Sony IMX936-sensor: 12.4MP Global Shutter til højhastigheds Machine Vision
Sony IMX936-sensoren er en 12,4-megapixel global shutter CMOS-billedsensor designet til industriel billedbehandling med høj hastighed. Med 4128 × 3008 effektive pixels, en pixelstørrelse på 2,74 µm og udlæsningshastigheder på mere end 300 billeder pr. sekund kombinerer den høj opløsning med den hastighed, der kræves til krævende machine vision-applikationer.
Hos VA Imaging anvendes Sony IMX936 i højhastigheds-CoaXPress-kameraer i vores MARS-serie. Disse kameraer fås i monokrom og farve og kan optage billeder i fuld opløsning med op til 302 fps, hvilket gør dem særligt velegnede til industrielle inspektionssystemer, hvor både billeddetaljer og gennemløb er vigtige.
Sony IMX936-sensorspecifikationer
Sony IMX936 er en global shutter CMOS-billedsensor udviklet til applikationer inden for industriel billedbehandling, der kræver højhastighedsoptagelse uden at gå på kompromis med opløsningen.
| Sensorteknologi | CMOS |
|---|---|
| Effektiv opløsning | Ca. 12,41 MP |
| Effektive pixels | 4128 × 3008 |
| Pixelstørrelse | 2,74 × 2,74 µm |
| Sensorstørrelse | Type 1/1.1 |
| Sensordiagonal | 14,0 mm |
| Shuttertype | Global shutter |
| 8-bit-udlæsning | Op til 339 fps |
| 10-bit-udlæsning | Op til 302 fps |
| 12-bit-udlæsning | Op til 162 fps |
| Sensoroutput | SLVS-EC |
| Tilgængelige versioner | Monokrom og Bayer-farve |
Sony angiver en maksimal udlæsningshastighed for alle pixels på cirka 302 fps ved 10-bit-output, mens 8-bit-drift kan nå cirka 339 fps.
Denne kombination af 12,4 MP opløsning og meget høj billedhastighed er et af de definerende kendetegn ved IMX936.
Hvad gør Sony IMX936 anderledes?
Den primære fordel ved Sony IMX936 er, at den kombinerer høj rumlig opløsning med meget hurtig billedoptagelse.
Machine vision-applikationer står ofte over for et kompromis mellem opløsning og hastighed. Sensorer med højere opløsning genererer flere billeddata, hvilket kan reducere den maksimalt opnåelige billedhastighed. IMX936 er designet til at reducere dette kompromis ved at levere cirka 12,4 megapixel og samtidig understøtte optagelse ved mere end 300 fps.
Dette er særligt nyttigt i applikationer, hvor små detaljer skal inspiceres på objekter i hurtig bevægelse.
global shutter-arkitekturen er lige så vigtig. I stedet for at eksponere forskellige rækker af sensoren på forskellige tidspunkter eksponerer en global shutter hele billedet samtidigt. Dette hjælper med at forhindre geometrisk forvrængning ved optagelse af bevægelige komponenter eller hurtige produktionsprocesser.
For machine vision-systemer med transportbånd, roterende komponenter eller scener i hurtig forandring kan dette give en betydelig fordel i forhold til rolling shutter-sensorer.
Sony IMX936 og Pregius S-teknologi
Sony IMX936 tilhører Sonys generation af industrielle global shutter-sensorer, der anvender Pregius S-teknologi.
Pregius S kombinerer en global shutter med en bagbelyst pixelstruktur. Arkitekturen gør det muligt for Sony at anvende relativt små pixels på 2,74 µm, samtidig med at de egenskaber, der kræves til industriel billedbehandling, opretholdes.
De mindre pixels gør det muligt at opnå en relativt høj opløsning i et kompakt sensorformat. IMX936 har cirka 12,41 effektive megapixels, samtidig med at et diagonalt billedområde på 14,0 mm opretholdes.
Sony udviklede denne sensorfamilie til stadig mere krævende machine vision-applikationer inden for områder som elektronikinspektion, præcisionsfremstilling og automatiseret optisk inspektion.
IMX936 tilhører samme højhastighedssensorgeneration som IMX925, IMX926 og IMX935. Inden for denne familie kombinerer IMX936 en opløsning på 4128 × 3008 med højhastighedsudlæsning, der når cirka 302 fps ved 10-bit-output.
Hvorfor Sony IMX936 er velegnet til højhastigheds-Machine Vision
Sony IMX936 er særligt velegnet til applikationer, hvor øget inspektionshastighed ikke må ske på bekostning af billeddetaljer.
Med 4128 × 3008 pixels giver sensoren tilstrækkelig opløsning til at indfange små detaljer på tværs af et relativt stort synsfelt. Samtidig gør dens højhastighedsudlæsning det muligt at optage hundredvis af komplette billeder hvert sekund.
Dette kan være værdifuldt, når produktionsgennemløbet er højt, eller når flere billeder skal optages under en meget kort inspektionscyklus.
Høje billedhastigheder kan også give større fleksibilitet i applikationer, der omfatter bevægelsesanalyse, 3D-billedbehandling eller flere eksponeringer. I stedet for at basere sig på ét enkelt billede kan et Machine Vision-system optage en sekvens af billeder, mens objektet forbliver inden for inspektionsområdet.
global shutter understøtter yderligere disse applikationer ved at sikre, at bevægelige objekter optages uden den karakteristiske skævhed, der er forbundet med rolling shutter-sensorer.
Industrielle kameraer med Sony IMX936-sensoren
VA Imaging tilbyder industrielle kameraer baseret på Sony IMX936-sensoren til machine vision-applikationer, der kræver både høj opløsning og høj optagelseshastighed.
Vores nuværende IMX936-kameraserie anvender CoaXPress-interface, som leverer den båndbredde, der kræves for at overføre den store mængde billeddata, som sensoren genererer.
Kameraerne fås i både monokrome konfigurationer og farvekonfigurationer.
Den monokrome version er typisk velegnet til inspektionsopgaver baseret på kontrast, form, dimensioner, kanter eller overfladekarakteristika. Den kan også kombineres med dedikerede belysningsbølgelængder og optiske filtre for at fremhæve specifikke produktegenskaber.
Farveversionen er velegnet, når farve i sig selv indgår i inspektions beslutningen, f.eks. ved identifikation af farvede komponenter, etiketter, mærkninger eller produkt varianter.
Begge modeller optager billeder ved 4128 × 3008 pixel med op til cirka 302 fps. Kameraerne anvender fire CXP-12-forbindelser og en C-mount-objektiv-grænseflade.
MARS-1240-302X2M-NF
12,4 MP CoaXPress-kamera med Sony IMX936-sensor til højhastigheds monokrom machine vision.
MARS-1240-302X2C-NF
12,4 MP CoaXPress-kamera med Sony IMX936-sensor til højhastigheds machine vision i farver.
Monokromt eller farve-IMX936-kamera?
Valget mellem et monokromt og et farve-IMX936-kamera afhænger af, hvilke oplysninger Machine Vision-systemet skal udtrække fra billedet.
Et monokromt IMX936-kamera er generelt den foretrukne løsning, når inspektionen er baseret på geometri eller intensitet frem for farve.
Typiske eksempler omfatter:
- kantdetektering
- dimensionsmåling
- detektering af overfladefejl
- forminspektion
- OCR under kontrolleret belysning
- højhastighedspositionering
- inspektion med smalbåndsbelysning
Uden et farvefilterarray er monokrom billedbehandling også ofte velegnet til applikationer, hvor maksimal billedkontrast er vigtig.
Et farve-IMX936-kamera er mere velegnet, når inspektionen skal skelne mellem farver eller evaluere farverelaterede produktegenskaber.
Dette kan omfatte:
- kontrol af farvede komponenter
- verificering af etiketter eller emballage
- identificering af produktvarianter
- inspektion af farvede markeringer
- detektering af forskelle, der ikke pålideligt kan adskilles i gråtoner
Begge versioner bevarer den samme grundlæggende fordel ved IMX936: global shutter-billedbehandling i høj opløsning ved meget høje billedhastigheder.
Applikationer for Sony IMX936-kameraer
Sony IMX936-kameraer er særligt relevante for applikationer, hvor objekter bevæger sig hurtigt, mens små detaljer stadig skal forblive synlige.
Højhastigheds automatiseret optisk inspektion
Automatiseret optisk inspektion kan kræve meget korte billedoptagelses- tider, når produkter bevæger sig kontinuerligt gennem en produktionslinje.
Kombinationen af 12.4MP opløsning og en billedhastighed på over 300 fps gør IMX936 velegnet til inspektion af små komponenter uden væsentligt at reducere systemets gennemløb.
Inspektion af elektronik og halvledere
Elektroniske komponenter indeholder ofte meget små features, der kræver relativt høj sensoropløsning.
Samtidig kan produktionslinjer for halvledere og elektronik køre ved høje hastigheder. IMX936 kan derfor være nyttig, når detaljeret billedoptagelse skal kombineres med korte inspektionscyklusser.
3D machine vision
Høje billedhastigheder kan også være nyttige i 3D machine vision.
Systemer med struktureret lys kan for eksempel projicere flere mønstre på et objekt og optage et separat billede for hvert mønster.
Et hurtigere kamera kan forkorte den tid, der kræves for at optage den komplette sekvens.
Højhastighedssortering
Sorteringssystemer kræver ofte, at kameraet inspicerer et stort antal objekter inden for en kort periode.
Afhængigt af synsfeltet og den krævede featurestørrelse kan en kombination af høj opløsning og høj billedhastighed bidrage til at øge gennemløbet, samtidig med at der opretholdes tilstrækkelig billedinformation til pålidelig klassificering.
Bevægelses- og forskningsapplikationer
IMX936 kan også være nyttig uden for konventionel produktionsinspektion.
Applikationer, der analyserer hurtigt skiftende processer, kan drage fordel af at optage hundredvis af billeder i høj opløsning pr. sekund. Dette omfatter teknisk forskning, bevægelsesanalyse og andre tekniske billedbehandlingssystemer, hvor individuelle faser af en hurtig hændelse skal observeres.
Valg af et objektiv til Sony IMX936
Valg af objektiv er særligt vigtigt ved brug af en sensor med høj opløsning og små pixels.
Sony IMX936 anvender 2,74 µm-pixels, hvilket betyder, at det optiske system skal levere tilstrækkelig opløsningsevne for effektivt at udnytte sensorens opløsning.
VA Imaging's IMX936-kameraer anvender en C-mount-objektiv-grænseflade, hvilket gør dem kompatible med et bredt udvalg af industrielle Machine Vision-objektiver.
Ved valg af objektiv skal du overveje:
- sensorstørrelse og påkrævet billedcirkel
- arbejdsafstand
- påkrævet synsfelt
- brændvidde
- påkrævet rumlig opløsning
- blænde
- dybdeskarphed
- belysningsbølgelængde
Objektivet bør derfor vælges på grundlag af den komplette optiske opsætning frem for udelukkende en angivet megapixel-værdi.
For applikationer med krævende opløsningskrav kan beregning af den påkrævede opløsning på objektsiden og synsfeltet før valg af objektiv hjælpe med at forhindre, at optikken bliver den begrænsende faktor i systemet.
Er Sony IMX936 den rette sensor til din applikation?
Sony IMX936 er et stærkt valg, når både høj opløsning og meget høj optagehastighed er påkrævet.
Dens opløsning på 12,4 MP giver tilstrækkelige billeddetaljer til krævende industrielle inspektionsopgaver, mens dens global shutter gør det muligt at optage bevægelige objekter uden rolling-shutter-forvrængning. En maksimal udlæsningshastighed på cirka 302 fps ved 10 bit gør den særligt relevant til applikationer med høj gennemstrømning.
Dette præstationsniveau stiller dog også større krav til resten af visionsystemet.
Kameragrænsefladen, frame grabber, computer, lager, optik og belysning skal alle kunne understøtte den påkrævede optagehastighed. En højhastigheds- sensor alene gør ikke automatisk et helt Machine Vision-system hurtigere.
Til applikationer, hvor 300 fps ikke er påkrævet, kan en kamera- grænseflade med lavere båndbredde give en enklere løsning.
Når maksimal gennemstrømning, detaljeret billedbehandling og global shutter-ydeevne er prioriteter, giver kombinationen af Sony IMX936 og CoaXPress en stærk platform til krævende Machine Vision-systemer.
Er du interesseret i at bruge Sony IMX936 i din machine vision-applikation?
Kontakt VA Imaging for at få hjælp til at vælge det rette kamera og den rette konfiguration til din opsætning.