ซีรี่ย์เซ็นเซอร์ SONY Exmor และ STARVIS: ข้อมูลพื้นฐานและสถาปัตยกรรม

ในฐานะซัพพลายเออร์เซ็นเซอร์ภาพที่ได้รับการยอมรับในระดับโลก Sony ได้ขับเคลื่อนนวัตกรรมในตลาดเซ็นเซอร์และนำเสนอผลิตภัณฑ์เซ็นเซอร์ที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของหลากหลายสาขา รวมถึงอุตสาหกรรม การค้าปลีก การเกษตร เมืองอัจฉริยะ และการแพทย์ เซ็นเซอร์ซีรีส์ Exmor, Exmor R, STARVIS และ Exmor RS ของ Sony ได้รับความนิยมในตลาดเนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและขอบเขตการใช้งานที่กว้างขวาง เซ็นเซอร์เหล่านี้ไม่เพียงแต่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังโดดเด่นในด้านความสามารถในการจับภาพในสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อยและพื้นที่แสงอินฟราเรดใกล้ ซึ่งให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับแอปพลิเคชันการมองเห็นระดับไฮเอนด์ที่หลากหลาย เราได้พูดถึงเซ็นเซอร์ของ SONY ในบทความก่อนหน้านี้。

บทความนี้จะเจาะลึกคุณลักษณะสำคัญ สถาปัตยกรรม และพื้นที่การใช้งานของเซนเซอร์เหล่านี้ เพื่อให้คุณสามารถวิเคราะห์เปรียบเทียบเซนเซอร์ Sony Exmor กับ STARVIS ได้

คุณสมบัติพื้นฐานของเซนเซอร์ Sony Starvis, Exmor, Exmor R และ Exmor RS มีอะไรบ้าง

เซ็นเซอร์ Exmor เป็นเทคโนโลยีปฏิวัติวงการที่ Sony นำเสนอ ซึ่งมีข้อได้เปรียบหลักคือการลดสัญญาณรบกวนอย่างมีนัยสำคัญและปรับปรุงคุณภาพของภาพโดยการแปลงข้อมูลพิกเซลเป็นดิจิทัลในช่วงเริ่มต้นของการส่งข้อมูลภาพ เซ็นเซอร์ Exmor ใช้โครงสร้างแบบรับแสงจากด้านหน้า (FSI) ซึ่งทำการแปลงสัญญาณอนาล็อก/ดิจิทัลและลดสัญญาณรบกวนสองขั้นตอนแบบขนานบนแต่ละคอลัมน์ของเซ็นเซอร์ภาพ CMOS การลดสัญญาณรบกวน ดูที่นี่ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสัญญาณรบกวนภาพ。

ซีรีส์ Exmor R (Exmor รุ่นที่ 5) สามารถเพิ่มความไวแสงได้โดยเปลี่ยนจากเทคโนโลยี FSI (รับแสงจากด้านหน้า) มาเป็น BSI (รับแสงจากด้านหลัง) การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้เซนเซอร์ BSI มีความไวแสงเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าเมื่อเทียบกับเซนเซอร์รับภาพรับแสงจากด้านหน้าทั่วไป ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายภาพในสภาพแสงน้อยได้อย่างมาก

เซ็นเซอร์ STARVIS ซึ่งเป็นสมาชิกของซีรีส์ Exmor R ขึ้นชื่อในเรื่องความไวแสงสูงในช่วงแสงที่มองเห็นได้และอินฟราเรดใกล้ (NIR) โดยมีค่าความไวแสง 2000 mV/μm² หรือมากกว่านั้น เทคโนโลยีพิกเซลแบบรับแสงจากด้านหลังนี้ได้รับการออกแบบมาสำหรับเซ็นเซอร์ภาพ CMOS และใช้เพื่อให้ได้คุณภาพของภาพสูงในสภาพแสงน้อยมาก

ในทางกลับกัน ซีรีส์ Exmor RS ได้แก้ไขข้อบกพร่องของซีรีส์ Exmor R ในด้านประสิทธิภาพสเปกตรัม NIR โดยเพิ่มความลึกของพิกเซล นอกจากนี้ เซ็นเซอร์ CMOS ของ Sony ยังได้แนะนำสถาปัตยกรรมเซ็นเซอร์ภาพแบบซ้อนใน Exmor RS ซึ่งจัดเรียงวงจรเซ็นเซอร์สำหรับแต่ละพิกเซลไว้ใต้ซับสเตรตซิลิกอนแทนที่จะอยู่ข้างๆ กัน การออกแบบนี้ช่วยรวบรวมแสงได้มากขึ้นในบริเวณ NIR ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพควอนตัม (QE) ของสเปกตรัมนั้น

สถาปัตยกรรมของเซนเซอร์ Sony Exmor, Exmor R, STARVIS และ Exmor RS เป็นอย่างไร?

เซ็นเซอร์ Exmor ใช้โครงสร้างรับแสงจากด้านหน้า (FSI) ซึ่งเป็นการออกแบบที่ช่วยให้สามารถแปลงสัญญาณอนาล็อก/ดิจิทัลได้ที่ด้านหน้าของพิกเซล แต่การทำเช่นนี้ก็จำกัดประสิทธิภาพในการรับแสงด้วยเช่นกัน

ตามเว็บไซต์ของ Sony โครงสร้างลำดับชั้นของเซนเซอร์ Exmor ประกอบด้วย:

1. ไมโครเลนส์บนชิป
2. ฟิลเตอร์สี
3. สายไฟโลหะ
4. พื้นผิวรับแสง
5. โฟโตไดโอด

โครงสร้างนี้ทำงานได้ดีเมื่อประมวลผลข้อมูลภาพความเร็วสูง แต่มีข้อจำกัดในด้านความไวในสภาพแสงน้อยและแสงอินฟราเรดใกล้พื้นที่

ในทางกลับกัน เซนเซอร์ซีรีส์ Exmor R ใช้โครงสร้างที่ได้รับแสงจากด้านหลัง (BSI) ซึ่งเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีครั้งสำคัญที่เปิดเผยพื้นผิวรับแสงและโฟโตไดโอดให้กับแสงโดยตรง ช่วยปรับปรุงความไวของเซนเซอร์ได้อย่างมาก

ลำดับโครงสร้างชั้นของ Exmor R มีดังนี้:

1. ไมโครเลนส์บนชิป
2. ฟิลเตอร์สี
3. พื้นผิวรับแสง
4. โฟโตไดโอด
5. สายไฟโลหะ

สถาปัตยกรรมนี้ปรับการรับแสงให้เหมาะสมที่สุด ส่งผลให้ประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ภายใต้สภาวะแสงน้อยดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

เซนเซอร์ STARVIS ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของซีรีย์ Exmor R สืบทอดข้อดีของสถาปัตยกรรม BSI และปรับคุณภาพของภาพให้เหมาะสมโดยเฉพาะในพื้นที่แสงน้อยและแสงอินฟราเรดใกล้

เซ็นเซอร์ซีรีส์ Exmor RS พัฒนาไปอีกขั้นด้วยการนำสถาปัตยกรรมเซ็นเซอร์ภาพแบบซ้อนมาใช้ ในสถาปัตยกรรมนี้ วงจรเซ็นเซอร์จะซ้อนอยู่ใต้ซับสเตรตซิลิกอนแทนที่จะอยู่ข้างๆ ซึ่งเป็นการออกแบบที่ไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพในการรับแสงเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพควอนตัมของเซ็นเซอร์ในช่วงแสงอินฟราเรดใกล้ด้วย เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการถ่ายภาพภายใต้สภาพแสงที่รุนแรง

พื้นที่การใช้งานยอดนิยมสำหรับเซ็นเซอร์ Sony Exmor และ STARVIS

กล้องจุลทรรศน์ทางการแพทย์

ในสาขาการถ่ายภาพทางการแพทย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งมีความต้องการคุณภาพและความไวของภาพสูง เซนเซอร์ STARVIS ของกล้อง Exmor R Sony ที่มีประสิทธิภาพการทำงานในสภาพแสงน้อยที่ยอดเยี่ยมและความไวต่อ NIR สูง จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้กล้องจุลทรรศน์ทางการแพทย์ เพราะจะมอบภาพที่ชัดเจนและการสนับสนุนการวินิจฉัยที่แม่นยำ

ระบบเฝ้าระวังอัจฉริยะ

กล้องวงจรปิดอัจฉริยะต้องทำงานในสภาพแสงที่หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นแสงน้อยหรือในเวลากลางคืน ความไวสูงและสัญญาณรบกวนต่ำของเซนเซอร์ Sony Exmor R และ STARVIS ทำให้กล้องเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเหล่านี้ เซนเซอร์เหล่านี้ให้ภาพที่ชัดเจนและรองรับฟังก์ชันต่างๆ เช่น การนับคน การวิเคราะห์ฝูงชน และการนับยานพาหนะ

โมดูลกล้องที่ใช้เซ็นเซอร์ของ Sony จาก Sinoseen

Sinoseen มีผลิตภัณฑ์ที่ใช้เซ็นเซอร์ Snoy ให้เลือกมากมาย รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง IMX290, IMX298, IMX462 เป็นต้น รวมถึง IMX577 รายชื่อลิงก์ผลิตภัณฑ์บางส่วนแสดงไว้ด้านล่างนี้:

โมดูลกล้องมองเห็นกลางคืน SNS21799-V1.0-2MP 120FPS IMX290

โมดูลกล้อง XLS-GM974-V1.0-16MP IMX298HDR

โมดูลกล้อง SNS-462-V1.0-120FPS HDR IMX452

โมดูลกล้อง SNS-GM1024-V1.0-37-4K 12MP USB3.0 IMX577

หากคุณกำลังดิ้นรนเพื่อค้นหาสิ่งที่เหมาะสมโซลูชันการมองเห็นแบบฝังตัวสำหรับโครงการวิสัยทัศน์ฝังตัวของคุณ โปรดติดต่อเรา เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับบริการปรับแต่งของ Sinoseen。