STMicroelectronics Bildsensoren mit neuer Pixelarchitektur

STMicroelectronics hat mit dem Vertrieb von zwei neuen Bildsensoren für Computer-Vision-Anwendungen begonnen.
STMicroelectronics hat mit dem Vertrieb von zwei neuen Bildsensoren für Computer-Vision-Anwendungen begonnen.

Der Halbleiterhersteller nutzt einen neuen Siliziumprozess und eine neue Pixelarchitektur zur Fertigung von kompakteren Bildsensoren. Die ersten Bausteine sind der VD55G0 und der VD56G3.

Das Alleinstellungsmerkmal der neuen Bildsensoren ist laut STMicroelectronics die Kombination aus hoher Auflösung und kompakter Baugröße. Der VD55G0 besteht aus 640 x 600 Pixeln und hat eine Grundfläche 2,6 mm x 2,5 mm. Beim VD56G3 sind es 1.124 x 1.364 Pixel (1,5 MP) und 3,6 mm x 4,3 mm. Beide Bildsensoren arbeiten mit Global-Shutter-Technik, wurden auf minimales Übersprechen und hohe Empfindlichkeit optimiert.

Im VD56G3 ist eine Optical-Flow-Verarbeitung integriert, um eigenständig Bewegungsvektoren zu berechnen, ohne dafür Rechenleistung vom Hostprozessor in Beschlag zu nehmen. Die neuen Sensoren wurden für ein breites Anwendungsspektrum für Industrie- und Konsumelektronik ausgelegt, darunter Augmented und Virtual Reality (AR/VR), simultane Lokalisierung und Kartierung (Simultaneous Localization and Mapping, SLAM) und 3D-Scannen.

Technische Merkmale

Die Pixel werden mit vollständiger Deep Trench Isolation (DTI) in einer Größe von lediglich 2,61 µm x 2,61 µm gefertigt. Sie sind robust gegen Streulicht und haben eine hohe Quantenausbeute. Die neue Fertigungstechnik und Pixelarchitektur ermöglicht kleine Pixel auf einem BSI-Die (Backside Illumination), sodass optischer Sensor und die Schaltung zur Signalauswertung effizient auf zwei Chips vertikal gestapelt werden können. Dadurch entsteht Platz für zusätzliche Funktionsblöcke, u.a. zur Optical-Flow-Berechnung.

Der untere Chip wird in 40-nm-Technik hergestellt und enthält digitale und analoge Schaltungen. Über die digitalen Schaltungen wird ein Belichtungs-Algorithmus mit statistischen Informationen aus bis zu 336 Zonen umgesetzt, eine automatische Defektkorrektur und eine automatische Dunkelkalibrierung. Der Optical-Flow-Block ist vollständig autonom und kann bei 60 fps 2.000 Bewegungsvektoren berechnen. Eine Vektorgenerierung unterstützt AR/VR- und Robotik-Anwendungen in Hostsystemen mit geringer Rechenleistung.

Die Sensoren arbeiten mit integriertem Temperatursensor, I²C Fast Mode+, Defektkorrektur und einer MIPI CSI-2 Datenschnittstelle.