDR
Фон слишком яркий, что приводит к засветке. Цель не различима.
Уменьшен эффект выброса. Целевой цвет и форма могут быть различимы.
В настоящее время существует два типа функции HDR для STARVIS/STARVIS 2: DOL HDR (цифровой перекрывающийся расширенный динамический диапазон) и Clear HDR.STARVIS совместим только с DOL HDR, а STARVIS 2 совместим как с DOL HDR, так и с Clear HDR.
DOL HDR
Когда функция DOL HDR включена, датчик изображения делает два изображения в быстрой последовательности, одно с длинной выдержкой в соответствии с темной областью, а другое с короткой выдержкой, отрегулированной для яркой области. Выходные данные синтезируются в постобработке (Примечание 1). Синтезируя два изображения с разной экспозицией, адаптированных к темным и ярким условиям, датчик может обеспечивать более широкий динамический диапазон, чем изображение с одной экспозицией. Этот метод можно эффективно использовать для захвата неподвижных целей. Обратите внимание, однако, что небольшой промежуток времени между двумя снимками может вызвать некоторые артефакты, такие как хроматическая аберрация, если цель находится в быстром движении (см. левое изображение [Фото 5]).
Очистить HDR
Когда функция Clear HDR включена, датчик изображения одновременно захватывает два изображения, одно с высоким коэффициентом усиления для темной области, а другое с низким коэффициентом усиления для яркой области. Выходные данные синтезируются в постобработке (Примечание 1). Синтезируя два изображения с разным коэффициентом усиления, сконфигурированных для темных и ярких условий, датчик может обеспечить более широкий динамический диапазон, чем одно изображение с экспозицией. Поскольку два изображения с помощью этого метода снимаются одновременно, движущиеся цели не вызывают артефактов в результирующем изображении (без хроматических аберраций и т. д., см. правое изображение на [Фото 5]), подходит для обработки ИИ и т. д.
(Примечание 1) Для получения конечного изображения выходные данные должны быть обработаны камерой. IMX585 может внутренне синтезировать данные при использовании Clear HDR.
[Фото 5] Сравнение изображений с быстро движущейся целью между DOL HDR и Clear HDR
Два изображения ниже иллюстрируют сравнение между DOL HDR и Clear HDR, запечатлев один и тот же метроном с движущейся частью. На обоих изображениях четко улавливаются детали на светлом фоне и буква «S» на метрономе, помещенном в темную область.
Тем не менее, иллюстрация, прикрепленная к маятнику, показывает некоторую хроматическую аберрацию на изображении, полученном с помощью DOL HDR. Изображение, снятое с помощью Clear HDR, не имеет хроматических аберраций.
Предоставление данных логотипа STARVIS/STARVIS 2
Клиенты могут использовать логотип «STARVIS/STARVIS 2» с разрешения Sony только в следующих случаях. Перед предоставлением данных логотипа с заказчиком заключается договор на использование логотипа. Для получения подробной информации обратитесь в офис продаж в вашем регионе.
Продукты: продукты клиентов, в которых используются датчики изображения Sony CMOS, оснащенные технологией STARVIS/STARVIS 2.
Материалы/Носители: упаковка продукции, каталоги, плакаты, информационные сайты и другие рекламные материалы, а также выставочный инвентарь (панно и т.п.), относящийся к вышеперечисленной продукции
Canon запатентовала новую конструкцию сенсора, которая имитирует конструкцию сенсоров с задней подсветкой (BSI) производства Sony. Сочетание Dual Pixel с BSI, вероятно, приведет к значительному скачку производительности при слабом освещении, динамического диапазона и скорости считывания.
Дизайн, показанный в патентной заявке Canon, конкретно не указывает, что он будет с подсветкой сзади, но при сравнении с изображением датчика BSI невозможно игнорировать сходство.
На приведенной ниже иллюстрации от Sony компания показывает, как устроен BSI:
Sony разработала этот тип CMOS-сенсора еще в 2008 году. Сообщения о том, что Canon пытается разработать подобный дизайн, появились еще в январе 2019 года, но двухпиксельный BSI был только упомянут, а не подробно описан, как показано на рисунке. в этом патенте.
По сути, вместо того, чтобы создавать датчик, аналогичный человеческому глазу, который размещает линзу перед проводкой, а фотодетекторы сзади, BSI использует те же элементы, но переставляет их так, чтобы фотодиод мог существовать в перед проводкой. При типичном методе фронтального освещения матрица и проводка отражают некоторое количество света, что снижает уровень принимаемого сигнала. Датчики BSI облегчают это за счет худшей однородности отклика, но обеспечивают гораздо лучшие характеристики при слабом освещении.
Датчики BSI стали нормой для улучшения характеристик при слабом освещении (и расширения динамического диапазона), но они имеют дополнительное преимущество в виде повышения скорости считывания. Причина, по которой Sony a9 способна снимать так много кадров в секунду в полностью электронном, бесшумном режиме без затемнения, отчасти объясняется преимуществами встроенной BSI-CMOS, которой она оснащена.У Sony есть дополнительная технология, которая извлекает информацию с датчика в два раза быстрее, чем у конкурентов, но здесь нельзя полностью игнорировать преимущества датчика BSI.
При более внимательном рассмотрении патента Canon изображенная структура поразительно похожа на диаграмму BSI.
В патенте указано:
Согласно настоящему изобретению предлагается твердотельное устройство формирования изображения, имеющее предпочтительную структуру для производства в соответствии с предпочтительным способом изготовления и способом изготовления в плотности области накопления заряда или пикселя.< /p>
Слишком много слов для того, чтобы сказать, что этот метод не только проще в реализации, но и позволяет сенсору более эффективно принимать больше света на попиксельной основе, а особенно на полном массиве. . Полученный датчик имеет примерно ту же видимую структуру, что и датчик BSI.
Canon — одна из немногих компаний, не использующих в своих камерах сенсорную технологию Sony, поэтому BSI в камерах Canon еще не применялась.
Даже без датчиков BSI Canon уже значительно улучшила динамический диапазон и производительность своих камер при слабом освещении, как это видно на R5 и R6. То, что компания может сделать с этой новейшей запатентованной технологией, открывает широкие возможности для настоящей конкуренции с лидером отрасли. Сочетание технологии автофокусировки Canon Dual Pixel с дизайном с задней подсветкой привело бы к созданию сенсора, который, наконец, сможет конкурировать с лучшими моделями Sony. Такая конструкция сенсора будет иметь решающее значение для создания лидера при слабом освещении, такого как a7S III, или беззеркальной спортивной камеры, такой как a9.
Новый КМОП-датчик изображения от Sony накладывает структурные пиксели с задней подсветкой на микросхемы, содержащие участок схемы для обработки сигнала, вместо поддерживающих подложек в обычных КМОП-датчиках изображения с задней подсветкой.
Многослойная архитектура CMOS Sony объединяет функции пикселей и схем без подложки, повышая производительность и уменьшая размер
Компания Sony (Токио, Япония) разработала новый КМОП-датчик изображения с задней подсветкой, в котором структурные пиксели с задней подсветкой накладываются на микросхемы, содержащие участок схемы для обработки сигналов, вместо поддерживающих подложек в обычных КМОП-датчиках изображения с задней подсветкой. . Многослойная структура КМОП улучшает качество изображения благодаря большему количеству пикселей, увеличивает скорость обработки изображений и способность создавать изображения при слабом освещении, а также имеет более компактный размер, чем традиционные датчики изображения КМОП с задней подсветкой.
Обычные КМОП-сканеры монтируют пиксельную секцию и аналоговую логическую схему поверх одного и того же чипа, что требует многочисленных ограничений при установке крупномасштабных схем, таких как меры по противодействию масштабу схемы и размеру микросхемы, меры по подавлению шума. вызвано расположением пикселя и секций схемы, а также оптимизацией характеристик пикселей и транзисторов схемы.
Структура Sony накладывает секцию пикселей, содержащую образования структурных пикселей с задней подсветкой, на чип, на котором закреплены схемы для обработки сигналов, вместо поддерживающих подложек, используемых для обычных КМОП-датчиков изображения с задней подсветкой. Благодаря многоуровневой структуре крупномасштабные схемы теперь можно монтировать на микросхемах небольшого размера. Кроме того, поскольку секция пикселя и секция схемы формируются как независимые микросхемы, может быть принят производственный процесс, который позволяет настраивать секцию пикселя для более высокого качества изображения, в то время как секцию схемы можно настраивать для более высокой функциональности, тем самым одновременно обеспечивая более высокое качество изображения. , превосходная функциональность и более компактный размер. Кроме того, микросхема схемы может обеспечить более быструю обработку сигналов и более низкое энергопотребление.
Образцы будут поставляться с марта 2012 г. Новые модели были разработаны с использованием разработанной Sony функции "RGBW Coding", которая обеспечивает низкий уровень шума и получение высококачественных изображений даже в условиях низкой освещенности, а также фирменной технологии "HDR (High Dynamic Range ) Функция "Кино" обеспечивает яркие цвета даже при съемке против яркого света.
ИСТОЧНИК: Sony; первоначально опубликовано Гейл Овертон, старшим редактором Laser Focus World
Камеры среднего размера серии Aluma предлагают производительность и функции, недоступные ни в одной другой фотокамере научного уровня. Эта легкая (2,2 фунта) и компактная (4,5″ x 4,5″ x 4″ с ручками) камера оснащена двухступенчатым охлаждением, портом USB 2.0, сверхнадежным затвором с равномерным освещением и быстрым считыванием данных с низким уровнем шума. Aluma может работать с ПК с Windows, Macintosh или Linux.
Особенности Aluma:
Многоплатформенная работа
Aluma предназначен для работы через USB 2.0. Разработанный с нуля для поддержки работы на любой современной вычислительной платформе, Aluma совместим с iOS, Android, Windows, Macintosh и Linux. Полностью документированные и поддерживаемые драйверы доступны для всех платформ, включая драйверы ASCOM. Спецификация интерфейса камеры Aluma полностью задокументирована, что позволяет разрабатывать полностью настраиваемые интерфейсы.
Программное обеспечение в комплекте
Все модели Aluma поставляются с MaxIm LT для Windows — специальной версией MaxIm DL для этих камер. Aluma также поддерживает сторонние приложения через ASCOM и собственные драйверы.
Компактный и легкий дизайн
Камеры Aluma имеют размеры всего 4,25 x 4,25 x 4,0 дюйма с ручками (3,5 дюйма без ручек) и весят всего 2,2 фунта (1 кг).
Затвор с равномерным освещением
Все камеры Aluma оснащены механическим затвором, который используется как для темных/смещенных калибровочных кадров, так и для выдержки экспозиции на полнокадровых датчиках. Вместо сложного ирисового затвора, который может выйти из строя, в Aluma используется затвор с двумя лопастями и двигатель с прямым приводом, что обеспечивает высокую воспроизводимость, надежность и чрезвычайно долгий срок службы. Затвор предназначен для «равномерного освещения» для максимальной точности фотометрических измерений.
На левом изображении показано изображение плоского поля, снятое камерой с ирисовым затвором. Правое изображение представляет собой изображение плоского поля, снятое в тех же условиях с использованием затвора с равномерным освещением.
Сверхчувствительный датчик изображения CCD 47-10
В Aluma 47-10 используется 1-мегапиксельная матрица E2V CCD 47-10 с пиковой квантовой эффективностью (QE) 93 % и покрытием средней полосы. Этот полнокадровый датчик с задней подсветкой обеспечивает максимальную чувствительность. Датчик доступен со среднеполосным, широкополосным и УФ-покрытием для оптимизации производительности в различных областях спектра. Средняя полоса — это покрытие по умолчанию.
Кривые квантовой эффективности CCD 47-10
CCD 47-10 имеет разрешение 1056 x 1027 пикселей с размером квадрата 13 микрон для оптического формата квадрата 13,3 мм.
Эта полнокадровая ПЗС-матрица с тыловой подсветкой имеет чрезвычайно низкий уровень шума и чрезвычайно высокую чувствительность. Сочетание этого высокопроизводительного датчика с высокой эффективностью охлаждения Aluma и низким уровнем шума при считывании приводит к исключительно четким изображениям.
Умное охлаждение
Все камеры Aluma оснащены новой мощной технологией SmartCooling. Двухступенчатый охладитель, мощные вентиляторы и усовершенствованный радиатор, разработанный с использованием моделирования теплового потока, в совокупности обеспечивают типичную дельту охлаждения при температуре окружающей среды -50°C. Это настоящий подвиг, учитывая очень компактный и легкий корпус Aluma.
SmartCooling автоматически регулирует скорость вращения вентилятора для оптимизации производительности кулера и энергопотребления. Прошивка камеры постоянно отслеживает температуру сенсора и радиатора, а также контролирует мощность кулера. Когда требуется полная мощность охлаждения — при замедлении или работе почти на полной мощности — вентиляторы разгоняются до максимальной скорости, что приводит к максимально сильному охлаждению. Когда требуется меньшая мощность охлаждения, вентиляторы автоматически замедляются, чтобы снизить уровень шума и энергопотребление. SmartCooling также предотвращает любую возможность перегрева, отключая питание, если радиатор становится слишком горячим, поэтому вам не нужно беспокоиться, если ваша камера в жаркой обсерватории в течение дня перегреется.
Продукты
Продукты
Поддержка
Поддержка
中文
Англ
Дхьяна 95V2 (BSI)
Dhyana 400BSI V2 (BSI)
FL-20BW (охлаждаемый, монофонический)
TrueChrome 4K Pro (HDMI)
TrueChrome AF (HDMI)
Товары для дома
Серия sCMOS
Сверхширокоформатная sCMOS с задней подсветкой и высокоскоростным интерфейсом CXP
Камера BSI TDI sCMOS предназначена для проверки при слабом освещении и высокой скорости.
Дхьяна 4040 (FSI)
Оснащен матрицей большой площади 3,2 дюйма, размером пикселя 9 мкм x 9 мкм и высоким разрешением 4K x 4K; отличные характеристики охлаждения и сверхнизкий темновой ток обеспечивают более длительное воздействие.
Дхьяна 95V2 (BSI)
Dhyana 95V2 не только обладает типичными характеристиками, такими как 95% пиковое QE, большая площадь 2 дюйма и размер пикселя 11 мкм, но и более мощные функции, такие как водяное охлаждение, более быстрый режим считывания и превосходная калибровка фона.
Dhyana 400BSI V2 (BSI)
Dhyana 400BSI V2.0 имеет оптимизированные DSNU и PRNU, что делает его более подходящим для приложений количественного анализа. И добился прорыва в скорости передачи данных, реализовав высокоскоростную передачу данных со скоростью 74 кадра в секунду при @Cameralink и 40 кадров в секунду при USB3.0.
Dhyana 400DC (FSI, цвет)
Благодаря своей чувствительности, идеальной цветопередаче и впечатляющей минимизации шумов Dhyana 400DC создает новую парадигму в области обработки цветных научных изображений.
Дхьяна 400D (FSI)
Dhyana 400D оснащена совершенно новым 1,2-дюймовым научным CMOS-сенсором, который обеспечивает квантовую эффективность 80 % на длине волны 600 нм. Это обеспечивает максимальную производительность для высококачественной микроскопии.
Неохлаждаемая камера Dhyana
Неохлаждаемая серия Dhyana предназначена для удовлетворения потребностей клиентов в большем количестве областей. Он разработан специально для промышленных условий. Форма камеры была оптимизирована, чтобы сделать ее компактной и прочной.
Серия HDMI
Tmetrics C20 (все в одном)
Умная камера, которая может напрямую получать микроскопические 3D-изображения и измерять их, повышая возможности наблюдения и анализа вашего микроскопа!
TrueChrome 4K Pro (HDMI)
4K HDMI и USB3.0 два в одном, двойная функциональность и бескомпромиссная производительность.
TrueChrome AF (HDMI)
Встроенное управление мышью для автофокусировки и измерения изображения Совместимость с программным обеспечением для обработки изображений Mosaic V2.1
Показатели TrueChrome (HDMI)
TrueChrome Metrics имеет встроенную профессиональную метрологическую систему цифровых изображений, включающую множество измерительных инструментов, обеспечивающих точность измерений в микронах.
Благодаря 1/2,5-дюймовому 5-мегапиксельному CMOS-сенсору HD Lite обеспечивает высокое разрешение и широкое поле зрения для приложений с ярким полем.
Экран 1080P для камеры серии TrueChrome.
Серия КМОП
FL-20BW (охлаждаемый, монофонический)
Камера FL-20BW, которая обеспечивает тот же уровень ПЗС, что и шум темнового тока, и экономичность.В то же время он имеет типичные характеристики CMOS: более низкий уровень шума при считывании и более высокую скорость. Это камера с наиболее полным набором характеристик.
FL-20 (охлаждаемый, цветной)
20 мегапикселей для создания детализированных изображений высокой четкости за один снимок Технология термоэлектрического охлаждения для шумоподавления Усовершенствованная функция сшивки изображений в реальном времени и EDF в реальном времени
MIchrome 5 Pro (USB3.0)
Используется 5-мегапиксельная CMOS-матрица Sony 2/3 дюйма IMX264 с разрешением 3,45 x 3,45 пикселя. Разрешение захваченного изображения может достигать 2448 x 2048. Изображения, сделанные при малом увеличении, легко разрешаются.
MIchrome 20 (USB3.0)
Используется 20-мегапиксельная CMOS-матрица Sony IMX183 размером 1 дюйм с разрешением 2,4 x 2,4 пикселя. Разрешение захваченного изображения может достигать 5472 x 3648. Изображения, сделанные при малом увеличении, легко разрешаются.
MIchrome 6 (USB3.0)
Используется 6-мегапиксельная CMOS-матрица Sony 1/1,8 дюйма IMX178 с разрешением 2,4 x 2,4 пикселя. Разрешение захваченного изображения может достигать 3072 x 2048. Изображения, сделанные при малом увеличении, легко разрешаются.
Серия GT (USB2.0)
Инновационная технология, частота кадров USB 2.0 значительно улучшена при сохранении точности исходного вывода изображения. Простая и экономичная микроскопия изображений.
Сочетание высокоскоростного интерфейса передачи данных USB 3.0, датчика CMOS и встроенного процессора обработки изображений ISP обеспечивает впечатляющее качество изображения при стабильно высокой частоте кадров.
Серия ISH (USB2.0)
ISH1000, ISH500 и ISH300 относятся к профессиональным камерам Tucsen. Серия H представляет собой новое поколение научных CMOS-камер Tucson.
Поддержка программного обеспечения
Мозаика V2.3 (CMOS)
С точки зрения пользователя, переопределение рабочего процесса получения изображения - редактирования - измерения - вывода отчета с учетом лучших рабочих процедур значительно экономит рабочее время, эффективно повышая производительность.
Мозаика V1.6 (sCMOS)
Разработано специально для Dhyana, профессиональных функций анализа и обработки изображений
TCapture – это профессиональное приложение для работы с изображениями, разработанное Tucsen для полного управления камерами Tucsen.
Индивидуальный сервис
Tucsen создала индивидуальную услугу OEM для выяснения потребностей клиентов и формулирования решений, от проектирования продукта до производства и интеграции, для предоставления всех функций, требуемых клиентом.
Читайте также:
