CCD-Bildsensoren Höhere Quantenausbeute im nahen Infrarot

Mehr Infrarotlicht messen können, lautet das Motto, das On Semiconductor mit dem KAI-08052 verfolgt.
»Mehr Infrarotlicht messen können«. Unter dieses Motto hat On Semiconductor den KAI-08052 CCD-Interline-Transfer Bildsensor gestellt.

Für einige Anwendungen in der industriellen Bildverarbeitung oder der medizinischen Bildgebung ist die Detektion von IR-Licht relevant. Eine modifizierte Anordnung des Pixel-Potenzialtopfs steigert die Quantenausbeute für Lichtmessungen im nahen Infrarotbereich.

On Semiconductors CCD-Interline-Transfer Bildsensoren aus der Produktserie KAI-0805x sind unter anderem für Anwendungen im maschinellen Sehen und in der medizinischen Bildgebung geeignet. Für diese Anwendungen ist manchmal auch die Detektion von Infrarotlicht relevant, etwa dann, wenn die Bildsensoren für eine fluoreszenzmikroskopische Messung genutzt werden, für die sich nur IR-emittierende Fluoreszenzproteine eignen. Für das maschinelle Sehen bietet ein Bildsensor mit hoher Quantenausbeute im IR-Spektrum die Möglichkeit, die Erkennung bzw. optische Inspektion von schlecht ausgeleuchteten Objekten mit einer IR-Ausleuchtung zu unterstützen.

Bei den bisherigen Modelle KAI-08050 und KAI-08051 beträgt die Quantenausbeute für Licht ab ca. 800 nm Wellenlänge gute zehn Prozent und fällt mit steigender Wellenlänge monoton. Bei 900 nm liegt die Quantenausbeute bei unter fünf Prozent. Das Nachfolgemodell KAI-08052 erzielt bei gleichem Aufbau des Bildsensors – 3364 x 2520 Pixel (8 MP), 22,66 mm Diagonale, 4:3 Format und eine quadratische Pixelgrundfläche mit 5,5 Mikrometer Seitenlänge – eine Quantenausbeute von etwa 20 Prozent bei 800 nm und bei 900 nm noch ca. 7,5 Prozent. Für diesen Zugewinn wurde der Potenzialtopf, in dem die photoelektrisch generierten Elektronen gesammelt werden, tiefer in das Siliziumsubstrat verlegt, als es bei den Vorgängermodellen der Fall ist. Die Ladungsträgerkapazität des Potenzialtopfes ist mit 20.000 Elektronen gleich geblieben.

Der KAI-08052 Bildsensor hat den gleichen Dunkelstrom (1 Elektron/s), den gleichen Aufbau und die gleiche Pin-Belegung wie das Vorgängermodell (KAI-08051). Der Sensor ist im CPGA-67 Gehäuse entweder als monochrome Variante, mit Bayer Matrix oder als Sparse CFA Ausführung erhältlich.