Temperatursensorik
Digitalsensor
hochleistungsfähige CMOS-Bildsensoren
Revolutionäre Bildgebung: Hochleistungsfähige CMOS-Bildsensoren für Ihre Anwendung
Sie suchen nach der optimalen Lösung für Ihre Bildgebungsanforderungen? CMOS-Bildsensoren bieten eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber traditionellen CCD-Sensoren, insbesondere in Bezug auf Geschwindigkeit, Auflösung und Energieeffizienz. Entdecken Sie, wie hochleistungsfähige CMOS-Bildsensoren Ihre Anwendungen revolutionieren können. Benötigen Sie eine individuelle Beratung? Kontaktieren Sie uns für eine maßgeschneiderte Lösung.
Das Thema kurz und kompakt
Hochleistungsfähige CMOS-Sensoren bieten eine überlegene Alternative zu CCDs, insbesondere in Bezug auf Geschwindigkeit, Integration und Kosten, was sie ideal für moderne Bildverarbeitungsanwendungen macht.
Die EMVA 1288 Norm ist entscheidend für die objektive Bewertung von CMOS-Sensoren, da sie standardisierte Parameter wie Full-Well Capacity und Quanteneffizienz zur Vergleichbarkeit bereitstellt.
Innovationen wie Back-Illuminated Sensoren und Global Shutter Technologie verbessern die Bildqualität und Leistung von CMOS-Sensoren erheblich, wodurch sich die Produktionsgeschwindigkeit um bis zu 50% steigern und die Fehlerquote um 40% senken lässt.
Erfahren Sie alles über hochleistungsfähige CMOS-Bildsensoren: von den technischen Grundlagen über die neuesten Anwendungsbereiche bis hin zu den wichtigsten Auswahlkriterien. Optimieren Sie jetzt Ihre Bildgebung!
Revolutionäre Bildgebung mit hochleistungsfähigen CMOS-Sensoren
Willkommen zu unserem umfassenden Überblick über hochleistungsfähige CMOS-Bildsensoren. Diese Sensoren sind das Herzstück moderner Bildgebungstechnologien und ermöglichen eine Vielzahl von Anwendungen, von der industriellen Bildverarbeitung bis hin zur Medizintechnik. Wir bei Sentac sind stolz darauf, an der Spitze dieser technologischen Entwicklung zu stehen und unseren Kunden innovative Lösungen anzubieten, die auf ihre spezifischen Bedürfnisse zugeschnitten sind. In diesem Artikel erfahren Sie alles über die technischen Grundlagen, die neuesten Anwendungsbereiche und die wichtigsten Auswahlkriterien für CMOS-Bildsensoren.
Grundlagen der CMOS-Technologie
Was sind CMOS-Bildsensoren?
CMOS steht für Complementary Metal-Oxide-Semiconductor. Diese Technologie hat die Bildsensorik revolutioniert, indem sie eine kostengünstige und energieeffiziente Alternative zu CCD-Sensoren (Charge-Coupled Device) bietet. Im Gegensatz zu CCD-Sensoren, bei denen die Ladung jedes Pixels sequenziell ausgelesen wird, ermöglichen CMOS-Sensoren den direkten Zugriff auf jedes Pixel, was zu schnelleren Auslesegeschwindigkeiten und geringerem Stromverbrauch führt. Mehr Informationen zur Funktionsweise von CMOS-Sensoren finden Sie bei Baumer.
Wesentliche Unterschiede zu CCD-Sensoren
Die Unterschiede zwischen CMOS- und CCD-Sensoren sind vielfältig. Während CCD-Sensoren traditionell für ihre hohe Bildqualität und geringes Rauschen bekannt waren, haben CMOS-Sensoren in den letzten Jahren erheblich aufgeholt. CMOS-Sensoren bieten nun oft eine höhere Bildrate, einen geringeren Stromverbrauch und eine einfachere Integration. Ein weiterer Vorteil von CMOS ist die Möglichkeit, zusätzliche Funktionen wie A/D-Wandler und Bildverarbeitung direkt auf dem Sensorchip zu integrieren. Dies reduziert die Systemkomplexität und ermöglicht kompaktere Designs. Hier finden Sie weitere Informationen zu hochauflösenden CCD-Sensoren.
Warum hochleistungsfähige Sensoren?
Anwendungsbereiche
Hochleistungsfähige CMOS-Sensoren finden in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung. In der industriellen Bildverarbeitung werden sie für die Qualitätskontrolle und Inspektion eingesetzt, wo höchste Präzision und Geschwindigkeit gefordert sind. In der Automobilindustrie ermöglichen sie fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und autonomes Fahren. Die Medizintechnik profitiert von der Miniaturisierung und hohen Bildqualität, die CMOS-Sensoren für Endoskopie und andere bildgebende Verfahren bieten. Auch in wissenschaftlichen Anwendungen, wie z.B. der Mikroskopie und Spektroskopie, sind hochleistungsfähige CMOS-Sensoren unverzichtbar. Unsere Temperatursensorik bietet auch hier vielfältige Einsatzmöglichkeiten.
Vorteile gegenüber Standard-CMOS-Sensoren
Im Vergleich zu Standard-CMOS-Sensoren bieten hochleistungsfähige CMOS-Sensoren eine Reihe von entscheidenden Vorteilen. Dazu gehören eine höhere Bildqualität, schnellere Bildraten (Frame Rates), eine bessere Leistung bei schwachem Licht und ein größerer Dynamikbereich. Diese Vorteile werden durch innovative Technologien wie Back-Side Illuminated (BSI) Pixel und fortschrittliche Rauschunterdrückungsverfahren ermöglicht. Hochleistungsfähige CMOS-Sensoren sind somit die ideale Wahl für anspruchsvolle Anwendungen, bei denen es auf höchste Leistung und Zuverlässigkeit ankommt. Entdecken Sie unsere Kamerasensoren für hochauflösende Bilder.
Gerne beraten wir Sie persönlich, um die optimale Sensorlösung für Ihre spezifischen Anforderungen zu finden. Kontaktieren Sie uns noch heute!
EMVA 1288: So optimieren Sie Ihre Bildgebung mit Schlüsselparametern
Um die Leistung von CMOS-Bildsensoren objektiv zu bewerten und zu vergleichen, ist es wichtig, die relevanten technischen Parameter zu verstehen. Die EMVA 1288 Norm bietet hierfür einen standardisierten Rahmen, der es ermöglicht, Sensoren und Kameras unter gleichen Bedingungen zu charakterisieren. Wir bei Sentac legen großen Wert auf die Einhaltung dieser Norm, um unseren Kunden transparente und vergleichbare Leistungsdaten zu liefern. Die EMVA 1288 Norm standardisiert die Sensor- und Kameracharakterisierung für industrielle Bildverarbeitung und erleichtert den Vergleich.
Schlüsselparameter nach EMVA 1288
Full-Well Capacity (Vollelektronenkapazität)
Die Full-Well Capacity, auch Vollelektronenkapazität genannt, gibt an, wie viele Elektronen ein Pixel maximal speichern kann. Dieser Parameter hat einen direkten Einfluss auf die Belichtungszeit und den Dynamikbereich des Sensors. Eine höhere Full-Well Capacity ermöglicht längere Belichtungszeiten und somit eine bessere Leistung bei schwachem Licht. Es ist wichtig zu beachten, dass die Full-Well Capacity auch das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) beeinflusst. Erfahren Sie mehr über Sensoren für digitale Kameras.
Absolute Sensitivity Threshold (Absolute Empfindlichkeitsschwelle)
Die Absolute Sensitivity Threshold ist ein Maß für die minimale Lichtmenge, die ein Sensor detektieren kann. Dieser Parameter ist besonders wichtig bei Anwendungen, die bei schwachem Licht eingesetzt werden. Die Absolute Sensitivity Threshold berücksichtigt verschiedene Faktoren wie die Quanteneffizienz (QE), das Dunkelrauschen und das Photonenrauschen. Ein niedrigerer Wert bedeutet eine höhere Empfindlichkeit und somit eine bessere Leistung bei wenig Licht. Die Quanteneffizienz ist ein entscheidender Faktor für die Leistung von CMOS-Sensoren.
Temporal Dark Noise (Zeitliches Dunkelrauschen)
Das Temporal Dark Noise, auch zeitliches Dunkelrauschen genannt, ist ein Maß für das Rauschen, das ein Sensor auch ohne Lichteinfall erzeugt. Ein niedrigeres Dunkelrauschen ist besser, da es die Bildqualität verbessert und die Detektion schwacher Signale ermöglicht. Das Dunkelrauschen kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, wie z.B. thermische Effekte und Defekte im Sensor. Moderne CMOS-Sensoren verfügen über ausgeklügelte Rauschunterdrückungsverfahren, um das Dunkelrauschen zu minimieren.
Dynamic Range (Dynamikbereich)
Der Dynamikbereich gibt an, wie groß der Unterschied zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Licht ist, das ein Sensor gleichzeitig erfassen kann. Ein großer Dynamikbereich ist wichtig bei Anwendungen, bei denen stark variierende Lichtverhältnisse herrschen. Ein größerer Dynamikbereich ermöglicht es, sowohl helle als auch dunkle Details in einem Bild gleichzeitig darzustellen, ohne dass es zu Über- oder Unterbelichtung kommt. Der Dynamikbereich wird oft in Dezibel (dB) angegeben. Der IMX735 CMOS-Bildsensor von Sony bietet einen Dynamikbereich von bis zu 130 dB.
Quanteneffizienz (QE)
Wellenlängenabhängigkeit
Die Quanteneffizienz (QE) ist ein Maß dafür, wie effizient ein Sensor Photonen in Elektronen umwandelt. Die QE ist wellenlängenabhängig, d.h. sie variiert je nach Farbe des Lichts. Moderne CMOS-Sensoren erreichen hohe QE-Werte über einen breiten Wellenlängenbereich, was zu einer besseren Bildqualität und Empfindlichkeit führt. Die QE ist ein wichtiger Parameter bei der Auswahl eines Sensors für spezifische Anwendungen, wie z.B. die Spektroskopie oder die Astronomie. ams OSRAM bietet Mira Sensoren mit hoher Quanteneffizienz im sichtbaren und NIR-Bereich.
Signal-Rausch-Verhältnis (SNRmax)
Erreichung bei voller Sättigung
Das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) ist ein Maß für die Qualität eines Signals im Verhältnis zum Rauschen. Das SNRmax wird bei voller Sättigung des Sensors erreicht und gibt an, wie gut ein Sensor ein starkes Signal von Rauschen unterscheiden kann. Ein hohes SNRmax ist wünschenswert, da es zu einer besseren Bildqualität und einer höheren Detailgenauigkeit führt.
K-Faktor (DN/e–)
Einfluss auf Linearität vs. Sättigungskapazität
Der K-Faktor (DN/e–) beschreibt das Verhältnis zwischen den digitalen Einheiten (DN) und der Anzahl der Elektronen (e–). Dieser Parameter beeinflusst die Linearität des Sensors und seine Sättigungskapazität. Ein optimaler K-Faktor sorgt für eine gute Linearität über einen weiten Dynamikbereich und ermöglicht gleichzeitig eine hohe Sättigungskapazität. Die ams CMV50000 bietet eine hohe Full-Well Capacity von 14.500 e-.
CMOS triumphiert: Qualität, Geschwindigkeit und Preis überzeugen
In der Welt der Bildsensoren stehen sich zwei Hauptakteure gegenüber: CMOS und CCD. Während CCD-Sensoren lange Zeit als Goldstandard galten, haben CMOS-Sensoren in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht und in vielen Bereichen die Führung übernommen. Wir bei Sentac setzen auf CMOS-Technologie, um unseren Kunden die bestmögliche Leistung und Flexibilität zu bieten. Die CMOS-Sensoren sind jetzt auch in extrem hohen Auflösungen bis zu 150 MP erhältlich.
Qualität, Geschwindigkeit und Preis
CMOS als Alternative zu hochauflösenden CCDs
CMOS-Sensoren sind heute eine ernstzunehmende Alternative zu hochauflösenden CCDs. Sie bieten Vorteile in Bezug auf Qualität, Geschwindigkeit, Preis und Time-to-Market. Insbesondere bei Anwendungen, die hohe Bildraten und eine schnelle Datenübertragung erfordern, sind CMOS-Sensoren oft die bessere Wahl. Darüber hinaus sind CMOS-Sensoren in der Regel kostengünstiger herzustellen als CCD-Sensoren, was sich positiv auf den Endpreis auswirkt. Lesen Sie mehr über leistungsstarke Bildsensoren für Kameratechnologie.
Sony's CCD-Ausstieg
Beschleunigung der CMOS-Adoption
Die Entscheidung von Sony, die Produktion von CCD-Sensoren einzustellen, hat die Adoption von CMOS-Sensoren weiter beschleunigt. Viele Hersteller von Kameras und bildgebenden Systemen sind nun gezwungen, auf CMOS-Technologie umzusteigen, was zu weiteren Innovationen und Verbesserungen in diesem Bereich führt. Wir bei Sentac haben diesen Trend frühzeitig erkannt und unser Portfolio entsprechend ausgerichtet.
CMOS-Implementierung
Einfachere Integration
Ein weiterer Vorteil von CMOS-Sensoren ist ihre einfachere Integration in bestehende Systeme. Im Gegensatz zu CCD-Sensoren, die oft eine komplexe Peripherie erfordern, können CMOS-Sensoren direkt mit digitalen Schnittstellen verbunden werden. Dies reduziert den Entwicklungsaufwand und ermöglicht kompaktere Designs. Die CMOS-Implementierung ist einfacher als CCD, da A/D-Wandler, Correlated Double Sampling (CDS), digitale Schnittstellen und Sensorsteuerung auf einem Chip integriert sind.
A/D-Wandler, Correlated Double Sampling (CDS), digitale Schnittstellen und Sensorsteuerung auf einem Chip
Die Integration von A/D-Wandlern, Correlated Double Sampling (CDS), digitalen Schnittstellen und Sensorsteuerung auf einem einzigen Chip vereinfacht die Systemarchitektur und reduziert den Platzbedarf. Dies ermöglicht die Entwicklung von kompakten und energieeffizienten Kamerasystemen. Darüber hinaus verbessert die Integration die Leistung und Zuverlässigkeit des Systems.
Innovationen im Fokus: Aktuelle Sensoren definieren Bildgebung neu
Die Welt der CMOS-Bildsensoren ist ständig im Wandel. Neue Technologien und Designs ermöglichen immer höhere Auflösungen, schnellere Bildraten und eine bessere Leistung bei schwachem Licht. Wir bei Sentac verfolgen diese Entwicklungen aufmerksam, um unseren Kunden stets die neuesten und besten Lösungen anbieten zu können. Der IMX735 CMOS-Bildsensor bietet 17,42 effektive Megapixel für hohe Auflösung und Objekterkennung.
Sony IMX735
Automobilanwendungen
Der Sony IMX735 ist ein hochauflösender CMOS-Bildsensor, der speziell für Automobilanwendungen entwickelt wurde. Er bietet 17,42 effektive Megapixel und ermöglicht somit eine detaillierte Bilderfassung für Fahrerassistenzsysteme und autonomes Fahren. Der IMX735 kann mit mechanisch scannenden LiDAR-Systemen synchronisiert werden, um eine umfassende Wahrnehmung der Umgebung zu ermöglichen. Der Sensor erfüllt die Anforderungen der AEC-Q100 Grade 2 und ist konform mit der ISO 26262 für funktionale Sicherheit bis zu ASIL-B(D). Cybersecurity-Funktionen wie Kamera-, Bild- und Kommunikationsauthentifizierung sind ebenfalls integriert.
17,42 effektive Megapixel für hohe Auflösung und Objekterkennung
Die hohe Auflösung des IMX735 ermöglicht eine präzise Objekterkennung und -klassifizierung, was für Fahrerassistenzsysteme und autonomes Fahren unerlässlich ist. Der Sensor kann auch bei schwierigen Lichtverhältnissen, wie z.B. bei Nacht oder bei Gegenlicht, zuverlässige Ergebnisse liefern.
Synchronisation mit mechanisch scannenden LiDAR-Systemen
Die Möglichkeit zur Synchronisation mit LiDAR-Systemen ermöglicht eine fusionierte Wahrnehmung der Umgebung, die sowohl auf visuellen Daten als auch auf Tiefeninformationen basiert. Dies verbessert die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Fahrerassistenzsysteme.
Dynamikbereich von bis zu 130 dB
Der hohe Dynamikbereich des IMX735 ermöglicht die Erfassung von Details sowohl in hellen als auch in dunklen Bereichen des Bildes. Dies ist besonders wichtig bei Anwendungen, bei denen stark variierende Lichtverhältnisse herrschen.
AEC-Q100 Grade 2 und ISO 26262 Konformität
Die Konformität mit den Standards AEC-Q100 Grade 2 und ISO 26262 garantiert die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Sensors in Automobilanwendungen.
Cybersecurity-Funktionen (Kamera-, Bild- und Kommunikationsauthentifizierung)
Die integrierten Cybersecurity-Funktionen schützen vor Manipulationen und unbefugtem Zugriff auf den Sensor und die erfassten Daten.
ams OSRAM Sensoren
Mira Sensoren
ams OSRAM bietet eine breite Palette von CMOS-Bildsensoren für verschiedene Anwendungen. Die Mira Sensoren zeichnen sich durch ihre Back-Side Illuminated Stacked-Pixel Technologie aus, die eine hohe Quanteneffizienz im sichtbaren und NIR-Bereich ermöglicht. Die Sensoren sind in MONO, RGB oder RGB-IR Filteroptionen erhältlich und verfügen über eine On-Chip Rauschunterdrückung. ams OSRAM bietet CMOS-Zeilensensoren mit unterschiedlichen Auflösungen und Pixelgrößen.
NanEye Miniaturisierte Kameramodule
Die NanEye Miniaturisierten Kameramodule sind vollintegrierte digitale Kameralösungen, die sich ideal für Anwendungen wie Endoskopie eignen. Sie bieten eine Auflösung von 320x320 Pixeln mit einem 2,4-Mikron Rolling Shutter Pixel und hohe Bildraten von bis zu 58 fps.
Pipeline Global Shutter Sensoren
Die Pipeline Global Shutter Sensoren von ams OSRAM sind für industrielle Anwendungen konzipiert, die hohe Bildraten erfordern. Sie sind in Auflösungen von 2-50MP erhältlich.
CMOS Line Sensoren
Die CMOS Line Sensoren von ams OSRAM bieten eine Auflösung von 2.000 bis 16.000 Pixeln und eine Zeilenrate von bis zu 120.000 Zeilen/s.
ams CMV50000
Hochauflösender Global Shutter Sensor
Der ams CMV50000 ist ein hochauflösender Global Shutter Sensor mit einer Auflösung von 47,5 MPixel bei bis zu 30 fps. Er verfügt über eine Pixelgröße von 4,6 µm, einen pipelined Global Shutter und einen 12-bit A/D Wandler. Der Sensor zeichnet sich durch ein niedriges Rauschen von 8,8 e- und eine hohe Full-Well Capacity von 14.500 e- aus. Der Sensor bietet einen Dynamikbereich von 64 dB und verfügt über einen HDR Modus, definierbare ROIs und einen On-Chip Temperatursensor. Die CMV50000 ist ein 47,5-MPixel-Bildsensor, der bei voller Auflösung im optischen 35-mm-Format bis zu 30 fps erreicht.
Zukunft der Bildgebung: Innovationen und Trends im Blick
Die Entwicklung von CMOS-Bildsensoren schreitet rasant voran. Neue Technologien und Designs ermöglichen immer höhere Leistungen und eröffnen neue Anwendungsbereiche. Wir bei Sentac sind stets bestrebt, unseren Kunden die neuesten Innovationen anzubieten, um ihre Bildgebungssysteme zu optimieren. Canon hat im Jahr 2000 CMOS-Sensoren vorgestellt, die Vorteile gegenüber CCD-Sensoren bieten, darunter geringerer Stromverbrauch und schnellere Auslesegeschwindigkeiten.
Back-Illuminated CMOS Sensoren
Verbesserte Lichtempfindlichkeit
Back-Illuminated (BSI) CMOS Sensoren bieten eine verbesserte Lichtempfindlichkeit, da die Lichtempfindlichen Bereiche des Sensors auf der Rückseite des Chips platziert sind. Dies ermöglicht eine effizientere Nutzung des einfallenden Lichts und führt zu einer Reduzierung von Rauschen und einer Verbesserung der Bildqualität. BSI-Sensoren sind besonders vorteilhaft bei Anwendungen, die bei schwachem Licht eingesetzt werden.
Dual Pixel CMOS AF Technologie (Canon)
Phasenerkennungs-Autofokus
Die Dual Pixel CMOS AF Technologie von Canon ermöglicht einen schnellen und präzisen Autofokus, da jeder Pixel des Sensors sowohl für die Bilderfassung als auch für die Phasenerkennung verwendet werden kann. Dies führt zu einer verbesserten Fokussierleistung und einer höheren Bildschärfe.
Dual Gain Output (DGO) Sensoren (Canon)
Maximierung des Dynamikbereichs
Dual Gain Output (DGO) Sensoren maximieren den Dynamikbereich, indem sie jeden Pixel mit zwei verschiedenen Verstärkungsstufen auslesen. Dies ermöglicht die Erfassung von Details sowohl in hellen als auch in dunklen Bereichen des Bildes und reduziert gleichzeitig das Rauschen.
Global Shutter Technologie
Eliminierung von Rolling Shutter Verzerrungen
Die Global Shutter Technologie eliminiert Rolling Shutter Verzerrungen, die bei schnell bewegten Objekten oder bei schnellen Kameraschwenks auftreten können. Bei einem Global Shutter Sensor werden alle Pixel gleichzeitig belichtet, was zu einer verzerrungsfreien Bilderfassung führt. Allerdings stellt die Global Shutter Technologie auch Herausforderungen in Bezug auf Rauschen und Kosten dar.
CMOS-Sensoren im Einsatz: Anwendungen in verschiedenen Branchen
Hochleistungsfähige CMOS-Bildsensoren sind aus modernen Industriezweigen nicht mehr wegzudenken. Ihre Fähigkeit, präzise und zuverlässige Bilder unter verschiedensten Bedingungen zu liefern, macht sie zu einer Schlüsselkomponente in einer Vielzahl von Anwendungen. Wir bei Sentac arbeiten eng mit unseren Kunden zusammen, um massgeschneiderte Sensorlösungen zu entwickeln, die genau auf ihre spezifischen Bedürfnisse zugeschnitten sind. Erfahren Sie mehr über unsere Digitalsensor Lösungen.
Industrielle Bildverarbeitung
Qualitätskontrolle, Inspektion
In der industriellen Bildverarbeitung spielen CMOS-Sensoren eine entscheidende Rolle bei der Qualitätskontrolle und Inspektion von Produkten. Sie ermöglichen die Erkennung von Defekten, die Vermessung von Bauteilen und die Überwachung von Produktionsprozessen. Durch den Einsatz von hochauflösenden CMOS-Sensoren können selbst kleinste Details erfasst und analysiert werden, was zu einer Verbesserung der Produktqualität und einer Reduzierung von Ausschuss führt.
Automobilindustrie
Fahrerassistenzsysteme, autonomes Fahren
In der Automobilindustrie sind CMOS-Sensoren ein wesentlicher Bestandteil von Fahrerassistenzsystemen (ADAS) und autonomen Fahrfunktionen. Sie liefern die visuellen Daten, die für die Erkennung von Hindernissen, die Spurhaltung und die Verkehrszeichenerkennung benötigt werden. CMOS-Sensoren ermöglichen es Fahrzeugen, ihre Umgebung wahrzunehmen und sicher zu navigieren. Die Sony IMX735 ist ein CMOS-Bildsensor für Fahrzeugkameras mit 17,42 effektiven Megapixeln.
Medizintechnik
Endoskopie, Bildgebung
In der Medizintechnik werden CMOS-Sensoren in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Endoskopie und andere bildgebende Verfahren. Sie ermöglichen die Visualisierung von Körperinneren und die Diagnose von Krankheiten. CMOS-Sensoren zeichnen sich durch ihre geringe Größe, hohe Auflösung und gute Bildqualität aus, was sie ideal für den Einsatz in medizinischen Geräten macht. Die NanEye Miniaturisierten Kameramodule von ams OSRAM sind vollintegrierte digitale Kameralösungen, die sich ideal für Anwendungen wie Endoskopie eignen.
Weitere Anwendungen
Sicherheitstechnik, Luft- und Raumfahrt
Neben den genannten Bereichen finden CMOS-Sensoren auch in der Sicherheitstechnik, der Luft- und Raumfahrt und vielen anderen Branchen Anwendung. In der Sicherheitstechnik werden sie für Überwachungskameras und Zugangskontrollsysteme eingesetzt. In der Luft- und Raumfahrt ermöglichen sie die Erdbeobachtung und die Navigation von Satelliten und Drohnen.
CMOS-Technologie: Herausforderungen meistern, Zukunft gestalten
Obwohl CMOS-Bildsensoren viele Vorteile bieten, gibt es auch Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt. Wir bei Sentac arbeiten kontinuierlich an der Weiterentwicklung unserer Sensortechnologien, um diese Herausforderungen zu meistern und unseren Kunden noch bessere Lösungen anbieten zu können.
Herausforderungen
Kosten
Die Kosten für hochleistungsfähige CMOS-Sensoren können ein limitierender Faktor sein, insbesondere bei Anwendungen, bei denen große Stückzahlen benötigt werden. Wir bei Sentac arbeiten daran, unsere Produktionsprozesse zu optimieren und kosteneffiziente Lösungen anzubieten, ohne dabei Kompromisse bei der Leistung einzugehen.
Rauschen bei Global Shutter Sensoren
Global Shutter Sensoren sind anfälliger für Rauschen als Rolling Shutter Sensoren. Dies liegt daran, dass bei einem Global Shutter Sensor alle Pixel gleichzeitig belichtet werden, was zu einer höheren Rauscheinstreuung führen kann. Wir bei Sentac entwickeln innovative Rauschunterdrückungsverfahren, um die Leistung von Global Shutter Sensoren zu verbessern.
Integration komplexer Systeme
Die Integration von CMOS-Sensoren in komplexe Systeme kann eine Herausforderung darstellen, insbesondere bei Anwendungen, die hohe Datenraten und eine präzise Synchronisation erfordern. Wir bei Sentac bieten unseren Kunden umfassende Unterstützung bei der Integration unserer Sensoren in ihre Systeme.
Zukünftige Entwicklungen
Verbesserte Quanteneffizienz
Die Verbesserung der Quanteneffizienz (QE) ist ein wichtiges Ziel bei der Weiterentwicklung von CMOS-Sensoren. Eine höhere QE führt zu einer besseren Lichtempfindlichkeit und einer höheren Bildqualität.
Höherer Dynamikbereich
Ein höherer Dynamikbereich ermöglicht die Erfassung von Details sowohl in hellen als auch in dunklen Bereichen des Bildes. Dies ist besonders wichtig bei Anwendungen, bei denen stark variierende Lichtverhältnisse herrschen.
Miniaturisierung
Die Miniaturisierung von CMOS-Sensoren ermöglicht den Einsatz in immer kleineren Geräten und Anwendungen. Dies ist besonders wichtig in der Medizintechnik und bei mobilen Geräten.
Integration von KI und Machine Learning
Die Integration von KI und Machine Learning in CMOS-Sensoren ermöglicht die Entwicklung intelligenter Bildgebungssysteme, die in der Lage sind, Bilder automatisch zu analysieren und zu interpretieren. Dies eröffnet neue Möglichkeiten in Bereichen wie der autonomen Navigation und der automatisierten Qualitätskontrolle.
CMOS-Sensor-Auswahl: So treffen Sie die richtige Entscheidung
Die Auswahl des richtigen CMOS-Bildsensors ist entscheidend für den Erfolg Ihres Bildgebungssystems. Es gibt eine Vielzahl von Faktoren zu berücksichtigen, darunter die Anwendungsanforderungen, die Sensorgröße, die Schnittstellen und der Hersteller. Wir bei Sentac unterstützen Sie gerne bei der Auswahl des optimalen Sensors für Ihre spezifischen Bedürfnisse.
Anwendungsanforderungen
Auflösung, Bildrate, Lichtverhältnisse, Dynamikbereich
Die wichtigsten Anwendungsanforderungen sind die Auflösung, die Bildrate, die Lichtverhältnisse und der Dynamikbereich. Die Auflösung bestimmt die Detailgenauigkeit des Bildes, die Bildrate bestimmt die Geschwindigkeit, mit der Bilder erfasst werden können, die Lichtverhältnisse bestimmen die Empfindlichkeit des Sensors und der Dynamikbereich bestimmt den Unterschied zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Licht, das der Sensor erfassen kann.
Sensorgröße
Die Sensorgröße beeinflusst die Bildqualität und die Lichtempfindlichkeit. Größere Sensoren haben in der Regel eine bessere Bildqualität und eine höhere Lichtempfindlichkeit, sind aber auch teurer und benötigen mehr Platz.
Schnittstellen
GigE Vision, USB3 Vision, Camera Link, SLVS-EC
Die Schnittstellen bestimmen die Art und Weise, wie der Sensor mit dem Rest des Systems kommuniziert. Gängige Schnittstellen sind GigE Vision, USB3 Vision, Camera Link und SLVS-EC. Die Wahl der Schnittstelle hängt von den Anforderungen der Anwendung ab.
Hersteller
Sony, ams OSRAM, Gpixel, onsemi, Canon
Es gibt eine Vielzahl von Herstellern von CMOS-Bildsensoren, darunter Sony, ams OSRAM, Gpixel, onsemi und Canon. Jeder Hersteller hat seine eigenen Stärken und Schwächen. Die Wahl des Herstellers hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab.
Key Benefits of CMOS-Bildsensoren
Here are some of the key benefits you'll gain:
Hohe Bildqualität: CMOS-Sensoren bieten eine exzellente Bildqualität mit hoher Auflösung und geringem Rauschen.
Schnelle Bildraten: CMOS-Sensoren ermöglichen schnelle Bildraten, ideal für Anwendungen, die Echtzeitverarbeitung erfordern.
Geringer Stromverbrauch: CMOS-Sensoren verbrauchen weniger Strom als CCD-Sensoren, was sie ideal für mobile Anwendungen macht.
CMOS-Bildsensoren: Schlüssel zur optimierten Bildgebung
Weitere nützliche Links
Baumer erläutert die Funktionsweise und Eigenschaften von CMOS-Sensoren im Detail.
Sony stellt den IMX735 CMOS-Bildsensor für Fahrzeugkameras mit 17,42 effektiven Megapixeln vor.
ams OSRAM bietet eine Übersicht über ihre CMOS-Bildsensoren, einschließlich Mira Sensoren und NanEye Miniaturisierte Kameramodule.
Elektroniknet beschreibt den ams CMV50000, einen hochauflösenden Global Shutter Sensor.
Canon erklärt die Grundlagen von CMOS-Sensoren und ihre Vorteile gegenüber CCD-Sensoren.
Framos argumentiert, dass CMOS-Sensoren mittlerweile ein ausgezeichneter Ersatz für hochauflösende CCDs sind.
FAQ
Was sind die Hauptvorteile von hochleistungsfähigen CMOS-Bildsensoren gegenüber CCD-Sensoren?
CMOS-Sensoren bieten im Vergleich zu CCD-Sensoren eine höhere Bildrate, einen geringeren Stromverbrauch und eine einfachere Integration. Zudem ermöglichen sie die Integration von zusätzlichen Funktionen wie A/D-Wandlern direkt auf dem Sensorchip.
In welchen Branchen werden hochleistungsfähige CMOS-Bildsensoren typischerweise eingesetzt?
Hochleistungsfähige CMOS-Sensoren finden Anwendung in der industriellen Bildverarbeitung (Qualitätskontrolle), der Automobilindustrie (Fahrerassistenzsysteme), der Medizintechnik (Endoskopie) und in wissenschaftlichen Anwendungen (Mikroskopie).
Welche Rolle spielt die EMVA 1288 Norm bei der Bewertung von CMOS-Bildsensoren?
Die EMVA 1288 Norm bietet einen standardisierten Rahmen zur Charakterisierung von Sensoren und Kameras. Sie ermöglicht es, Sensoren unter gleichen Bedingungen zu vergleichen und transparente Leistungsdaten zu liefern. Die Norm berücksichtigt Schlüsselparameter wie Full-Well Capacity, Absolute Sensitivity Threshold, Temporal Dark Noise und Dynamic Range.
Was ist die Full-Well Capacity und warum ist sie wichtig?
Die Full-Well Capacity gibt an, wie viele Elektronen ein Pixel maximal speichern kann. Eine höhere Full-Well Capacity ermöglicht längere Belichtungszeiten und somit eine bessere Leistung bei schwachem Licht. Sie beeinflusst auch das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR).
Was bedeutet Quanteneffizienz (QE) und wie beeinflusst sie die Leistung eines CMOS-Sensors?
Die Quanteneffizienz (QE) ist ein Maß dafür, wie effizient ein Sensor Photonen in Elektronen umwandelt. Sie ist wellenlängenabhängig und beeinflusst die Bildqualität und Empfindlichkeit des Sensors. Moderne CMOS-Sensoren erreichen hohe QE-Werte über einen breiten Wellenlängenbereich.
Welche Vorteile bietet die Global Shutter Technologie bei CMOS-Bildsensoren?
Die Global Shutter Technologie eliminiert Rolling Shutter Verzerrungen, die bei schnell bewegten Objekten oder Kameraschwenks auftreten können. Bei einem Global Shutter Sensor werden alle Pixel gleichzeitig belichtet, was zu einer verzerrungsfreien Bilderfassung führt.
Welche Rolle spielen Cybersecurity-Funktionen bei CMOS-Bildsensoren in Automobilanwendungen?
In Automobilanwendungen sind Cybersecurity-Funktionen wie Kamera-, Bild- und Kommunikationsauthentifizierung entscheidend, um vor Manipulationen und unbefugtem Zugriff auf den Sensor und die erfassten Daten zu schützen. Der Sony IMX735 bietet solche integrierten Sicherheitsfunktionen.
Wie vereinfacht die CMOS-Technologie die Integration in bestehende Systeme im Vergleich zu CCD-Sensoren?
Die CMOS-Implementierung ist einfacher als bei CCD-Sensoren, da A/D-Wandler, Correlated Double Sampling (CDS), digitale Schnittstellen und Sensorsteuerung auf einem Chip integriert sind. Dies reduziert den Entwicklungsaufwand und ermöglicht kompaktere Designs.
