sensores IMX636 y IMX637

Sony anuncia dos tipos de sensores de visión apilados basados en eventos con el tamaño de píxel más pequeño*1 de la industria 4,86μm especializados en detectar solo cambios en sujetos

09 sept., 2021

Atsugi, Japón – Sony Semiconductor Solutions Corporation (“Sony”) anuncia el próximo lanzamiento de dos tipos de sensores de visión apilados basados en eventos. Estos sensores diseñados para equipos industriales, están especializados en detectar cambios en sujetos y tienen el tamaño de píxel más pequeño*1 de la industria, tan solo 4,86 μm.

 

Los sensores de visión basados en eventos detectan de forma asíncrona los cambios de luminancia de cada píxel y emiten solo los datos modificados, tras combinarlos con información sobre la posición del píxel (coordenadas xy) y la hora exacta, lo que permite una salida de datos de alta velocidad y baja latencia.

 

Los dos nuevos sensores emplean tecnología de apilamiento que aprovecha la conexión Cu-Cu*2  patentada de Sony para lograr el tamaño de píxel más pequeño de la industria*1, tan solo 4,86 μm. Además de funcionar con un bajo consumo energético y ofrecer una salida de datos de alta velocidad, baja latencia y alta resolución temporal, los nuevos sensores también cuentan con una resolución sorprendentemente alta dado su pequeño tamaño. Todas estas ventajas se combinan para garantizar la detección inmediata de sujetos en movimiento en diversos entornos y situaciones.

 

Estos dos sensores han sido posibles gracias a la colaboración de Sony y Prophesee, que han combinado la tecnología de los sensores de imagen CMOS de Sony con la tecnología de detección de visión basada en eventos exclusiva de Prophesee. Esto permite la adquisición de datos de alta velocidad y alta precisión y contribuye a mejorar la productividad del equipamiento industrial.

 

*1: Entre los sensores de visión apilados basados en eventos. Datos de Sony (a fecha del anuncio, 9 de septiembre de 2021).

*2: Tecnología que proporciona continuidad eléctrica a través de almohadillas de Cu (cobre) conectadas al apilar la sección de píxeles (chip superior) y la circuitería lógica (chip inferior). En comparación con el cableado a través de silicio vía (TSV), donde la conexión se logra mediante electrodos ubicados alrededor de la circunferencia del área de píxeles, este método brinda más libertad en el diseño, mejora la productividad, permite un tamaño más compacto y aumenta el rendimiento.

Stacked event-based vision sensors

Sensores de visión apilados basados en eventos Izquierda: IMX636 Derecha: IMX637

Nombre Fecha de envío de muestras (prevista)
IMX636 Tipo 1/2,5 (7,137 mm de diagonal) aprox.

Sensor de visión apilado basado en eventos de 0,92 megapíxeles efectivos*3

Octubre de 2021
IMX637 Tipo 1/4,5 (3,983 mm de diagonal) aprox.

Sensor de visión apilado basado en eventos de 0,33 megapíxeles efectivos*3

Octubre de 2021

*3: Basado en el método de especificación de píxeles efectivos del sensor de imagen

Con las necesidades cada vez más sofisticadas y diversificadas del sector del equipamiento industrial,

el uso de sensores para extraer la información necesaria de las imágenes capturadas por las cámaras sigue creciendo, lo que exige una adquisición de datos cada vez más eficiente.

 

Con el método más usado actualmente, el basado en frames, se emite una imagen completa a intervalos regulares determinados por la tasa de frames. Sin embargo, los nuevos sensores de Sony utilizan un método basado en eventos que detecta de forma asíncrona los cambios de luminancia de los píxeles y emite datos con su posición (coordenadas xy) y la hora exacta. Emplean una estructura apilada patentada que aprovecha la conexión Cu-Cu para lograr la conducción entre el chip de píxeles y el chip lógico, que está equipado con un circuito de procesamiento de la señal para detectar cambios de luminancia, para cada píxel. Este diseño hace posible que solo los píxeles que han detectado un cambio en la luminancia del objeto puedan generar datos, lo que permite que el sensor detecte inmediatamente los cambios de luminancia con alta velocidad, baja latencia y alta resolución temporal mientras opera con un bajo consumo de energía. Mientras tanto, el diseño cuenta con el tamaño de píxel más pequeño de la industria※1, 4,86 μm, lo que lo convierte en un sensor muy compacto y de alta resolución.

 

Estos productos pueden detectar cambios leves en la vibración, detectando anomalías para su uso en el mantenimiento predictivo de los equipos. También detectan cambios en las chispas producidas durante la soldadura y el corte de metales, información que se puede utilizar para notificar a los trabajadores cuál es el momento óptimo para cambiar de herramienta, entre otras posibilidades. Asimismo, pueden contribuir a mejorar la producción en diversas aplicaciones en las que los sensores de imagen basados en frames sufren problemas, así como para dar soporte a procesos de trabajo que dependen de la experiencia humana.

 

Imagen de ejemplo 1: Detección de vibraciones (izquierda: imagen basada en frames, derecha: detección basada en eventos)

Imagen de ejemplo 2: Detección de chispas durante el corte de metal (izquierda: imagen basada en frames, derecha: detección basada en eventos)

 

Características principales

 

■     Diseño compacto con alta resolución posible gracias al tamaño de píxel más pequeño de la industria*1 de 4,86 μm

Los nuevos sensores emplean una estructura apilada patentada que aprovecha la conexión Cu-Cu para lograr la conducción entre el chip de píxeles y el chip lógico, que está equipado con un circuito de procesamiento de la señal para detectar cambios de luminancia, para cada píxel. La unidad de píxeles y el circuito de procesamiento de la señal se colocan normalmente en la misma placa. Con estos productos, sin embargo, esta exclusiva estructura proporciona el tamaño de píxel más pequeño de la industria*1 de 4,86 μm al tiempo que mantiene un alto ratio de apertura*4 para la unidad de píxeles. Este diseño ofrece un factor de forma compacto y alta resolución, que es capaz de proporcionar reconocimiento de alta precisión.

 

*4: Ratio de la sección de apertura (sección distinta de la porción de bloqueo de luz) vista desde el lado de la incidencia de la, luz por píxel.

 

■     Capacidad de extracción de datos de eventos de alta velocidad, baja latencia y alta resolución temporal a pesar del bajo consumo de energía

La construcción apilada patentada permitió a Sony optar por un método basado en eventos que detecta de forma asíncrona los cambios de luminancia de los píxeles y genera datos con su posición (coordenadas xy) y la hora exacta. A diferencia del método basado en frames, este permite que los sensores lean solo los datos requeridos, ahorrando así en el consumo de energía, pero con una alta velocidad de microsegundos y baja latencia, lo que permite una salida de alta resolución temporal.

 

■     Función de filtro de eventos para optmizar la adquisición de información

Estos sensores están equipados con funciones de filtrado de eventos desarrolladas por Prophesee capaces de eliminar datos de eventos innecesarios, preparándolos para diversas aplicaciones. El uso de estos filtros ayuda a eliminar eventos que son innecesarios para la tarea de reconocimiento en cuestión, como el parpadeo del LED que puede ocurrir en ciertas frecuencias (anti-flicker), así como eventos que es muy poco probable que sean el contorno de un sujeto en movimiento (filtro de eventos). Los filtros también permiten ajustar el volumen de datos cuando sea necesario para garantizar que caiga por debajo de la tasa de eventos que se puede procesar en los sistemas posteriores (control de la tasa de eventos).

Imagen con datos de eventos acumulados para el equivalente de un solo fotograma a 30 fps (aproximadamente 33 ms)

(Izquierda: filtro de eventos desactivado, derecha: filtro de eventos activado. 92% de reducción del volumen de datos desde la izquierda, aprox.)

Como parte de la colaboración entre Sony y Prophesee en estos productos, Prophesee ofrece Metavision® Intelligence Suite, un software de procesamiento de señales de eventos optimizado para el rendimiento del sensor. La combinación de los sensores de visión basados en eventos de Sony con este software permitirá un desarrollo de aplicaciones eficiente y proporcionará soluciones para diversos casos de uso.

 

Para más detalles sobre los sensores de visión basados en eventos de Sony, visita el siguiente sitio.

 

Página del producto

https://www.sony-semicon.co.jp/e/products/IS/industry/product/evs.html

 

Página de la tecnología

https://www.sony-semicon.co.jp/e/products/IS/industry/technology/evs.html

 

 

Especificaciones principales

 

Nombre IMX636 IMX637
Píxeles efectivos Aprox. 0,92 megapíxeles

(1280 × 720 [An × Al])

Aprox. 0,33 megapíxeles

(640 × 512 [An × Al])

Tamaño de cada celda 4,86 μm × 4,86 μm
Tamaño del array Diagonal 7,137 mm

(tipo 1/2,5)

Diagonal 3,983 mm

(tipo 1/4,5)

Filtro de color Blanco y negro
Paquete Paquete de cerámica LGA

(Exterior: 13 × 13 mm)

 

 

Alimentación

Analógica 3,0 V
Digital 1,1 V
Interface 1,8 V
Umbral de contraste nominal (ln) 25%
 

 

Latencia

ROI*6 Menos de 100 microsegundos a 1 Klux,

Menos de 1000 microsegundos a 5 lux

Lectura simplificada*7 Menos de 220 microsegundos a 1 Klux,

Menos de 1000 microsegundos a 5 lux

Tasa máxima de eventos 1,06 Geps (giga eventos por segundo)
Rango dinámico 86 dB o más (5-100.000 lux)*8
Tasa de fondo 0,1 Hz a 1 Klux / 10 Hz a 5 lux
Interface Entrada: I2C (400 kHz / 1 Mhz), SPI de 4 hilos

Salida: MIPI D-PHY (1,5 Gbps/línea) 2 líneas,

SLVS (800 Mbps/línea) 4 líneas

Función de procesamiento de señales de eventos Antiparpadeo

Filtro de eventos

Control de la tasa de eventos

 

*5: Al usar la función de procesamiento de señales de eventos.

*6: Región de interés, 9 × 9 = 81 píxeles.

*7: Lectura simplificada, 1/5 (dirección horizontal).

*8: 5 lux es la condición de luz mínima que garantiza las características de la imagen. El corte con poca luz (no garantizado) es de 0,08 lux con el 50% de los píxeles respondiendo al 100% de contraste lineal.

 

Metavision® es una marca registrada de PROPHESEE S.A.

 

Sobre Sony Corporation     

Sony Corporation es responsable del negocio de Productos y Soluciones Electrónicas (EP&S) del Grupo Sony. Con la visión de “seguir ofreciendo Kando y Anshin a las personas de todo el mundo a través de la búsqueda de la tecnología y los nuevos retos”, Sony creará productos y servicios en áreas como el sonido, la imagen y las comunicaciones móviles. Para más información visite: http://www.sony.net/

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