Sony IMX936 Sensor: 12.4MP Global Shutter für High-Speed Machine Vision
Der Sony IMX936-Sensor ist ein 12,4-Megapixel-CMOS-Bildsensor mit Global Shutter, der für die industrielle Hochgeschwindigkeits-Bildgebung entwickelt wurde. Mit 4128 × 3008 effektiven Pixeln, einer Pixelgröße von 2,74 µm und Auslesegeschwindigkeiten von mehr als 300 Bildern pro Sekunde kombiniert er hohe Auflösung mit der für anspruchsvolle Machine Vision Anwendungen erforderlichen Geschwindigkeit.
Bei VA Imaging wird der Sony IMX936 in Hochgeschwindigkeits-CoaXPress-Kameras unserer MARS-Serie eingesetzt. Diese Kameras sind in Monochrom und Farbe erhältlich und können Bilder in voller Auflösung mit bis zu 302 fps aufnehmen, wodurch sie besonders für industrielle Inspektionssysteme geeignet sind, bei denen sowohl Bilddetails als auch Durchsatz wichtig sind.
Sony IMX936 Sensorspezifikationen
Der Sony IMX936 ist ein Global-Shutter-CMOS-Bildsensor, der für Anwendungen der industriellen Bildgebung entwickelt wurde, die eine Hochgeschwindigkeitserfassung ohne Einbußen bei der Auflösung erfordern.
| Sensortechnologie | CMOS |
|---|---|
| Effektive Auflösung | Ca. 12,41 MP |
| Effektive Pixel | 4128 × 3008 |
| Pixelgröße | 2,74 × 2,74 µm |
| Sensorgröße | Typ 1/1.1 |
| Sensordiagonale | 14,0 mm |
| Shutter-Typ | Global Shutter |
| 8-Bit-Auslesung | Bis zu 339 fps |
| 10-Bit-Auslesung | Bis zu 302 fps |
| 12-Bit-Auslesung | Bis zu 162 fps |
| Sensorausgang | SLVS-EC |
| Verfügbare Versionen | Monochrom und Bayer-Farbe |
Sony gibt eine maximale Auslesegeschwindigkeit aller Pixel von ungefähr 302 fps bei 10-Bit-Ausgabe an, während im 8-Bit-Betrieb ungefähr 339 fps erreicht werden können.
Diese Kombination aus 12,4-MP-Auflösung und sehr hoher Bildrate ist eines der bestimmenden Merkmale des IMX936.
Was unterscheidet den Sony IMX936?
Der Hauptvorteil des Sony IMX936 besteht darin, dass er eine hohe räumliche Auflösung mit sehr schneller Bildaufnahme kombiniert.
Machine Vision Anwendungen stehen häufig vor einem Kompromiss zwischen Auflösung und Geschwindigkeit. Sensoren mit höherer Auflösung erzeugen mehr Bilddaten, was die maximal erreichbare Bildrate verringern kann. Der IMX936 wurde entwickelt, um diesen Kompromiss zu reduzieren, indem er etwa 12,4 Megapixel bereitstellt und gleichzeitig eine Aufnahme mit mehr als 300 fps unterstützt.
Dies ist besonders nützlich für Anwendungen, bei denen kleine Merkmale auf sich schnell bewegenden Objekten geprüft werden müssen.
Die Global Shutter-Architektur ist ebenso wichtig. Anstatt verschiedene Zeilen des Sensors zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu belichten, belichtet ein Global Shutter das vollständige Bild gleichzeitig. Dies trägt dazu bei, geometrische Verzerrungen bei der Aufnahme bewegter Komponenten oder schneller Produktionsprozesse zu verhindern.
Für Machine Vision Systeme mit Förderbändern, rotierenden Komponenten oder sich schnell verändernden Szenen kann dies einen erheblichen Vorteil gegenüber rolling shutter-Sensoren bieten.
Sony IMX936 und Pregius S Technologie
Der Sony IMX936 gehört zu Sonys Generation industrieller Global-Shutter-Sensoren mit Pregius S Technologie.
Pregius S kombiniert einen Global Shutter mit einer rückseitig belichteten Pixelstruktur. Diese Architektur ermöglicht es Sony, relativ kleine 2,74-µm-Pixel einzusetzen und gleichzeitig die für die industrielle Bildgebung erforderlichen Eigenschaften beizubehalten.
Die kleineren Pixel ermöglichen eine relativ hohe Auflösung in einem kompakten Sensorformat. Der IMX936 verfügt über etwa 12,41 effektive Megapixel bei gleichzeitiger Beibehaltung einer diagonalen Bildfläche von 14,0 mm.
Sony entwickelte diese Sensorfamilie für zunehmend anspruchsvolle Machine Vision Anwendungen in Bereichen wie Elektronikinspektion, Präzisionsfertigung und automatisierter optischer Inspektion.
Der IMX936 gehört derselben Hochgeschwindigkeits-Sensorgeneration an wie der IMX925, IMX926 und IMX935. Innerhalb dieser Familie kombiniert der IMX936 eine Auflösung von 4128 × 3008 mit einer Hochgeschwindigkeitsauslesung von etwa 302 fps bei 10-Bit-Ausgabe.
Warum der Sony IMX936 für High-Speed-Machine-Vision geeignet ist
Der Sony IMX936 eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen eine höhere Inspektionsgeschwindigkeit nicht auf Kosten der Bilddetails gehen darf.
Mit 4128 × 3008 Pixeln bietet der Sensor eine ausreichende Auflösung, um kleine Merkmale über ein relativ großes Sichtfeld zu erfassen. Gleichzeitig ermöglicht seine Hochgeschwindigkeitsauslesung die Erfassung von Hunderten vollständiger Bilder pro Sekunde.
Dies kann von Vorteil sein, wenn der Produktionsdurchsatz hoch ist oder mehrere Bilder während eines sehr kurzen Inspektionszyklus erfasst werden müssen.
Hohe Bildraten können auch eine größere Flexibilität bei Anwendungen mit Bewegungsanalyse, 3D-Bildgebung oder Mehrfachbelichtungen bieten. Anstatt sich auf ein einzelnes Bild zu verlassen, kann ein Machine Vision System eine Bildsequenz erfassen, während sich das Objekt im Inspektionsbereich befindet.
Der Global Shutter unterstützt diese Anwendungen zusätzlich, indem er sicherstellt, dass bewegte Objekte ohne die für rolling shutter-Sensoren charakteristische Verzerrung erfasst werden.
Industriekameras mit dem Sony IMX936 Sensor
VA Imaging bietet Industriekameras auf Basis des Sony-IMX936-Sensors für Machine-Vision-Anwendungen, die sowohl eine hohe Auflösung als auch eine hohe Erfassungsgeschwindigkeit erfordern.
Unser aktuelles IMX936-Kamerasortiment verwendet die CoaXPress-Schnittstelle, die die erforderliche Bandbreite für die Übertragung der großen Menge an vom Sensor erzeugten Bilddaten bereitstellt.
Die Kameras sind sowohl in Monochrom- als auch in Farbkonfigurationen erhältlich.
Die Monochromversion eignet sich typischerweise für Prüfaufgaben, die auf Kontrast, Form, Abmessungen, Kanten oder Oberflächeneigenschaften basieren. Sie kann auch mit speziellen Beleuchtungswellenlängen und optischen Filtern kombiniert werden, um bestimmte Produktmerkmale hervorzuheben.
Die Farbversion eignet sich, wenn die Farbe selbst Teil der Prüfentscheidung ist, beispielsweise zur Identifizierung farbiger Komponenten, Etiketten, Markierungen oder Produktvarianten.
Beide Modelle erfassen Bilder mit 4128 × 3008 Pixeln bei bis zu ca. 302 fps. Die Kameras verwenden vier CXP-12-Anschlüsse und eine C-Mount-Objektiv-Schnittstelle.
MARS-1240-302X2M-NF
12,4-MP-CoaXPress-Kamera mit Sony-IMX936-Sensor für Hochgeschwindigkeits-Monochrom-Machine-Vision.
MARS-1240-302X2C-NF
12,4-MP-CoaXPress-Kamera mit Sony-IMX936-Sensor für Hochgeschwindigkeits-Farb-Machine-Vision.
Monochrome oder Farb-IMX936-Kamera?
Die Wahl zwischen einer monochromen und einer Farb-IMX936-Kamera hängt davon ab, welche Informationen das Machine Vision System aus dem Bild extrahieren muss.
Eine monochrome IMX936-Kamera ist im Allgemeinen die bevorzugte Option, wenn die Inspektion auf Geometrie oder Intensität statt auf Farbe basiert.
Typische Beispiele sind:
- Kantenerkennung
- Dimensionsmessung
- Oberflächendefekterkennung
- Forminspektion
- OCR unter kontrollierter Beleuchtung
- Hochgeschwindigkeitspositionierung
- Inspektion mit schmalbandiger Beleuchtung
Ohne Farbfilterarray eignet sich die monochrome Bildgebung häufig auch gut für Anwendungen, bei denen maximaler Bildkontrast wichtig ist.
Eine Farb-IMX936-Kamera ist besser geeignet, wenn bei der Inspektion Farben unterschieden oder farbbezogene Produkteigenschaften bewertet werden müssen.
Dies kann Folgendes umfassen:
- Prüfung farbiger Komponenten
- Überprüfung von Etiketten oder Verpackungen
- Identifizierung von Produktvarianten
- Inspektion farbiger Markierungen
- Erkennung von Unterschieden, die in Graustufen nicht zuverlässig getrennt werden können
Beide Versionen behalten denselben grundlegenden Vorteil des IMX936 bei: hochauflösende Global Shutter-Bildgebung bei sehr hohen Bildraten.
Anwendungen für Sony IMX936 Kameras
Sony IMX936 Kameras sind besonders relevant für Anwendungen, bei denen sich Objekte schnell bewegen und kleine Details dennoch sichtbar bleiben müssen.
Hochgeschwindigkeits-automatisierte optische Inspektion
Die automatisierte optische Inspektion kann sehr kurze Bilderfassungszeiten erfordern, wenn Produkte kontinuierlich durch eine Produktionslinie bewegt werden.
Die Kombination aus 12,4MP Auflösung und einer Bildrate von über 300 fps macht den IMX936 für die Inspektion kleiner Komponenten geeignet, ohne den Systemdurchsatz wesentlich zu verringern.
Inspektion von Elektronik und Halbleitern
Elektronische Komponenten enthalten häufig sehr kleine Merkmale, die eine relativ hohe Sensorauflösung erfordern.
Gleichzeitig können Halbleiter- und Elektronikproduktionslinien mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten. Der IMX936 kann daher nützlich sein, wenn eine detaillierte Bilderfassung mit kurzen Inspektionszyklen kombiniert werden muss.
3D Machine Vision
Hohe Bildraten können auch bei 3D Machine Vision nützlich sein.
Strukturiertes-Licht-Systeme können beispielsweise mehrere Muster auf ein Objekt projizieren und für jedes Muster ein separates Bild erfassen.
Eine schnellere Kamera kann die Zeit verkürzen, die für die Erfassung der vollständigen Sequenz erforderlich ist.
Hochgeschwindigkeitssortierung
Sortiersysteme erfordern häufig, dass die Kamera eine große Anzahl von Objekten innerhalb kurzer Zeit prüft.
Abhängig vom Sichtfeld und der erforderlichen Merkmalgröße kann eine Kombination aus hoher Auflösung und hoher Bildrate dazu beitragen, den Durchsatz zu erhöhen und gleichzeitig ausreichend Bildinformationen für eine zuverlässige Klassifizierung bereitzustellen.
Bewegungs- und Forschungsanwendungen
Der IMX936 kann auch außerhalb der herkömmlichen Produktionsinspektion nützlich sein.
Anwendungen, die sich schnell verändernde Prozesse analysieren, können von der Erfassung Hunderter hochauflösender Bilder pro Sekunde profitieren. Dazu gehören ingenieurwissenschaftliche Forschung, Bewegungsanalyse und andere technische Bildgebungssysteme, bei denen einzelne Phasen eines schnellen Ereignisses beobachtet werden müssen.
Auswahl eines Objektivs für den Sony IMX936
Die Auswahl des Objektivs ist besonders wichtig, wenn ein hochauflösender Sensor mit kleinen Pixeln verwendet wird.
Der Sony IMX936 verwendet Pixel mit 2,74 µm, was bedeutet, dass das optische System eine ausreichende Auflösung bereitstellen muss, um die Sensorauflösung effektiv nutzen zu können.
Die IMX936-Kameras von VA Imaging verwenden eine C-Mount-Objektiv-Schnittstelle und sind dadurch mit einer breiten Palette industrieller Machine Vision Objektive kompatibel.
Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines Objektivs:
- Sensorgröße und erforderlicher Bildkreis
- Arbeitsabstand
- erforderliches Sichtfeld
- Brennweite
- erforderliche räumliche Auflösung
- Blende
- Schärfentiefe
- Beleuchtungswellenlänge
Das Objektiv sollte daher anhand des vollständigen optischen Aufbaus und nicht nur anhand einer angegebenen Megapixelzahl ausgewählt werden.
Bei Anwendungen mit anspruchsvollen Auflösungsanforderungen kann die Berechnung der erforderlichen objektseitigen Auflösung und des Sichtfelds vor der Auswahl des Objektivs dazu beitragen, zu verhindern, dass die Optik zum limitierenden Faktor im System wird.
Ist der Sony IMX936 der richtige Sensor für Ihre Anwendung?
Der Sony IMX936 ist eine leistungsstarke Option, wenn sowohl eine hohe Auflösung als auch eine sehr hohe Erfassungsgeschwindigkeit erforderlich sind.
Seine Auflösung von 12,4 MP bietet ausreichend Bilddetails für anspruchsvolle industrielle Inspektionsaufgaben, während sein Global Shutter die Erfassung bewegter Objekte ohne rolling-Shutter-Verzerrung ermöglicht. Eine maximale Auslesegeschwindigkeit von etwa 302 fps bei 10 Bit macht ihn besonders relevant für Anwendungen mit hohem Durchsatz.
Dieses Leistungsniveau stellt jedoch auch höhere Anforderungen an den Rest des Vision-Systems.
Die Kameraschnittstelle, der Framegrabber, Computer, Speicher, Optik und Beleuchtung müssen alle in der Lage sein, die erforderliche Erfassungsgeschwindigkeit zu unterstützen. Ein Hochgeschwindigkeits- Sensor allein macht nicht automatisch ein gesamtes Machine Vision System schneller.
Für Anwendungen, bei denen 300 fps nicht erforderlich sind, kann eine Kamera Schnittstelle mit geringerer Bandbreite eine einfachere Lösung bieten.
Wenn maximaler Durchsatz, detaillierte Bildgebung und Global Shutter Leistung gleichermaßen Priorität haben, bietet die Kombination aus Sony IMX936 und CoaXPress eine leistungsstarke Plattform für anspruchsvolle Machine Vision Systeme.
Interessieren Sie sich für den Einsatz des Sony IMX936 in Ihrer Machine Vision Anwendung?
Kontaktieren Sie VA Imaging, um Unterstützung bei der Auswahl der richtigen Kamera und Konfiguration für Ihren Aufbau zu erhalten.