최근 몇 년 동안 센서 기술이 매우 발전하여 카메라 제조업체는 새로운 시대의 임베디드 비전 애플리케이션을 지원하는 최첨단 카메라 솔루션을 구축할 수 있게 되었습니다. 소니는 산업, 소매, 농업, 스마트 시티 , 의료 등 시장 전반에 걸쳐 다양한 애플리케이션에 적합한 광범위한 센서를 제공하는 센서 시장에서 강력한 위치를 유지해 왔습니다.
소니가 제공하는 다양한 유형의 센서 중에서 Exmor, Exmor R, STARVIS 및 Exmor RS가 가장 인기 있는 4가지 시리즈입니다.
Sony Starvis, Exmor, Exmor R 및 Exmor RS 센서란 무엇입니까?
Exmor 는 노이즈를 줄이고 화질을 향상시키기 위해 소니가 도입한 새로운 센서 기술입니다. 소니의 이전 세대 센서와 비교하여 Exmor의 주요 구조 변경은 전자가 이미지 데이터 전송의 초기 단계에서 픽셀 데이터를 디지털화하는 데 중점을 둔다는 것입니다. CMOS 이미지 센서의 각 열에 온칩 아날로그/디지털 신호 변환과 2단계 노이즈 감소를 병렬로 수행하는 전면 조사 구조를 가지고 있습니다.
Exmor 기술은 수년에 걸쳐 새로운 세대가 출시 되면서 계속 진화했지만, 감도를 크게 향상시켜 센서 기술에 혁명을 가져온 것은 Exmor R 시리즈(5세대 Exmor)였습니다. 이러한 성능 변화는 FSI(Front-Side Illuminated) 기술에서 BSI(Back-Side Illuminated) 기술로의 변화를 특징으로 합니다. 일반적으로 BSI 센서는 일반 전면 조사형 이미지 센서보다 민감도가 약 2배 더 높습니다.
소니 STARVIS 는 Exmor R 제품군에 속하는 CMOS 센서 시리즈로 2000mV/μm 2 이상의 감도를 제공합니다. 또한 가시광선은 물론 NIR(Near-InfraRed) 영역에서도 높은 화질을 제공하도록 설계된 CMOS 이미지 센서용으로 개발된 이면조사형 픽셀 기술입니다.
Exmor R 시리즈 센서는 더 나은 감도와 더 낮은 노이즈를 제공했지만 NIR 스펙트럼 성능은 이전 세대 센서만큼 좋지 않았습니다. Exmor RS 제품군 은 픽셀 웰 심도를 늘려 이러한 문제를 극복했습니다. 이러한 변경 외에도 소니는 스택형 이미지 센서 구조라는 새로운 구조를 Exmor RS에 도입했습니다. 이 새로운 디자인에서는 각 픽셀의 센서 회로가 실리콘 기판 옆이 아닌 아래에 배열됩니다. 이는 또한 NIR 영역에서 더 많은 빛을 수집하여 해당 스펙트럼의 QE(양자 효율)를 높이는 데 도움이 되었습니다. See3CAM_160 – e-con Systems™의 16 MP 자동 초점 USB 카메라는 소니의 Exmor RS 센서 중 하나인 IMX298 기반 카메라의 예입니다.
Sony Exmor, Exmor R, STARVIS 및 Exmor RS 센서의 구조 및 아키텍처
위에서 설명한 것처럼 Exmor와 Exmor R 센서의 구조 차이점은 전자는 FSI 구조를 갖고 후자는 BSI 구조를 기반으로 구축된다는 점입니다. BSI 센서에 더 높은 감도를 제공하는 것은 빛이 수광 표면에 직접 떨어지고 포토다이오드가 방해물을 제거한다는 사실입니다. 또한 센서에 빛이 비스듬히 입사하여 이미지 데이터가 손실될 가능성이 있는 것을 방지합니다.
두 구조의 차이점을 이해하려면 아래 이미지를 살펴보세요.
소니 웹사이트에서 언급했듯이 소니 Exmor 센서는 다음과 같이 계층화되어 있습니다.
- 온칩 마이크로렌즈
- 컬러 필터
- 금속배선
- 수광면
- 포토다이오드
Exmor R 센서는 동일한 레이어 세트를 가지고 있지만 아래와 같이 순서가 다릅니다.
- 온칩 마이크로 렌즈
- 컬러 필터
- 수광면
- 포토다이오드
- 금속배선
소니 STARVIS 센서는 Exmor R 센서와 동일한 구조를 가지고 있지만 NIR 감도가 향상되어 극저조도 조건에서 더 나은 이미지 품질을 제공한다는 점만 다릅니다.
Exmor RS 제품군은 앞서 설명했듯이 스택형 센서 구조와 함께 제공됩니다. 아래 그림은 기존 픽셀 구조와 스택 구조의 차이점을 보여줍니다.
소니 Exmor 및 STARVIS 센서의 새로운 시대 임베디드 비전 애플리케이션
이미지 센서는 머신 비전 시스템, 휴대폰, 임베디드 비전 장치 등과 같은 다양한 장치에 사용되므로 일련의 센서를 잠재적으로 사용할 수 있는 애플리케이션의 수는 무궁무진합니다. 임베디드 비전의 경계 내에서도 소니 Exmor 및 STARVIS 센서는 다양한 애플리케이션에 사용됩니다. 이를 고려하여 이러한 센서가 가장 일반적으로 사용되는 새로운 시대의 혁신적인 임베디드 비전 애플리케이션을 살펴보겠습니다.
스마트 감시
스마트 감시 카메라는 인원수 계산, 군중 분석, 차량 수 계산 등과 같은 작업을 수행하도록 제작되었습니다. 저조도나 야간 조건에서 여러 번 작동해야 하므로 높은 감도가 중요합니다. 이것이 바로 소니 Exmor와 STARVIS 센서가 도움이 될 수 있는 부분입니다.
스마트 교통 시스템
스마트 교통 카메라는 카메라가 차량 수 계산, 자동 번호판 인식, 승객 얼굴 인식 등에 도움이 되는 스마트 감시의 하위 집합으로 볼 수 있습니다. 특정 사용 사례에 따라 적합한 소니 Exmor 또는 STARVIS 센서를 선택할 수 있습니다.
자동화된 스포츠 방송
일부 자동화된 스포츠 방송 카메라에는 높은 감도와 SNR(신호 대 잡음비)이 필요하며 Exmor 및 STARVIS 기반 카메라에는 이러한 기능이 제공됩니다. 예를 들어, e-con Systems™의 소니 STARVIS IMX415 기반 저조도 카메라 모듈은 스포츠 방송 애플리케이션에 적합한 카메라입니다.
Medical microscopy
의료 현미경은 소니 카메라, 특히 뛰어난 저조도 성능을 제공하는 STARVIS 센서가 있는 의료 부문의 주요 애플리케이션 중 하나입니다. See3CAM_CU27 – e-con Systems™의 소니 STARVIS IMX462 저조도 USB 카메라는 높은 NIR 감도와 탁월한 저조도 성능을 제공하므로 의료용 현미경 에 적합한 카메라 중 하나입니다
모든 임베디드 비전 애플리케이션에 대해 모든 Exmor 또는 STARVIS 카메라를 일반화하고 포지셔닝할 수는 없다는 점에 유의해야 합니다. 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 올바른 카메라를 선택해야 합니다. 예를 들어, 대부분의 스마트 교통 시스템에는 까다로운 조명 조건을 충족하기 위해 HDR 카메라가 필요합니다. 따라서 항상 e-con Systems™와 같은 이미징 파트너의 도움을 받아 카메라 선택, 통합 및 대량 생산 과정에서 귀하의 제품에 완벽하게 맞는 카메라가 내장되어 있는지 확인하는 것이 좋습니다.
e-con Systems™의 소니 Exmor 및 소니 STARVIS 센서 기반 카메라
e-con Systems™는 IMX290, IMX298, IMX327, IMX412, IMX415, IMX462 및 IMX485와 같은 센서를 기반으로 하는 광범위한 소니 카메라 포트폴리오를 제공합니다. 다음은 소니 Exmor 및 STARVIS 센서를 기반으로 e-con Systems™에서 제공하는 카메라 모듈 의 전체 목록입니다
- e-CAM160A_CUMI298_MOD – 16MP 소니 IMX298 자동 초점 카메라 모듈
- e-CAM120_CUMI412C_MOD – 12 MP 소니 STARVIS IMX412 저조도 카메라 모듈
- e-CAM84_CUMI485C_MOD – 소니 STARVIS IMX485 초저조도 카메라 모듈
- e-CAM83_CUMI415_MOD – 소니 STARVIS IMX415 4K 초저조도 카메라 모듈
- e-CAM221_CUMI462_MOD – 소니 STARVIS IMX462 초저조도 NIR 카메라 모듈
- e-CAM220_CUMI327_MOD – 소니 STARVIS IMX327 카메라 모듈
- e-CAM21_CUMI290_MOD – 소니 STARVIS IMX290 저조도 카메라 모듈
이 기사가 소니 Exmor 및 STARVIS 센서의 주요 기능, 구조 및 애플리케이션에 대한 좋은 아이디어가 되었기를 바랍니다. 해당 주제에 대해 문의사항이 있으신 경우 댓글을 남겨주시면 최대한 빨리 답변해드리겠습니다.
귀하의 제품에 카메라를 통합하는 데 도움이 필요한 경우 camerasolutions@e-consystems.com 으로 이메일을 보내주십시오 . OEM 카메라 맞춤화 페이지를 방문하여 e-con Systems의 맞춤화 서비스에 대해 자세히 알아볼 수도 있습니다 .
e-con의 카메라 포트폴리오 전체를 보려면 기능, 인터페이스, 애플리케이션 등을 기준으로 카메라를 검색할 수 있는 카메라 선택기를 방문하세요.
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.