1、センサー

CMOSイメージセンサーで周囲の光を感じ、その画像を出力して解析を行い、センサーの性能や状態についてはセンサーのパンフレットをご覧ください。以下の図は Stewie SC8238 を例にしています。

2、

センサーに関連する重要なパラメーター:

2.1 解像度

8MP: センサーは 800 万ピクセル

解像度とはセンサーの有効画素数の総数を指します。

総画素数はCMOSイメージセンサーを計測するための主要な技術指標の一つであり、CMOSイメージセンサーの総画素数のうち、有効に光電変換して画像信号を出力するために使用される画素が有効画素数となります。ピクセルはCMOSイメージセンサーの能力を直接決定します。

ほとんどのセンサーの総画素数は有効画素数と同じですが、一部のセンサーには黒レベル基準領域があり、この領域の画素は黒レベルの校正に使用され、最終出力画素としては使用されません。

2.2 ピクセル配列

3872H x 2180V: 解像度幅と高さ、垂直方向に合計 3872 列のピクセル、水平方向に合計 2180 行のピクセル

シーン内の明るい部分と暗い部分を区別する機能。

2.3 ピクセルサイズ

1.5μm×1.5μm

ピクセルサイズは、チップピクセルアレイ上の各ピクセルの実際の物理サイズを指します。一般的なサイズには、14um、10um、9um、7um、6.45um、3.75um、3.0um、2.0um、1.75um、1.4um、1.2um、1.0um が含まれます。えーっと、など

ピクセルサイズは、チップの光に対する応答能力をある程度反映しており、ピクセルサイズが大きいほど、より多くの光子を受け取ることができます。同じ照明条件と露光時間の下では、生成される電荷の数は多くなります。低照度イメージングの場合、ピクセルサイズはチップの感度を表します。

2.4 対象面サイズ（光学フォーマット）

1/2.7インチ

イメージセンサーのサイズが大きくなるほど、イメージングシステムのサイズも大きくなり、より多くの光子が捕捉され、感光性能が向上し、信号対雑音比が低くなります。現在、CMOSイメージセンサーの一般的なサイズは1、2/3、1/2、1/3、1/4インチなどです。

2.5 最大出力フレームレート（Max Frame Rate）

3872H×2180V：@30fps

フレームレートとは、表示フレーム数を計測するための単位で、カメラが1秒間に出力できるビデオストリームの画像フレーム数（Frames per Second、以下FPS）を指します。汎用カメラは、より滑らかな視界で高フレームレートのビデオを出力し、組立ラインで対象物を撮影する産業用カメラの分野では、欠陥検出の速度が向上します。

2.6 出力データ型（出力インターフェース）

12/10/8 ビット 4 レーン MIPI

12/10/8 ビット 4 レーン LVDS

1. 出力データビット数はデータ送信量によって制限され、データビット幅が大きくなり、フレームレートが高くなるほど、単位時間あたりに送信できるデータ量が多くなります。

2、12、10 ビットは 8 ビットよりも多くの情報を持ち、グレースケールの数もはるかに多いため、欠陥検出、画像処理、データ分析などの後続の処理に便利です。

3. 通常のモニターも 8 ビットデータを表示します。出力が 12、10 ビットであっても、後で 8 ビットに処理されるため、画像表示に便利です。

2.7 出力データ（出力フォーマット）

RAW RGB

RAW形式の出力をサポートし、カラーセンサーはRGBフィルターを備え、ベイヤーモードに従ってデモザイク処理を実行し、カラー画像を復元できます。

2.8 CRA

15度

レンズのセンサー側から、光がピクセルに焦点を結ぶことができる最大角度は主角 (CRA) として定義され、レンズ軸付近では 0 度に近くなります。軸からの距離が大きくなるほど、主角は大きくなります。角度が大きいほど。レンズの CRA がセンサーの CRA より小さい場合、色かぶりが発生しているはずです。

2.9 感度

1160mv/ルクス・秒

感度はチップの重要なパラメータの 1 つであり、2 つの物理的な意味があります。

1. 光デバイスの光電変換能力は応答性と同じ意味です。つまり、チップの感度は、特定のスペクトル範囲内の単位露光あたりの出力信号電圧 (電流) を指します。単位は、ナノアンペア/ルクス、nA/Lux、ボルト/ワット (V/W)、ボルト/ルクス ( V/ルクス) )、ボルト/ルーメン (V/lm)。

2. 機器が感知できる地上放射線電力（または照度）は、検出率と同じ意味を持ち、単位はワット（w）またはルクス（Lux）で表すことができます。

2.10 ダイナミックレンジ

HDRモード最大100dB

リニアモード 70dB

ダイナミックレンジは、CMOS イメージセンサーの信号処理能力とノイズによって決まり、CMOS イメージセンサーの動作範囲を反映します。その値は出力端子の信号ピーク電圧と実効値ノイズ電圧の比であり、通常 DB で表されます。

ノイズに対する最大応答値の比率を計算する式を計算します。

$SNR=20log_{10}(最大/N)$

2.11 信号対雑音比 (SNR)

36dB

SNR はセンサーが出力する画質を測定するために使用され、一般にマニュアルには最大 SNR 値と、露光時間やゲインギアなどの SNR 値を計算するための条件が記載されています。

信号対雑音比を計算する計算式:

$SNR=20log_{10}(S/N)$

2.12 動作温度範囲

-30~85度

センサーには適切な動作温度範囲があり、その動作温度範囲を超えると性能が低下したり、動作しなくなる場合があります。主に信号対雑音比と画質の観点からです。

2.13 最高の IQ 温度

-20~60度

最高画質動作温度

参考

RCCB センサーを使用した信号機の検出 – ナレッジベース: 画質と色のデータシート

【センサーってちょっとおもしろい】重要なパラメータを理解する