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Die Sony Corporation kündigt die bevorstehende Markteinführung des großformatigen CMOS-Bildsensors IMX661 für industrielle Geräte an. Der neue Sensor hat eine Diagonale von 56,73 Millimetern, verfügt über eine Global-Shutter-Funktion und bietet die branchenweit höchste1 effektive Auflösung von 127,68 Megapixeln2.
Die höhere Pixelzahl ergibt ein fast zehnmal so großes optisches Format verglichen mit herkömmlichen Bildsensoren im 1,1-Zoll-Format, wie sie in C-Mount3-Industriekameras verwendet werden. Die Pregius Global-Shutter-Pixeltechnologie von Sony erlaubt die Aufnahme bewegter Motive ohne Verzerrung. Darüber hinaus ermöglichen die Sensorkonfiguration von Sony und die Hochgeschwindigkeitsschnittstelle das Auslesen von Bildern mit einer fast viermal höheren Datenrate4 als bei herkömmlichen Produkten.
Der neue Sensor wird beim Einsatz in Industriekameras dazu beitragen, eine Vielzahl komplexer Herausforderungen bei einem breiten Spektrum von Anwendungen zu bewältigen, und so die Weiterentwicklung der Industrie fördern.
| Modellbezeichnung | Musterauslieferung (geplant)5 |
| CMOS-Bildsensor IMX661, 3,6-Zoll (Diagonale 56,73 mm), 127,68 effektive Megapixel | April 2021 |
Die Notwendigkeit zu automatisieren, Arbeitsersparnisse zu erzielen und andere Vorteile der digitalen Transformation zu nutzen, ist in den letzten Jahren in vielen Industriebereichen weiter gestiegen. Dies hat die Einführung von Kameras für eine Vielzahl von Anwendungen beschleunigt, was wiederum die Nachfrage nach CMOS-Bildsensoren mit höherer Abbildungsleistung vorantreibt.
Das neue Produkt verbindet die Pregius-Technologie von Sony mit dem großen optischen Format von 3,6 Zoll (56,73 Millimeter Diagonale) und ermöglicht damit eine höhere Pixelzahl sowie verzerrungsfreie Aufnahmen bewegter Motive. Die innovative Gerätekonfiguration auf Basis eines Chip-on-Wafer-Verfahrens sorgt in Kombination mit der eigenen Schnittstellentechnologie von Sony dafür, dass Bilder bei voller Pixelauslesung fast viermal schneller gelesen werden können als mit herkömmlichen Sensoren4. Dieses Design gewährleistet eine hocheffiziente Bildverarbeitung, bei der in einem einzigen Abbildungsvorgang ein großer Sichtwinkel ohne Bewegungsverzerrungen erfasst wird. Zugleich wird die Erkennungsgenauigkeit dank der hohen Auflösung verbessert und eine hohe Verarbeitungsleistung erreicht. So kann dieser Sensor eine Vielzahl industrieller Anwendungen unterstützen – beispielsweise Prüfverfahren bei der Produktion von Displays und elektronischen Substraten, Weitbereichsüberwachung oder Luftbildaufnahmen –, bei denen die größere Präzision und schnellere Auslesung dazu beitragen, hohen Produktivitätsanforderungen gerecht zu werden.
Hauptmerkmale
Branchenweit höchste effektive Pixelzahl – 127,68 Megapixel
Der Sensor hat eine optische Größe von 3,6 Zoll (Diagonale 56,73 Millimeter) – fast zehnmal größer als herkömmliche Bildsensoren im optischen 1,1-Zoll-Format, wie sie in C-Mount-Industriekameras zum Einsatz kommen – und eine Pixelgröße von 3,45 μm. Dies ergibt eine Pixelzahl von 127,68 Megapixeln – die branchenweit höchste Auflösung bei CMOS-Bildsensoren mit globalem Verschluss. Der Sensor ermöglicht einen weiten Betrachtungswinkel und hochauflösende Bildgebung dank der hohen Pixelzahl sowie die bei industriellen Kameras geforderten Aufnahmen ohne Bewegungsverzerrung. So werden die Abbildungseffizienz und die Erkennungsgenauigkeit verbessert.
Bildauslesen in Hochgeschwindigkeit
Im Allgemeinen bedeutet eine höhere Pixelzahl ein erhöhtes Signalverarbeitungsvolumen, was Probleme wie einen Abfall der Bildrate und längere Auslesezeiten verursacht. Um eine Hochgeschwindigkeitsauslesung zu realisieren, ist es notwendig, die Verarbeitungsfunktion des AD-Wandlers zu verbessern, der das vom Pixel ausgegebene analoge Signal in digitale Signale umwandelt, und gleichzeitig die Geschwindigkeit der Ausgabeschnittstelle zu erhöhen.
Der CMOS-Bildsensor IMX661 verfügt über die Sensorkonfiguration von Sony mit Chip-on-Wafer-Verfahren, bei dem Chips mit bestimmten Funktionen auf dem Pixel-Wafer gestapelt werden, wodurch der AD-Wandler optimal positioniert werden kann. Dieses Design verbessert die Verarbeitungsfunktion des AD-Wandlers, ohne mehr Größe zu erfordern.
Darüber hinaus verwendet der neue Sensor den von Sony entwickelten Standard Scalable Low Voltage Signaling with Embedded Clock (SLVS-EC)6 für Hochgeschwindigkeitsschnittstellen. Gemeinsam ermöglichen es diese beiden innovativen Technologien, ein 127,68-MP-10-Bit-Bild mit 21,8 fps zu lesen – fast viermal schneller als mit herkömmlichen Modellen4. Dank der enormen Steigerung der Pixelzahl und Lesegeschwindigkeit lässt sich die Produktivität in der industriellen Anwendung erheblich verbessern.
Signalverarbeitungsfunktionen, die für eine Vielzahl industrieller Anwendungen benötigt werden
Das neue Produkt ist mit einer Reihe von Signalverarbeitungsfunktionen ausgestattet, die bei CMOS-Bildsensoren in Industrieanlagen erforderlich sind, und wird damit verschiedensten Anwendungsfällen und Anforderungen gerecht. Zu diesen Funktionen zählen unter anderem: Trigger-Synchronisierung zur Steuerung des Abbildungszeitpunkts bei Hochgeschwindigkeitsprüfungen; Region of Interest (ROI), um den Aufwand für die Signalnachbearbeitung zu reduzieren, indem nur die benötigten Teilbereiche ausgelesen werden; Gradationskomprimierung, um das Datenvolumen zu reduzieren und gleichzeitig die benötigten Informationen auszugeben; Mehrfachbelichtung, um die Verlaufskurve sich bewegender Objekte zu erkennen; Kurzzeitbelichtung für eine verwacklungsfreie Abbildung schnell beweglicher Objekte; Auslesen mit Pixel-Binning, was die Empfindlichkeit in Aufnahmesituationen mit schwachem Licht verbessern kann.
Technische Daten
| Modellname | IMX661 (Farbe, Schwarzweiß) |
| Elementarzellengröße | 3,45 μm x 3,45 μm (H x V) |
| Effektive Pixel | 13.400 x 9.528 (H x V), 127,68 Megapixel |
| Bildgröße | Diagonal 56,73 mm (3,6 Zoll) |
| Aktiver Bereich | 46,2 mm x 32,9 mm (H x V) |
| Gehäuse | Keramik-LGA |
| Mikrolinse | EPD – 100 mm (CRA 15,8 Grad) |
| Energieversorgung | Analog: 3,3 V Digital: 1,2 V Schnittstelle: 1,8 V |
| Ausgabe | 4,7 Gbps/Lane SLVS-EC 16/8/4 Lane 891 Mbps/Lane SLVS 16 Lane |
| Bildrate | 14 Bit: 12,9 fps 12 Bit: 19,6 fps 10 Bit: 21,8 fps |
| Hauptfunktionen | Globaler Verschluss, Trigger-Synchronisierung, ROI, Gradationskomprimierung, Mehrfachbelichtung, Kurzzeitbelichtung, Lesen mit Pixel-Binning |
Hinweise: Pregius und SLVS-EC sind Marken der Sony Corporation.
1 Bei CMOS-Bildsensoren mit globalem Verschluss. Studie von Sony (zum Zeitpunkt der Ankündigung am 9. März 2021).
2 Basierend auf der Methode zur Angabe der effektiven Pixelzahl bei Bildsensoren.
3 Der Gewindeanschluss zwischen Objektiv und Kameragehäuse.
4 Im Vergleich zum 1,1 Zoll-CMOS-Bildsensor IMX253 von Sony mit 12,37 effektiven Megapixeln und globalem Verschluss.
5 Die angegebenen (geplanten) Daten für den Musterversand gelten für das Farbmodell. Muster des Schwarzweißmodells werden ca. einen Monat später zum Versand verfügbar sein.
6 Eine Datenübertragungsmethode mit Taktintegration. Da dabei keine Skew-Anpassung zwischen den Lanes notwendig ist und der Verdrahtungsaufwand geringer wird, ist das Platinen-Design einfacher und für höhere Geschwindigkeiten geeignet.
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