Mar 11, 2026 留言

平衡性能和效率的艺术:-索尼 IMX935 系列 24.5MP 全局快门传感器的深度分析

简介:IMX935的独特定位

在索尼最新的工业全局快门传感器系列中,IMX935 系列脱颖而出,成为值得注意的成员。它与我们之前分析中介绍的 IMX925 系列具有完全相同的基本规格:1.2 英寸光学格式、24.5 有效百万像素和 2.74μm 像素尺寸。然而,其帧速率上限为 225 fps(8 位),大约是 IMX925 的一半。

这种差异不仅仅是性能上的降级,而是索尼对工业视觉市场多样化需求的精准回应。 IMX925 以其极高的 442 fps 能力满足最苛刻的高速检测要求,而 IMX935 以 225 fps 运行,在性能、功耗、系统带宽和成本之间实现了最佳平衡。对于绝大多数不需要极速但仍需要高帧速率同时优先考虑能源效率和系统集成的应用来说,IMX935 提供了更实用的选择。对于寻求平衡应用的最佳相机模块的系统集成商来说,这是一个理想的折衷方案。

索尼同时推出了单色版(IMX935 AMJ)和彩色版(IMX935 AQJ),延续了其一贯的产品策略,让系统设计人员可以根据应用需求灵活选择最合适的配置。无论是设计紧凑型相机模块板还是专用内窥镜相机模块,这种选择都至关重要。


第一部分:IMX935 AMJ与IMX935 AQJ技术规格对比

1.1 通用技术平台

两种传感器均基于相同的 Pregius S 背-背照式堆叠结构,该结构将像素层与电路层分开。此设计可确保高灵敏度,同时实现全局快门固有的高速读出能力。-

范围

规格

传感器尺寸

1.2 英寸(对角线 19.3 毫米)

有效像素

5,328(水平)× 4,608(垂直) ≈ 24.55 MP

像素大小

2.74μm × 2.74μm

纵横比

4:3

快门类型

全局快门

输出接口

SLVS-EC

包裹

陶瓷 LGA,24.5mm × 21.4mm

电源电压

1.1V / 1.8V / 2.9V / 3.3V

输入时钟频率

37.125MHz / 74.25MHz

彩色滤光片

无(单色)/拜耳 RGB(彩色)

技术平台

普雷吉乌斯S

1.2 帧率性能

IMX935 系列在全-像素输出下实现了以下帧速率:

输出位深度

帧率

8位

225 帧/秒

10位

200 帧/秒

12位

107 帧/秒

此帧速率水平可确保平稳捕获高速移动的物体,而不会对系统带宽和数据处理能力提出过高的要求。{0}}在 225 fps 下,传感器每秒捕获 225 张图像,每张图像包含 2455 万像素,数据速率高达每秒 55 亿像素。这足以满足绝大多数工业检测场景的要求。对于为高速线扫描应用创建小型相机模块的设计人员来说,这种性能具有变革性。-

1.3 与IMX925的定位差异

传感器

8 位帧速率

10 位帧速率

12 位帧速率

定位

适合场景

IMX925

442 帧/秒

394 帧/秒

212 帧/秒

极速旗舰

超-高速-线路、科学研究、运动分析

IMX935

225 帧/秒

200 帧/秒

107 帧/秒

平衡的性能主力

主流 AOI、一般检查、节能系统-

IMX935 的帧速率减半,功耗更低,数据带宽要求更低,系统成本更具竞争力,是 IMX925 的完美补充。索尼官方资料显示,IMX925/IMX935系列相比上一代IMX530,功耗效率提升一倍以上。这意味着即使在较低帧速率下运行,IMX935 也能实现卓越的能效。对于模块相机的 USB 接口可能成为瓶颈的应用来说,这种带宽效率是非常宝贵的。

1.4 单色和彩色版本的核心区别

IMX935 AMJ 和 IMX935 AQJ 的根本区别在于是否有滤色片阵列。这种区别导致了几个关键特征:

光敏度和灵敏度:单色版本通过去除滤色片,允许入射光直接到达光电二极管,从而获得更高的量子效率。在低-光环境下,单色版本可以捕获较弱的信号,这对于需要短曝光时间或低-光成像的应用尤为重要。这使其成为荧光-引导手术等应用的首选相机模块。

空间分辨率:单色版本中,每个像素独立记录亮度信息,实现理论最大分辨率2455万像素。然而,彩色版本需要去马赛克算法来重建颜色,这一过程会导致一定程度的细节损失。对于要求极致(终极)细节的应用,例如用于 PCB 验证的高端检查相机,单色版本提供了不可替代的优势。

输出格式:单色版本输出纯灰度图像,非常适合定量分析和 3D 测量。彩色版本以拜耳格式输出原始数据,需要后续颜色处理才能恢复全-彩色图像。

光谱响应:单色版本涵盖从可见光到近-红外的全光谱,使其适用于多光谱和荧光成像。彩色版本通过拜耳滤光片实现色彩分离,确保色彩再现准确。


第二部分:IMX935系列核心技术优势

2.1 Pregius S技术:微小像素保证高画质

IMX935系列采用了索尼专有的Pregius S全局快门技术。通过背照式像素结构和堆叠配置,它在微小的 2.74μm 像素内实现了高灵敏度和高饱和能力。

这一技术突破的意义包括:

保持出色的低-光性能,同时确保高像素密度。

低暗电流特性确保低-光照环境下的清晰成像。

高饱和度能力扩大了动态范围,在单次曝光中保留高光和阴影的细节。

堆叠结构允许集成各种功能,增强系统集成度。

2.2 全局快门:高速运动的完美捕捉-

与消费类相机中常用的卷帘快门不同,IMX935 采用全局快门设计,所有像素同时曝光。这意味着在捕捉高速移动的物体时,不会出现图像出现倾斜或拉伸的“果冻效应”。-

对于工业生产线上快速移动的电路板、晶圆或电子元件来说,这一点至关重要。即使物体在曝光期间发生移动,全局快门也能保持其形态的几何完整性,为后续测量和分析提供可靠的基础。动态手术领域中使用的任何高性能内窥镜摄像头模块都可以从中受益匪浅。-

2.3 1-拍摄 HDR 功能:保留复杂场景中的细节

IMX935系列配备了1-Shot HDR功能,可以在保持原有帧率和分辨率的同时扩大单次曝光的动态范围。

该功能对于工业检测具有重要意义。以 PCB 检测为例:电路板同时包含高反射金属焊点和光-吸收黑色阻焊层,导致巨大的亮度差异。传统传感器经常遇到这个问题,要么是高光曝光过度,要么是阴影曝光不足。 HDR功能可以同时保留两个区域的细节,显着降低误判率。对于用于质量控制的多功能检测相机来说,此功能非常宝贵。

2.4 单色-独有的像素合并模式

单色版本IMX935 AMJ支持各种像素合并模式,包括2×1水平、1×2垂直和2×2合并。这些模式可以在必要的方向上保持分辨率,同时提高灵敏度和速度,根据应用场景量身定制。

在 3D 激光轮廓测量等应用中,该功能尤为重要。通过在执行水平合并的同时保持垂直分辨率,可以在不影响测量精度的情况下提高信号-噪声比-和帧速率。

2.5 颜色-独家特定颜色读出功能

彩色版本 IMX935 AQJ 仅支持读取特定颜色像素,从而允许对蓝色、红色或绿色像素进行子-采样读出。通过在子-采样成像和全-像素成像之间切换,单个传感器可用于标准彩色成像和特定波长照明模式下的成像。

该功能在多光谱成像和荧光检测中具有独特的价值,无需更换传感器即可在不同成像模式之间灵活切换。

2.6 C-安装兼容性:系统集成的一大便利

IMX935 系列的尺寸与机器视觉中最常见的镜头安装座兼容:C- 安装座。以 1.2 英寸图像尺寸实现约 2455 万像素,具有多种集成优势:

与大量现有的 C- 安装镜头直接兼容,无需特殊的光学适配器。

有助于减小相机系统的整体尺寸,从而实现更紧凑的视觉模块。

降低系统集成成本,缩短产品开发周期。

为工业相机的小型化和高性能化铺平了道路。

这使其成为专为空间有限的工业环境而设计的小型相机模块的理想核心。{0}}

2.7 高级 SLVS-EC 接口

IMX935系列采用新版本的SLVS-EC高速-接口,支持每通道高达12.5 Gbps的速率。单通道的高数据速率可以减少传输相同数据量所需的通道数量,从而扩大 FPGA 的选择范围。

IMX935 支持多通道配置 (8/6/4/2/1),使系统集成商能够根据带宽需求和 FPGA 功能灵活选择。这简化了配套相机模块板的设计。


第三部分:内窥镜摄像头模块的适用性分析

这是医疗设备开发商最关心的问题:IMX935系列可以用于内窥镜摄像头模组吗?

3.1 可行性评估

从技术角度来看,IMX935系列在内窥镜应用中具有明显的优势,但其适用性需要详细分析。

规模优势分析:传感器的封装尺寸为24.5mm×21.4mm。虽然这个尺寸仍然超过了传统柔性内窥镜尖端10-12mm直径的限制,但与之前推出的IMX927/928/929系列(45mm×52mm)相比,已大幅减小。这使得 IMX935 成为在刚性内窥镜系统中实现超-高分辨率的更现实的选择。

C-安装兼容性:支持C-安装意味着IMX935可以通过标准适配器轻松连接到各种内窥镜光学系统和手术显微镜接口。这对于集成医学成像系统来说是一个巨大的便利。它简化了手术环境中使用的任何 USB 相机模块的设计。

适用范围:

对于腹腔镜、胸腔镜、关节镜等硬性内窥镜,传感器可以放置在体外的摄像头上,24.5mm×21.4mm的尺寸完全可以接受。

对于手术显微镜集成,传感器可以安装在显微镜主体内部,没有尺寸限制。

对于工业管道镜应用,尺寸限制更加宽松,从而降低了集成的挑战性。

3.2 内窥镜应用的独特价值

如果用于内窥镜成像系统,IMX935系列有哪些独特的优势?

全局快门的临床价值:在胸腔镜或腹腔镜手术中,心跳、呼吸运动和血管搏动都会引起组织移位。全局快门可有效减少运动模糊,为外科医生提供更清晰的实时图像。-这对于血管吻合和神经解剖等精细手术至关重要。

225 fps 的临床应用潜力:虽然常规手术不需要 225 fps 的极限帧速率,但在声带振动分析、心脏瓣膜运动研究和高速眼科成像等某些专业应用中,这种超高帧速率可以捕获传统内窥镜无法记录的动态细节。-高帧速率可以捕获传统内窥镜无法记录的动态细节。

单色版荧光应用前景:单色 IMX935 AMJ 的高灵敏度与其分箱模式带来的灵敏度提升相结合,使其非常适合-吲哚菁绿 (ICG) 荧光成像。在 ICG- 引导的肝胆和肿瘤手术中,单色传感器可以更清晰地捕获近-红外荧光信号,帮助外科医生识别肿瘤边界和淋巴引流。对于这项任务,它很可能是最好的相机模块。

彩色版本真实色彩再现的价值:彩色IMX935 AQJ适用于需要精确组织颜色判断的手术场景,如胃肠道病变识别、腹腔镜探查等。 24.55MP 超-高分辨率使外科医生能够保持广阔的视野,同时放大可疑区域以进行更仔细的检查,而不会丢失细节。

能源效率的临床意义:与IMX925相比,IMX935的功耗更低,这对于需要长时间运行的手术设备尤为重要。较低的热量产生意味着更稳定的图像质量和更舒适的临床体验。

3.3 与主流内窥镜传感器的比较

传感器类型

解决

光学格式

包装尺寸

内窥镜适用性

主要应用场景

IMX935

24.5 MP

1.2英寸

24.5×21.4毫米

刚性/手术显微镜

高速动态成像、荧光、能源效率-

IMX925

24.5 MP

1.2英寸

24.5×21.4毫米

刚性/手术显微镜

极致速度,动态成像

IMX927/928/929

50–105 MP

1.8–2.5 英寸

45×52毫米

刚性/手术显微镜

超-高分辨率静态成像

IMX06A

50 MP

1英寸

13.0×9.8毫米

刚性/一些灵活范围

高分辨率静态成像-

主流传感器

2–8 MP

1/3" – 1/1.8"

<15 mm

完全兼容(柔性和刚性)

常规手术、导航

IMX935 在分辨率、速度和功耗之间实现了出色的平衡,使其成为需要高性能和高能效的硬性内窥镜应用的理想选择。其尺寸和功能使其成为下一代内窥镜相机模块设计的主要候选者。


第四部分:主要应用领域全景

4.1 2D/3D 自动光学检测 (AOI)

IMX935 系列的主要目标市场是自动光学检测,这是机器视觉在工业中最重要的应用之一。

在电子制造领域,随着元件小型化趋势的加速,传统检测设备面临分辨率不足的挑战。 24.55MP 分辨率允许单次拍摄覆盖 PCB 的更大区域,同时保持微型-组件的清晰识别。全局快门可确保高速移动的电路板的-无失真图像,而 1-Shot HDR 可同时保留金属焊盘和深色基板上的细节。任何专为 AOI 打造的高端检测相机都将受益于该传感器。-在 3D AOI 应用中,单色版本的高信噪比-直接转化为更准确的高度测量结果。

4.2 3D 检验(轻切割法)

基于光切割方法的3D检测是将激光线投射到物体上,并使用相机捕获反射光,从而获得被检测物体的高度、位置和形状等轮廓信息。

IMX935 系列的高帧速率和全局快门特性使其非常适合-光切割应用。 200 fps 10-位输出可实现高速-在线检测,全局快门可确保精确捕获激光线。为了提高需要更高对比度的环境中的 3D 精度,单色版本可以利用其合并模式来增强灵敏度。

4.3 3D 检查(结构光法)

基于结构光方法的3D测量使用投影仪或激光将特定图案投影到目标物体上。通过分析捕获图像中图案的变形,可以实现高精度的 3D 测量。-

IMX935 系列的高帧率和高分辨率可在短时间内实现大面积、稳定的 3D 测量,缩短检测时间并获得更准确的结果。- 225 fps 的高速输出足以满足大多数结构光 3D 测量系统的需求。-

4.4 体积成像和运动分析

体积成像技术旨在捕捉 3D 空间中人或物体的运动并以数字方式再现。 IMX935 系列的高帧速率和全局快门可对快速-移动的拍摄对象进行高分辨率成像,捕捉精细细节而不会产生运动模糊。

在运动分析中,这有助于分析运动员的动作,提高运动再现的准确性,并增强视觉真实感。

4.5 半导体和精密电子检测

晶圆缺陷检测、芯片封装质量检测、掩模检测等应用对分辨率的要求越来越严格。 IMX935系列的高像素密度可以一次覆盖更大的晶圆区域,减少图像拼接的需要并提高检测效率。

4.6 锂-离子电池检查

随着新能源汽车产业规模的扩大,锂电池质量检测变得至关重要。电极涂层均匀性检查、隔膜缺陷检查和电极对准测量等应用都需要具有高分辨率和灵敏度的成像系统。 IMX935系列225fps的输出满足大多数锂电池生产线的检测需求。

4.7 平板显示器检查

OLED 和 LCD 面板上的像素-级缺陷检测需要高分辨率成像系统。- IMX935 的 24.55MP 分辨率使其能够在一次拍摄中同时捕捉大型显示面板多个区域的微-缺陷。

4.8 科学研究和专业影像

在高速物理现象记录和生物运动分析等领域,IMX935系列显示出巨大的潜力。{0}}全局快门确保捕获运动的几何保真度,而高分辨率为后续分析提供充足的细节。


第五部分:选型建议

选择单色版本(IMX935 AMJ)的场景:

检查目标不依赖颜色信息,例如半导体晶圆、精密金属零件或锂电池电极。

使用结构光或激光进行3D测量,输出高度图。

在需要最高灵敏度的低-光照环境中运行。

执行需要在近-红外波段具有高响应的荧光或多光谱成像。

进行定量分析,根据灰度值进行测量和判断。

需要利用单色版本独有的像素合并模式来增强灵敏度。

彩色版本(IMX935 AQJ)选择场景:

检查目标包括颜色-编码的组件或标记。

需要进行颜色一致性判断,例如在药品包装或印刷质量控制中。

需要输出直观的彩色图像以供手动检查或演示。

检查涉及基于颜色的分类,例如食品分级。{0}}

需要同时捕获来自多个颜色通道的信息。

需要利用彩色版本独有的特定颜色读出功能进行多光谱成像。

选择 IMX935 而不是 IMX925 的场景:

帧速率要求适中,225 fps 对于应用程序来说足够了。

人们更加关注系统功耗和能源效率。

人们希望降低数据带宽要求并简化系统设计。

寻求更具竞争力的系统成本。

该应用需要长时间连续运行,对散热要求较高。


第六部分:系统集成注意事项

6.1 接口和带宽

IMX935系列支持新版本的SLVS-EC接口,每通道速率高达12.5 Gbps。以 225 fps 输出 24.5MP 8 位图像可产生每秒约 55 亿像素的数据速率,相当于约 44 Gbps 的带宽要求。这可以使用 4 通道或 2 通道配置来实现,为系统集成提供灵活性。这是设计配套相机模块板时的一个关键考虑因素。

6.2 与主流平台对接

多家工业相机制造商已经开始开发基于IMX925/IMX935系列的产品。例如,FRAMOS 正在提供工程样品,单色版本可提前订购,彩色版本预计在 2025 年 9 月提供工程样品。系统集成商可以直接采用成熟的相机平台,也可以根据参考设计开发自己的相机平台。

6.3 C-卡口镜头兼容性

IMX935 的 1.2- 英寸格式与 C- 安装镜头兼容,这是工业相机最普遍的标准。系统集成商可以直接从大量现有的 C 接口镜头产品中进行选择,无需特殊的光学设计。

6.4 热设计

与 IMX925 相比,IMX935 系列在 225 fps 运行时消耗的电量更少。索尼优化的节能设计将电源效率提高到传统产品的两倍以上,进一步降低了冷却要求。-这使得 IMX935 更适合紧凑型相机设计和需要长时间连续运行的应用。

6.5 样本可用性信息

根据索尼官方发布的消息,IMX935系列计划于2025年5月开始提供样片,FRAMOS等合作伙伴已经开放工程样片预订,单色版首先提供,彩色版预计2025年9月提供工程样片。


第七部分:技术展望和行业影响

索尼 IMX935 系列的推出完善了 Pregius S 技术平台上 24.5MP 分辨率级别的产品阵容。与追求速度的IMX925相比,帧速率为225 fps的IMX935在功耗、系统带宽和成本方面提供了更平衡的选择。

这一产品策略体现了索尼对工业视觉市场多样化需求的深刻理解。并非所有应用程序都需要 442 fps 的极限速度;相反,关注能源效率、系统集成便捷性和成本效益是广大行业用户的共同需求。-

对于系统集成商来说,IMX935系列的引脚兼容设计允许在同一相机平台上与IMX925灵活切换。{0}}这意味着相机制造商可以构建通用的硬件平台,并根据客户需求在速度和功耗之间灵活选择,从而显着缩短产品开发周期。

对于医疗设备开发商而言,IMX935 系列在尺寸上实现的突破使其成为在刚性内窥镜和手术显微镜系统中实现超-高分辨率的更现实的选择。单色版本在荧光成像中的应用前景,以及225 fps高速成像捕捉快速生理运动的潜力尤其值得关注。

对于最终用户而言,这意味着检测设备的选择范围进一步扩大。-无论需要极快的速度还是平衡的节能解决方案,都可以找到匹配的传感器方案。-

结论

IMX935 AMJ 和 IMX935 AQJ 是索尼 Pregius S 技术平台内两款定位精确的产品。它们在 24.55MP 分辨率、225 fps 高速输出和紧凑的 1.2{7}} 英寸格式之间实现了出色的平衡,为需要高性能成像但更加重视能源效率和系统成本的工业视觉应用提供了理想的核心组件选择。

与注重速度的IMX925相比,IMX935以更低的功耗和更低的系统带宽要求满足了大量主流工业检测场景的需求。两者相辅相成,共同构建了完整的 24.5MP 高速-成像解决方案。

对于医疗设备开发商而言,尽管直接集成到柔性内窥镜尖端仍然是一个尺寸挑战,但在硬性内窥镜、手术显微镜和检查室设备等领域,IMX935 系列提供了超-高清-高清动态成像的技术可能性。单色版本在ICG荧光-引导手术中的应用前景及其优异的能量效率值得关注。无论是作为下一代-内窥镜相机模块、专业检查相机还是 OEM 的多功能小型相机模块的核心,IMX935 都为平衡性能树立了新标准。

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