소니 Pregius CMOS 센서
1980년, 소니는 최초의 CCD 컬러 카메라를 공개하고 디지털 센서 기술의 환경을 바꾸었습니다. Sony는 2013 년에 Pregius IMX174, 1/1.2인치 2.3MP 센서라는 최초의 글로벌 셔터 CMOS 센서를 발표하여 센서 환경을 다시 변경했습니다. 소니 최초의 Pregius는 글로벌 셔터 CCD 이미지 품질과 CMOS 고속 프레임 속도를 결합하여, 이미징 성능의 황금 표준을 만들었습니다. 최초의 Pregius IMX174 센서의 성공으로 소니는 기존 CCD에서 벗어나 고급 CMOS 센서 개발에 집중했습니다. 2세대 Pregius 센서에는 3.2 MP IMX265 및 5.0 IMX264가 포함됩니다. 5.86μm 픽셀 크기로 1/1.2”를 측정 한 1세대 Pregius 센서에 비해, 2세대는 3.45μm 픽셀 크기로 더 작은 ⅔”센서 형식을 사용합니다. 더 인상적인 것은 더 작은 크기가 더 비용 효율적인 렌즈와의 호환성을 허용한다는 것입니다. Sony가 STARVIS 라인에서 롤링 셔터 CMOS 기술을 적극적으로 개선함에 따라 글로벌 셔터 CMOS 성능과 가치의 정점은 계속해서 Sony Pregius입니다. 매년 새로운 기술이 도입됨에 따라 Sony는 이미지 품질을 개선하고 프레임 속도를 높이며 기능을 추가하여 혁신의 한계를 계속해서 밀어붙이고 있습니다. 소비자에 초점을 맞춘 Sony는 비용 절감과 직관적인 기능을 통해 새로운 혁신에 접근할 수 있도록 합니다. Sony Pregius 라인의 정신에 기반을 둔 카메라 제품은 접근성을 최우선으로 유지하면서 디지털 이미징의 한계를 뛰어넘습니다. Sony Pregius 글로벌 셔터 CMOS 센서를 사용하는 머신 비전 카메라의 이점을 이해하려면, 먼저 소니 디지털 이미징 기술의 기본 구성 요소를 이해해야 합니다. 소니가 Pregius 글로벌 셔터 CMOS 센서를 출시하기 전에 CMOS 센서는 센서 판독을 위해 롤링 셔터 기술을 사용했습니다. CCD에 비해 CMOS 롤링 셔터 기술은 비용 효율적인 고품질 이미징과 매우 높은 프레임 속도를 제공합니다. 롤링 셔터 센서는 안타깝게도 대상이나 카메라가 움직이면 캡처된 이미지가 이미지 흔들림, 왜곡 또는 밴딩의 형태로 왜곡을 표시합니다. 이 왜곡은 롤링 셔터 센서가 한 번에 한 행씩 픽셀을 노출하고 판독하기 때문에 발생합니다. 기존의 Sony CMOS 롤링 셔터 파이프 라인은 다음과 같습니다. 롤링 셔터 Sony CMOS 이미지 센서의 기존 픽셀 파이프 라인을 보여줍니다. 광전 변환 (양자 효율로 측정)은 포토 다이오드에서 발생합니다. 그런 다음 전자는 부동 확산 노드에서 전압으로 변환됩니다. 그런 다음 신호는 디지털 신호로 변환됩니다. 또한 이 단계에서 신호는 아날로그 및 디지털 노이즈를 줄이기 위해 2단계의 상관 이중 샘플링(CDS)을 거치게 됩니다. 이것은 "듀얼 CDS"로 알려져 있으며, 랜덤 및 고정 패턴 노이즈를 줄이기 위한 소니의 솔루션입니다. 기존의 소니 CMOS 롤링 셔터는, 각 픽셀 열이 고속 판독을 위해 독립적인 ADC(Analog to Digital Converter)를 사용합니다. 각 픽셀 행은 빛에 노출되고 전하는 한 번에 한 행씩 아날로그에서 디지털로 변환됩니다. 고속 모션 중에 이미지 왜곡을 생성하는 것은 행 단위 노출입니다. 소니 CMOS 센서에 글로벌 셔터 기술을 구현하기 위해 소니는 포토 다이오드와 플로팅 확산 노드 사이에 있는 혁신적인 픽셀 내 아날로그 메모리 노드를 만들었습니다. Pregius CMOS 센서에서 모든 포토 다이오드는 동시에 노출을 시작합니다. 포토 다이오드가 노출을 완료하면 전자가 아날로그 메모리로 흘러 들어가 다음 노출을 위해 포토 다이오드를 해제합니다. 이 프로세스는 CMOS 글로벌 셔터 기능을 허용합니다. 전하가 아날로그 메모리로 전송된 후 변환 절차는 롤링 셔터 센서와 동일합니다. 그 결과 왜곡되지 않은 이미지를 캡처하는 동시에 무작위 및 고정 패턴 노이즈를 줄이기 위해 소니의 듀얼 CDS 기술을 활용하는 글로벌 셔터 CMOS 센서가 탄생했습니다. 전자 전하는 포토 다이오드에서 아날로그 메모리로 빠르게 전달됩니다. CCD 센서 설계 경험 덕분에 소니는 매우 낮은 암전류로 아날로그 메모리를 개발할 수 있었습니다. 메모리는 차폐되고 픽셀 구조의 낮은 암전류 영역 내에 배치되어, 암전류 샷 노이즈를 줄입니다. 노이즈를 줄이기 위해 Sony CMOS 센서는 A/D 변환 전후에 아날로그 및 디지털 신호 모두에 CDS를 적용합니다. 아날로그 신호에서 Sony CMOS 센서는 각 플로팅 확산 노드에서 "리셋 스위치"를 사용하여 이전 노출의 누적 전하를 배출하여, 다음 수신 전하를 위한 공간을 만듭니다. 그러나 일부 전자는 배수되지 않고 결국 부동 확산 상태로 남아 있습니다. 이 전자는 다음 노출 전하와 결합하여 신호에 노이즈를 추가합니다. 이 노이즈는 '고정 패턴' 노이즈라는 이미지에 원치 않는 질감 효과를 만듭니다. 고정 패턴 노이즈는 저조도 이미징에서 가장 눈에 띄지만 CDS를 사용하여 성공적으로 줄일 수 있습니다. CDS는 이전 노출에서 남은 전하를 측정하고, 다음 전하(남은 노이즈와 노출 전하를 모두 포함)에서 차감하여 노이즈를 줄입니다. Sony Pregius 센서는 Sony의 최신 픽셀 제작 기술을 활용하여 고감도 CMOS 센서를 제공합니다. 높은 다이나믹 레인지와 함께 낮은 빛 감도를 통해 사용자는 역동적으로 까다로운 조명 환경에서 이미지를 촬영할 수 있습니다. 자율 주행 차량, 정보 교통 시스템(ITS) 또는 기타 실외 환경과 같은 애플리케이션은 Pregius의 이미징 품질을 활용할 수 있습니다. 조명이 바뀌거나 카메라가 어두운 그림자와 밝은 하이라이트가 있는 복잡한 장면에 들어가면, Pregius 센서는 기존 CMOS 센서보다 더 유용한 이미징 데이터를 캡처하여 비전 시스템이 더 나은 결정을 내릴 수 있도록 합니다. 고전적인 머신 비전 검사 애플리케이션에서 더 높은 감도를 통해 노출 시간을 단축하고 검사 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 잠재적으로 조명 비용을 절감할 수 있습니다. CCD 개발을 개척한 소니는 혁신적인 CMOS 센서에 고품질 글로벌 셔터 기술을 적용했습니다. 또한 소니는 회로 및 픽셀 제조 기술을 통해 감도 저하 없이 픽셀 크기를 줄이고 해상도를 높였습니다. 현재 Pregius 센서는 이전 제품보다 감도가 높고 노이즈가 적습니다. 이제 본문의 내용을 정리해 보겠습니다. 오늘날의 Pregius 센서는 초점면 왜곡 없이 고화질, 고해상도 및 고속 이미징을 가능하게 합니다. 이러한 글로벌 셔터 센서는 소음 감소를 위한 CDS 기술과 결합되어 다양한 까다로운 비전 애플리케이션에 업계 최고의 성능을 제공합니다. Sony Pregius 센서로 설계 및 제조된 카메라 기술은 성능과 품질에 기반한 탁월한 다기능성을 계속해서 제공할 것입니다.