ams Empfindlicher NIR-Bildsensor für 3D-Sensorsysteme

Der geringe Energieverbrauch des Sensors CGSS130 ist das Ergebnis seiner hohen 
Quanteneffizienz im nahen Infrarotbereich, wie er in 3D-Sensorsystemen eingesetzt wird: 40 Prozent bei 940 nm und 58 Prozent bei 850 nm.
Der geringe Energieverbrauch des Sensors CGSS130 ist das Ergebnis seiner hohen Quanteneffizienz im nahen Infrarotbereich, wie er in 3D-Sensorsystemen eingesetzt wird: 40 Prozent bei 940 nm und 58 Prozent bei 850 nm.

Als Ergänzung zu ihrem 3D-System hat ams den CMOS-Global-Shutter-Bildsensor CGSS130 für den nahen Infrarotbereich (NIR) entwickelt.

Den CGSS130 hat ams für den Einsatz in der Gesichtserkennung bei  geringerem Energieverbrauch entwickelt. Dadurch können batteriebetriebene Geräte länger arbeiten. Außerdem unterstützt er fortschrittlichere Sensorfunktionen. Der CGSS130 ist im nahen Infrarotbereich viermal empfindlicher als die meisten anderen derzeit erhältlichen Bildsensoren und erkennt zuverlässig Reflektionen von IR-Emittern mit sehr niedriger Leistung in 3D-Sensorsystemen. Weil der IR-Emitter bei der Gesichtserkennung und in anderen 3D-Sensoranwendungen die meiste Energie verbraucht, erlaubt der Einsatz des CGSS130 es den Herstellern, die Batterielaufzeit von Mobilgeräten zu verlängern.

Der Sensor eröffnet außerdem die Möglichkeit, die Gesichtserkennung in Wearables und anderen Produkten mit sehr kleinen Batterien zu implementieren oder eine neue Klasse von Anwendungen jenseits der Gesichtserkennung zu realisieren, weil die höhere Empfindlichkeit bei gleichem Leistungsbudget einen vergrößerten Messbereich erlaubt.

Der geringe Energieverbrauch des Sensors CGSS130 ist das Ergebnis seiner hohen
Quanteneffizienz im nahen Infrarotbereich, wie er in 3D-Sensorsystemen eingesetzt wird: 40 Prozent bei 940 nm und 58 Prozent bei 850 nm. Dank des Stacked-BSI-Prozesses, der für die Fertigung der Global Shutter Bildsensoren (CGSS) verwendet wird, haben sie eine kleine Bauform – der Chip des CGSS130 ist nur 3,8 mm x 4,2 mm groß.

Der Sensor liefert monochrome Bilder mit einem effektiven Pixel-Array von 1080 H x 1280 V bei einer maximalen Bildrate von 120 Hz. Diese hohe Bildrate und der Global Shutter liefern saubere Bilder ohne Verwackeln oder andere Bewegungsartefakte. Der Sensor hat außerdem einen HDR-Modus (High Dynamic Range), in dem der Dynamikbereich über 100 dB beträgt. Hinzu kommen Funktionen wie externes Triggern, Windowing und horizontales oder vertikales Spiegeln.

»Nach der Ankündigung der Partnerschaft von ams mit SmartSens Technology stellen wir jetzt die erste Referenzentwicklung für ein 3D Active Stereo Vision System (ASV) auf der Grundlage des spannungsbasierten Global Shutter Bildsensors CGSS130 mit verbesserter Leistung im nahen Infrarotbereich vor. Der Stacked-BSI-Sensor mit 1,3 MPixel bietet bei 940 nm die höchste Quanteneffizienz und ist gut für Batteriegeräte geeignet«, sagt Stephane Curral, EVP und GM im Geschäftsbereich ISS von ams.  

Die Entwicklung des CGSS130 ist durch die Partnerschaft von ams mit SmartSens Technology, einem weltweiten Anbieter von Hochleistungs-CMOS-Bildsensoren, wesentlich beschleunigt worden.

ams zielt darauf ab, das Portfolio bei allen drei 3D-Sensortechnologien – Active Stereo Vision (ASV), Time-of-Flight (ToF) und Structured Light (SL) – auszubauen und gleichzeitig die Markteinführung noch differenzierterer neuer Produkte zu beschleunigen. Die Bestandteile des CGSS130 spiegeln diese Strategie zur Abdeckung eines großen Anwendungsbereichs, z.B. ASV-Systeme, elektronische Schlösser, Raumüberwachung, Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) sowie andere Anwendungen, wieder.

Die neuen NIR-Bildsensoren ergänzen das bestehende Angebot von ams bei mobiler 3D-Sensortechnologie: Die NIR-VCSEL-Emitter, die Software zur Erkennung und Identifizierung von Gesichtern sowie die Referenzentwicklungen, die den OEMs eine schnellere Markteinführung von Systemen für Hochleistungs-Tiefenmaps zum Einsatz in Zahlungssystemen, Gesichtserkennung und AR/VR-Anwendungen ermöglichen.