Actuellement, le module caméra USB3.0 4K 60FPS développé par SincereFirst, basé sur le capteur Sony IMX678, présente des caractéristiques de performance clés telles que "capteur 1/1,8 pouce + pixel de 2,0 μm + technologie STARVIS 2 à faible luminosité + Clear HDR". Il peut répondre aux exigences d'imagerie haute définition, à fréquence d'images élevée et dans des environnements d'éclairage complexes dans des scénarios tels que la sécurité, l'industrie et les applications embarquées. Pour obtenir des performances équivalentes, c'est-à-dire des indicateurs clés incluant une sortie 4K@60fps stable, des spécifications de taille photosensible et de pixels similaires, une capacité d'imagerie en basse lumière, une fonction HDR et une compatibilité avec la bande passante USB3.0 et les besoins d'intégration du module, des capteurs d'image alternatifs doivent être sélectionnés en fonction de trois aspects : "degré de correspondance des paramètres, compatibilité du module et adaptabilité au scénario". Ce qui suit est une analyse des capteurs conformes courants et de leur adaptabilité :
Spécifications principales :Format optique de 1/1,7 pouce, pixels effectifs de 8MP (3840 × 2160, 4K), taille de pixel de 1,85 μm, prise en charge de la sortie RAW 4K@60fps, équipé de la technologie STARVIS de première génération à faible luminosité et prise en charge de DOL HDR (Digital Overlap HDR).
Faisabilité de l'adaptation au module USB3.0 :
L'interface de sortie prend en charge MIPI CSI-2 et peut être convertie en flux vidéo conformes au protocole UVC via une puce de pont USB3.0 (par exemple, ON Semiconductor USB3380). La bande passante correspond parfaitement à 4K@60fps. Sa consommation d'énergie est proche de celle de l'IMX678 (courant de fonctionnement typique < 120mA), ne nécessitant aucune modification de la conception de l'alimentation du module.
Différences par rapport à l'IMX678 :
Les performances en basse lumière sont légèrement plus faibles, mais peuvent répondre aux scénarios de faible luminosité non extrêmes. Son prix est inférieur de 15 % à 20 % à celui de l'IMX678, ce qui le rend adapté aux modules USB3.0 sensibles aux coûts et ayant des exigences modérées en matière de faible luminosité.
Spécifications principales :Format optique de 1/1,7 pouce, pixels effectifs de 48MP, prise en charge de la technologie "regroupement de 4 pixels", prise en charge de la sortie YUV 4K@60fps, équipé de la technologie d'amélioration de la faible luminosité PureCel Plus-S et de HSR HDR.
Faisabilité de l'adaptation au module USB3.0 :
La taille des pixels de 2,0 μm après le regroupement est cohérente avec celle de l'IMX678, assurant une entrée de lumière en basse lumière comparable. Il prend en charge la sortie compressée MJPG/H.264, qui peut être directement adaptée au protocole UVC des modules USB3.0 sans traitement ISP supplémentaire pour la logique de compression. Lors de l'intégration du module, seul l'algorithme de regroupement des pixels doit être ajusté, et sa taille physique est proche de celle de l'IMX678, ne nécessitant aucune modification de la conception du support d'objectif.
Différences par rapport à l'IMX678 :
Il repose sur le regroupement de pixels pour atteindre une résolution 4K, ce qui entraîne une netteté des bords légèrement inférieure dans les images dynamiques. Cependant, il prend en charge la détection de la lumière proche infrarouge, ce qui le rend plus adapté aux modules USB3.0 nécessitant une fonctionnalité de vision nocturne, et son prix est comparable à celui de l'IMX678.
Spécifications principales :Format optique de 1/1,8 pouce, pixels effectifs de 8MP (4K), taille de pixel de 2,0 μm, prise en charge de la sortie RAW12 4K@60fps, équipé de la technologie SmartClarity 4.0 à faible luminosité et de Real HDR.
Faisabilité de l'adaptation au module USB3.0 :
Spécialement conçu pour les caméras de sécurité, il prend en charge un fonctionnement à large température de -30 °C à 85 °C, ce qui le rend plus adapté aux modules USB3.0 extérieurs. L'interface de sortie est MIPI CSI-2 (8 canaux), ce qui peut permettre une "transmission sans latence" via une puce USB3.0, répondant aux besoins d'enregistrement 24h/24 et 7j/7 en 4K@60fps des scénarios de sécurité. Il est compatible avec les processus SMT (ROHS) et la technologie AA (Active Alignment), assurant une cohérence de production de masse du module comparable à celle de l'IMX678.
Différences par rapport à l'IMX678 :
La technologie STARVIS 2 offre une meilleure reproduction des couleurs dans les scénarios de faible luminosité en couleur, tandis que le SC830AI est plus performant dans les scénarios en noir et blanc/proche infrarouge. Sa chaîne d'approvisionnement est principalement nationale, avec un cycle de livraison 30 % plus court que celui de l'IMX678, ce qui le rend adapté aux projets de modules USB3.0 localisés.
Spécifications principales :Format optique de 1/1,7 pouce, pixels effectifs de 8MP (4K), taille de pixel de 1,85 μm, prise en charge de la sortie RAW 4K@60fps, équipé de la technologie Nyxel à faible luminosité et de DOL HDR.
Faisabilité de l'adaptation au module USB3.0 :
Avec une conception de fiabilité de qualité industrielle, il est adapté aux modules USB3.0 d'inspection industrielle. Il prend en charge la "sortie de recadrage de la zone d'intérêt (ROI)", qui peut amplifier localement les détails à une résolution 4K, s'adaptant aux besoins de "capture de détails" des modules USB3.0. Son pilote prend en charge les protocoles Windows/Linux/UVC et est bien compatible avec les cartes de développement telles que Raspberry Pi.
Différences par rapport à l'IMX678 :
Sa consommation d'énergie est légèrement plus élevée, nécessitant des ajustements mineurs au circuit d'alimentation du module. Il manque l'optimisation de la "fidélité des couleurs" de STARVIS 2, ce qui entraîne des écarts de couleur légèrement plus importants dans les scénarios en couleur, mais il est plus stable dans les scénarios industriels en niveaux de gris.
Il est nécessaire de confirmer si le capteur alternatif prend en charge la "sortie continue 4K@60fps". De plus, l'écart entre la taille des pixels, la taille du capteur et ceux de l'IMX678 doit être ≤ 10 %. Les performances en basse lumière doivent être quantifiées par le biais du "rapport signal/bruit en basse lumière (SNR ≥ 30dB@10lux)" et de la "plage dynamique HDR (≥ 110dB)" afin d'éviter la "déconnexion entre les paramètres nominaux et l'imagerie réelle".
La priorité doit être accordée aux capteurs prenant en charge l'interface MIPI CSI-2, qui peuvent réutiliser le circuit de pont USB3.0 et réduire les coûts de refonte du PCB. Si un capteur ne prend en charge que l'interface LVDS, une puce de conversion d'interface supplémentaire est requise, ce qui augmente la complexité du module et la consommation d'énergie, ce qui n'est recommandé que pour des scénarios industriels spéciaux. En même temps, il est nécessaire de confirmer si le capteur prend en charge le "pilote plug-and-play" requis par le protocole UVC afin d'éviter les coûts de temps de développement du pilote ultérieurs.
Pour les scénarios de sécurité, le SC830AI est préféré ; pour les scénarios industriels, l'AR0820 est préféré ; pour les scénarios sensibles aux coûts, l'IMX415 est préféré ; pour les scénarios de couleur de vision nocturne, l'OV48C est préféré. En termes de chaîne d'approvisionnement, il est nécessaire de confirmer le cycle de production de masse du capteur et les fluctuations de prix.
Actuellement, il n'existe pas de capteurs alternatifs qui "répliquent entièrement les paramètres de l'IMX678". La sélection doit être guidée par les "exigences de scénario de base" : si l'objectif est d'équilibrer la reproduction des couleurs en basse lumière et le coût, l'IMX415 est le choix le plus rentable ; si une chaîne d'approvisionnement nationale et une fonctionnalité de vision nocturne sont nécessaires, le SC830AI est plus adapté ; si l'accent est mis sur une grande fiabilité industrielle, l'AR0820 peut répondre aux besoins des environnements difficiles. Quel que soit le capteur sélectionné, il est nécessaire de vérifier la "stabilité de la transmission 4K@60fps" et la "cohérence des performances optiques" au cours de la phase de développement du module afin de garantir que le produit final atteigne une équivalence d'expérience de base avec le module IMX678.