Neue InGaAs-Sensoren von Sony Für kompakte SWIR-basierte Kameradesigns

Besonders Branchen, die auf Machine Vision für Inspektions-, Auswahl-, Sortier- oder Hyperspektral-/Multispektralkameras abzielen sollen von den Sony-Sensoren IMX990 und IMX991 profitieren.
Besonders Branchen, die auf Machine Vision für Inspektions-, Auswahl-, Sortier- oder Hyperspektral-/Multispektralkameras abzielen sollen von den Sony-Sensoren IMX990 und IMX991 profitieren.

Sony Semiconductor Solutions hat zwei neue Bildsensoren herausgebracht, die sowohl den sichtbaren als auch den kurzwelligen Infrarotbereich (SWIR) verarbeiten können. Die Sensoren IMX990 und IMX991 nutzen mit 5 µm eine sehr kleine Pixelgröße.

Die Sensoren IMX990 und IMX991 verwenden die SenSWIR-Technologie von Sony Semiconductor Solutions und sind SXGA-1/2-Typ- und VGA-1/4-Typ-Bildsensoren, die bei Framos, einem langjährigen Partner von Sony, erhältlich sind. Beide Produkte verwenden 5 µm große Quadratpixel, die für das menschliche Auge sichtbares Licht und darüber hinaus Wellenlängen im nahen und kurzwelligen Infrarotbereich erfassen. Die spektrale Empfindlichkeit der Sensoren liegt zwischen 400 nm und 1700 nm, sodass sie über den sichtbaren Spektralbereich hinaus auch Licht im SWIR-Bereich detektieren können.

Dies wird teilweise durch die Verdünnung der oberen Indiumphosphid-(InP)-Schicht erreicht, die über dem Indiumgalliumarsenid (InGaAs) liegt. Diese Verdünnung ermöglicht es den kürzeren Wellenlängen, also denen im blauen Lichtbereich, den empfindlichen InGaAs-Bereich zu durchdringen und dort absorbiert zu werden. Die lichtempfindliche Schicht wird dann mit der Ausleseschaltung über Cu-Cu-Verbindungen verbunden, die dazu beitragen, dass sie qualitativ hochwertige Bilder in einem kompakten Design liefern. Ein externer Speicher stellt optische Schwarzwertinformationen (OPB) in Echtzeit bereit, ohne dass eine externe Dunkelstromkorrektur (DCC) erforderlich ist.

Kleine Pixelgröße, kompaktes Gehäuse

Der 1,34-MP-Sensor IMX990 verfügt über eine aktive Pixelmatrix mit 1296 x 1032 Pixeln, die mit 130 fps bei 8 Bit, 120 fps bei 10 Bit und 70 fps bei 12 Bit übertragen wird. Die aktive Pixelmatrix mit 656 x 520 Pixeln des 0,34-MP Sensors IMX991 überträgt mit 250 fps bei 8 Bit, 240 fps bei 10 Bit und 130 fps bei 12 Bit. Die kleinere Pixelgröße dieser Bildsensoren in Kombination mit der Erfahrung von Sony im Bereich Stacked-Layer-Design sorgt für ein 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 sind verfügbar.

Für diejenigen, die Erfahrung mit der Integration von Pregius-basierten Sensoren von Sony 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 Thermometer sind Standardfunktionen der Sensoren. Die Bilddaten werden über zwei oder vier schaltbare SLVS-Schnittstellen mit 8, 10 oder 12 Bit/Pixel übertragen, während die Kommunikation entweder über I2C- oder 4-Draht-Technik erfolgt.