logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

Globaalin sulkimen CMOS-kuva-anturit ovat konenäössä hallitsevassa asemassa hyvästä syystä: niiden optinen suorituskyky vastaa CCD-kennojen ja rullasulkimien suorituskykyä ja lisäksi niillä on puolellaan monia etuja.

Artikkelin on kirjoittanut ams:n sovellusinsinööri Pieterjan Daelemans. Hän on vastannut yrityksessä globaalin sulkijan kuva-antureista kuuden vuoden ajan.

CCD-kennojen ja rullasuljinanturien korvaaminen globaalilla tai täsmäsulkimella yleistyy monilla alueilla, myös alhaisemman resoluution markkinoilla. Erittäin suurissa resoluutioissa CCD-kennot ovat yhä hallitsevassa asemassa, mutta alhaisemman resoluution kameroissa on käynnissä selvä siirtymä CMOS-kennoihin, mikä johtaa yksinkertaisempiin kamerasuunnitteluihin ja niiden toimintaan samalla, kun kehys- tai ruutunopeus kasvaa. Samalla siirrytään globaaliin sulkimeen.

Kuva 1. CMV50000-kenno edestä.

Yksi esimerkki kehityksestä on ams:n CMV-tuoteperhe, joka käyttää patentoitua 8T-pikselirakennetta (8 transistoria/pikseli) todellisella CDS-tekniikalla (Correlated Double Sampling) ja liukuhihnoitetulla globaalilla sulkimella. Tämän kaltaiset globaalin sulkimen ratkaisut tarjoavat laajan valikoiman resoluutioita. CMV-perheen tapauksessa resoluutiot yltävät VGA:sta aina 20 megapikseliin. Perheen uusin jäsen on CMV50000, 47,5 miljoonan pikselin kuva-anturi, joka kykenee toimimaan jopa 30 ruudun nopeudella täydellä resoluutiolla 35 millin optisessa formaatissa (36,43 × 27,62 mm).

Käyttämällä 7920 × 6004 pikselin matriisia 4,6 mikrometrin 8T-pikselikoossa CDS-näytteistyksellä nämä uudet anturit tuovat kameroihin lisää suorituskykyä ja toiminnallisuutta. Jopa pienemmällä pikselikoolla päästään samanlaiseen ja jopa parempaa suorituskykyyn. Anturi on varustettu 12-bittisellä AD-muuntimella, sen kohinataso on hyvin alhainen (8,8e) ja yksittäisen pikselin korkea lineaarinen varaustaso (14500e) johtaa 64 desibelin dynaamiseen alaan. Pimeä virta (dark current) on alhainen (66e/s 60°C:ssa), millä yhdessä piirille integroidun mustan värin optisen lukituksen (clamp) ansiosta päästään pitkiin, joka useiden sekuntien valotusaikoihin, jopa ilman jäähdytystä.

Kennollaan ams tarjoaa suunnittelijalle piirille integroidun rivinkorjauksen, joka tuottaa puhtaan kuvan suoraan anturista. Pikseleitä yhdistämällä (binning) voidaan kasvattaa täyttä varaustasoa noin 58 tuhanteen elektroniin, jolloin signaali-kohina-suhde kaksinkertaistuu ja kirkkaissa kuvissa nähdään enemmän yksityiskohtia. ams:n anturi tarjoaa myös limitettyä (interleaved) HDR-valotusmoodia jopa 10 mittauspisteellä, tarkan piirille integroidun lämpötila-anturin, useita laukaisinmoodeja ja jopa nelinkertaisen analogisen vahvistuksen, joita kaikkia voidaan ohjata yksinkertaisilla SPI-rekistereillä. Tähän se yltää 30 ruudun nopeudella täydellä resoluutiolla, tai jopa nopeammin pienemmällä ruudulla.

35 millin optisen formaatin takia käyttäjät voivat hyödyntää standardeja objektiiveja, mikä yksinkertaistaa järjestelmän suunnittelua.

Kuva 2: CMV50000-lohkokaavio.

Sovellukset

Näiden seuraavan sukupolven CMOS-kuva-anturien suuri resoluutio, nopeus ja suorituskyky tekevät niistä ihanteellisia korkealaatuisiin konenäkösovelluksiin, litteiden näyttöjen tarkastukseen, turvasovelluksiin, ilmailusovelluksiin, älykkäisiin liikennejärjestelmiin ja vastaaviin.

Konenäkö

Globaalin sulkimen CMOS-anturin tekee ihanteellisiksi konenäkösovelluksiin suuri tarkkuus, globaali suljintekniikka ja nopeat kehysajat. Suuri resoluutio tarkoittaa, että käyttäjät voivat joko kasvattaa tarkistusaluetta tai saada enemmän yksityiskohtia näkyviin. Aiempiin antureihin verrattuna uudet versiot voivat parantaa joko aluetta tai yksityiskohtien näkemistä jopa 12-kertaiseksi.

Kun uusissa antureissa kohina on alhainen ja analoginen vahvistus 4-kertainen, pienet yksityiskohdat näkyvät jopa hankalissa valaistusoloissa. 35 millin optisen formaatin ansiosta kameroissa voidaan lisäksi käyttää standardia optiikkaa.

Litteiden näyttöjen tarkistus

Kun litteiden näyttöjen tarkistus tulee yhä automatisoidummaksi, tarvitaan prosessissa yhä enemmän suorituskykyisiä kuva-antureita. Televisioiden, älypuhelimien ja muiden laitteiden näyttöjen fyysinen koko kasvaa ja samoin resoluutio (eli 4K- ja 8K-tasoon) ja lisäksi pikselitiheys kasvaa, minkä takia tarve suuren resoluution tarkistusjärjestelmille kasvaa nopeasti.

Suurten näyttöjen lisäksi myös mikronäytöillä varustettujen laitteiden (älykellot, AR-lasit, IoT-laitteet) määrä on kasvamassa. Näissä pienissä näytöissä ei saa olla virheitä, sillä loppukäyttäjä huomaisi ne välittömästi. Lisäksi nykyaikaiset tekniikat (OLED, kvanttipistenäytöt, miniledit) ovat yleistymässä ja ne vaativat yhä enemmän suorituskykyä tarkistusjärjestelmältä.

Suuren resoluution CMOS-ratkaisut mahdollistavat yhä suurempien ja resoluutioltaan tarkempien näyttöjen tarkistamisen tai useiden pienten näyttöjen testaamisen samalla kertaa, mikä lyhentää testaukseen kuluvaa aikaa. Käyttäjät voivat testata kokonaiset 8K-näytön 1:1-suhteessa valon tasaisuuden osalta, ja testata kokonaisia 4K- tai 2K-näyttöjä 4:1- tai 16:1-näytteistyssuhteella tarkistaakseen yksittäisten pikselien toiminnan.

Verrattuna muihin saman resoluution kuva-antureihin ams:n CMV50000-piirin kehysnopeus on 30 ruutua sekunnissa (fps), mikä auttaa lyhentämään testausaikaa. Useampi alhaisemman resoluution kamera optiikoineen voidaan nyt korvata yhdellä suuriresoluutioisella kameralla, mikä alentaa järjestelmäkustannuksia.

Uusien kuva-anturien alhainen kohina, erinomainen dynaaminen ala ja korkea signaali-kohinasuhde tekevät niistä ihanteellisia valon tasaisuuden testaamisessa, jossa varjostumat ovat pienikonstrastisia ja esiintyvät asteittain koko näytöllä. Samoin OLED-pikselien valovoiman testaamiseen, jossa emittoitu valo vaihtelee pikselistä toiseen, uudet anturit sopivat hyvin.

Erinomainen kuvanlaatu erittäin alhaisella pimeällä virralla ja mustan lukituksella tekee pitkistä valotusajoista mahdollisia ja tämä yhdessä 4-kertaisen analogisen vahvistuksen kera tuo esiin jopa hienoimmatkin valon vuotamiset näytöstä. Pikseleitä yhdistämällä (tämä on optiona) CMV50000-anturi kaksinkertaistaa signaali-kohinasuhteen, mikä tekee vieläkin enemmän kirkkaiden kuvien variaatioista näkyviksi.

Ilmakuvaus

Toinen sovellusalue, missä nämä uuden globaalin sulkimen CMOS-kuva-anturit tulevat loistamaan, on ilmakuvaus. Suuren 35 millin formaatin ja suuren resoluution ansiosta antureilla päästään joko tarkempaan kuvaan (GSD eli Ground Sample Distance) tai korkeammalla lentävään droneen.

Rullasulkimen käyttö drone-lennokeissa aiheuttaa ns. hyllyvän videokuvan, koska suljin siirtyy valotusajan aikana ja saa kuvan vääristymään. Tämä häiriö vaikuttaa kuvan tarkkuuteen ja se pitää myöhemmin poistaa (tai korvata mekaanisella sulkimella). Globaali suljin, joka aloittaa ja lopettaa joaisen pikselin valottamisen samanaikaisesti, poistaa tämän ongelman kokonaan. Tämän ansiosta drone voi lentää nopeammin ja liikkua vapaammin ja silti tuottaa häiriöttömiä kuvia.

Tämänkaltaisissa CMOS-antureissa voidaan helposti hidastaa kehysnopeutta tehonkulutuksen, kaistanleveyden, tallennustilan ja kameran monimutkaisuuden vähentämiseksi, mikäli täyttä 30fps-tallennusta ei tarvita.

Anturin toimintalämpötila on -40°…+70°C, joten niitä voidaan käyttää ilmakuvauksen usein vaatimissa vaikeissa olosuhteissa.

Video/televisiolähetykset

Koska CMOS-kuva-antureissa on sekä harmaasävy- että RGB-vaihtoehtoja, yhdessä 35 millin formaatin ja suuren resoluution (> 8K UHD) kanssa ne ovat ihanteellisia video- ja yleisradiosovelluksiin. Esimerkiksi ans:n CMV50000 voi toimia 40 kehyksen sekuntinopeudella 8K-resoluutiolla (7680 × 4320).

Suuren resoluution ansiosta käyttäjät voivat joko skaalata 4H- (tai HD) -resoluution ja parantaa kuvan laatua lisää tai valita yhden tai useamman 4K-tai HD-rajauksen tuottaakseen kuvaan rajatun toiminta-alueen terävällä 4K- tai HD-tarkkuudella (digitaalisella suurennoksella).

Alhainen kohina, laaja dynamiikka-alue ja piirille integroidut korjaustekniikka tuotavat korkealaatuista kuvaa suoraan anturista samalla, kun globaali sulin varmistaa, että nopea liike kuvassa tallennetaan ilman häiriötä.

Evaluointipaketti

CMV50000-anturille on olemassa arviointipaketti. Sen avulla voidaan vangita ja tallentaa täyden resoluution kuvia täydellä nopeudella nopean kortille integroidun muistin ansiosta. Nämä raakakuvat voidaan siirtää PC:lle myöhempää tarkastelua varten. Evaluointikortti käyttää USB 3.0 -yhteyttä ja yhteensopiva USB3Vision-standardardin kanssa. Sen mukana tulee helppokäyttöinen ohjelmisto (joka pohjaa NI MAX -ohjelmistoon) ja se on helppo integroida testausjärjestelmään kuva-anturin lopullista arviointia varten.

Kuva 3. CMV50000 EVK -anturikortti.

Tulevat sukupolvet

Suurempien resoluutioiden vaatimus kasvaa koko ajan, samoin yhä pienempien ja kevyempien kameroiden tarve. Näihin vaatimuksiin voidaan päästä vain pienentämällä pikselikokoa. Pienemmän pikselikoon uskotaan kuitenkin pienentävän suorituskykyä. ams:llä me työskentelemme kutistaaksemme pikselikokoa samalla, kun pidämme suorituskyvyn korkeana. Tämä polku vie kohti suorituskykyisiä ja suuriresoluutioisia kameroita, jotka silti ovat pieniä ja kevyitä, eivät tarvitse suurta, kallista optiikkaa ja jotka voidaan asentaa yhä pienempiin tiloihin.

MORE NEWS

Jättirahoitus GenAI-softakehitykseen

Business Finland on myöntänyt Jyväskylän yliopistolle merkittävän, 840 000 euron rahoituksen tutkimushankkeelle, jonka tavoitteena on tutkia generatiivisen tekoälyn (GenAI) hyödyntämistä ohjelmistokehityksen eri vaiheissa. Hanke kantaa nimeä Generative AI for the Software Development Life Cycle, ja sen kokonaisbudjetti Jyväskylän yliopiston osalta on 1,2 miljoonaa euroa, josta 30 prosenttia katetaan yliopiston omarahoituksella.

Raidejokerin lähestymisestä varoitetaan sanallisesti

Helsingin kaupungin innovaatioyhtiö Forum Virium Helsinki on käynnistänyt vuoden mittaisen pilottikokeilun, jossa testataan uudenlaista varoitusjärjestelmää Viikin pikaraitiotien ylityspaikalla. Järjestelmä varoittaa jalankulkijoita ja pyöräilijöitä sekä äänimerkein että sanallisesti lähestyvästä raidejokerin junasta.

Ensimmäistä kertaa grafiikka- ja AI-laskenta samalla RISC-V-prosessorilla

Imagination Technologies on esitellyt uuden E-Series-arkkitehtuurin, joka yhdistää grafiikka- ja tekoälylaskennan ensimmäistä kertaa samaan RISC-V-prosessoriin pohjautuvaan IP-lohkoon. Uutuus avaa tietä tehokkaammille, joustavammille ja energiaa säästäville reunalaitteille – älypuhelimista robottiautoihin.

Aurinkokennokalvo voi tehdä rakennuksista sähköntuottajia

Rakennusten ikkunat ja julkisivut voivat tulevaisuudessa toimia sähköntuottajina, kiitos Luulajan teknillisen yliopiston tutkimukselle. Uudenlainen ohut aurinkokennokalvo yhdistää sähköntuotannon, ympäristöystävällisyyden ja läpinäkyvyyden – ilman kompromisseja rakennusten estetiikassa tai luonnonvalon hyödyntämisessä.

Kenelle Samsungin veitsenterävä uutuus on tarkoitettu?

Samsungin odotettu Galaxy S25 Edge on virallisesti julkaistu, ja 5,8 millimetrin paksuisena se ottaa haltuunsa tittelin "maailman ohuimpana täysiverisenä älypuhelimena". Kyse on hienosta insinööritaidon näytöstä: titaanirunko, keraaminen lasi ja huipputason kamera- sekä tekoälyominaisuudet on mahdutettu hämmästyttävän solakkaan koteloon.

Selain on yritysten tietoturvan sokea piste

Yritykset nojaavat yhä enemmän verkkoselaimiin päivittäisessä työssään, mutta samalla altistuvat vakaville tietoturvauhille. NordLayerin kyberturva-asiantuntijan mukaan perinteiset selaimet muodostavat tietoturvan sokean pisteen, jota on vaikea valvoa ja suojata – erityisesti pienemmissä organisaatioissa, sanoo NordLayerin asiantuntija Edvinas Buinovskis.

FakeUpdates vaikutti 6 prosentissa organisaatioita

Tietoturvayritys Check Point Software Technologies on julkaissut huhtikuun 2025 haittaohjelmakatsauksensa. Raportin mukaan FakeUpdates jatkoi maailman yleisimpänä haittaohjelmana, vaikuttaen 6 prosenttiin organisaatioista maailmanlaajuisesti. Suomessa sen esiintyvyys oli 4,02 prosenttia.

Yksi ainoa molekyyli parantaa kennon suorituskykyä 0,6 prosenttia – ja sillä on merkitystä

Uusi kansainvälinen tutkimus osoittaa, että synteettinen molekyyli nimeltä CPMAC voi merkittävästi parantaa perovskiittipohjaisten aurinkokennojen tehokkuutta ja käyttöikää. Vaikka hyötysuhde parani vain 0,6 prosenttia, sillä on todellista merkitystä: suuressa mittakaavassa, kuten yhden gigawatin aurinkovoimalassa, se voi tuottaa tarpeeksi lisäenergiaa jopa 5000 kotitaloudelle.

Intel katkaisee linkin grafiikan ja CPU:n väliltä

Intel on virallisesti lopettanut Deep Link -teknologiansa kehityksen ja tuen, lopettaen näin kunnianhimoisen yrityksen yhdistää prosessorin ja näytönohjaimen voimat tiiviimmäksi kokonaisuudeksi.

Autojen tutkapiiri kutistui, teho kasvoi kaksinkertaiseksi

NXP Semiconductors on julkaissut uuden sukupolven tutkapiirin, joka mullistaa autonomisten ajoneuvojen tutkajärjestelmät. Uusi S32R47-imaging-tutkaprosessori tarjoaa jopa kaksinkertaisen suorituskyvyn edeltäjäänsä verrattuna ja mahtuu silti 38 prosenttia pienempään fyysiseen tilaan.

Vuoden lopulla jo 240 watin USB-lataus suoraan pistokkeesta

Pistorasiaan integroitava USB-lataus on siirtymässä täysin uudelle aikakaudelle. Brittiläinen tehoelektroniikkayritys Pulsiv on kehittänyt ensimmäisen valmiin ratkaisun, joka mahdollistaa jopa 240 watin USB-C-latauksen suoraan tavallisesta seinäpistokkeesta. Kyseessä on merkittävä tekninen läpimurto, joka voi muuttaa tapaa, jolla kannettavat tietokoneet, älypuhelimet ja jopa pienet kodinkoneet tai sähkötyökalut ladataan kotona ja työpaikoilla.

Omdia: Puolijohteet uuteen ennätykseen

Vuosi 2024 oli puolijohdeteollisuudelle historiallinen, sillä alan liikevaihto nousi Omdian mukaan 25 prosenttia edellisvuodesta ja ylsi ennätykselliseen 683 miljardiin dollariin. Kasvun moottorina toimi erityisesti tekoälyyn liittyvä kysyntä, joka nosti muistipiirien myynnin huikeaan 74 prosentin kasvuun.

Uusi standardi parantaa Bluetoothin tietoturvaa

Bluetooth-teknologia on saanut merkittävän päivityksen, joka parantaa käyttäjien yksityisyyttä ja laitteiden virrankulutusta. Bluetooth Special Interest Group (SIG) on julkaissut uuden Bluetooth Core Specification 6.1 -version, jossa keskeisenä uutuutena on satunnaistettu laiteosoitteiden päivitys – askel kohti vaikeammin jäljitettävää langatonta viestintää.

Tesla kiertää työsaartoa Ruotsissa suomalaisyrityksen kautta

Tesla on ajautunut erikoiseen selkkaukseen Ruotsin ay-liikkeen kanssa, ja yhtiö on nyt ryhtynyt kiertämään työtaistelutoimia suomalaislähtöisen yrityksen avulla. Kyseessä on ahvenanmaalainen ACS-konserni (Automation & Charger Solar), joka on aloittanut Teslan superlatureiden asennukset Ruotsissa kesken laajaa ay-liikkeen tukemaa saartoa.

Tehoelektroniikan PCIM oli suurempi kuin koskaan aikaisemmin

Nürnbergissä tällä viikolla järjestetty PCIM Expo & Conference 2025 ylitti odotukset niin laajuudeltaan kuin sisällöltään. Tapahtuma kasvoi tänä vuonna kuuteen näyttelyhalliin ja kattoi yhteensä 41 500 neliömetriä – enemmän kuin koskaan aiemmin. Näyttely houkutteli paikalle 685 näytteilleasettajaa ja noin 16 500 kävijää eri puolilta maailmaa.

Tuki uudelle USB4:lle laajenee

Testaus- ja simulaatiojärjestelmistään tunnettu Keysight Technologies on julkaissut päivitetyn version System Designer for USB -työkalustaan. Uusin versio tukee nyt USB4 v2-standardia, mikä mahdollistaa uusimpien USB-teknologioiden hyödyntämisen jo suunnitteluvaiheessa.

Python jyrää: Suosio ennätyslukemissa

Python ei ole vain suosituin ohjelmointikieli maailmassa – se on nyt suositumpi kuin yksikään kieli yli 20 vuoteen. Samalla kieli kehittyy entisestään, sillä toukokuussa julkaistu Python 3.14 -beta tuo mukanaan nipun merkittäviä uudistuksia, jotka tekevät kielen käytöstä entistäkin miellyttävämpää ja tehokkaampaa.

RedCap vie IoT:n todelliseen 5G-aikaan

5G RedCap -teknologia on suunniteltu kuromaan umpeen kuilua energiatehokkaiden ja erittäin nopeiden verkkojen välillä, avaten tien uuden sukupolven IoT-laitteille. Tutustu, miten tämä teknologia mullistaa 5G-ekosysteemin ja vie IoT-sovellukset täysin uudelle tasolle.

Infineon sai vihreää valoa Dresdenin uudelle tehtaalle

Infineon Technologies on saanut Saksan liittovaltion talousministeriöltä lopullisen rahoituspäätöksen uuden, huipputeknologiaan keskittyvän puolijohdetehtaan rakentamiseksi Dresdeniin. Yritys investoi Smart Power Fab -nimiseen tuotantolaitokseen yli viisi miljardia euroa omia varojaan. Hanke tuo arviolta 1000 uutta työpaikkaa alueelle.

Nokian uusi kuituratkaisu korvaa kuparikaapelit

Nokia on julkistanut uuden Aurelis Optical LAN -ratkaisunsa, joka tarjoaa yrityksille kehittyneen ja pitkäikäisen vaihtoehdon perinteisille kuparipohjaisille lähiverkoille. Uusi kuitutekniikka vähentää merkittävästi kaapelointia ja energiankulutusta, tarjoten samalla huippunopeaa ja luotettavaa verkkoyhteyttä tulevaisuuden tarpeisiin.

RedCap vie IoT:n todelliseen 5G-aikaan

5G RedCap -teknologia on suunniteltu kuromaan umpeen kuilua energiatehokkaiden ja erittäin nopeiden verkkojen välillä, avaten tien uuden sukupolven IoT-laitteille. Tutustu, miten tämä teknologia mullistaa 5G-ekosysteemin ja vie IoT-sovellukset täysin uudelle tasolle.

Lue lisää...

Selain on yritysten tietoturvan sokea piste

Yritykset nojaavat yhä enemmän verkkoselaimiin päivittäisessä työssään, mutta samalla altistuvat vakaville tietoturvauhille. NordLayerin kyberturva-asiantuntijan mukaan perinteiset selaimet muodostavat tietoturvan sokean pisteen, jota on vaikea valvoa ja suojata – erityisesti pienemmissä organisaatioissa, sanoo NordLayerin asiantuntija Edvinas Buinovskis.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: 6G
Oulussa 13.5.2025 (rekisteröidy)
Espoossa 14.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article