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di Giuseppe Saieva di lunedì 13 settembre 2021

Sony annuncia due sensori di visione di tipo stacked

sony

Sony ha annunciato oggi l’imminente lancio di due tipologie di sensori di visione di tipo stacked con programmazione a eventi. Destinati ad applicazioni industriali, i nuovi dispositivi sono in grado di limitare il rilevamento ai cambiamenti nei soggetti e sono provvisti dei pixel più compatti del settore, con un lato di soli 4,86 µm.

I sensori di visione basati su eventi rilevano in modo asincrono le variazioni di luminanza per ciascun pixel e trasmettono solo i dati modificati, combinandoli alle informazioni sulla posizione dei pixel (coordinate XY) e al tempo, per assicurare un flusso di dati in uscita ultra-veloce e con una latenza minima.

I due nuovi sensori si basano su una tecnologia di tipo stacked (impilata) che attinge ai collegamenti Cu-Cu proprietari di Sony per limitare le dimensioni dei pixel a 4,86 µm – il valore più basso del settore. Oltre a ridurre il consumo di energia e assicurare output ad alta velocità, bassa latenza ed elevata risoluzione temporale, offriranno anche una risoluzione straordinaria per il loro formato. Tutti questi vantaggi, sommati, consentono di riconoscere i soggetti in movimento in vari ambienti e contesti.

Il traguardo è frutto della collaborazione tra Sony e Prophesee: l’unione fra la tecnologia dei sensori d’immagine CMOS della casa nipponica e le esclusive soluzioni neuromorfiche del partner francese è stata la chiave per migliorare l’accuratezza e la velocità dell’acquisizione di dati, che influirà positivamente sulla produttività dei macchinari industriali.

Date le esigenze sempre più articolate e diversificate della produzione industriale, l’uso dei sensori per estrapolare informazioni dalle immagini riprese dalle videocamere si sta progressivamente diffondendo, e l’efficienza è diventata un requisito imprescindibile.

Il classico metodo basato sui frame trasmette le immagini a intervalli di tempo predefiniti, fissati dal frame rate. I nuovi sensori di Sony, invece, adottano un metodo basato su eventi, che rileva in modo asincrono le variazioni di luminanza dei pixel e attiva l’output di dati completo di posizione dei pixel (coordinate XY) e informazioni temporali. La struttura di tipo stacked è quella brevettata di Sony, che sfrutta i collegamenti Cu-Cu per condurre la carica tra lo strato di pixel e lo strato logico, dove è inserito un circuito di elaborazione dei segnali in grado di registrare le variazioni di luminanza dei singoli pixel.

Questa configurazione fa sì che solo i pixel che hanno rilevato una diversa luminanza nei soggetti trasmettano i dati, permettendo al sensore di cogliere il cambiamento con la massima tempestività e risoluzione temporale possibile e senza latenza, limitando al contempo il consumo energetico. Un ulteriore vantaggio sul piano del design è la dimensione dei pixel, che, con i loro 4,86 µm, sono i più piccoli del settore e formano un sensore molto compatto, ma con un’eccellente risoluzione.

Entrambi i modelli sono in grado di percepire anche le minime variazioni nelle vibrazioni e segnalare, così, possibili anomalie per procedere alla manutenzione preventiva delle apparecchiature. Altrettanto preciso è il rilevamento delle scintille generate dalla saldatura e dal taglio dei metalli, che può essere utile agli operai per capire, ad esempio, quando è il momento di cambiare attrezzo. I sensori di Sony possono contribuire inoltre a migliorare la produttività nelle applicazioni che rappresentano un problema per le controparti basate su frame e sono ideali per supportare i processi di lavoro che si fondano sull’esperienza umana.

Nome Data di spedizione campione
- Sensore di visione di tipo stacked basato su eventi IMX636, tipo 1/2,5 (diagonale 7,137 mm), 0,92 megapixel effettivi ca. Ottobre 2021
- Sensore di visione di tipo stacked basato su eventi IMX637, tipo 1/4,5 (diagonale 3,983 mm), 0,33 megapixel effettivi ca.

Caratteristiche principali

¦     Design compatto e risoluzione elevata resi possibili dai pixel più piccoli del settore*1

I nuovi sensori adottano la struttura di tipo stacked proprietaria di Sony, che sfrutta i collegamenti Cu-Cu per condurre la carica tra il chip con i pixel e il chip logico, dove risiede un circuito di elaborazione dei segnali in grado di registrare le variazioni di luminanza dei singoli pixel. In genere, l’unità pixel e il circuito di elaborazione dei segnali sono posizionati sullo stesso piano. Questi prodotti, invece, hanno una struttura unica che integra i pixel più piccoli del settore*1 (solo 4,86 µm), senza comunque rinunciare a un ragguardevole rapporto di apertura*4. La soluzione ottimale per unire compattezza e risoluzione, garantendo prestazioni di rilevamento ad alta precisione.

¦     Estrazione degli eventi ad alta velocità e risoluzione temporale e bassa latenza, a fronte di consumi ridotti

La struttura di tipo stacked proprietaria di Sony ha permesso di optare per un metodo basato su eventi che rileva in modo asincrono le variazioni di luminanza dei pixel e attiva l’output di dati completo di posizione dei pixel (coordinate XY) e informazioni temporali. Diversamente dai sensori basati su frame, i nuovi modelli leggono solo i dati strettamente necessari, risparmiando preziosa energia e attivando un output a bassa latenza, elevata risoluzione temporale e alta velocità, nell’ordine dei microsecondi.

¦     Funzione di filtraggio degli eventi per un’acquisizione agile delle informazioni

I sensori di Sony sono provvisti di una funzione di filtraggio degli eventi sviluppata da Prophesee che elimina i dati superflui, preparandoli per varie applicazioni. Questi filtri contribuiscono a eliminare gli eventi poco significativi ai fini del rilevamento, come ad esempio lo sfarfallio dei LED a certe frequenze (filtro anti-flicker, oppure gli eventi non riconducibili a un soggetto in movimento (filtro eventi). I filtri consentono anche, all’occorrenza, di regolare il volume di dati per fare in modo che si mantenga al di sotto della frequenza di eventi che i sistemi a valle sono in grado di elaborare (controllo della frequenza di eventi).

Nell’ambito della collaborazione con Sony, Prophesee ha messo a disposizione anche Metavision® Intelligence Suite, un software per l’elaborazione dei segnali di evento ottimizzato per le prestazioni dei sensori. Abbinato ai sensori di visione basati su eventi di Sony, il software permette di sviluppare con efficienza le applicazioni e trovare soluzioni per vari casi d’uso.

Specifiche tecniche principali

NomeIMX636IMX637
Pixel effettivi0,92 megapixel ca.

(1280 × 720 [H × V])

0,33 megapixel ca.

(640 × 512 [H × V])

Dimensioni cella, unità4,86 µm × 4,86 µm
Dimensione arrayDiagonale 7,137 mm

(tipo 1/2,5)

Diagonale 3,983 mm

(tipo 1/4,5)

Filtro coloreBianco e nero
PackageLGA ceramica

(Esterno: 13 × 13 mm)

 

 

Alimentazione

Analogica3,0 V
Digitale1,1 V
Interfaccia1,8 V
Soglia di contrasto nominale (In)25%
 

 

Latenza

ROI*5Meno di 100 microsecondi a 1 Klux

Meno di 1.000 microsecondi a 5 lux

Chip di readout sottile*6Meno di 220 microsecondi a 1 Klux

Meno di 1.000 microsecondi a 5 lux

Frequenza eventi massima1,06 Geps (giga eventi al secondo)
Gamma dinamica86 dB o superiore (5-100.000 lux)*7
Frequenza di fondo0,1 Hz a 1 Klux / 10 Hz a 5 lux
InterfacciaInput: I2C (400 kHz / 1 MHz), SPI a 4 fili

Output: MIPI D-PHY (1,5 Gbps/lane) 2-lane,

SLVS (800 Mbps/lane) 4-lane

Funzione di elaborazione dei segnali di eventoAnti-flicker

Filtro eventi

Impostazione frequenza eventi

 Ottobre 2021

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