Sony Semiconductor Solutions zapowiada przemysłowy czujnik obrazu typu SWIR o wiodącej na rynku rozdzielczości efektywnej 5,32 megapiksela

Powiększenie oferty przyczyni się do powstania nowych urządzeń przemysłowych o wysokiej rozdzielczości i światłoczułości.

Obraz1.png

Sony Semiconductor Solutions Corporation (SSS) zapowiedziało wprowadzenie do oferty czujnika obrazu IMX992 typu SWIR (ang. short-wavelength infrared — podczerwień o małej długości fali) do zastosowań przemysłowych, wyróżniającego się najwyższą na rynku*1 rozdzielczością efektywną: 5,32 megapiksela.

Wykorzystanie opracowanego przez SSS połączenia Cu-Cu pozwoliło stworzyć czujnik typu SWIR o najmniejszym na rynku*1 rozmiarze pikseli: 3,45 μm. Dzięki zoptymalizowanej strukturze piksele wydajnie przechwytują światło i zapewniają wysoką rozdzielczość obrazów rejestrowanych w szerokim spektrum, od światła widzialnego po niewidzialną dla oka podczerwień krótkofalową (długość fali od 0,4 do 1,7 μm). Co więcej, dzięki nowym trybom rejestracji zakłócenia są znacznie mniejsze niż w standardowych produktach, co przekłada się na wysoką jakość obrazu.

W ofercie czujników typu SWIR produkowanych przez SSS pojawi się również model IMX993 o rozmiarze piksela 3,45 μm i efektywnej rozdzielczości 3,21 megapiksela. Wysoka liczba pikseli i czułość tych nowych produktów przyczyni się do rozwoju różnych urządzeń przemysłowych.

 

Czujnik obrazu typu SWIR IMX992 Z lewej: obudowa ceramiczna PGA z wbudowanym ogniwem Peltiera Z prawej: obudowa ceramiczna LGA
Czujnik obrazu typu SWIR IMX992 Z lewej: obudowa ceramiczna PGA z wbudowanym ogniwem Peltiera Z prawej: obudowa ceramiczna LGA

Nazwa modelu

 

Termin dostawy egzemplarzy próbnych (planowany)

IMX992 – czujnik obrazu SWIR typu 1/1,4″ (przekątna 11,4 mm) o efektywnej rozdzielczości 5,32 megapiksela

Obudowa ceramiczna PGA z wbudowanym ogniwem Peltiera

Luty 2024 r.

 

Ceramiczna LGA

Luty 2024 r.

IMX993 – czujnik obrazu SWIR typu 1/1,8″ (przekątna 8,9 mm) o efektywnej rozdzielczości 3,21 megapiksela

Obudowa ceramiczna PGA z wbudowanym ogniwem Peltiera

Luty 2024 r.

 

Ceramiczna LGA

Luty 2024 r.

 

W ostatnich latach w branży urządzeń przemysłowych coraz wyraźniej widać dążenie do poprawy wydajności i zapobiegania wysyłaniu z fabryki wadliwych produktów. W rezultacie rośnie zainteresowanie wykrywaniem nie tylko światła widzialnego, ale także światła w paśmie niewidzialnym. Produkowane przez SSS czujniki obrazu SWIR umożliwiają spójną rejestrację obrazów z szerokiego spektrum — od światła widzialnego po niewidoczną dla oka podczerwień o małej długości fali — przy użyciu pojedynczej kamery. Czujniki te znajdują już zastosowanie w takich procesach, jak łączenie płytek półprzewodnikowych i wykrywanie ich wad czy kontrola składników i zanieczyszczeń w produkcji żywności.

Nowe czujniki zwiększają rozdzielczość rejestrowanego obrazu poprzez miniaturyzację pikseli. Poprawiają zarazem efektywność obrazowania w słabym oświetleniu, zapewniając lepszy obraz w przypadku monitorowania i kontrolowania w ciemniejszych miejscach. Pełne wykorzystanie właściwości światła podczerwonego o małej długości fali, różniącego się od światła widzialnego pod względem odbijania i pochłaniania promieniowania, przyczynia się do poprawy wydajności procesów przemysłowych i do dalszego rozwoju zastosowań w takich dziedzinach, jak kontrola, rozpoznawanie i pomiary.

Główne cechy

■ Duża liczba pikseli i wysoka rozdzielczość obrazu dzięki najmniejszemu na rynku*1 rozmiarowi piksela: 3,45 μm

Między warstwą arsenku indowo-galowego (InGaAs), która tworzy fotodiodę przechwytującą światło, a warstwą krzemu (Si) z obwodami odczytu danych zastosowano połączenie Cu-Cu. Taka konstrukcja pozwala zmniejszyć rozmiar pikseli, który w nowym przetworniku osiągnął najniższą na rynku*1 wartość 3,45 μm. To z kolei pomaga połączyć kompaktową formę z najwyższą na rynku*1 liczbą pikseli, wynoszącą efektywnie około 5,32 mln w przypadku czujnika IMX992 i 3,21 mln w przypadku IMX993. Większa liczba pikseli umożliwia wykrywanie małych obiektów lub obrazowanie w szerokiej strefie i znacznie zwiększa dokładność rozpoznawania i pomiaru, gdy do kontroli wykorzystywane jest światło podczerwone o małej długości fali.

 

Porównanie obrazów z czujników SWIR o różnych rozdzielczościach: światło o długości fali 1550 nm (Z lewej: inny produkt SSS, efektywna rozdzielczość 1,34 megapiksela; z prawej: IMX992)
Porównanie obrazów z czujników SWIR o różnych rozdzielczościach: światło o długości fali 1550 nm (Z lewej: inny produkt SSS, efektywna rozdzielczość 1,34 megapiksela; z prawej: IMX992)

■ Przełączanie trybu rejestracji zapewniające niski poziom szumu w obrazie nawet w ciemnych miejscach

Wprowadzenie nowych trybów rejestracji pozwala uzyskać obraz z małą ilością szumu niezależnie od jasności otoczenia. W ciemniejszych miejscach tryb HCG (High Conversion Gain — konwersja z wysokim wzmocnieniem) bezpośrednio wzmacnia sygnał z małą ilością szumu, powstający w wyniku zamiany światła na sygnał elektryczny. Osłabia to szumy na dalszych etapach przetwarzania, ogranicza ich wpływ w warunkach słabego oświetlenia i zwiększa dokładność rozpoznawania. Z kolei w jasnym otoczeniu, gdzie światła jest pod dostatkiem, tryb LCG (Low Conversion Gain — konwersji z niskim wzmocnieniem) pozwala rozszerzyć zakres dynamiczny.

Dostępna jest również technologia DRRS (Dual Read Rolling Shutter — migawka postępowa z podwójnym odczytem)*2, generująca wyjściowy obraz z czujnika na dwa sposoby. Takie obrazy są następnie łączone w kamerze w jeden obraz ze znacznie mniejszymi szumami.

Porównanie jakości obrazu i ilości szumów w ciemnym miejscu: światło o długości fali 1450 nm (Z lewej: inny produkt SSS, efektywna rozdzielczość 1,34 megapiksela; na środku: IMX992 z włączonym trybem HCG; z prawej: IMX992 z włączonym trybem HCG i technologią DRRS)
Porównanie jakości obrazu i ilości szumów w ciemnym miejscu: światło o długości fali 1450 nm (Z lewej: inny produkt SSS, efektywna rozdzielczość 1,34 megapiksela; na środku: IMX992 z włączonym trybem HCG; z prawej: IMX992 z włączonym trybem HCG i technologią DRRS)

■ Zoptymalizowana struktura piksela zapewniająca wysoką czułość w szerokim paśmie

Produkowane przez SSS czujniki obrazu typu SWIR odznaczają się mniejszą grubością warstwy indowo-fosforowej (InP) na powierzchni czujnika. Taka konstrukcja zapobiega pochłanianiu światła widzialnego. Dociera ono dzięki temu do znajdującej się pod spodem warstwy arsenku indowo-galowego (InGaAs), zapewniając wysoką wydajność kwantową nawet w paśmie światła widzialnego. Jeszcze wyższą wydajność kwantową uzyskano poprzez optymalizację struktury pikseli. W rezultacie nowe produkty mają bardziej wyrównaną charakterystykę czułości w szerokim zakresie długości fal — od 0,4 μm do 1,7 μm. Zmniejszenie różnic w jakości obrazu przy różnych długościach fal umożliwia użycie czujnika obrazu w różnych zastosowaniach przemysłowych i przyczynia się do zwiększenia niezawodności w takich zastosowaniach, jak kontrola, rozpoznawanie i pomiary.

Powiązane strony

Informacje o opracowanej przez SSS technologii czujników obrazu SenSWIR™ wykorzystujących podczerwień o małej długości fali:

https://www.sony-semicon.com/en/technology/industry/senswir.html 

Strona internetowa czujników IMX992 i IMX993:

https://www.sony-semicon.com/en/products/is/industry/swir/imx992-993.html 

 

Najważniejsze cechy

Nazwa modelu

IMX992

IMX993

Efektywna liczba pikseli

2592 × 2056 (poziomo × pionowo)

Około 5,32 megapiksela

2080 × 1544 (poziomo × pionowo)

Około 3,21 megapiksela

Rozmiar obrazu

Przekątna 11,4 mm (typ 1/1,4″)

Przekątna 8,9 mm (typ 1/1,8″)

Rozmiar piksela

3,45 × 3,45 μm (poziomo × pionowo)

3,45 × 3,45 μm (poziomo × pionowo)

Liczba klatek na sekundę

8 bitów: 130 kl./s

10 bitów: 120 kl./s

12 bitów: 70 kl./s

8 bitów: 170 kl./s

10 bitów: 150 kl./s

12 bitów: 90 kl./s

Zasilanie

1,2 V, 1,8 V, 2,2 V, 3,3 V

2,2 V (piksele)

1,2 V, 1,8 V, 2,2 V, 3,3 V

2,2 V (piksele)

Główne cechy

Globalna migawka*3, termometr cyfrowy, obszar zainteresowania (ROI)

Globalna migawka*3, termometr cyfrowy, obszar zainteresowania (ROI)

Wyjście

SLVS (2 kanały / 4 kanały / 8 kanałów)

MIPI (2 linie / 4 linie)

SLVS (2 kanały / 4 kanały / 8 kanałów)

MIPI (2 linie / 4 linie)

Wymiary obudowy

Ceramiczna PGA z wbudowanym ogniwem Peltiera:

30,0 × 30,0 mm (poziomo × pionowo)

Ceramiczna LGA:

21,0 × 20,0 mm (poziomo × pionowo)

Ceramiczna PGA z wbudowanym ogniwem Peltiera:

30,0 × 30,0 mm (poziomo × pionowo)

Ceramiczna LGA:

21,0 × 20,0 mm (poziomo × pionowo)

 

  • Uwaga: SenSWIR i logo SenSWIR są zastrzeżonymi znakami towarowymi i/lub znakami towarowymi Sony Group Corporation lub jego podmiotów stowarzyszonych.

  1. Wśród czujników obrazu typu SWIR z wykorzystanym arsenkiem indowo-galowym (InGaAs). Na podstawie badań SSS. (Stan na dzień publikacji komunikatu, 29 listopada 2023 r.)
  2. Do użycia technologii DRRS wymagany jest system dalszego przetwarzania z pamięcią klatki umożliwiającą generowanie obrazu.
  3. Migawka postępowa w przypadku użycia technologii DRRS.

 

Aktualizacje w Twojej skrzynce pocztowej

Klikając "Subskrybuj", potwierdzam, że zapoznałem się z Polityka prywatności i wyrażam na nią zgodę.