بواسطة مراقب صناعة أشباه الموصلات
المقدمة: عندما تجتمع السرعة مع الدقة
في مجال الرؤية الآلية، واجه المهندسون منذ فترة طويلة مقايضة -صعبة: فالحصول على دقة عالية يعني التضحية بمعدل الإطارات، في حين أن تحقيق-سرعة التقاط عالية يتطلب التنازل عن جودة البكسل. يتم الآن حل هذه المشكلة-اللغزية على مستوى الصناعة، والتي استمرت لسنوات، بشكل تدريجي من خلال الجيل الجديد من مستشعرات Pregius S من -الجيل الجديد من سوني.
في عام 2025، قدمت مجموعة حلول أشباه الموصلات من سوني سلسلة IMX937 من مستشعرات الصور العالمية ذات الغالق CMOS، والتي تشتمل على IMX937 AMB أحادي اللون وIMX937 AQB الملون. بناءً على الأساس التكنولوجي لسلسلة IMX927، توفر هذه المستشعرات دقة فائقة-بدقة 105 ميجابكسل وإخراج عالي السرعة-بمعدل 56 إطارًا في الثانية، مما يوفر خيار مكون أساسي جديد لمعدات الفحص الصناعي.
تحلل هذه المقالة بشكل شامل القيمة الحقيقية لهذين المستشعرين عبر أربعة أبعاد: مقارنة المواصفات الفنية، وتحليل المزايا الأساسية، وتقييم القدرة على التكيف بالمنظار، ومجالات التطبيق الأساسية.
1. مقارنة المواصفات الفنية بين IMX937 AMB وIMX937 AQB
1.1 المنصة التقنية المشتركة
يشترك كلا المستشعرين في نفس التقنية الأساسية، وذلك باستخدام البنية المكدسة ذات الإضاءة الخلفية Pregius S المملوكة لشركة Sony. تفصل هذه البنية طبقة البكسل عن طبقة الدائرة، مما يتيح معالجة أسرع للإشارات مع الحفاظ على حساسية عالية.
قيمة مواصفات عنصر المعلمة
حجم المستشعر 2.5 بوصة (39.7 ملم قطريًا)
وحدات البكسل الفعالة 10,272 (أفقي) × 10,272 (رأسي)=حوالي 105.5 مليون بكسل
حجم البكسل 2.74 ميكرومتر × 2.74 ميكرومتر
نوع الغالق: الغالق العالمي
واجهة الإخراج SLVS EC (تدعم 4.752 / 9.504 / 12.474 جيجابت في الثانية / المسار)
نوع العبوة عبوة سيراميك مع موصل، الأبعاد 45 مم × 52 مم
لا يوجد مرشح ألوان للإصدار أحادي اللون / Bayer RGB للإصدار الملون
1.2 الاختلافات الأساسية: مسارات مميزة للأحادية اللون واللون
يكمن الاختلاف الأساسي بين IMX937 AMB (الإصدار أحادي اللون) وIMX937 AQB (الإصدار الملون) في وجود أو عدم وجود مصفوفة مرشح الألوان. وينتج عن هذا التمييز الخصائص التالية:
حساسية الضوء: من خلال إزالة مرشح الألوان، يسمح الإصدار أحادي اللون للضوء الساقط بالوصول إلى الثنائيات الضوئية مباشرة، مما يحقق كفاءة كمية أعلى وأداء فائق في ظروف الإضاءة المنخفضة-. ويعد هذا أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص بالنسبة-لسيناريوهات الالتقاط عالية السرعة التي تتطلب أوقات تعرض قصيرة.
الدقة المكانية: يسجل كل بكسل في الإصدار أحادي اللون معلومات النصوع بشكل مستقل، مما يحقق دقة قصوى نظرية تبلغ 105 مليون بكسل. يتطلب الإصدار الملون خوارزميات ديموزايكية لإعادة بناء اللون، وهي عملية تؤدي إلى فقدان طفيف في التفاصيل.
أداء معدل الإطار: يحافظ كلا المستشعرين على معدلات إطارات متطابقة عند إخراج البكسل الكامل: 56 إطارًا في الثانية عند 8 بت، و51 إطارًا في الثانية عند 10 بت، و36 إطارًا في الثانية عند 12 بت. ويضمن هذا عدم تأثر سرعة التصوير بغض النظر عن اختيار اللون الأحادي أو اللون.
خصائص الإخراج: يقوم الإصدار أحادي اللون بإخراج صور ذات تدرج رمادي نقي، مما يجعلها مثالية للتحليل الكمي والقياس ثلاثي الأبعاد. يقوم الإصدار الملون بإخراج بيانات تنسيق Bayer الأولية، مما يتطلب معالجة ألوان لاحقة لاستعادة -صور ملونة كاملة.
1.3 اختلافات تحديد المواقع عن سلسلة IMX927
والجدير بالذكر أن IMX937 وIMX927 يشتركان في بنية ودقة بكسل متطابقة ولكنهما يختلفان في مواصفات معدل الإطارات. يدعم IMX927 إخراجًا عالي السرعة-يصل إلى 112 إطارًا في الثانية (8 بت)، بينما يعمل IMX937 بسرعة 56 إطارًا في الثانية (8 بت). يشير هذا التمييز إلى أن سلسلة IMX937 قد تعطي الأولوية لكفاءة الطاقة أو عمق معالجة الإشارة، مما يجعلها أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب معدلات إطارات معتدلة ولكن جودة صورة صارمة.
ثانيا. المزايا الأساسية: ثلاثة مميزات تقنية رئيسية لسلسلة IMX937
2.1 الغالق الشامل: التشويه-التقاط الحركة الحرة
على عكس الغالق الدوار المستخدم بشكل شائع في الكاميرات الاستهلاكية، يستخدم IMX937 تصميم غالق عالمي حيث يتم عرض جميع وحدات البكسل في وقت واحد. هذا يعنى:
عند التقاط-كائنات سريعة الحركة، لا يوجد أي إمالة أو تمديد للصورة-مما يؤدي إلى التخلص من التأثير الهلامي. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية لالتقاط لوحات الدوائر أو الرقائق أو المكونات الإلكترونية سريعة الحركة على خطوط الإنتاج الصناعي. حتى إذا تحركت الكائنات أثناء التعرض للضوء، فإن الغالق الشامل يحافظ على التكامل الهندسي الحقيقي.
2.2 1 Shot HDR: التقاط تفصيلي للمشاهد المعقدة
تشتمل سلسلة IMX937 على تقنية 1 Shot HDR، مما يعمل على توسيع النطاق الديناميكي ضمن تعرض واحد مع الحفاظ على معدلات الإطارات الأصلية ودقة الوضوح.
تحمل هذه التكنولوجيا قيمة كبيرة للتفتيش الصناعي. خذ فحص PCB كمثال: تتميز لوحة الدائرة في نفس الوقت بمفاصل لحام معدنية عاكسة للغاية وطبقات مقاومة اللحام السوداء التي تمتص الضوء، مما يوفر اختلافات شديدة في السطوع. غالبًا ما تواجه المستشعرات التقليدية صعوبة في التقاط كليهما، مما يؤدي إلى ظهور مناطق بارزة معرضة للضوء بشكل مفرط أو ظلال قليلة التعرض للضوء.. 1 تحافظ ميزة Shot HDR على التفاصيل في كلا المجالين، مما يقلل بشكل كبير من معدلات سوء التقدير.
2.3 التغليف المعياري: راحة معززة لتكامل النظام
تستخدم سلسلة IMX937 الموصل المطور حديثًا من سوني -حزمة السيراميك المجهزة بقياس 45 مم × 52 مم. يقدم هذا التصميم العديد من المزايا:
تسمح إمكانية الإزالة بتبديل المستشعرات بسهولة داخل وحدات الكاميرا، مما يسهل عملية التجميع أثناء تصنيع الكاميرا. تشترك جميع المنتجات الستة عشر في سلسلة IMX927/937 في موصلات وتعريفات دبوس متطابقة. يتيح ذلك لمصنعي الكاميرات تصميم منصات عالمية للوحات الأم، مما يسمح بالاستبدال المرن لأجهزة الاستشعار بمواصفات مختلفة بناءً على متطلبات العملاء.
يتميز الجزء الخلفي للحزمة بمساحة محجوزة لتركيب المشتت الحراري، مما يسهل الإدارة الحرارية الفعالة ويضمن استقرار المستشعر أثناء التشغيل لفترة طويلة.
ثالثا. تحليل توافق وحدة كاميرا المنظار
هذا هو الشاغل الرئيسي لمطوري الأجهزة الطبية. هل يمكن استخدام سلسلة IMX937 في وحدات كاميرا المنظار؟
3.1 تقييم الجدوى
من الناحية الفنية، يمكن استخدام سلسلة IMX937 في أنظمة التصوير بالمنظار، ولكن توجد قيود كبيرة على التطبيق.
قيود الحجم: أبعاد حزمة المستشعر هي 45 مم × 52 مم. يتجاوز هذا الحجم بشكل كبير الحد الأقصى لقطر أطراف المنظار الداخلي المرنة التقليدية البالغ 10-12 مم، مما يجعل التكامل مع الواجهة الأمامية لأنابيب الإدخال القابلة للانحناء أمرًا مستحيلًا.
نطاق التطبيق: بالنسبة للمناظير الداخلية الصلبة، يمكن وضع المستشعر في رأس كاميرا خارجي وتوصيله بالنظام البصري الأمامي-من خلال مجموعات العدسات أو الألياف الضوئية، حيث تكون قيود الحجم متساهلة نسبيًا. بالنسبة لأنظمة تكامل المجهر الجراحي، يمكن تركيب المستشعر داخل جسم المجهر، مما يزيل قيود الحجم تمامًا.
3.2 القيمة الفريدة في تطبيقات التنظير الداخلي
إذا كان من الممكن التغلب على قيود الحجم، فإن سلسلة IMX937 توفر مزايا مميزة في التنظير الداخلي:
قيمة المصراع الشامل: أثناء الجراحة بالمنظار الصدري أو بالمنظار، يتسبب نبض القلب وحركة الجهاز التنفسي ونبض الأوعية الدموية في إزاحة الأنسجة. يعمل الغالق الشامل على تقليل ضبابية الحركة بشكل فعال، مما يوفر للجراحين صورًا أكثر وضوحًا-في الوقت الفعلي.
تطبيقات الفلورسنت مع إصدار أحادي اللون: إن الحساسية العالية لـ IMX937 AMB أحادي اللون في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريب - تجعله مثاليًا للتصوير الفلوري الأخضر الإندوسيانين (ICG). أثناء العمليات الجراحية الكبدية أو الأورام التي يتم توجيهها بواسطة ICG-، يلتقط المستشعر أحادي اللون إشارات الفلورسنت بوضوح محسّن.
عرض اللون الحقيقي: اللون IMX937 AQB مناسب للسيناريوهات الجراحية التي تتطلب تقييمًا دقيقًا للون الأنسجة، مثل تحديد آفة الجهاز الهضمي والاستكشاف بالمنظار.
3.3 المقارنة مع أجهزة استشعار سوني الأخرى
دقة طراز المستشعر، نوع الغالق، حجم العبوة، توافق المنظار الداخلي
IMX937 105MP Global Shutter 45×52mm مجهر صلب/جراحي متوافق
IMX927 105MP Global Shutter 45×52mm مجهر صلب/جراحي متوافق
IMX661 128MP مصراع عالمي أكبر حجمًا ومتوافق
IMX811 247MP مصراع دوار 75×63.6 ملم متوافق مع المنظار الصلب
أجهزة استشعار المنظار الرئيسية 2 8MP مصراع دوار/مصراع شامل<15mm Fully compatible with flexible/rigid endoscopes
رابعا. نظرة عامة على مجالات التطبيق الرئيسية
4.1 الفحص البصري الآلي
السوق المستهدف الرئيسي لسلسلة IMX937 هو الفحص البصري الآلي، الذي يشمل كلاً من AOI ثنائي الأبعاد و3D AOI.
في صناعة الإلكترونيات، يمثل تسريع تصغير المكونات تحديًا لمعدات الفحص التقليدية ذات الدقة غير الكافية. تتيح الدقة البالغة 105 ميجابكسل تغطية لقطة واحدة- لمناطق PCB الأكبر حجمًا مع الحفاظ على تعريف واضح للمكونات ذات الحجم 01005-. ويضمن الغالق الشامل تصويرًا خاليًا من التشويه- للوحات الدوائر سريعة الحركة، بينما تحافظ تقنية 1-Shot HDR على التفاصيل في كل من مفاصل اللحام المعدنية والركائز السوداء.
4.2 فحص أشباه الموصلات والإلكترونيات الدقيقة
تتطلب تطبيقات مثل الكشف عن عيوب الرقاقة، وفحص جودة تغليف الرقائق، وفحص القناع متطلبات دقة صارمة بشكل متزايد. تتيح كثافة البكسل العالية لسلسلة IMX937 تغطية مساحات أكبر من الرقاقة في صورة واحدة، مما يقلل الحاجة إلى دمج الصور وتعزيز كفاءة الفحص.
4.3 فحص شاشة العرض المسطحة
يتطلب اكتشاف عيوب مستوى البكسل- على لوحات OLED وLCD
