（2021年9月9日，日本厚木）——索尼半導體解決方案公司（下稱“索尼”）今天宣布即將發(fā)布兩款堆棧式基于事件的視覺傳感器。兩款傳感器為工業(yè)設備而設計，能夠專注于物體特定變化的檢測，且實現(xiàn)了業(yè)界最小*1的4.86μm像素尺寸。
*1:在堆棧式的基于事件的視覺傳感器中，基于索尼研究，截至2021年9月9日發(fā)稿時間。
基于事件的視覺傳感器可異步（非同時）檢測每個像素的亮度變化并僅輸出變化的數(shù)據(jù)，將其與像素位置（xy坐標）和時間信息相結合，從而實現(xiàn)高速度、低延遲的數(shù)據(jù)輸出。
這兩款新的傳感器采用堆棧式技術，利用索尼專有的Cu-Cu連接技術*2，實現(xiàn)了業(yè)界最小*1的 4.86μm像素尺寸。除了以低功耗運行并實現(xiàn)高速度、低延遲、高時間分辨率的數(shù)據(jù)輸出外，這兩款傳感器還具有小尺寸但分辨率超高的特點。集合所有這些優(yōu)勢，以確保在不同環(huán)境和情況下立即檢測到移動對象。
*2:在堆棧像素部分（頂部芯片）和邏輯電路（底部芯片）時通過連接的Cu（銅）焊盤實現(xiàn)電氣連接的技術。與通過插入像素區(qū)域周圍的電極實現(xiàn)連接的硅通孔 (TSV) 布線相比，這種方法提供了更多的設計自由度、提高了生產(chǎn)效率、允許更緊湊的尺寸并提高了性能。
兩款傳感器是索尼和Prophesee之間進行合作，將索尼的CMOS圖像傳感器技術與Prophesee獨特的基于事件的視覺傳感器技術相結合而實現(xiàn)的。這可以實現(xiàn)高速度、高精度的數(shù)據(jù)采集，并有助于提高工業(yè)設備的生產(chǎn)率。
堆棧式基于事件的視覺傳感器
左：IMX636 右：IMX637
*3:基于圖像傳感器有效像素測定方法。
隨著工業(yè)設備行業(yè)的需求日趨復雜和多樣化，使用傳感技術從攝像頭捕獲的圖像中提取必要信息的用途不斷增多，這就需要更高效的數(shù)據(jù)采集。
如果使用常用的基于幀（畫面）的方法，整個圖像是由幀率確定以一定時間間隔輸出的。然而，全新的索尼傳感器利用變化監(jiān)測的方法異步檢測像素亮度變化并輸出帶有像素位置（xy坐標）和時間信息的數(shù)據(jù)。它們采用專有的堆棧式結構，利用Cu-Cu連接實現(xiàn)像素芯片和邏輯芯片之間的導電，邏輯芯片配備了用于檢測每個像素亮度變化的信號處理電路。這種設計使得只有檢測到物體亮度變化的像素才能輸出數(shù)據(jù)，使傳感器能夠在低功耗運行狀態(tài)上以高速度、低延遲、高時間分辨率的方式檢測亮度變化。同時，該設計實現(xiàn)了業(yè)界最小的※1像素尺寸4.86μm，是非常小型緊湊的高分辨率傳感器。??
兩款傳感器可以感知振動的細微變化，在設備的預測性維護中檢測異常情況。它們還可以感知焊接和金屬切割過程中產(chǎn)生的火花的變化，這些信息可用于通知工人更換工具的最佳時間，以及其他方面的各種可能性。同樣，它們可以在基于幀（畫面）的圖像傳感器遇到問題的各種應用環(huán)境中幫助改進生產(chǎn)，并為依靠于人類經(jīng)驗的工作流程提供支持。
成像示例1：振動檢測（左：基于幀的圖像，右：變化監(jiān)測傳感）
成像示例2：金屬切割過程中的火花檢測（左：基于幀的圖像，右：變化監(jiān)測傳感）
主要特點
■業(yè)界最小*1像素尺寸4.86μm，高分辨率的小型緊湊設計
新傳感器采用專有的堆棧式結構，利用Cu-Cu連接實現(xiàn)像素芯片和邏輯芯片之間的導電，邏輯芯片配備了用于檢測每個像素亮度變化的信號處理電路。像素單元和信號處理電路通常放置在同一塊板上。然而，在這些產(chǎn)品中，獨特的堆棧式結構成功實現(xiàn)業(yè)界最小*1的4.86μm像素尺寸，同時保持了像素單元的高開口率*4。這種設計提供了小型緊湊的外形和高分辨率，以及高精度的識別能力。
*4:從光入射側看每個像素的開口部分（除遮光部分以外的部分）的比率。
■盡管功耗低，但具有高速度、低延遲、高時間分辨率的變化數(shù)據(jù)提取能力
專有的堆棧式結構使索尼能夠選擇變化監(jiān)測的方法，異步檢測像素亮度變化并輸出帶有像素位置（xy坐標）和時間信息的數(shù)據(jù)。與基于幀（畫面）的方法不同，這允許傳感器僅讀取所需的數(shù)據(jù)，從而節(jié)省功耗，并且具有微秒級的高速度和低延遲，可實現(xiàn)高時間分辨率的輸出。
■簡化信息獲取的變化過濾功能
這些傳感器配備了Prophesee開發(fā)的變化過濾功能，用于消除不必要的變化數(shù)據(jù)，使其適用于各類應用。使用這些過濾器有助于消除不應被當前識別任務抓取的變化，例如在特定頻率下可能發(fā)生的LED閃爍（抗閃爍），以及極不可能是移動對象輪廓的變化（變化過濾器）。過濾器還可以在必要時調(diào)整數(shù)據(jù)量，以確保其低于下游系統(tǒng)中可處理的變化率（變化率控制）。
以30fps（約33ms）的速度累積相當于單幀的變化數(shù)據(jù)的圖像
（左：變化過濾器關閉，右：變化過濾器打開，比左側減少約92%的數(shù)據(jù)量）
作為索尼和 Prophesee 在此類傳感器產(chǎn)品合作的一部分，Prophesee提供一種針對傳感器性能優(yōu)化的變化信號處理軟件--Metavision? Intelligence Suite。將索尼基于事件的視覺傳感器與該軟件相結合，可實現(xiàn)高效的應用程序開發(fā)并為各種使用場景提供解決方案。
Metavision?是PROPHESEE S.A.的注冊商標。
如果想了解索尼基于事件的視覺傳感器的更多信息，請訪問以下網(wǎng)址：
產(chǎn)品頁面：
https://www.sony-semicon.co.jp/cn/products/IS/industry/product/evs.html
技術頁面：
https://www.sony-semicon.co.jp/cn/products/IS/industry/technology/evs.html
關鍵參數(shù)
名稱 |
IMX636 |
IMX637 |
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有效像素 |
約92萬有效像素 (1280 × 720 [H × V]) |
約33萬有效像素 (640 × 512 [H × V]) |
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單元尺寸 |
4.86μm × 4.86μm |
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數(shù)組大小 |
對角線7.137 mm (1/2.5-型) |
對角線3.983 mm (1/4.5-型) |
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濾色器 |
黑和白 |
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包裝 |
陶瓷 LGA 封裝 (外部: 13 × 13 mm) |
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? ? 電源 |
模擬 |
3.0 V |
|
數(shù)字 |
1.1 V |
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交互 |
1.8 V |
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標稱對比度閾值 (ln) |
25% |
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? ? 延遲 |
ROI*5 |
少于100 microseconds @ 1 Klux, 少于1000 microseconds @ 5 lux |
|
細化讀出*6 |
少于 220 microseconds @ 1 Klux, 少于1000 microseconds @ 5 lux |
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最大變化率 |
1.06 Geps (每秒千兆變化) |
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動態(tài)范圍 |
86 dB 或更高 (5-100,000 lux)*8 |
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背景率 |
0.1 Hz @ 1 Klux / 10 Hz @ 5 lux |
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接口 |
輸入: I2C (400 kHz / 1 Mhz),4-wire SPI 輸出: MIPI D-PHY(1.5 Gbps/lane)2lane, SLVS(800Mbps/lane) 4lane |
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變化信號處理功能 |
抗閃爍 變化過濾 變化率控制 |
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?
*5: Region of Interest，注意（興趣）區(qū)域， 9 × 9 = 81像素。
*6: Thinned read-out, 細化讀出，1/5 (水平方向)。
*7: 5lux(勒克斯、照明單位)是保證成像特性的最低光照條件。 低光阻隔（不保證）為 0.08 lux，50% 的像素響應線性 100% 對比。
?
（本文譯自英文新聞稿，供參考）
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