会社ブログについて SONY IMX646-AAMR-C 1/2.5 インチ 高速イベントベースのビジョンセンサー

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.はソニーの製品を供給しています。IMX646-AAMR-C、有効約92万画素の1/2.5型イベント駆動型高速イメージセンサー。

ソニーIMX646-AAMR-Cは、ソニー セミコンダクターが Prophesee と共同で開発した新世代の積層型高速イベント駆動型ビジョン センサー (EVS) で、1/2.5 インチの光学フォーマット (対角 7.1 mm) を特徴としています。革新的なピクセル アーキテクチャとイベント センシング メカニズムのおかげで、従来のフレームベースのイメージ センサーのフレーム レート制限から完全に解放されます。非同期イベント取得、マイクロ秒レベルの超低遅延、超高ダイナミック レンジなどの主要な利点を備えており、高速でダイナミックなシーン認識の要求によく適しています。これは、産業オートメーション、インテリジェント ロボティクス、ハイエンド セキュリティ、およびインテリジェントな測定および制御アプリケーションの高性能コア ビジュアル コンポーネントとして機能します。

I. IMX646-AAMR-C のコアの位置付けとアーキテクチャ上の利点

IMX646-AAMR-C は、ハイエンドの高速ビジョン アプリケーション向けに設計された高解像度のイベント駆動型センサーです。連続フレーム露光とグローバル出力を使用して固定フレーム レートで動作する従来の CMOS センサーとは異なり、このセンサーはピクセル レベルの非同期イベント検出アーキテクチャを採用しています。各ピクセルはリアルタイムで輝度変化を個別に監視し、照明の突然の変化が検出された場合にのみピクセル座標、タイムスタンプ、輝度極性データを出力します。輝度変化のない静的領域では冗長なデータが生成されないため、ハードウェアレベルで「オンデマンド取得、効率的な出力」センシングモードが実現されます。

ハードウェア的には、ソニーの成熟したスタックピクセルプロセスを利用しており、業界をリードする4.86μmの超小型ピクセルサイズを特徴としています。これにより、センサーの物理的設置面積を大幅に削減しながら、1280×720（有効約92万画素）の高精細解像度を確保し、撮像精度とコンパクトなデバイス設計の必要性のバランスをとります。このチップには対数 I/V 変換回路、照度変化検出ユニット、調停回路が統合されており、外部補助チップを必要とせずにイベント認識、信号フィルタリング、データ調整が可能です。これにより、統合が大幅に強化され、エンドデバイスのハードウェア開発の複雑さが軽減されます。

II.IMX646-AAMR-C主要なハードウェア仕様と卓越したパフォーマンス

このセンサーは、独自のピクセル設計と回路の最適化を活用して、応答速度、ダイナミック レンジ、低照度性能という 3 つの主要な側面にわたって業界をリードするパフォーマンスを実現します。すべてのコアパラメータは工業グレードの校正を受けており、要求の厳しい動作環境への適合性が保証されています。

1. 超低遅延・高速レスポンス

のIMX646-AAMR-C従来のセンサーのフレーム レート制限を克服し、純粋にイベント駆動型のリアルタイム センシングを実現します。標準的な 1000 ルクスの照明条件下では、全体の応答遅延は 800 μs 以下で、ピーク遅延は 300 μs と低くなります。これにより、高速で移動するターゲットの瞬間的な軌跡をミリ秒間隔で正確に捉えることが可能になり、従来のイメージングに伴うモーションブラーや画像の遅れを完全に排除します。 0.3ルクスの極度の低照度条件下でも遅延は9000μs以内にとどまり、高速応答と低照度適応性のバランスを実現します。そのため、高速生産ライン検査、ドローンの動的な障害物回避、高速モーション追跡などのシナリオに最適です。

2. 超高ダイナミックレンジイメージング

対数応答画素回路を内蔵しており、IMX646-AAMR-C110dBを超えるダイナミックレンジを実現し、30mLuxから100kLuxまでの非常に広い照明範囲をカバーします。直接の強い光、影のある低照度領域、明暗間の急速な移行を含む複雑なシナリオを処理できます。逆光条件、屋外の高輝度監視、明暗が交互に繰り返される産業環境において、明るい領域と暗い領域の両方でディテールを効果的に保持し、露出オーバーや露出不足の問題を排除し、従来のフレームベースのセンサーをはるかに上回る画像許容度を実現します。

3. 安定した低ノイズ撮像

のIMX646-AAMR-Cセンサーは優れたバックグラウンドノイズ抑制を提供します。標準的な 1000 ルクスの照明下では、背景イベントのレートはわずか 0.1 Hz です。 0.3 lx の低照度条件では、バックグラウンド イベント レートは 5 Hz 以下です。ピクセル コントラストしきい値の不均一性は 6% 以下で、スプリアス ノイズ イベントの出力を効果的に削減し、下流のフィルタリング アルゴリズムの計算負荷を軽減し、高速のダイナミック シーンでの認識精度と安定性を確保します。

4. 基本的なハードウェア仕様

のIMX646-AAMR-C標準の1/2.5インチ光学フォーマット、有効画素解像度1280(H)×720(V)、有効画素数約92万、画素サイズ4.86μm×4.86μm。外形寸法 13mm × 13mm の 156 ピン LGA パッケージを採用しており、小型デバイスへの統合に適したコンパクトなフォームファクタを提供します。電源はアナログ用 3.0V、デジタル用 1.1V、1.8V の 3 系統で構成されており、優れた消費電力制御により、長時間の連続動作に適しています。

Ⅲ．のIMX646-AAMR-Cの広範なインテリジェント機能

IMX646-AAMR-C は、複数の独自の画像処理機能とイベント最適化機能を統合しています。パラメータはレジスタを介して柔軟に設定でき、さまざまなシナリオにわたってカスタマイズされた認識要件を満たすことができ、優れた機能と拡張性を提供します。

- 多次元パラメータ調整: コントラストしきい値、応答遅延、デッドタイムの​​カスタマイズをサポートします。アナログ ノイズ リダクション フィルタリングと組み合わせることで、シーンの照明と動きの速度に基づいてイベント出力を正確に最適化し、さまざまな精度の検出要件に対応できます。

- 柔軟な ROI 取得: マトリックスによる任意の領域定義、ウィンドウ モード、デジタル クロッピングの 3 種類の ROI 機能をサポートし、ターゲット検出領​​域のロックと無関係な画像領域のマスキングを可能にし、それによってデータ出力量をさらに削減し、検出効率を向上させます。

- プロフェッショナルなイベント処理機能: 内蔵のアンチフリッカー、イベント フィルタリング、およびイベント レート統計機能により、照明のちらつきや環境干渉によって引き起こされる無効なイベントが自動的にフィルタリングされます。ピクセル マスキングとイベント極性反転をサポートし、多様なアルゴリズム処理ロジックに対応します。

- マルチデバイス同期メカニズム: 複数のセンサーの同期動作のためのマスター/スレーブ モードをサポートし、マルチカメラ ビジョン システムでの正確な時間同期を可能にし、3D 再構成、ステレオ測距、大規模な協調検出などのハイエンド アプリケーションの要求に対応します。

- 環境認識支援: 統合された温度計と照度計 (絶対照度および相対照度の二重検出モード) により、デバイスの動作温度と周囲光データのリアルタイム収集が可能になり、画像パラメータの適応調整のためのデータ サポートを提供し、デバイスの環境適応性を強化します。

IV.IMX646-AAMR-C高速インターフェースとデータ出力仕様

高速イベントデータの伝送要件を満たすために、IMX646-AAMR-Cデュアルモード高速伝送インターフェースを搭載し、さまざまな帯域幅要件を持つ端末装置に対応する柔軟な構成切り替えをサポートします。このインターフェースには、MIPI (1 チャネルと 2 チャネルの間で切り替え可能) と SLVS (2 チャネルと 4 チャネルの間で切り替え可能) の 2 つの伝送モードが含まれています。高速伝送帯域幅により、大量の瞬間的なイベント データを遅延なく出力できるため、データの輻輳や損失の問題が解消されます。

また、2 つの主流イベント出力形式である EVT 2.1 と EVT 3.0 の両方とも互換性があります。 EVT 3.0 は 16 ビット エンコード圧縮モードを利用し、データ伝送帯域幅とストレージ要件を大幅に削減します。これにより、バックエンド ホスト チップの計算負荷が効果的に軽減され、ビジョン システム全体の応答速度と動作の安定性が向上し、軽量の組み込みデバイスへの展開に適したものになります。

V. コアアプリケーションシナリオIMX646-AAMR-C

高速、低遅延、高ダイナミック レンジ、低計算電力消費という包括的な利点を活用するこのセンサーは、幅広いコア アプリケーション領域を備えたさまざまな高速ダイナミック ビジョン センシング シナリオに最適です。

- 産業用スマート製造: 高速組立ラインの欠陥検出、精密部品の動的な寸法測定、ロボットアームのリアルタイムの動作軌跡追跡、および機器の振動と変位の監視。マイクロ秒レベルのレイテンシーを活用し、高精度のリアルタイム品質管理とモーション制御を実現します。

- インテリジェント ロボティクス: サービス ロボットや産業用移動ロボットの動的障害物回避、リアルタイム環境モデリング、人間追跡。高い計算能力を必要とせずに高速な環境認識を可能にし、ロボットの動作応答感度を高めます。

- ハイエンドのセキュリティ監視: 屋外で昼夜を問わず動的ターゲットを捕捉し、高速で移動する歩行者や車両を追跡し、逆光や高輝度の光のシナリオで監視します。超高ダイナミックレンジと低遅延により、従来の監視システムが直面する高速移動時のモーションブラーや高コントラストシーンでの画像化の失敗などの問題を解決します。

- 科学研究と特殊測定: 高速科学実験の観察、精密機器の動的な監視と制御、ドローンの低高度での高速障害物回避、インタラクティブ ゲームの動的な認識など、厳しいリアルタイム パフォーマンスと精度が要求されるすべてのシナリオ。

VI.の主要な競争上の利点IMX646-AAMR-C

従来のフレームベースのイメージセンサーや同様のイベント駆動型センサーと比較して、Sony の主な利点は次のとおりです。IMX646-AAMR-C第一に、マイクロ秒レベルの遅延によりフレーム レートの制約から解放され、一瞬の動的な詳細をキャプチャできる比類のないリアルタイム パフォーマンスです。 2 番目に、優れたデータ効率により、冗長データを大幅に削減しながら有効な動的イベントのみを出力するため、コンピューティングと帯域幅のコストが 50% 以上削減されます。第三に、強力な環境適応性です。超広ダイナミックレンジと超低ノイズ設計の組み合わせにより、昼と夜、明暗の変化、強い照明と弱い照明の両方がある環境などの複雑な動作条件への適合性が保証されます。 4 番目に、高度な統合と実装の容易さ: 信号処理回路と調整可能な機能のフルスイートが組み込まれており、標準化された高速インターフェイスと組み合わせることで、エンドユーザー製品の研究開発サイクルが大幅に短縮され、大規模な量産が容易になります。

VII.概要IMX646-AAMR-C

Sony IMX646-AAMR-C 1/2.5 インチ高速イベント ドリブン ビジョン センサーは、ソニーの最先端 CMOS スタック プロセス テクノロジーと Prophesee の成熟したイベント センシング テクノロジーを組み合わせており、高速ダイナミック シーン、複雑な照明条件、および低計算能力の組み込みアプリケーションにおける従来のビジョン センサーの欠点に対処します。その高解像度、マイクロ秒レベルの超低遅延、超高ダイナミック レンジ、軽量統合により、産業オートメーション、インテリジェント ロボティクス、ハイエンド セキュリティ アプリケーションにおける次世代ビジョン システムのコア コンポーネントとして推奨され、「フレームベースのイメージング」から「イベント駆動型の知覚」へのマシン ビジョンのインテリジェントな進化を推進します。