Камеры наблюдения CMOS Progressive Scan сравнение описание

Описание CMOS-матрицы для камер видеонаблюдения с прогрессивным сканированием. 

Сенсор изображения Progressive Scan CMOS, также известный как CMOS-сенсор со скользящим типом затвора, представляет собой стандартный тип твердотельного датчика, созданного по технологии CMOS (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник). В русскоязычной литературе он часто упоминается как КМОП-матрица с построчным сканированием.
Не так давно CMOS-сенсоры разделились на CMOS с построчным сканированием и CMOS с глобальным типом затвора, при котором все пиксели сенсора изображения сканируют всю область изображения за один раз, в отличие от обычного Progressive Scan CMOS с Rolling типом затвора, в котором происходит построчное сканирование. Последние модификационные и улучшения характеристик CMOS-сенсоров изображения как с Rolling типом затвора, так и Global Shutter коснулись светочувствительности, которое произошло после усовершенствования архитектуры построения CMOS-сенсоров изображения. Новейшие CMOS-сенсоры имеют тип засветки пикселя с так называемым обратным типом засветкой пикселя аббревиатурой [BSI] вместо применяемой традиционно ранее в Progressive Scan CMOS фронтальной засветкой пикселя аббревиатурой [FSI]. Сегодня еще часто встречается два типа пиксельной архитектуры сенсоров изображения с применяемой ранее фронтальной и обратной засветки пикселя. Сегодня передовым типом является CMOS-сенсор BSI, который обладает светочувствительностью, превышающей традиционные CMOS-сенсоры в два и более раз.
Ведущие производители сенсоров изображения, специализирующиеся на производстве сенсоров изображения для приложения безопасности (камеры наблюдения), в своем большинстве прекратили или сокращают выпуск традиционных Progressive Scan CMOS с фронтальным типом засветки пикселя, чтобы сосредоточиться на разработке более современных и эффективных моделей CMOS BSI. CMOS BSI сенсоры изображения могут быть как Rolling типом затвора, так и Global Shutter. Global Shutter применяется в промышленных, медицинских, научных и других приложениях.
Для понимания какие существуют сенсоры изображения Sony разработанные целенаправленно для различных приложений просмотрите эту статью поколения развития сенсоров изображения Sony так как многие пользователи путаются в типах обозначениях и предназначениях различных типов сенсоров изображения Sony таких как: CMOS STARVIS , CMOS STARVIS 2, CMOS EXMOR, CMOS EXMOR R, CMOS EXMOR RS, CMOS PRIGIOS, CMOS PTEGIOS S, а также коротковолновые CMOS датчики изображения Sony SEN SWIR .

Progressive Scan CMOS — это твердотельный датчик изображения технологии CMOS с построчным сканированием, пришедший на смену CCD датчикам изображения. Для улучшения светочувствительности в оепринетом Progressive Scan CMOS сенсоре изображения приходилось чем-то жертвовать: либо увеличивать размер пикселя и тем самым уменьшать разрешение, либо увеличивать оптическую площадь сенсора изображения.

При этом больший по размеру пиксель обеспечивал лучшую светочувствительность, при этом чем больше требовалось пикселей большого размера разместить в сенсоре изображения для увеличения разрешения, тем больше становилась оптическая площадь сенсора изображения, что приводило к огромной стоимости такого чипа и, естественно, сказывалось на цене видеокамер, в которых применялись сенсоры изображения большой оптической площади.

Кроме того, из-за сильного перегрева сенсора изображения при работе в сложной среде освещенности возникал темновой ток, который вызывал шум на изображении. Долгое время производителям сенсоров изображения не удавалось решить глобально эту проблему. С появлением новой светочувствительной технологии построения архитектуры сенсора изображения CMOS BSI удалось получить отличную светочувствительность даже у маленьких по размеру пикселей и получить возможность захватывать изображения с большим разрешением в цвете даже в условиях сложной и крайне сложной освещенности использую при этом не большие оптичиские форматы сеноров изображения.

В общих чертах можно сказать, что CMOS BSI — это улучшенная в характеристиках светочувствительности версия стандартного Progressive Scan CMOS сенсора изображения. Она отличается от своего предшественника другой структурой пиксельной архетектуры сенсора изображения  в котором применяется обратная засветка пикселя, что позволяет улучшить светочувствительность. Поэтому данный тип относится к сенсорам изображения следующего поколения.Оценивая CMOS датчики изображения, правильней будет говорить CMOS с традиционной засветкой пикселя [FSI], то есть фронтальная засветка пикселя, и CMOS [BSI] с задней засветкой пикселя.
Существует распространённое заблуждение, что переход от обычных CMOS-сенсоров к более совершенным решениям, таким как CMOS BSI-сенсоры изображения следующего поколения, произошёл легко и быстро. Однако на самом деле этот процесс занял много лет. От первых научных разработок до массового производства CMOS-сенсоров с архитектурой обратной подсветки прошло немало времени.. засветкой пикселя, далее известной как BSI, и как это удалось выяснить, можно изучить из этой статьи разработки группы институтов. Сегодня не только Sony предлагает сенсоры изображения CMOS BSI, вы можете ознакомиться, какие трудности испытывали в компании OMNI при переходе к массовому производству сенсоров изображения CMOS BSI.  
Многих слово Progressive Scan вводит в печетление что это что то очень новое и лучше что сегодня уже не отвечает своему красивому обозначению с применением словестного оборота Progressive. Поэтому, когда вы читаете Progressive Scan CMOS, то должны понимать, что это технология 15-летней давности, которая пришла на смену CCD-сенсорам изображения.

Важно понимать разницу между ведущими производителями сенсоров изображения и сборщиками камер видеонаблюдения. Только некоторые крупные бренды, такие как Sony, поставляют не только основные чипы, но и полностью собственные камеры для видеонаблюдения под своим логотипом.

Большинство поставщиков камер видеонаблюдения не производят собственную микроэлектронику, а занимаются разработкой программного обеспечения, дизайном корпусов камер и другими подобными задачами. В основном это компании из Китая.

Давайте рассмотрим, как изменялся выпуск сенсоров изображения Sony в разные годы. Ранее использовались сенсоры с технологией Scan CMOS, которые были только фронтального типа засветки пикселя.

С 2014 года Sony начал поставлять сенсоры изображения, разработанные на основе новой архитектуры с обратной засветкой пикселя BSI. Они получили название CMOS Sony STARVIS и краткое обозначение BI в технической документации Sony.

Начнем с 2018 года, на это время уже почти все сенсоры заменены на CMOS BSI технологию 
 


 

Давайте просмотрим на изображение ниже и узнаем, какие типы сенсоров компания Sony производит под своим брендом Progressive Scan CMOS в 2020 году только флагманский сенсор IMX385.

На 2020 год в производстве остался только один тип матриц — Progressive Scan CMOS (EXMOR-серия, не путайте с сенсорами изображения EXMOR-R, разработанных целенаправленно для потребительских камер (фото- и любительских камер)). Датчик изображения, встречающийся в отечественной литературе как КМОС-матрица IMX385. Однако позже компания Sony прекратила его выпуск, полностью сосредоточившись на создании сенсоров нового поколения, основанных на передовой светочувствительной BSI-платформе. Эти сенсоры получили название Sony STARVIS, а в каталоге их обозначают как тип [BI].

Теперь давайте рассмотрим самые свежие данные на 2024 год и сравним различные типы матриц, которые Sony выпускает целенаправленно для приложений безопасности камеры наблюдения. Также обсудим, какие сенсоры изображения производятся Sony в 2024 и начале 2025 года.

Как видно на рисунке, компания Sony полностью перешла на производство сенсоров изображения для камер наблюдения, созданных на основе инновационной пиксельной платформы BSI. Эти сенсоры выпускаются под собственным брендом Sony STARVIS и STARVIS 2.

Стартовая версия серии STARVIS, обозначенная тёмным цветом, представляет собой первое поколение сенсоров. STARVIS 2, обозначенный зелёным цветом, представляет собой эволюцию технологии CMOS, разработанной Sony для этой серии.


И так, как видно из представленной выше таблицы, корпорация Sony полностью перешла на производство сенсоров изображения BSI, предназначенных для систем безопасности и камер видеонаблюдения.

Компания Sony отказалась от производства сенсоров Progressive Scan CMOS EXMOR, которые ранее поддерживали фронтальную засветку пикселей. Эти сенсоры не смогли конкурировать с новой технологией BSI, которая позволила достичь ранее недостижимых характеристик и возможностей в сенсорах Progressive Scan CMOS модельного ряда EXMOR.

Модельный ряд CMOS Sony STARVIS и STARVIS2 с обратной засветкой пикселя, технология изготовления тип BSI, 2025 год.

Внимание! Трансляция не будет доступна для просмотра через VPN и с браузеров смартфонов, на которых не установлено обновляемое программное обеспечение.

Для лучшего понимания различий между BSI CMOS сенсором и ранее используемыми стандартными CMOS сенсорами (CMOS Progressive Scan — «Complementary Metal Oxide Semiconductor», или КМОП — матрица), просмотрите это видео.

 

В настоящее время нет необходимости приобретать камеры, оснащённые устаревшей технологией с фронтальной засветкой пикселей. Как вы уже убедились, компания Sony, являющаяся лидером в производстве сенсоров изображения, специально разработанных для систем безопасности и камер наблюдения, прекратила выпуск камер типа FSI.

Тем не менее, в интернете можно найти множество предложений о продаже таких камер. Это связано с тем, что в своё время было закуплено и собрано большое количество камер с КМОП-матрицами на основе традиционных CMOS-сенсоров изображения типа FSI, в частности, китайскими компаниями. Эти камеры не были распроданы, и их стоимость остаётся более доступной.

Кроме того, некоторые производители сенсоров изображения, такие как SMARTSENS (Китай), продолжают выпускать сенсоры CMOS Progressive Scan. Следует отметить, что SMARTSENS, следуя за ведущими разработчиками, уже разработала новый тип сенсора изображения, основанный на архитектуре построения BSI.

Причина такого развития событий заключается в том, что ведущие разработчики активно внедряют новый тип сенсора изображения — CMOS BSI. Этот тип сенсора считается самым современным и используется не только в камерах видеонаблюдения, но и во всех видах фото- и видеотехники, включая планшеты и смартфоны.

Тем не менее, имеется значительный запас камер с устаревшим типом сенсора CMOS Progressive Scan, который требует реализации. В связи с этим в интернете можно встретить множество статей и предложений, которые либо содержат неактуальную информацию, либо направлены на реализацию нераспроданного товара, которого хватит ещё на многие годы.

Также стоит обратить внимание пользователей видеонаблюдения на то, что все сенсоры изображения, используемые в камерах, таких как CMOS Progressive Scan и новый CMOS BSI с обратной засветкой (BSI — Backside Illumination), относятся к камерам с роликовым затвором. Однако существуют и камеры с глобальным затвором, которые работают иначе, чем камеры с роликовым.

В камерах с глобальным затвором все пиксели экспозиции срабатывают одновременно, в то время как в камерах с ROLLING SUTTER затвором это происходит построчно. Это снижает возможности камеры, особенно при съемке быстро движущихся объектов.

Для решения таких задач были созданы промышленные сенсоры изображения с глобальным затвором. Они также построены на передовой пиксельной светочувствительной платформе CMOS BSI.

Например, компания Sony выпустила новую линейку промышленных сенсоров изображения с глобальным затвором на основе светочувствительной платформы BSI, которые получили название PREGIUS S. Это обновление пришло на смену предыдущему поколению сенсоров, построенных на стандарте CMOS с фронтальным типом засветки и имевших обозначение PREGIUS.

Предлагаем вам ознакомиться с характеристиками промышленных сенсоров изображения. доступно по ссылке на сайте нашего партнера  

Камеры применяемые в тесте доступны IP 5МП CMOS BSI 2GEN по ссылкам
А также AHD модель камеры с CMOS BSI 2GEN 8Мп ссылка