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索尼图像传感器综述:自动化、自动激光雷达、人工智能等

2021-10-27 17:27  发布者: chy825

阅读 910
导读:索尼在 2021 年下半年开始忙碌,宣布了一系列新的 CMOS 图像传感器。应用解决方案的范围从用于安全的机器视觉到激光雷达和工业自动化。这些新的图像传感器包括:IMX636 和 IMX637,两种基于堆叠事件的视觉传感器IMX4 ...
索尼在 2021 年下半年开始忙碌,宣布了一系列新的 CMOS 图像传感器。应用解决方案的范围从用于安全的机器视觉到激光雷达和工业自动化。&nBSP;
这些新的图像传感器包括:
  • IMX636 和 IMX637,两种基于堆叠事件的视觉传感器
  • IMX459, 一种用于汽车 LiDAR 的堆叠式 SPAD 深度传感器
  • IMX585, 一种用于安全摄像机的 1/1.2 型 4K 分辨率 CMOS 图像传感器

索尼图像传感器综述:自动化、自动激光雷达、人工智能等

IMX636/IMX637 EVS。截图由索尼提供

首先,我们将看看传感器本身,详细介绍每个传感器的基本规格和潜在应用。我们还将研究这三种新型图像传感器背后的技术,以了解它们的工作原理。
IMX636 和 IMX637 基于事件的视觉传感器
索尼声称 IMX636 和 IMX637 基于事件的视觉传感器具有业界最小的像素尺寸 - 4.86 µm - 用于检测对象变化(像素亮度变化)。 
这两款器件共享相同的专有 cu-cu(铜对铜键合)堆叠技术,其中像素部分位于逻辑部分的顶部。但是,它们的图像尺寸不同,IMX636 的格式为 0.92 有效像素时的 1/2.5 格式,IMX637 的 0.33 有效像素时的格式为 1/4.5。 

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IMX636(左)和 IMX637(右)是基于事件的视觉传感器 (EVS)。图片由索尼提供

像素尺寸是这款新 EVS 的三大主要功能之一,但真正让它有趣的是索尼采用它来解决电源挑战并将事件数据限制为仅需要元素的方式。在与 Prophesee 合作的基础上,新的 EVS 可以以 30 fps 的速度过滤事件数据。据说下图显示的数据量减少了 92%(单帧)。

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通过亮度阈值和过滤减少捕获的数据。图片由索尼提供

接下来,索尼还有另一个专为 LiDAR 应用设计的堆叠式 cu-cu 图像传感器。

IMX459 汽车级SPAD深度传感器 
IMX459 是一款单光子雪崩二极管 (SPAD) 图像传感器,它采用与 IMX636 相同的 cu-cu 堆叠技术。不过,它也利用了索尼的背照式结构和光入射平面。 
这种架构提供 24% 的光子检测效率,在 905 nm 的推荐波长下运行。该传感器具有 1/2.9 图像格式,有效像素数为 100,000。 

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索尼堆叠技术(左)和 LiDAR 点云(右)的示例。图片由索尼提供

IMX459 目前正在接受 AEC-Q100 2 级认证。此外,据说索尼的最新流程符合 ISO 26262 汽车功能安全标准。 

IMX585 为 AI 处理提供 4K 单次曝光成像
IMX585 是此图像传感器综述中的最后一个设备。IMX585 是具有 4K 分辨率的 1/1.2 型传感器,它利用索尼专有的 STARVIS 2 技术提供高灵敏度和动态范围。 
该传感器采用索尼的背照式像素技术,据称可提供 88 dB 的动态范围,是相同格式的传统传感器的八倍。
STARVIS 2 和 IMX585 的一个关键特性是通过 HDR 单次曝光过程消除图像伪影。伪影会干扰 AI 对图像的处理,从而导致错误的推断。

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STARVIS(左)和 STARVIS 2(右)在伪影抑制方面的改进。图片由索尼提供 

这三个新的图像传感器平台共享一个共同的技术基础。以下是这些 CMOS 传感器中采用的常见技术的快速概览。

索尼图像传感器技术概览
这些图像传感器集成了三项关键技术:cu-cu 连接、背照式结构和(对于 IMX636/637)EVS 机制。 
首先,据说堆叠芯片技术在像素和逻辑芯片之间提供了 cu-cu 连接。在 IMX636/637 和 IMX459 上,这使索尼能够在保持高有效像素数的同时减小封装尺寸。 
其次,也是安全应用的关键,STARVIS 2 背照式结构声称支持卓越的低光性能。 

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通过结构变化显着改善低光性能(右)。图片由索尼提供

前照式图像传感器中的金属布线会受到反射的影响,从而减少了接收到的总光子。
最后,简要介绍一下 IMX636/637 的 EVS 机制,揭示此功能如何根据场景改变亮度。EVS 过程仅捕获不断变化的像素亮度,并根据坐标、时间和极性对其进行处理。 

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使用 EVS 捕捉球在时间和空间上的运动。图片由索尼提供

异步像素操作是 EVS 的一个关键特性。每个像素包含自己的光接收单元和亮度检测单元,以控制从设备输出的数据量。 
索尼最新的 CMOS 图像传感器通过 STARVIS 2 技术和基于事件的视觉机制为 AI 处理带来了一系列性能增强。 
随着从汽车 LiDAR 和安全到工业自动化的应用,设计人员可能有机会评估这些索尼 CMOS 图像传感器之一,以用于未来的计算机视觉应用。
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发表评论
引用 youthboy 2021-11-1 21:08
感器本身,详细介绍每个传感器的基本规格和潜在应用。我们还将研究这三种新型图像传感器背后的技术,以了解它们的
引用 Junie 2021-10-28 11:43
YYSD Sony

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