Attualmente, il modulo telecamera USB3.0 4K 60FPS sviluppato da SincereFirst basato sul sensore Sony IMX678 presenta etichette di prestazioni principali di "sensore da 1/1,8 pollici + pixel da 2,0μm + tecnologia STARVIS 2 a bassa luminosità + Clear HDR". Può soddisfare i requisiti per immagini ad alta definizione, alta frequenza di fotogrammi e ambienti di illuminazione complessi in scenari come la sicurezza, l'industria e le applicazioni in-vehicle. Per ottenere prestazioni equivalenti, ovvero indicatori chiave tra cui uscita stabile a 4K@60fps, dimensioni fotosensibili e specifiche dei pixel simili, capacità di imaging in condizioni di scarsa illuminazione, funzione HDR e compatibilità con la larghezza di banda USB3.0 e le esigenze di integrazione del modulo, i sensori di immagine alternativi devono essere selezionati in base a tre aspetti: "grado di corrispondenza dei parametri, compatibilità del modulo e adattabilità allo scenario". Di seguito è riportata un'analisi dei sensori conformi più diffusi e della loro adattabilità:
Specifiche principali:Formato ottico di 1/1,7 pollici, pixel effettivi di 8MP (3840×2160, 4K), dimensione dei pixel di 1,85μm, supporto per uscita RAW 4K@60fps, dotato della tecnologia STARVIS di prima generazione a bassa luminosità e supporto per DOL HDR (Digital Overlap HDR).
Fattibilità per l'adattamento del modulo USB3.0:
L'interfaccia di uscita supporta MIPI CSI-2 e può essere convertita in flussi video conformi al protocollo UVC tramite un chip bridge USB3.0 (ad esempio, ON Semiconductor USB3380). La larghezza di banda corrisponde completamente a 4K@60fps. Il suo consumo energetico è simile a quello dell'IMX678 (corrente operativa tipica < 120mA), non richiedendo alcuna modifica al design dell'alimentazione del modulo.
Differenze rispetto all'IMX678:
Le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione sono leggermente inferiori, ma possono soddisfare scenari di scarsa illuminazione non estremi. Il suo prezzo è inferiore del 15%-20% rispetto a quello dell'IMX678, rendendolo adatto per moduli USB3.0 sensibili ai costi e con requisiti di scarsa illuminazione moderati.
Specifiche principali:Formato ottico di 1/1,7 pollici, pixel effettivi di 48MP, supporto per la tecnologia "4-pixel binning", supporto per uscita YUV 4K@60fps, dotato di tecnologia di miglioramento della scarsa illuminazione PureCel Plus-S e HDR HSR.
Fattibilità per l'adattamento del modulo USB3.0:
La dimensione dei pixel di 2,0μm dopo il binning è coerente con quella dell'IMX678, garantendo un input di luce in condizioni di scarsa illuminazione paragonabile. Supporta l'uscita compressa MJPG/H.264, che può essere adattata direttamente al protocollo UVC dei moduli USB3.0 senza ulteriore elaborazione ISP per la logica di compressione. Durante l'integrazione del modulo, è necessario regolare solo l'algoritmo di pixel binning e le sue dimensioni fisiche sono simili a quelle dell'IMX678, non richiedendo alcuna modifica al design del supporto dell'obiettivo.
Differenze rispetto all'IMX678:
Si basa sul pixel binning per raggiungere la risoluzione 4K, con conseguente nitidezza dei bordi leggermente inferiore nelle immagini dinamiche. Tuttavia, supporta il rilevamento della luce nel vicino infrarosso, rendendolo più adatto per i moduli USB3.0 che richiedono funzionalità di visione notturna e il suo prezzo è alla pari con l'IMX678.
Specifiche principali:Formato ottico di 1/1,8 pollici, pixel effettivi di 8MP (4K), dimensione dei pixel di 2,0μm, supporto per uscita RAW12 4K@60fps, dotato di tecnologia SmartClarity 4.0 a bassa luminosità e Real HDR .
Fattibilità per l'adattamento del modulo USB3.0:
Progettato specificamente per le telecamere di sicurezza, supporta il funzionamento ad ampia temperatura da -30℃ a 85℃, rendendolo più adatto per i moduli USB3.0 per esterni. L'interfaccia di uscita è MIPI CSI-2 (8 canali), che può raggiungere la "trasmissione a latenza zero" tramite un chip USB3.0, soddisfacendo le esigenze di registrazione 4K@60fps 24 ore su 24, 7 giorni su 7 degli scenari di sicurezza. È compatibile con i processi SMT (ROHS) e la tecnologia AA (Active Alignment), garantendo una coerenza nella produzione di massa del modulo paragonabile a quella dell'IMX678.
Differenze rispetto all'IMX678:
La tecnologia STARVIS 2 offre una migliore riproduzione dei colori in scenari a bassa luminosità a colori, mentre l'SC830AI funziona meglio in scenari in bianco e nero/vicino infrarosso. La sua catena di approvvigionamento è principalmente nazionale, con un ciclo di consegna inferiore del 30% rispetto a quello dell'IMX678, rendendolo adatto per progetti di moduli USB3.0 localizzati.
Specifiche principali: Formato ottico di 1/1,7 pollici, pixel effettivi di 8MP (4K), dimensione dei pixel di 1,85μm, supporto per uscita RAW 4K@60fps, dotato di tecnologia Nyxel a bassa luminosità e DOL HDR.
Fattibilità per l'adattamento del modulo USB3.0:
Con un design di affidabilità di livello industriale, è adatto per i moduli USB3.0 di ispezione industriale. Supporta "l'uscita di ritaglio della regione di interesse (ROI)", che può ingrandire localmente i dettagli a risoluzione 4K, adattandosi alle esigenze di "acquisizione dei dettagli" dei moduli USB3.0. Il suo driver supporta i protocolli Windows/Linux/UVC ed è ben compatibile con schede di sviluppo come Raspberry Pi.
Differenze rispetto all'IMX678:
Il suo consumo energetico è leggermente superiore, richiedendo piccoli aggiustamenti al circuito di alimentazione del modulo. Manca l'ottimizzazione della "fedeltà del colore" di STARVIS 2, con conseguenti deviazioni di colore leggermente maggiori negli scenari a colori, ma funziona in modo più stabile negli scenari in scala di grigi industriali.
È necessario confermare se il sensore alternativo supporta "l'uscita continua 4K@60fps". Inoltre, la deviazione tra la dimensione dei pixel, la dimensione del sensore e quelle dell'IMX678 dovrebbe essere ≤ 10%. Le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione dovrebbero essere quantificate attraverso il "rapporto segnale-rumore in condizioni di scarsa illuminazione (SNR ≥ 30dB@10lux)" e "gamma dinamica HDR (≥ 110dB)" per prevenire la "disconnessione tra i parametri nominali e le immagini reali".
Dovrebbe essere data la priorità ai sensori che supportano l'interfaccia MIPI CSI-2, che possono riutilizzare il circuito bridge USB3.0 e ridurre i costi di riprogettazione del PCB. Se un sensore supporta solo l'interfaccia LVDS, è necessario un chip di conversione dell'interfaccia aggiuntivo, che aumenta la complessità del modulo e il consumo energetico: questo è consigliato solo per scenari industriali speciali. Allo stesso tempo, è necessario confermare se il sensore supporta il "driver plug-and-play" richiesto dal protocollo UVC per evitare successivi costi di sviluppo del driver.
Per gli scenari di sicurezza, è preferito l'SC830AI; per gli scenari industriali, è preferito l'AR0820; per gli scenari sensibili ai costi, è preferito l'IMX415; per gli scenari a colori con visione notturna, è preferito l'OV48C. In termini di catena di approvvigionamento, è necessario confermare il ciclo di produzione di massa del sensore e le fluttuazioni dei prezzi.
Attualmente, non ci sono sensori alternativi che "replicino completamente i parametri dell'IMX678". La selezione dovrebbe essere guidata dai "requisiti principali dello scenario": se l'obiettivo è bilanciare la riproduzione dei colori in condizioni di scarsa illuminazione e i costi, l'IMX415 è la scelta più conveniente; se sono necessari una catena di approvvigionamento nazionale e funzionalità di visione notturna, l'SC830AI è più adatto; se ci si concentra sull'elevata affidabilità industriale, l'AR0820 può soddisfare le esigenze di ambienti difficili. Indipendentemente dal sensore selezionato, è necessario verificare la "stabilità della trasmissione 4K@60fps" e la "coerenza delle prestazioni ottiche" durante la fase di sviluppo del modulo per garantire che il prodotto finale raggiunga l'equivalenza dell'esperienza principale con il modulo IMX678.