Comparação da sensibilidade à luz: SONY IMX304 & IMX253 VS IMX535 / IMX545 & IMX565
Gaspar van Elmbt
A Sony lançou uma nova geração de sensores global shutter. Neste artigo testámos o IMX304 (semelhante ao IMX253) vs IMX535 / IMX545 / IMX565 para sensibilidade à luz.
Os IMX253 / IMX304 são a 2.ª geração da série Pregius da Sony e possuem um tamanho de pixel de 3,45 μm. Estes sensores são amplamente utilizados em Machine Vision, em muitos projetos de sucesso.
A Sony oferece uma vasta gama de sensores de 3,45 μm, como:
- IMX287 = 0,4MP
- IMX273 = 1,6MP
- IMX252 / IMX265 = 3,1MP
- IMX250 / IMX264 = 5 MP
- IMX255 / IMX267 = 8,9MP
- IMX253 / IMX304 = 12,3MP
- IMX342 = 31,4MP
Os IMX535 / IMX545 / IMX565 são os mais recentes sensores Pregius S de 4.ª geração da Sony, com um tamanho de pixel de 2,74 μm. Os IMX535 / IMX545 / IMX565 baseiam-se na tecnologia de retroiluminação, tornando o pixel mais sensível à luz, de acordo com a Sony. No entanto, devido ao menor tamanho do pixel, coloca-se a questão se os IMX535 / IMX545 / IMX565 são realmente mais sensíveis à luz em comparação com o IMX304, que possui um pixel maior.
Os sensores Sony Pregius S de 4.ª geração com 2,74 μm apresentam a seguinte gama:
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Principais diferenças: IMX253 / IMX304 / IMX535 / IMX545 / IMX565
As principais diferenças entre os sensores de imagem Sony IMX253, IMX304, IMX535, IMX545 e IMX565 residem na sua resolução, taxas de fotogramas, geração e funcionalidades. Segue-se uma análise das principais diferenças:
Sem comparação de ganho IMX253 / IMX304 / IMX535 / IMX545 / IMX565
O Sony IMX304 apresenta a mesma sensibilidade à luz que o IMX253, uma vez que ambos utilizam a mesma tecnologia de píxel de 3,45 μm. Neste teste, o tempo de exposição é de 10 ms e o ganho é 0. Não adicionar ganho significa que não introduzimos ruído adicional. A sensibilidade à luz do IMX304 / IMX253 parece ligeiramente superior, contudo, é quase desprezável. Além disso, o IMX304 / IMX253 aparenta ter um pouco mais de contraste.
Para a maioria das aplicações, a diferença é tão mínima que tanto o IMX304/IMX253 como o IMX535 / IMX545 / IMX565 serão adequados, mas o IMX304 / IMX253 é o vencedor neste teste.
*Comprometido para desempenho web, pode descarregar os ficheiros originais aqui.
Aplicação de ganho digital: IMX304 / IMX253 VS IMX535 / IMX545 / IMX565
Diferentes gerações de sensores de imagem Sony Pregius global shutter também apresentam diferentes padrões de ganho. Em algumas aplicações, o ruído devido ao ganho pode ser aceitável. Utilizando algoritmos de software, o ruído também pode ser reduzido. A intensidade da redução depende igualmente do padrão de ruído. Neste exemplo, utilizamos um tempo de exposição de 10ms e um ganho de 16db. Mais uma vez, o IMX304 / IMX253 apresenta um pouco mais de contraste e o padrão de ruído é melhor, quando se observa os blocos cinzentos claros no canto.
No geral, tanto o IMX304 / IMX253 como o IMX535 / IMX545 / IMX565 apresentam um desempenho muito bom com um ganho de 12dB, sendo que, mais uma vez, o IMX304 / IMX253 é o vencedor.
Ganho máximo com deslocamento digital: SONY IMX304 / IMX253 VS IMX535 / IMX545 / IMX565
Além do ganho digital, pode também utilizar o deslocamento digital para aumentar a sensibilidade à luz. Com o deslocamento digital, utiliza os últimos 8 bits de uma imagem de 12 bits, em vez dos primeiros 8 bits. Como resultado, utiliza apenas os bits que contêm a informação mais “escura” da imagem. Estes bits são relativamente ruidosos. Ao adicionar um ganho adicional, as imagens tornam-se ainda mais ruidosas. No exemplo abaixo, utilizámos para as primeiras 2 imagens um tempo de exposição de 0,3ms e um ganho de 16dB. Para os IMX535 / IMX545 / IMX565, estes são os parâmetros máximos que pode utilizar. O Sony IMX304 / IMX253, no entanto, pode também ser operado com um ganho de 24dB. Por isso, adicionámos uma terceira imagem, mostrando a diferença entre 16 e 24dB.
Primeiro, existe uma pequena diferença de cor, que pode ser resolvida com uma calibração de branco. O comportamento do ruído nas partes brancas das imagens é semelhante com ambos os sensores de imagem. Mais uma vez, na área cinzenta clara, o IMX304 / IMX253 supera os IMX535 / IMX545 / IMX565. Adicionalmente, o IMX304 / IMX253 tem a opção de aumentar ainda mais o ganho até 24dB, tornando o sensor IMX304 / IMX253 o sensor mais sensível à luz.
Qual sensor de imagem é o mais sensível à luz? IMX304 / IMX253 / IMX535 / IMX545 / IMX565
Em primeiro lugar, queremos salientar que todos os sensores global shutter Sony IMX304/IMX253/IMX535/IMX545/IMX 456 são muito sensíveis à luz, especialmente quando comparados com a concorrência, como os sensores Gpixel e Onsemi. Por isso, tanto o IMX304/IMX253 como os IMX535 / IMX545 / IMX565 são uma escolha muito acertada.
Se tiver uma aplicação de machine vision a operar numa situação em que a sensibilidade à luz é crítica, recomendamos optar pelo sensor de imagem IMX304/IMX253, pois apresenta um desempenho ligeiramente superior ao IMX535 / IMX545 / IMX5456. No entanto, para a maioria das aplicações, quando não é utilizado ganho, ambos os sensores apresentam o mesmo desempenho.
Prós e contras dos sensores SONY IMX304, IMX253, IMX535, IMX545, IMX565
O IMX304/IMX253 possui um tamanho de pixel de 3,45um. Este tamanho de pixel maior requer lentes industriais com menor poder de resolução, em comparação com o IMX535 / IMX545 / IMX565, que têm um tamanho de pixel de 2,74um. Como resultado, a lente de um IMX304/IMX253 pode ser mais barata e existe uma maior disponibilidade. Isto é especialmente relevante ao considerar lentes F1.4 muito sensíveis à luz.
Por outro lado, o sensor de imagem mais pequeno do IMX535 / IMX545 / IMX565 torna-o ideal para utilização com lentes M12 ou lentes com um ângulo de abertura maior. Assim, com este sensor, existe maior flexibilidade nos ângulos de abertura e na utilização de M12. No entanto, existe a possibilidade de estas lentes não terem sido concebidas para o tamanho de pixel de 2,74uM, resultando numa imagem ligeiramente menos nítida. Para muitas aplicações, a imagem menos nítida continua a ser aceitável.
Para saber mais sobre o poder de resolução da lente e como este se relaciona com o sensor da sua câmera, consulte este artigo: "Como selecionar a melhor resolução de lente para o tamanho de pixel da sua câmera".
Escolher a Melhor Câmera de Machine Vision para a sua aplicação
Agora que compreende as principais diferenças entre IMX304/IMX253 e IMX535 / IMX545 / IMX565, pode tomar uma decisão informada sobre o melhor sensor para o seu projeto de machine vision. No entanto, o sensor é apenas uma parte do processo. A VA Imaging oferece uma vasta gama de câmeras de machine vision equipadas com sensores Sony Pregius e outros, incluindo tanto IMX304/IMX253 como IMX535 / IMX545 / IMX565 em GigE e interfaces USB3. A nossa equipa experiente pode ajudá-lo a selecionar a câmera ideal para as suas necessidades e aplicação específicas.
Câmaras industriais com sensor de imagem IMX304
Dispomos de modelos de câmeras equipados com o sensor IMX304, disponíveis com USB3 e interface GigE. Os nossos modelos incluem a versão USB3 ME2P-1230-23U3M e ME2P-1230-23U3C e a versão GigE ME2P-1230-9GM-P e ME2P-1230-9GC-P. Estas câmeras oferecem desempenho de imagem de alta qualidade para várias aplicações.
Câmaras industriais com sensor de imagem IMX253
Dispomos de modelos de câmeras equipados com o sensor IMX253, disponíveis com USB3 e interface 5GigE. Os nossos modelos incluem a versão USB3 ME2P 1231-32U3M e ME2P-1231-32U3C e a versão 5GigE MARS-1231-46G5M-P e MARS-1231-46G5C-P. Estas câmeras oferecem desempenho de imagem de alta qualidade para várias aplicações.
Câmaras industriais com sensor de imagem IMX545
Dispomos de modelos de câmeras equipados com o sensor IMX545, disponíveis com interface GigE. Os nossos modelos versão GigE MER3-1221-24G3M-P e MER3-1221-24G3C-P. Estas câmeras oferecem desempenho de imagem de alta qualidade para várias aplicações.
