CMOS-Global-Shutter-Bildsensoren von Sony

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Sony Semiconductor Solutions bringt mit dem IMX420 und dem IMX428 die ersten beiden Bildsensoren seiner 3. CMOS Global Shutter Generation auf den Markt (Vertrieb: Framos). Beide Modelle bieten eine Auflösung von 7 Megapixel, der IMX420 erreicht dabei eine Bildrate bis zu 170 fps bei 10 Bit.



Beide Sensoren erzielen mit einer 4,5µm Pixelgröße einen Sättigungswert von 25.000e- und sind mit Sonys SLVS-EC Schnittstelle ausgestattet. Funktionen wie High Conversion Gain (HCG), Dual Trigger ROI, ein dualer Analog/Digital-Wandler sowie selbstauslösende Trigger erhöhen den maximalen Durchsatz für die Objekterkennung und Qualitätskontrolle bewegter Objekte in der maschinellen Bildverarbeitung, Robotik und der Fabrikautomatisierung.



Die Bit-Tiefe ...


des IMX420 ist auf 8/10/12 Bit skalierbar und kann auf mehrere Regions of Interest (ROI) programmiert werden. Der für ITS-Anwendungen optimierte IMX428 ist ausschließlich mit 12 Bit sowie einem ROI-Fenster erhältlich und erreicht 35 fps.


Die Neuerungen der 3. Generation CMOS Global Shutter bringen den Sensoren Verbesserungen in Bildqualität und Geschwindigkeit. Vor allem Applikationen mit bewegten Objekten profitieren von einer Performancesteigerung durch eine erhöhte Detektionsqualität. Die gestiegene Sättigung bringt im Zusammenspiel mit einem niedrigen Ausleserauschen von 2,5e- eine maximale Dynamik von 80 dB. Damit ist eine verbesserte Hell-Dunkel-Detektion auch bei schwierigen Lichtverhältnissen umsetzbar.



Der SLVS-EC Standard ...

(Scalable Low Voltage Signaling with Embedded Clock) stellt ein Sensor-Interface mit 8 Kanälen dar. Es verdoppelt mit 18,4 Gbps die maximale Output-Geschwindigkeit im Vergleich zur 2. Generation (9,5 Gbps).“


Der IMX420 kommt dazu mit 4 neuen Funktionen: Mit der Funktion High Conversion Gain (HCG) kann für eine verbesserte Aufnahmequalität bei schwacher Beleuchtung verbessert werden. Dies wird erreicht, indem die Conversion Gain der Pixel erhöht wird, während der Rauschanteil der Analogschaltung konstant gehalten wird. Umgekehrt wird der Low Conversion Gain-Modus (LCG) bei sehr hellen Lichtverhältnissen verwendet, er wird durch eine Verringerung der Conversion Gain des Pixels realisiert.


Mit Nutzung der Dual Trigger-Funktion können in zwei verschiedenen ROIs verschiedene Auslösezeiten mit unterschiedlichen Dynamikwerten gesetzt werden, um mit zwei externen Triggern eine individuelle und sehr effektive Image Pipeline zu erhalten. Mit dem dualen Analog/Digital-Wandler kann ein einzelner Pixel mit verschiedenen Dynamiken ausgelesen werden. Werden die beiden Out-Bilder kombiniert, kann ein HDR-Bild erzeugt werden. Die Selbstauslösefunktion erkennt Bewegung in einer vordefinierten „Sensing-Zone“ und startet die Bildaufnahme automatisch, sobald ein Objekt diese Zone passiert.


Für IMX420 und IMX428 ist die Massenproduktion ab Frühjahr 2018 geplant, Entwicklungsmuster sind ab sofort über Framos erhältlich.

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