Сенсоры CMOS OmniVision. Технические характеристики и сравнение.

Сенсоры CMOS OmniVision. Технические характеристики и сравнение.

Компания OmniVision была основана в 1995 году в США, первые успешные разработки касались аксессуаров для мобильных телефонов: датчики и сенсоры.

Сегодня матрицы компании - это передовые решения, используемые при обработке фото- и видеоизображения. Производимая продукция используется в разных отраслях высоких технологий: видеонаблюдении, камерах мобильных устройств: ноутбуках, смартфонах, планшетах, вэб камерах; летательных дронах, автомобильных видеорегистраторах, камерах заднего вида, в медицине.

На начало 2019 года выделим четырех наиболее крупных производителей CMOS (КМОП) сенсоров:

- Sony
- OmniVision
- ON Semiconductor (бывшая Aptina Imaging)
- Samsung


Есть еще: Teledyne e2v, Toshiba, Nikon, Panasonic, но их объем матриц на мировом рынке по сравнению с первыми незначителен.

 

Nyxel

На сегодня Sony считается лидером по объему продаж CMOS матриц, его доля в 2018 году составляет не менее 40% рынка.

По технологиям OmniVision идет сразу вслед за Sony, так в 2017 году компанией была разработана революционная технология "Nyxel", которая улучшает ночное зрение устройств, работающих на этих матрицах, и уменьшает энергопотребление.

"Nyxel" от компании OmniVision в три раза увеличивает квантовую эффективность, позволяя получать четкие и яркие изображения в условиях низкой освещённости.


 

Вкратце расскажем об остальных современных разработках ОмниВижн, которые применяются в матрицах при построении систем видеонаблюдения, в смартфонах и ноутбуках, автомобильных видеорегистраторах и в медицине.

 

PureCel Plus

Технология OmniVision, которая увеличивает отклик матрицы, улучшает чувствительность и снижает уровень шума в высоких динамических диапазонах. В условиях низкой освещённости PureCel Plus от OmniVision воспринимает больше света за счет повышения уровня чувствительности сенсора при автоматическом повышении мощности. Также позволяет уменьшить цветовые перекрестные помехи, дополнительно улучшая цветопередачу.


 

RGB-Ir Technology.

Технология позволяет осуществлять с помощью стандартной видеосъемки биометрическую аутентификацию, обнаруживать жесты, распознавать лица. Активно применяется в современных смартфонах и видеонаблюдении.


 

OmniPixel 3-GS

OmniPixel 3-GS от ОмниВижн захватывает движущиеся объекты, даже на высоких скоростях, без создания пространственных искажений, а так же позволяет различать невидимые для человеческого зрения изображения.

Датчики изображения OmniVision чувствительны к ближнему инфракрасному свету, который выходит за пределы спектра человеческого глаза.


 

OmniPixel 3-HS

CMOS процесс OmniPixel 3-HS от компании OmniVision использует технологию освещения для датчиков изображения, которые позволяют снимать при высокой контрастности темных и ярких участках.

OmniPixel3-HS значительно улучшает фото- и видеоизображение в условиях очень низкой освещенности, технология особенно востребована для создания миниатюрных, компактных решений: камер мобильных телефонов, ноутбуков, автомобильных камер заднего вида и прочего, где нет возможности использовать дополнительное освещение.

 

 

OmniBSI-2 Technology

OmniBSI-2 позволяет проектировать матрицы по 65 нм процессу, за счет этого снизилось энергопотребление и тепловыделение сенсоров OmniVision, что в свою очередь позволило добиться более высокого качества изображения. За счет оптимальной компоновки пикселей и уменьшения их размера благодаря разработке Bsi-2 удалось увеличить количество кристаллов на одну пластину, что позволяет производить самые высокотехнологичные пиксельные сенсоры.

Для КМОП сенсоров OmniVision свойственны указанные параметры:

- Разрешение матрицы напрямую зависит от количества пикселей. Например, перемножаем 1920x1080 и получаем 2 073 600, что равно 2Мп
- Размер матрицы определяет количество света, который может попасть на нее.
- Чувствительность матрицы зависит от размера пикселя и от совершенства технологий производителя
- Качественная съемка в темное время суток зависит от соотношения сигнал/шум.

Рассмотрим характеристики самых популярных матриц OmniVision, которые повсеместно применяются в камерах видеонаблюдения, смартфонах, ноутбуках, авторегистраторах.

 

Характеристики progressive scan CMOS матриц OmniVision
Тип матрицы OmniVision Сфера применения Разрешение

Кол-во

мегапикселей

Формат

матрицы

Размер пиксела,

мкм (μm)

Чувствительность,

mV/lux-sec

Энерго-

потребление,

милливатт

Температура

эксплуатации, °C

OV2710 Камеры видеонаблюдения
Авто регистраторы
Веб-камеры
Медиа плееры
Камеры смарт ТВ
1920x1080 2 1/2.7" 3x3 3700 350 от -30 до +85
OV4689 2688x1520 4 1/3" 2x2 1900 261
OV9712 1280x800 1 ¼" 3x3 3700 110 от -30 до +70
OV9732 1280x720 1 ¼" 2066 99
OV2680 Сотовые телефоны
Планшеты
Игрушки
Ультрабуки
Вэб камеры
1616x1216 2 1/5" 1.75x1.75 - 123 от -30 до +85
OV7725 640x480 0.3 1/4” 6x6 3800 120 от -20 до +70
OV7676 Игрушки
Мобильные телефоны
Мультимедиа
640x480 0.3 1/7.5" 3x3 1900 - от -30 до +70
OV7955 Камера заднего вида
Обнаружение слепых зон
Ночное видение
672x492 0.3 1/3.7" 6x6 1600 200 от -40 до +105
OV7950 Матрица не выпускается, ей на смену пришла ov7955 (смотри ее)
OV5675 Смартфоны
Дроны
Системы безопасности
Экшн камеры 360°
Мини компьютеры
Планшеты
2592x1944 5 1/5" 1.12x1.12 530 96 от -30 до +85
OV8856 3264x2448 8 ¼" 480 150
OV12a10 4096x3072 12 1/2.8" 1.25x1.25 480 217
OV12895 4096x3072 12 1/2.3" 1.55x1.55 - 300
OV13855 4256x3168 13 1/3.06" 1.12x1.12 390 233
OV16880 4672x3504 16 1/3.06" 1x1 320 300
OV20880 5184x3888 20 1/2.76" 340 349
OV13850 Матрица не выпускается, ей на смену пришла ОмниВижн OV13855
OV12870 Матрица не выпускается, ей на смену пришла ОмниВижн OV12895

 

OmniVision OV2710

Недорогая 2Мп CMOS матрица компании с разрешением Full HD, разработанная специально для цифровых видеокамер, регистраторов, ноутбуков, вэб-камер и других мобильных устройств, для которых важны компактные размеры и цифровое видео высокого качества. OV2710 появился одним из первых на рынке с разрешением 1920x1080 и работающий на частоте 30 кадров в секунду. В модуле OV2710-1E используется OmniPixel3-HS, про которую мы упоминали ранее.

Матрица OV2710 обладает отличными техническими характеристиками: хорошо справляется с работой при недостаточной освещенности и в условиях контрастного света.

 

OmniVision OV4689

4-мегапиксельный чип для экшн-камер и стационарных камер видеонаблюдения. Многие пользователи по праву считают OmniVision OV4689 одним из лучших для съемки движущихся объектов при недостаточной освещённости. Если добавить к этому сенсору зум-объектив, то можно даже снимать быстродвижущиеся удаленные объекты в хорошем качестве.

- 2688 x 1520 - в максимальном разрешении 4 Мп может работать с частотой 90 кадров/с
- 1920 x 1080 - при разрешении 2Мп выдает уже 120 кадров/с
- 1280 x 720 - при разрешении 1Мп выдает 180 кадров/с
- 672 x 380 - при установке низкой детализации (разрешения) выдает аж 330 кадров/с

В зависимости от задачи выставляйте нужный режим работы.

Матрица OmniVision OV4689 построена на 2-микронном пикселе с применением технологии Omni BSI-2, благодаря чему обеспечивает сверхчувствительность сенсора при слабом освещении и высокий динамический диапазон (HDR). Большая частота кадров сенсора позволяет получать четкое изображение быстродвижущихся объектов. То есть камера с модулем OV4689 окажется незаменимым помощником при съемке экстремально скоростных видов спорта или позволит считывать номера авто с быстродвижущихся объектов.

OmniVision OV4689 - на сегодняшний день это одно из лучших предложений на рынке по соотношению цены к качеству.

 

OmniVision OV9712

Проверенная временем 1Мп матрица используется, в основном, в недорогих автомобильных видеорегистраторах и вэб-камерах. Сейчас таким качеством записи уже никого не удивишь, размер матрицы 1/4", что стандартно для подобного рода устройств. Электроника, построенная на OV9712, достаточно надежна и не вызывает проблем. К плюсам можно отнести очень низкое энергопотребление - всего 110 милливатт при полной нагрузке. Видеорегистратор не придется постоянно держать на зарядке. Сенсор omniVision выдерживает морозы до - 30C, регистраторы можно смело оставлять зимой на ночь в машине.

 

OmniVision OV9732

Улучшенная матрица модели OV9712 сильно отличается от своего предшественника.

По началу может показаться, что две модели сенсоров очень похожи по своим техническим характеристикам. Обе имеют разрешение 1Мп 1280x720 и одинаковый размер матрицы, это так, но дальше их пути расходятся.

Чип OV9732 ультракомпактный по своим габаритам, он на 35% меньше, но при этом значительно превосходит по быстродействию. OV9732 выполнен по современной технологии Omni Pixel 3 - HS, что позволяет раскрыть весь свой потенциал при работе с неблагоприятными условиями освещения.

Стоит отметить, что энергоэффективность у OV9732 стала еще лучше, чем у 9712 и составляет 99 милливатт при полной нагрузке и 36 милливатт в режиме ожидания (очень низкое энергопотребление).

Благодаря своим крохотным размерам и низкому потреблению электричества CMOS (КМОП) матрицы OV9732 активно применяются в системах умного дома и беспроводных wi-fi камерах, которые работают от аккумуляторных батарей.

 

OmniVision OV2680 и OV2685

OV2680 (RAW) и OV2685 (SoC) являются экономичными 2-мегапиксельными матрицами с низким энергопотреблением. Предназначены в первую очередь для мобильных телефонов, смартфонов и планшетов.

Матрица имеет размер 1/5", а размер пикселя составляет 1,75-микрон. OV2680 и OV2685 разрабатываются с применением OmniPixel3-HS, которая создает высококачественные 2-мегапиксельные изображения и видео при потоке 30 кадров в секунду.

Сенсоры OV2680 и OV2685 имеют разрешение 1616x1216, что формирует изображение с пропорциями 4:3. Такой формат часто используется в фронтальных камерах смартфонов и планшетах.

Модели чипов OV2680 и OV2685 получили положительные отзывы среди пользователей мобильных устройств, потому как формируют качественное видеоизображение даже в условиях низкой освещенности.

 

OmniVision OV7950 (OV7955)

Omni Vision предлагает достойное решение, выпустив обновленную модель матрицы OV7955, предыдущая модель OV7950 была очень схожа по техническим характеристикам, но по отзывам люди частенько жаловались на шумы при недостатке света. Обновленная версия лишена этого недостатка и обладает превосходной чувствительностью сенсора в ультракомпактном размере модуля, что делает его идеальным решением для камер заднего вида, объемного обзора и систем обнаружения слепых зон.

Модуль OV7955 приобрел поддержку Omni Pixel3-HS, которая обладает наилучшей светочувствительностью при слабом освещении, и отличными характеристиками в отношении сигнал / шум (SNR).

Поскольку матрица OV7955 предназначена в первую очередь для автомобильных камер, то она рассчитана на большой перепад температур и эксплуатацию в диапазоне от -40°С до +105°С.

 

OmniVision OV12a10 (OV12A1B)

12-мегапиксельные датчики от компании ОмниВижн с поддержкой современной PureCel Plus ориентированы для эксплуатации в двойных и одиночных камерах мобильных телефонов (смартфонов).

OmniVision OV12A10 - это современный цветной сенсор для мобильных аппаратов, модель OV12A1B - это монохромное решение при почти полностью идентичных технических характеристиках.

Обе матрицы OmniVision выполнены по 1,25 микронной технологии и предназначены для эксплуатации в качественных смартфонах со всеми передовыми функциями: оптическим зумом, широким динамическим диапазоном (HDR), стабилизатором изображения и пр. Отличным примером реализации будет использование сенсора OV12a10 и линзы Sunny в Xiaomi Redmi 5 Plus. Всем рекомендую. Если сомневаетесь, в интернете достаточно отзывов по качеству фото- и видеокамеры с нашим подопытным.

OV12a10 ничуть не уступает по качеству конкурирующим с ней 12Мп матрицам Sony, но по цене, скорее всего, окажется для производителей мобильных устройств дешевле, а значит, и вам не придется переплачивать за бренд.

 

OmniVision OV13855 (OV13850)

Поскольку OV13850 уже устарела и снята с производства, рассматривать будем OmniVision OV13855 - это третье поколение, которое получило поддержку PureCel Plus, в отличие от предыдущей версии OV13850.

13Мп матрицей OV13855 в 2018 году обзавелись известные всему миру смартфоны Xiaomi Redmi Note 5. В обзорах ее сравнивают даже с 20Мп (Sony IMX376). Сенсор OV13855 выдает более качественные снимки, чем 12Мп сенсор OV12a10, используемый в Redmi 5 Plus и Mi 5.

Запись видео - это отдельная история. Матрица камеры обладает следующими характеристиками:

- возможность записи 4K видеоконтента со скоростью 30 кадров/с.
- запись видео в качестве 1080p (2Мп) со скоростью 60 кадров/с.

Сенсор ОмниВижн ov13855 в купе с качественной программной и хардвардной (железной) частью = Xiaomi Redmi Note 5 (а это один из самых продаваемых смартфонов в России в 2018 году).

 

Автор: Дмитрий Самохвалов, технический редактор компании Rucam-Video.

Вопросы, замечания и предложения пишите на: samohvalov@rucam-video.ru


09.01.2019 2912 0

Комментарии

Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст!

Реклама