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Atsugi, Japón: Sony Semiconductor Solutions Corporation (SSS) anunció hoy el próximo lanzamiento del IMX611, un sensor de profundidad SPAD de tiempo de vuelo directo (dToF) para teléfonos inteligentes que ofrece la mayor*1 eficiencia de detección de fotones.
El IMX611 tiene una eficiencia de detección de fotones del 28%, la más alta de la industria,*1 gracias a su estructura de píxeles patentada de diodo de avalancha de fotón único (SPAD).*2 Esto reduce el consumo de energía de todo el sistema al tiempo que permite una medición de alta precisión de la distancia de un objeto.
Este nuevo sensor generará oportunidades para crear un nuevo valor en los teléfonos inteligentes, incluidas funciones y aplicaciones que utilizan información de distancia.
*1 Entre los sensores de profundidad SPAD para smartphones. A partir de este anuncio del 6 de marzo de 2023.
*2 Una estructura de píxeles que utiliza la multiplicación de avalancha para amplificar los electrones de un solo fotón incidente, lo que provoca una cascada como una avalancha.
Sensor de profundidad IMX611 SPAD ToF para smartphones
| Nombre del modelo | Envío de muestra fecha (planificada) |
Precio de muestra (incluyendo impuesto) |
|---|---|---|
| Tipo IMX611 1/8.1 (diagonal de 2,2 mm) aprox. 23.000 píxeles efectivos*3 Sensor de profundidad SPAD ToF |
marzo 2023 | 1,000 yenes |
*3 Basado en el método de especificación de píxeles efectivos del sensor de imagen.
En general, los píxeles SPAD se utilizan como un tipo de detector en un sensor dToF, que adquiere información de distancia al detectar el tiempo de vuelo de la luz emitida desde una fuente hasta que regresa al sensor después de ser reflejada por un objeto.
El IMX611 utiliza una estructura de píxeles SPAD patentada que le da al sensor el nivel más alto de la industria.*1 eficiencia de detección de fotones, al 28%, lo que hace posible detectar incluso fotones muy débiles que han sido emitidos por la fuente de luz y reflejados en el objeto. Esto permite una medición muy precisa de la distancia del objeto. También significa que el sensor puede ofrecer un alto rendimiento de medición de distancia incluso con una salida de láser de fuente de luz más baja, lo que ayuda a reducir el consumo de energía de todo el sistema del teléfono inteligente.
Este sensor puede medir con precisión la distancia a un objeto, lo que permite mejorar el rendimiento del enfoque automático en entornos con poca luz y poca visibilidad, aplicar un efecto bokeh al fondo del sujeto y cambiar sin problemas entre cámaras de gran angular y teleobjetivo. Todas estas capacidades mejorarán la experiencia del usuario de las cámaras de los teléfonos inteligentes. Este sensor también permite reconocimiento espacial 3D, oclusión AR,*4 captura de movimiento/reconocimiento de gestos y otras funciones similares. Con la expansión del metaverso en el futuro, este sensor contribuirá a la evolución funcional de las pantallas montadas en la cabeza de realidad virtual y las gafas de realidad aumentada, cuya demanda se espera que aumente.
*4 La capacidad de ocultar objetos AR virtuales con objetos ubicados físicamente en primer plano.
Ejemplos de aplicación de un sensor de profundidad SPAD ToF
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Seguimiento de manos
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Principales características
■ Medición de distancia de alta precisión y bajo consumo de energía gracias a los más altos de la industria*1 eficiencia de detección de fotones
El IMX611 emplea una configuración apilada, donde se utiliza una conexión Cu-Cu para lograr la conducción de cada píxel entre el chip de píxel SPAD retroiluminado (arriba) y el chip lógico equipado con un circuito de procesamiento de medición de distancia (abajo). Al colocar el circuito debajo del chip de píxeles, SSS ha logrado un tamaño de píxel de 10 μm cuadrados, que es bastante pequeño para un SPAD, al mismo tiempo que asegura una alta relación de apertura.*5 SSS también ha realizado las siguientes mejoras en los píxeles:
・Uso de un plano de incidencia de luz con irregularidades en su superficie para refractar la luz incidente, mejorando así la tasa de absorción
・Multiplicación eficiente a través de la optimización del diseño de la región de avalancha en el píxel
Estas estructuras de píxeles patentadas se combinan para ofrecer la más alta de la industria*1 eficiencia de detección de fotones, del 28%, cuando se usa una longitud de onda de 940 nm, que se usa comúnmente en fuentes de luz láser para teléfonos inteligentes. Esto permite un reconocimiento de alta precisión y reduce el consumo de energía de todo el sistema.
*5 Proporción de la sección de apertura (sección distinta de las secciones que bloquean la luz) vista desde el lado de la luz incidente por píxel. Cuanto mayor sea la apertura, mayor será la eficiencia de detección.
■La función de procesamiento de señales patentada simplifica el desarrollo general del sistema
Al incorporar una función de procesamiento de señal patentada en el chip lógico dentro del sensor, la información RAW adquirida de los píxeles SPAD se convierte en información de distancia para la salida, y todo esto se hace dentro del sensor. Este enfoque hace posible reducir la carga del procesamiento posterior, lo que simplifica el desarrollo general del sistema.
Estructura del sensor de profundidad SPAD ToF
Enlaces relacionados
| Nombre del modelo | IMX611 | |
|---|---|---|
| Píxeles efectivos | 140 x 170, 23 000 píxeles | |
| Tamaño de la imagen | Diagonal 2,2 mm (tipo 1/8,1) | |
| Tamaño de celda de la unidad SPAD | 10,08 x 10,08 micras | |
| Longitud de onda de fuente de luz recomendada | 940nm | |
| Eficiencia de detección de fotones | 28% | |
| Consumo de energía a 8m*6 (modo de larga distancia) |
110 mW (sensor) 160 mW (sistema*7) |
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| Consumo de energía a 3m*6 (modo de corta distancia) |
40 mW (sensor) 85 mW (sistema*7) |
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| Precisión de distancia*6 | Menos del 0,1% de error | |
| Procesamiento de señal de distancia | Incluido en el chip lógico del sensor | |
*6 El consumo de energía y la precisión de la distancia se basan en 30 fotogramas por segundo y en condiciones interiores.
*7 Consumo de energía de todo el sistema, incluida la fuente de luz láser, el sensor de profundidad SPAD y el procesamiento de señales.
