Oferecem uma aquisição de dados de elevada precisão e alta velocidade, para melhorar a produtividade dos equipamentos industriais

Atsugi, Japão — A Sony Semiconductor Solutions Corporation (“Sony”) anunciou hoje o lançamento de dois tipos de sensores de visão empilhados baseados em eventos. Estes sensores concebidos para equipamentos industriais são capazes de detetar apenas as alterações dos objetos e alcançar o tamanho de píxel mais reduzido da indústria^*1 de 4,86 μm.

Os sensores de visão baseados em eventos detetam, de forma assíncrona, as alterações de luminosidade para cada píxel e reproduzem apenas os dados alterados, combinando-os com informações sobre a posição do píxel (coordenadas xy) e o tempo, permitindo assim uma saída de dados de alta velocidade e baixa latência.

Os dois novos sensores utilizam uma tecnologia de empilhamento, potenciando a ligação Cu-Cu^*2 exclusiva da Sony, para atingir o tamanho de píxel mais reduzido da indústria^*1 de 4,86 μm. Além de funcionarem com um baixo consumo de energia e oferecerem uma saída de dados de alta velocidade, baixa latência e elevada resolução temporal, os novos sensores também apresentam uma resolução surpreendentemente alta para o seu reduzido tamanho. A combinação de todos estes benefícios garante a deteção imediata de objetos em movimento, numa variedade de ambientes e situações.

Estes dois sensores foram concebidos graças à colaboração entre a Sony e a Prophesee, combinando a tecnologia de sensores de imagem CMOS da Sony com a tecnologia única de sensores de visão baseados em eventos da Prophesee. Isto permite a aquisição de dados de elevada precisão e a alta velocidade, contribuindo para melhorar a produtividade dos equipamentos industriais.

*1: Entre os sensores de visão empilhados baseados em eventos. De acordo com a pesquisa da Sony (à data do anúncio a 9 de setembro de 2021).

*2: Tecnologia que fornece continuidade elétrica através de pastilhas de cobre (Cu) ligadas, ao empilhar a secção dos píxeis (chip superior) e os circuitos lógicos (chip inferior). Comparativamente com a cablagem “through-silicon via” (TSV), em que a ligação é estabelecida por elétrodos introduzidos à volta da circunferência da área dos píxeis. Este método oferece uma maior liberdade em termos de design, melhora a produtividade, permite um tamanho mais compacto e aumenta o desempenho

Sensores de visão empilhados baseados em eventos Esquerda:IMX636 Direita:IMX637

*3: Com base no método de especificação de píxeis efetivos do sensor de imagem

Com as necessidades cada vez mais sofisticadas e diversificadas do negócio de equipamentos industriais,

a utilização da deteção para extrair a informação necessária das imagens captadas pelas câmaras continua a crescer, exigindo uma aquisição de dados cada vez mais eficiente.

Com o método baseado em fotogramas, frequentemente utilizado, toda a imagem é reproduzida a intervalos específicos determinados pela taxa de fotogramas. No entanto, os novos sensores da Sony utilizam um método baseado em eventos que deteta, de forma assíncrona, as alterações de luminosidade dos píxeis e reproduz os dados com informações sobre a posição do píxel (coordenadas xy) e o tempo. Os sensores utilizam uma estrutura empilhada exclusiva, potenciando a ligação Cu-Cu, para obter uma condução entre o chip de píxeis e o chip lógico, que está equipado com um circuito de processamento de sinal para detetar as alterações de luminosidade em cada píxel. Este design possibilita que apenas os píxeis que detetaram uma alteração de luminosidade no objeto possam emitir dados, permitindo que o sensor detete imediatamente as alterações de luminosidade a alta velocidade, baixa latência e elevada resolução temporal, enquanto funciona com um baixo consumo de energia. Além disso, o design apresenta o tamanho de píxel mais reduzido da indústria^※1 de 4,86 μm, tornando-se num sensor extremamente compacto e de alta resolução.

Estes produtos conseguem detetar ligeiras alterações na vibração, revelando anomalias a utilizar na manutenção preditiva dos equipamentos. Também detetam alterações nas faíscas produzidas durante a soldadura e o corte de metais, informações estas que podem ser utilizadas para notificar os trabalhadores sobre a frequência ideal de substituição das ferramentas, entre outras possibilidades. Da mesma forma, podem contribuir para uma produção otimizada em várias aplicações onde os sensores de imagem baseados em fotogramas têm dificuldades, bem como para o apoio dos processos de trabalho que dependem da experiência humana.

Exemplo de imagem 1: Deteção de vibrações (esquerda: imagem baseada em fotogramas, direita: deteção baseada em eventos)

Exemplo de imagem 2: Deteção de faíscas durante o corte de metal (esquerda: imagem baseada em fotogramas, direita: deteção baseada em eventos)

Funções principais

■   Design compacto com alta resolução, graças ao tamanho de píxel mais reduzido da indústria*1 de 4,86 μm

Os novos sensores utilizam uma estrutura empilhada exclusiva, potenciando a ligação Cu-Cu, para obter uma condução entre o chip de píxeis e o chip lógico, que está equipado com um circuito de processamento de sinal para detetar as alterações de luminosidade em cada píxel. A unidade de píxeis e o circuito de processamento do sinal são normalmente colocados na mesma placa. No entanto, nestes produtos, a estrutura única permite o tamanho de píxel mais reduzido da indústria^*1 de 4,86 μm, enquanto mantém um rácio de abertura elevado^*4 para a unidade de píxeis. Este design oferece um fator de forma compacto e uma elevada resolução, proporcionando capacidades de reconhecimento de alta precisão.

*4: Rácio da secção de abertura (secção diferente da parte de proteção da luminosidade), visto a partir do lado da luz incidente, por píxel.

■   Capacidade de extração de dados de eventos de alta velocidade, baixa latência e elevada resolução temporal, apesar do baixo consumo de energia

A construção empilhada exclusiva permitiu à Sony optar por um método baseado em eventos que deteta, de forma assíncrona, as alterações de luminosidade dos píxeis e reproduz dados com informações sobre a posição do píxel (coordenadas xy) e o tempo. Ao contrário do método baseado em fotogramas, este permite que os sensores leiam apenas os dados necessários, reduzindo o consumo de energia, mas a alta velocidade, medida em microssegundos, e com baixa latência, o que permite uma saída de alta resolução temporal.

■   Função de filtragem de eventos para a aquisição de informações simplificadas

Estes sensores estão equipados com funções de filtragem de eventos, desenvolvidas pela Prophesee para eliminar dados de eventos desnecessários, tornando-se ideais para diversas aplicações. A utilização destes filtros ajuda a eliminar eventos desnecessários para a tarefa de reconhecimento em causa, tais como as oscilações dos LED que podem ocorrer em determinadas frequências (antioscilação), bem como eventos que dificilmente serão o contorno de um objeto em movimento (filtro de eventos). Os filtros também permitem ajustar o volume de dados, quando necessário, para garantir que este fica abaixo da taxa de eventos que pode ser processada nos sistemas a jusante (controlo da taxa de eventos).

(Esquerda:Filtro de eventos desligado, direita:Filtro de eventos ligado. Redução aprox. de 92% do volume de dados a partir da esquerda)

Como parte da colaboração entre a Sony e a Prophesee nestes produtos, a Prophesee disponibilizou o Metavision® Intelligence Suite, um software de processamento de sinal de eventos, otimizado para o desempenho do sensor. A combinação entre os sensores de visão baseados em eventos da Sony e este software permitirá o desenvolvimento eficiente de aplicações e fornecerá soluções para inúmeros casos de utilização.

Para mais detalhes sobre os sensores de visão baseados em eventos da Sony, visite o seguinte website.

Página de produto

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

Página de tecnologia

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

Principais especificações

*5: Ao utilizar a função de processamento de sinal dos eventos.

*6: Região de Interesse, 9 × 9 = 81 píxeis.

*7: Leitura “thin out”, 1/5 (direção horizontal).

*8: 5 lux é a condição mínima de iluminação que garante as características de imagem. O corte de baixa luminosidade (não garantido) é de 0,08 lux

com uma resposta de 50% dos píxeis ao contraste linear de 100%.

Metavision® é uma marca registada da PROPHESEE S.A.

Sobre a Sony Corporation  

A Sony Corporation é responsável pelo segmento de produtos e soluções de eletrónica (EP&S) do Sony Group. Com o objetivo de “continuar a fornecer Kando e Anshin às pessoas e à sociedade em todo o mundo através da busca por tecnologias e novos desafios”, a Sony irá criar produtos e serviços em várias áreas, tais como o entretenimento em casa, som, imagem e comunicações móveis. Para mais informações, visite: www.sony.net