이미지 센서는 오늘날 임베디드 세계에서 전반적인 카메라 성능을 결정하는 중요한 요소입니다. 또한, 센서 기술은 업계에 혁신을 일으키기 위해 끊임없이 발전하고 있습니다. 그 결과, 소형화, 높은 프레임 속도, 저조도 성능, 빠른 판독 시간, 넓은 동적 범위 및 고해상도의 패키지 조합을 등록하는 이미지 센서에 대한 수요가 항상 존재합니다. 예를 들어, 1/2.8 ″ 센서는 소형화되고 대다수의 임베디드 시스템의 폼 팩터에 적합하기 때문에 스마트 감시, 산업 및 공장 자동화(FA) 시장에서 수요가 높습니다.
이 기사에서는 SONY Semiconductor Solution(SSS) Corporation에서 개발한 두 개의 1/2.8인치 CMOS 이미지 센서( IMX415 및 IMX335 )와 이러한 각 센서를 서로 비교하는 방법에 대해 설명합니다 .
IMX415 및 IMX335 센서란 무엇입니까?
IMX415 및 IMX335 센서를 비교하기 전에 센서가 무엇인지 이해해 보겠습니다.
IMX415는 소니가 개발한 1/2.8형 4K 해상도 적층 CMOS 이미지 센서입니다. 이 센서는 6.43mm 대각선 길이로 3864(H)×2192(V) 유효 화소수 8.4MP의 해상도와 10비트 90fps의 고속 프레임 속도를 제공합니다. 또한 화소 크기를 1.45제곱미터로 소형화하여 4K 해상도 CMOS 이미지 센서 중 가장 작은 센서로 평가받고 있습니다.
반면 IMX335는 소니(SONY)가 개발한 1/2.8형 HDR 후면 조명 CMOS 이미지 센서입니다. 이 센서는 대각선으로 6.52mm 크기로 화소 수 2592×1944(V)에 5MP의 해상도를 제공하고 10비트에서 60fps의 고속 프레임 속도를 제공합니다.
IMX415 & IMX335 센서의 주요 사양은 무엇입니까?
이제 IMX415 및 IMX335 센서의 기술적 세부 사항을 자세히 살펴보겠습니다.
| 모델 명 | IMX335 | IMX415 | |
| 유효 화소수 | 2592 (H) x 1944 (V) | 3864(H) × 2192(V) | |
| 해상도 | 5.14 MP | 8.4 MP | |
| 이미지 크기 | 대각선:6.52mm(type 1/2.8 유형) | 대각선:6.43mm(type 1/2.8) | |
| 단위 셀 크기 | 2μm (H) × 2μm (V) | 1.45μm (H) × 1.45μm (V) | |
| 프레임 속도 | 10비트/12비트 60fps | 10비트 90 fps/12비트 60fps | |
| 감도(F5.6) | 2200 digits | 2048 digits | |
| 전압 | 아날로그 | 2.9V | 2.9V |
| 디지털 | 1.2V | 1.1V | |
| 인터페이스 | 1.8V | 1.8V | |
| 모듈 인터페이스 | MIPI CSI-2 (2/4 레인) | MIPI D-PHY 2/4 레인 | |
| 채도 | 컬러/모노 | 컬러/모노 | |
| 셔터 유형 | 전자 롤링 셔터 | 전자 롤링 셔터 | |
| 센서 기술 | CMOS | CMOS | |
| 초점 기술 | 고정 초점 | 고정 초점 | |
| HDR 기능 | 디지털 오버랩(DOL)HDR | DOL HDR | |
| 패키지 | 88 핀 CSP BGA | 114 핀 LGA | |
A deep look into the architecture of IMX415 & IMX335 sensors
IMX415 와 IMX335 센서는 스타비스(STARVIS™) 기술로 개발되었습니다. 이 기술은 후면-조명(BSI) 화소 구조를 적용하여 더 많은 빛을 포토다이오드에 모아 고감도에 도달하고 가시광선 및 근적외선 영역에서 고품질을 달성할 수 있습니다. 스타비스(STARVIS™) 기술은 보안, 감시 및 산업 자동화와 같은 임베디드 애플리케이션에 탁월한 저조도 성능을 제공합니다. 선행 저잡음 회로(PLNC), HDR 기능 및 DOL, 비닝 모드 및 윈도우 크롭 모드 기능의 조합에 의해 확장됩니다.
SONY는 BSI CMOS 센서의 성능을 능가하는 초점 속도와 정확도, 피사체 인식을 높이기 위해 적층형CMOS 구조를 도입했습니다.
이미 설명한 대로 IMX415는 까다로운 조명 조건을 처리하는 적층형 CMOS 이미지 센서입니다. BSI CMOS와 적층형 CMOS 센서의 구조적 차이점을 살펴보겠습니다.
그림 1: BSI CMOS와 적층형 CMOS 센서 간의 구조적 차이점 (출처: SONY)
적층형 CMOS 센서는 신호 처리 회로가 포함된 칩 위에 화소 구간을 역조명 구조로 적층한 최근 세대의 BSI CMOS 이미지 센서입니다. 이러한 적층 구조는 화소 구간과 회로 구간이 독립적인 칩으로 형성되어 더 높은 화질과 더 빠른 신호 처리가 가능하고 전력 소모가 적습니다.
IMX415와 IMX335: 상세하고 정확한 비교
다음 매개변수를 따라 IMX415와 IMX335 센서 간의 유사점과 차이점을 살펴보겠습니다.
콤팩트 칩 사이즈
IMX415 센서는 소니의 독자적인 적층형 이미지 센서 기술을 적용하여 화소 크기를 4K 해상도의 1/2.8형 센서 중 작은 1.45제곱㎛로 소형화 합니다. 이 기술은 앞서 설명한 바와 같이 논리 회로 부분에 픽셀 부분을 제조하여 칩 크기를 더 작게 만듭니다.
반면 IMX335 센서의 단위 셀 크기는 대각선이 6.52mm(1/2.8 ″)인 2μm(H)×2μm(V)로 중간 해상도가 필요한 애플리케이션에 적합한 소형 센서이기도 합니다.
감광도
일반적으로 CMOS 이미지 센서의 크기가 작으면 센서의 집광 표면적이 작아지는 경향이 있습니다. 그 결과 감광도가 낮아질 것입니다. 동시에 IMX415와 IMX335 센서는 BSI CMOS와 적층형 CMOS 개념으로 실리콘 기판을 반전시켜 높은 감도를 제공합니다. 이 경우 칩 후면에서 빛이 들어오므로 화소 부분의 집광 표면적을 확장할 수 있습니다
이 센서들을 비교해보면, IMX415 센서의 광감도는 IMX335 센서보다 높은데, 이는 전자가 SONY 전용의 고감도 및 저잡음 기술을 활용하기 때문입니다.
해상도
장면에서 물체의 정확한 묘사는 오직 고품질의 이미지에서만 볼 수 있습니다. IMX415 센서는 적층 CMOS 이미지 센서 기술을 채택하고 있기 때문에 칩의 화소 부분은 크기가 작더라도 더 높은 화질로 특화되어 있습니다. 또한 이 센서는 대규모 신호 처리 회로를 내장하고 있어 IMX335 센서에 비해 더 높은 화질과 더 나은 기능을 요구합니다. 또한 IMX415 센서의 여러 HDR 필터는 화질을 더욱 향상시킵니다.
저조도 성능
IMX415 센서는 저조도 애플리케이션에서 탁월한 가시성을 위해 스타비스(STARVIS™) 기술과 새로운 PLNC(Prior Low Noise Circuit) 기술을 결합합니다. 이것은 더 나은 SNR(Signal to Noise Ratio)을 가능하게 합니다. 반면, IMX335는 스마트 교통, 산업 자동화, 주차장 관리 등과 같은 저조도 애플리케이션을 위한 소형 센서로도 사용됩니다.
간단히 말해서, 저조도 성능의 경우 IMX415가 더 좋습니다. 그러나 IMX335는 매우 높은 표준의 저조도 성능이 필요하지 않은 애플리케이션에 사용될 수 있습니다.
빠른 읽기 시간
프레임 속도는 화소 수와 화소 읽기 속도에 따라 달라집니다. 읽기 시간이 줄어들면 프레임 속도가 증가합니다. 다음 표는 IMX335와 IMX415 센서의 최대 프레임 속도를 나열합니다.
| 모델 명 | IMX335 | IMX415 | |
| 드라이브 모드 | 모든 화소 | 모든 화소 | 가로/세로 2/2라인 비닝 |
| 권장 녹화 화소 수 | 약2592 (H) x 2160 (V) approx. 5.04MP | 약3840 (H) x 1080 (V) approx. 2.07 MP | 약 1920(H)×1080(V) 2.07MP |
| 최대 프레임 속도[프레임/초] | 60 | 90.9 | |
| 출력 인터페이스 | CSI-2 | CSI-2 | |
| ADC [비트] | 10 | 10 | |
위의 표를 보면 IMX415는 8MP 해상도로 초당 90프레임을 캡처할 수 있고 IMX335는 5MP 해상도로 초당 60프레임을 캡처할 수 있습니다. 따라서 IMX415는 적층형 센서 기술로 초고속 읽기 시간을 가능하게 하여 롤링 셔터 효과를 최소화합니다. IMX335와 IMX415 센서는 다음과 같은 읽기 모드를 지원합니다.
- 전화소 스캔 모드
- 창 자르기 모드
- 수평/수직 2/2라인 비닝 모드
- 수직/수평 방향-정상/역방향 판독 모드
초고속 판독 및 처리 능력을 갖춘 센서는 더 나은 자동 초점 기능을 가능하게 합니다.
e-con Systems에서 개발한 IMX415 센서 기반 카메라
e-con Systems는 다양한 애플리게이션에 광범위한 SONY 센서 기반 카메라를 제공합니다. 높은 프레임 속도, 저조도 성능, 소형화, 롤링/글로벌 셔터 및 고해상도와 같은 기능을 제공합니다.
IMX415 센서 기반 카메라 포트폴리오:
- e‑CAM82_USB – SONY STARVIS™ IMX415 4K Ultra-HD USB 카메라
- e-CAM83_CUMI415_MOD – SONY STARVIS ™ IMX415 4K 초저조도 카메라 모듈
- e-CAM80_CUNX – NVIDIA® Jetson Xavier™ NX/Nano용 SONY 4K 카메라
- e-CAM80_CUOAGX – NVIDIA® Jetson AGX Orin용 SONY IMX415 기반 4K 카메라
- qSmartAI80_CUQ610 – Qualcomm® Edge AI 비전 카메라
이 기사가 IMX415 및 IMX335 센서의 내용, 이유 및 방법을 더 잘 이해하는 데 도움이 되기를 바랍니다. 해당 주제에 대해 추가 문의사항이 있으시면 댓글을 남겨주세요.
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Prabu는 e-con Systems의 최고 기술 책임자이자 카메라 제품 책임자이며 임베디드 비전 분야에서 15년 이상의 풍부한 경험을 갖고 있습니다. 그는 USB 카메라, 임베디드 비전 카메라, 비전 알고리즘 및 FPGA에 대한 깊은 지식을 제공합니다. 그는 의료, 산업, 농업, 소매, 생체 인식 등 다양한 분야에 걸쳐 50개 이상의 카메라 솔루션을 구축했습니다. 그는 또한 장치 드라이버 개발 및 BSP 개발에 대한 전문 지식을 갖추고 있습니다. 현재 Prabu의 초점은 새로운 시대의 AI 기반 애플리케이션을 지원하는 스마트 카메라 솔루션을 구축하는 것입니다.