STARVIS 2 從 STARVIS 演變而來,是具有更寬動態範圍的最新技術
技術特點
超越人眼的超高敏感度
圖像傳感器捕獲光並將其轉換為電信號以創建圖像和其他數據。圖像傳感器在黑暗位置準確捕捉圖像是一個顯著優勢。為實現這一目標,至關重要的是在黑暗中感知最微弱的光線,並將其有效地轉換為電信號,而不允許噪聲污染。
STARVIS 技術旨在捕捉黑暗地方最微弱的光線,例如沒有路燈的小巷,將這種光線轉換為無噪音的電信號,並通過其形狀和顏色的逼真再現傳遞目標物體的圖像.提供高靈敏度的技術提供高靈敏度的技術
提供高靈敏度的技術
光通過鏡頭進入圖像傳感器並到達光電二極管,光電二極管將光轉換為電信號。正是這種光電二極管掌握了提高靈敏度的關鍵——它收集光的效率。
光電二極管的佈置是圖像傳感器靈敏度的決定性因素。在稱為前照式的結構中,光電二極管放置在佈線層後面。在這種結構中,問題在於入射光在到達光電二極管之前會在佈線層上發生偏轉或吸收,從而影響圖像傳感器的靈敏度。相比之下,對於 STARVIS,光電二極管位於背照式結構中佈線層的頂部。這種配置解決了由佈線層引起的光損失,顯著增加了到達光電二極管的光量。結果,該結構將靈敏度提高了 4.6 倍以上*1。
配上鏡頭和每個光電二極管之間的距離更近意味著光電二極管可以接收更大入射角的光線,這有助於在與低 f 值鏡頭結合使用時提高圖像傳感器的成像性能。
*1) 比較用於安全攝像頭應用的圖像傳感器:IMX236(前照式)和 IMX585(背照式)。
實現低噪音的技術圖像傳感器使用光電二極管捕獲光,將其轉換為電信號,然後將圖像作為數字值輸出。通過放大信號(設置更高的增益水平)可以使暗圖像變亮。然而,更高的增益水平會導致電信號中的噪聲被同等放大,從而導致圖像出現顆粒狀。
索尼的超高轉換增益技術旨在在噪聲水平相對較低時,在光子轉換後立即放大電信號。這樣,它降低了放大後的整體噪聲。因此,與傳統技術相比,即使在低照度環境下也能拍攝到噪聲更低的圖像。圖像中較低的噪聲水平也有助於提高視覺或 AI 輔助圖像識別的準確性。
傳統的前照式圖像傳感器 採用 STARVIS 技術的傳感器背照式圖像傳感器
捕捉人眼不可見的光線範圍
智能手機相機和無反光鏡相機等標準相機中使用的圖像傳感器旨在再現我們在光線(可見光)下看到的圖像。一些用於特殊應用的圖像傳感器,例如安全攝,設計用於在人眼不可見的近紅外 (NIR) 區域工作。
NIR 照明用於捕捉可見光可能會干擾人或導致事故的圖像,例如夜間在住宅區和多車道高速公路上。
STARVIS 使圖像傳感器能夠在近紅外光環境中提供清晰的圖像。如果圖像傳感器的 NIR 靈敏度足夠高,則可以降低 NIR 照明,有助於減少熱量產生和功耗。
提高了近紅外 (NIR) 區域的靈敏度
近紅外光的波長比可見光長。在 Si(矽)光電二極管中,藍光等短波長光在靠近光電二極管表面的區域被吸收,而綠光和紅光等長波長光在較深的區域被吸收。通過增加光電二極管的深度來增強對近紅外光的吸收。
STARVIS 2 還採用了表面不平坦的光電二極管,通過折射入射光來增強 NIR 光吸收。這些結構特徵導致 NIR 靈敏度顯著提高。
消除井噴的功能
圖像傳感器可以調整接收光線的時間長度(曝光時間)以輸出圖像,根據場景的亮度進行優化。明亮環境中的短曝光時間可避免光電二極管過飽和,而黑暗環境中的長曝光時間可確保收集到足夠的光量。
在同時看到極亮和極暗區域的情況下,例如隧道出口旁邊的強光源,圖像的這些區域可能曝光過度或曝光不足,並且可能會丟失細節。當我們在圖像的亮區和暗區都能看到細節時,就說它具有高動態範圍,而實現這一點的屬性稱為高動態範圍 (HDR) 特性。
沒有HDR 有HDR
DOL HDR
當數字重疊 (DOL) HDR 功能開啟時,圖像傳感器會連續拍攝兩張圖像:一張根據明亮區域進行短曝光,另一張根據暗區域進行長曝光調整。HDR就是通過合成這兩幅圖像來實現互補的。
然而,這種方法涉及兩次拍攝之間的輕微時間間隔,如果目標處於快速運動狀態,這可能會導致一些偽像,例如輪廓模糊和色差。
Clear HDR
當啟用清晰 HDR 功能時,圖像傳感器會同時拍攝兩幅圖像,一幅將低增益級別設置為明亮區域,另一幅將高增益級別調整為暗區域* 2。然後合成圖像。
這種方法的優點是可以提供移動目標的圖像而沒有色差和其他偽影,因為兩幅圖像是同時捕獲的。
清晰 HDR 功能不僅適用於安全攝像頭,還適用於捕捉移動目標的應用,例如交通監控系統和儀表板攝像頭。
*2) 輸出圖像數據必須在相機中進行後處理以獲得最終圖像。IMX585可以在Clear HDR模式下進行內部數據合成。
沒有HDR 使用 DOL HDR 具有清晰的 HDR
不斷發展的 STARVIS 技術
能見度低是確保日常生活安全的障礙。STARVIS 一直在突破技術界限,超越人類視覺感知的敏感度。該技術不斷發展,以擴大其在紅外區域、高對比度設置和其他人眼無法辨別的情況下捕捉圖像的能力。
不斷發展的結構和提高性能
從前照式到背照式結構的變化實現了超高靈敏度,STARVIS 技術由此而來。(參見提供高靈敏度的技術) 通過增加光電二極管的深度並修改光電二極管之間的壁的結構和材料,通過增加要捕獲的光量,進一步提高了靈敏度和 HDR 功能。這些並不是唯一的改進。片上透鏡提高了聚光率和透光率,彩色濾光片提高了透光率,提高了光電轉換效率等等。隨著我們探索、研究和開發最佳材料,並在製造過程中不斷追求納米級精度,我們的技術在其發展道路上不斷進步。
STARVIS 和 STARVIS 2 都是背照式像素技術,專為安全攝像頭應用的圖像傳感器而開發。它們的最低靈敏度為 2,000 mV/μm2(彩色產品,當使用 706 cd/m2 光源成像時,F5.6 in 1s 累積等效值)並在可見光和近紅外光區域提供高圖像質量. STARVIS 2 還提供單次曝光超過 8 dB 的寬動態範圍(AD 12bit),比相同尺寸的 STARVIS 像素更寬。
STARVIS、STARVIS 2 和徽標是索尼集團公司或其附屬公司的註冊商標或商標。
應用
設施監控
安全攝像頭廣泛用於商業和金融機構以及機場場所的安全監控。在人多的地方,安防攝像頭需要高分辨率和廣視角等特性,而對於建築物熄燈後的安防措施,暗處的高成像性能是必不可少的。
索尼用於安全應用的高範圍圖像傳感器可滿足諸如此類的各種需求。
相關行業
街道監控
安全攝像頭也被廣泛使用,以確保城市地區街道上的安全。
由於室外環境比室內環境更容易受到照度波動的影響,因此對攝像機的成像性能提出了更高的要求。索尼的圖像傳感器通過其超越人眼靈敏度的卓越成像性能支持日常安全,促進夜間拍攝,低噪音和高靈敏度性能至關重要,並減少過度曝光/曝光不足的區域在涉及亮區和暗區的複雜照明佈置下拍攝的圖像。
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流量監控
對於道路安全,安全攝像頭不僅用於監控交通流量,還用於識別交通擁堵、檢測交通事故、檢測車輛逆向行駛以及識別車輛登記。由於這些攝像機很可能安裝在室外,對照度等條件要求很高,因此索尼的圖像傳感器可以憑藉其出色的低照度性能和寬動態範圍提供出色的性能。
相關行業
儀錶盤攝像頭
對儀表板攝像頭的需求正在迅速增長。它們用於在發生道路事故時記錄車輛的周邊視圖,最近還用於獲取尾隨車輛的視覺證據或避開此類駕駛員。索尼的圖像傳感器採用高靈敏度和低噪聲技術,以及寬動態範圍技術,無論白天還是黑夜,都能確保捕捉到圖像。
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家庭安全系統