Sony et Prophesee développent un capteur basé sur les événements empilés avec les plus petits pixels de l’industrie et les performances HDR les plus élevées

Ce capteur ne sera pas utilisé sur la caméra Sony Alpha. Mais il est toujours intéressant de voir à quel point la technologie Sony est avancée. Dans ce cas, ils ont réussi à créer un capteur avec les plus petits pixels de l’industrie et les performances HDR les plus élevées

Texte de presse:

Sony et Prophesee développent un capteur de vision empilé basé sur les événements
avec les plus petits * 1 pixels et les plus hautes performances HDR * 1 du secteur

• *1:Parmi les capteurs de vision basés sur des événements empilés, à compter de l’annonce le 19 février 2020.

Tokyo, Japon — Sony Corporation et Prophesee S.A. ont annoncé aujourd’hui qu’ils ont développé conjointement un capteur de vision empilé basé sur les événements avec le plus petit du secteur*1 Taille de pixel de 4,86 ​​μm et la plus élevée de l’industrie*1 Performances HDR de 124 dB (ou plus). Le nouveau capteur et ses résultats de performance ont été annoncés lors de la Conférence internationale des circuits à semi-conducteurs (ISSCC) qui s’est tenue à San Francisco aux États-Unis, à partir du 16 février 2020.

Le nouveau capteur de vision basé sur des événements empilés détecte les changements de luminance de chaque pixel de manière asynchrone et génère des données, y compris les coordonnées et l’heure uniquement pour les pixels où un changement est détecté, permettant ainsi une sortie de données à haute efficacité, haute vitesse et faible latence. Ce capteur de vision atteint une résolution élevée, une vitesse élevée et une résolution temporelle élevée malgré sa petite taille et sa faible consommation d’énergie. Cet accomplissement a été rendu possible en combinant les caractéristiques techniques du capteur d’image CMOS empilé de Sony, résultant en une petite taille de pixel et d’excellentes performances en basse lumière qui sont obtenues par l’utilisation d’une connexion Cu-Cu* 2, avec les technologies de détection de la vision basée sur les événements Metavision® de Prophesee conduisant à une réponse rapide des pixels, une résolution temporelle élevée et une lecture de données à haut débit. Le capteur nouvellement développé convient à diverses applications de vision industrielle, telles que la détection d’objets en mouvement rapide dans un large éventail d’environnements et de conditions.

• * 2:Technologie qui fournit une continuité électrique via des plots de cuivre (cuivre) connectés lors de l’empilement de la section du capteur d’image CMOS rétro-éclairé (puce supérieure) et des circuits logiques (puce inférieure). Par rapport au câblage via silicium via (TSV), où la connexion est réalisée en pénétrant des électrodes autour de la circonférence de la zone de pixels, cette méthode offre plus de liberté de conception, améliore la productivité, permet une taille plus compacte et augmente les performances. Sony a annoncé cette technologie en décembre 2016 lors de l’International Electron Devices Meeting (IEDM) à San Francisco.

Figure 1: photographies à puce

Puce pixel

Puce logique

Caractéristiques principales

1. Petite taille et haute résolution fournies par un capteur de vision basé sur des événements empilés avec le plus petit du secteur*1 Taille de pixel de 4,86 ​​μm
   La puce de pixel (en haut) et la puce logique (en bas) incorporent des circuits de traitement de signal qui détectent les changements de luminance sur la base d’une méthode de modulation delta asynchrone sont disposés séparément. Chaque pixel des deux puces individuelles est connecté électriquement à l’aide d’une connexion Cu-Cu* 2 dans une configuration empilée. En plus du plus petit*1 Taille de pixel de 4,86 ​​μm, le capteur offre également une résolution HD de type 1/2, 1280 × 720 en réalisant une intégration haute densité avec un processus logique fin de 40 nm.
2. Le plus élevé de l’industrie*1 Performances HDR de 124 dB (ou plus) obtenues grâce à un rapport d’ouverture élevé* 3
   Le plus haut de l’industrie*1 Les performances HDR de 124 dB (ou plus) sont rendues possibles en plaçant uniquement des pixels rétro-éclairés et une partie du transistor MOS de type N sur la puce de pixel (en haut), permettant ainsi le rapport d’ouverture* 3 être amélioré jusqu’à 77%. Technologies à haute sensibilité / faible bruit Sony a développé au cours de nombreuses années de développement de capteur d’image CMOS permettant la détection d’événements dans des conditions de faible luminosité (40 mlx).

• * 3:Rapport de l’ouverture (autre que la partie de protection contre la lumière) tel que vu du côté de la surface incidente par pixel.

Figure 2: illustration pixel

Capteur conventionnel

Capteur développé

3. Lecture des données d’événement avec une résolution temporelle élevée et une sortie élevée

Alors qu’un capteur basé sur les images produit des images entières à intervalles fixes en fonction de la fréquence d’images, un capteur basé sur les événements sélectionne les données de pixels de manière asynchrone à l’aide d’un circuit d’arbitrage de sélection de lignes* 4. En ajoutant des informations temporelles avec une précision de 1 μs à l’adresse de pixel où un changement de luminance s’est produit, la lecture des données d’événement avec une résolution temporelle élevée est assurée. En outre, un taux d’événements de sortie élevé de 1.066Geps* 5 a été obtenue en compressant efficacement les données d’événement, c’est-à-dire les informations de polarité de changement de luminance, de temps et de coordonnées x / y pour chaque événement.

• * 4:Circuit qui détermine la priorité dans la direction de l’axe Y correspondant aux demandes d’une pluralité de pixels où un changement de luminance s’est produit.
• * 5:Le nombre d’événements par seconde.

Figure 3: illustration de lecture des données d’événement

Trajectoire du ballon

Capteur basé sur le cadre

Capteur basé sur les événements

Figure 4: Exemple d’image capturée 1

• *Capturé la nuit

Capteur conventionnel

Capteur basé sur les événements

Figure 5: Exemple d’image capturée 2

• *Capturé la nuit

Capteur conventionnel

Capteur basé sur les événements

Spécifications clés