CMOS-Bildsensor von ams Hochauflösend und mit Global Shutter

Luftbildaufnahmen

Eine weitere Anwendung, in der der CMV50000 alle seine Fähigkeiten ausspielen kann, sind Luftbildaufnahmen. Das große 35-mm-Format mit der hohen Auflösung von 47,5 MPixel erlaubt eine geringe Bodenpixelgröße (engl. Ground Sample Distance, GSD) oder eine größere Flughöhe der Drohne. Der Einsatz von Rolling-Shutter-Sensoren bei Drohnen führt bei der Bildaufnahme zum sogenannten Jello-Effekt. Er wird dadurch verursacht, dass sich die Position des Verschlusses während der Belichtungszeit verändert. Wenn sich dann während der Belichtung noch der Bildsensor bewegt, entsteht eine Bildverzerrung. Diese Verzerrung beeinflusst die Genauigkeit und muss anschließend rechnerisch korrigiert werden (oder es muss ein mechanischer Verschluss implementiert werden), um korrekte Bilder und Messungen zu erhalten.

Mit einem Global Shutter wie beim CMV50000 beginnt und endet die Belichtung aller Pixel exakt zum selben Zeitpunkt. Daher tritt dieses Problem dort nicht auf. So wird die Drohne in ihrer Geschwindigkeit und Bewegung weniger eingeschränkt, und es können trotzdem verzerrungsfreie Bilder aufgenommen werden. Falls die vollen 30 fps nicht benötigt werden, kann die Bildrate verringert werden, um Energieverbrauch, Bandbreite, Speicherbedarf und die Komplexität der Kamera zu reduzieren. Der Betriebstemperaturbereich des Sensors beträgt –40 bis +70 °C. Damit kann er auch in den bei Luftbildaufnahmen vorkommenden rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden.

Video/Broadcast

Der CMV50000 ist in einer monochromen und einer RGB-Variante lieferbar. Mit dem 35-mm-Vollformat und seiner hohen Auflösung (> 8K UHD) ist er ideal für Video- und Broadcast-Anwendungen. Bei einer Auflösung von 8K (7680 × 4320) kann der Sensor mit bis zu 40 fps betrieben werden. Dank der hohen Auflösung des Sensors kann der Anwender entweder auf 4K (oder HD) skalieren und die Bildqualität damit noch weiter verbessern, oder einen oder mehrere Ausschnitte mit 4K oder HD wählen, um den Bildbereich mit der „Action“ wiederzugeben und dabei immer noch scharfe Bilder in 4K oder HD zu erhalten. Das geringe Rauschen, der große Dynamikbereich und die On-Chip-Korrekturen liefern eine hohe Bildqualität direkt aus dem Sensor, während der Global Shutter dafür sorgt, dass auch schnelle Bewegungen ohne Verzerrungen wiedergegeben werden.

Evaluierungs-Kit

Ein Evaluierungs-Kit für den CMV50000 ist bei ams verfügbar. Das EVK erfasst und speichert mit seinem schnellen On-Board-Speicher Bilder mit voller Auflösung bei voller Bildrate. Diese Rohdaten-Bilder können zur späteren Überprüfung in einen PC übertragen werden. Das EVK hat eine USB-3.0-Schnittstelle und ist zum USB3Vision-Standard kompatibel. Es wird mit anwenderfreundlicher Software geliefert und lässt sich leicht in ein Testsystem zur umfassenden Evaluierung des Bildsensors integrieren.

Künftige Generation

Die Nachfrage nach höheren Auflösungen nimmt weiter zu. Gleichzeitig werden immer kleinere und leichtere Kameras verlangt. Dies kann nur über eine Verringerung der Pixelgröße erreicht werden. Gewöhnlich wird erwartet, dass bei einer geringeren Pixelgröße auch die Leistung abnimmt. ams arbeitet daran, die Pixelgröße ohne Kompromisse bei der Leistung zu reduzieren. Das macht den Weg frei für Kameras mit hoher Leistung und Auflösung, die trotzdem klein und leicht sind, keine großen und teuren Optiken benötigen und sich auch dort montieren lassen, wo nur wenig Platz verfügbar ist.