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Image Sensoren verarbeiten sichtbaren und SWIR-Bereich

Sony Semiconductor Solutions hat zwei Bildsensoren auf den Markt gebracht, die sowohl den sichtbaren als auch den kurzwelligen Infrarotbereich (SWIR) verarbeiten können. Die Sensoren IMX990 und IMX991 nutzen mit 5µm die branchenweit kleinste Pixelgröße aller InGaAs-Sensoren.

Bild: Framos GmbH


Die Sensoren verwenden die SenSWIR-Technologie von Sony und sind SXGA 1/2-Typ und VGA 1/4-Typ Bildsensoren. Beide Produkte verwenden 5µm große Quadratpixel, die für das menschliche Auge sichtbares Licht und darüber hinaus Wellenlängen im NIR- und SWIR-Bereich erfassen. Die spektrale Empfindlichkeit der Sensoren liegt zwischen 400 und 1.700nm, sodass sie über den sichtbaren Spektralbereich hinaus auch Licht im SWIR-Bereich detektieren können und in diesen hineinsehen können, ohne im sichtbaren Spektralbereich große Abstriche machen zu müssen. Dies wird teilweise durch die Verdünnung der oberen Indiumphosphid (InP)-Schicht erreicht, die über dem InGaAs liegt. Dies ermöglicht es kürzeren Wellenlängen (blauer Lichtbereich) den empfindlichen InGaAs-Bereich zu durchdringen und dort absorbiert zu werden. Die lichtempfindliche Abtastschicht wird dann mit der Ausleseschaltung über Cu-Cu-Verbindungen gepaart.

Ein externer Speicher stellt optische Schwarzwertinformationen (OPB) in Echtzeit bereit, ohne dass eine externe Dunkelstromkorrektur (DCC) erforderlich ist. Der 1,34MP Sensor IMX990 verfügt über eine aktive Pixelmatrix mit 1.296×1.032 Pixeln, die mit 130fps bei 8Bit, 120fps bei 10Bit und 70fps bei 12Bit übertragen wird. Die aktive Pixelmatrix mit 656×520 Pixeln des 0,34MP Sensors IMX991 überträgt mit 250fps bei 8Bit, 240fps bei 10Bit und 130fps bei 12Bit. Die kleinere Pixelgröße der Bildsensoren in Kombination mit der Stacked-Layer-Design Erfahrung von Sony sorgt für ein sehr kompaktes Gehäuse-Design, wodurch die Kosten für ähnlich konstruierte SWIR-basierte Kameras gesenkt werden. Sowohl ein Keramik-PGA mit integrierter thermoelektrischer Kühlung (TEC) als auch ein Keramik-LGA-Gehäuse werden verfügbar sein.

Für diejenigen, die Erfahrung mit der Integration von Pregius Sensoren haben, unterstützen die neuen Chips fast dieselben Funktionalitäten, wodurch ihre Integration in bestehende Designs beschleunigt wird und die für SWIR-basierte Kameradesigns typischerweise erforderliche analoge Schaltung entfällt. Global Shutter, ROI und integriertes Digitalthermometer sind Standardfunktionen, die verfügbar sind. Die Bilddaten werden über zwei oder vier schaltbare SLVS-Schnittstellen mit 8, 10 oder 12Bit/Pixel übertragen, während die Kommunikation entweder über I2C oder 4-Draht Technik erfolgt. Die Serienproduktion ist für das Frühjahr 2021 geplant.

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