中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
據麥姆斯咨詢(xún)報道，近期，索尼半導體解決方案公司（英文簡(jiǎn)稱(chēng)：SSS）宣布即將推出用于工業(yè)設備的短波紅外（SWIR）圖像傳感器：IMX992，其有效像素高達532萬(wàn)。
短波紅外圖像傳感器IMX992：左圖是內置電熱冷卻裝置的陶瓷封裝（PGA）形式；右圖是陶瓷封裝（LGA）形式。
新款短波紅外圖像傳感器采用索尼自研的Cu-Cu（銅-銅）連接技術(shù)，實(shí)現了小至3.45μm的像素尺寸。它還具有優(yōu)化的像素結構，可有效捕捉光線(xiàn)，實(shí)現從可見(jiàn)光到不可見(jiàn)的短波紅外光波段的寬光譜高清成像（波長(cháng)：0.4μm至1.7μm）。此外，與傳統產(chǎn)品相比，新的拍攝模式還可在黑暗環(huán)境中呈現高質(zhì)量的圖像，顯著(zhù)減少噪點(diǎn)。
除了IMX992型號，索尼還將推出像素尺寸為3.45μm、有效像素為321萬(wàn)的IMX993型號，進(jìn)一步豐富短波紅外圖像傳感器的產(chǎn)品矩陣。這些具有高像素數和高靈敏度的新型短波紅外圖像傳感器將有助于推動(dòng)各類(lèi)工業(yè)設備的發(fā)展。
近年來(lái)，工業(yè)設備領(lǐng)域對于提高生產(chǎn)效率和防止不良品流出工廠(chǎng)的需求不斷增加。這種情況不僅需要感測可見(jiàn)光的能力，還需要感測不可見(jiàn)光的能力。索尼短波紅外圖像傳感器能夠使用單個(gè)攝像頭實(shí)現從可見(jiàn)光到不可見(jiàn)的短波紅外光范圍內絲滑的寬光譜成像，目前已被用于半導體晶圓鍵合和缺陷檢測，以及食品生產(chǎn)中成分和污染物檢測等各種制造過(guò)程中。
示例：對果蔬進(jìn)行揀選，檢測出癟痕和損傷
示例：穿透樹(shù)脂容器對填充狀況進(jìn)行檢查
示例：區分食品中的異物
示例：對硅片進(jìn)行穿透拍照
示例：對電烙鐵前端的溫度進(jìn)行監控
主要特點(diǎn)
■ 小至3.45μm像素尺寸，提供高分辨率成像
在形成光接收單元的光電二極管的銦鎵砷（InGaAs）層和形成讀出電路（ROIC）的硅（Si）層之間使用Cu-Cu連接。這一設計使像素間距更小，從而實(shí)現了3.45μm像素尺寸。而這反過(guò)來(lái)又有助于實(shí)現緊湊的外形，并仍能提供高像素數，即IMX992約達532萬(wàn)有效像素，IMX993約達321萬(wàn)有效像素。更高的像素數可以檢測到更微小的物體或在更大范圍內成像，從而在使用短波紅外光的各種檢測中顯著(zhù)提高識別能力和測量精度。
不同分辨率的短波紅外圖像對比：照明波長(cháng)1550nm（左圖：其它索尼產(chǎn)品，134萬(wàn)有效像素；右圖：IMX992，532萬(wàn)有效像素）
■ 通過(guò)切換拍攝模式，在黑暗環(huán)境中也能實(shí)現低噪點(diǎn)成像
新的拍攝模式令低噪點(diǎn)的成像不受環(huán)境亮度的影響。在光線(xiàn)有限的黑暗環(huán)境中，高轉換增益（HCG）模式可在引入最小噪聲的情況下，直接放大光電信號，從而相對減少下游的噪點(diǎn)。這樣能大幅減少暗處噪點(diǎn)的影響，從而提高識別精度。另一方面，在光線(xiàn)充足的明亮環(huán)境中，低轉換增益（LCG）模式可以實(shí)現高動(dòng)態(tài)范圍成像。
此外，啟用雙讀取滾動(dòng)快門(mén)（DRRS）可從圖像傳感器輸出兩種不同類(lèi)型的圖像。然后在相機上合成這些圖像，從而獲得噪點(diǎn)顯著(zhù)減少的圖像。
黑暗環(huán)境下的圖像質(zhì)量和噪點(diǎn)對比：照明波長(cháng)1450nm（左圖：其它索尼產(chǎn)品，134萬(wàn)有效像素；中圖：IMX992，選擇HCG模式；右圖：IMX992，選擇HCG模式，啟用DRRS）
■ 優(yōu)化像素結構，實(shí)現寬波長(cháng)范圍高靈敏度的成像
索尼短波紅外圖像傳感器在頂部采用了更薄的銦磷（InP）層，避免了其吸收可見(jiàn)光，令可見(jiàn)光到達下面的銦鎵砷（InGaAs）層，甚至在可見(jiàn)波長(cháng)下也能實(shí)現高量子效率。新產(chǎn)品通過(guò)優(yōu)化像素結構，在0.4μm至1.7μm的寬波長(cháng)范圍內實(shí)現了更均勻的靈敏度，從而提高了量子效率。將不同波長(cháng)之間的圖像質(zhì)量差異縮小化，使圖像傳感器能夠用于各類(lèi)工業(yè)應用，并有助于提高檢測、識別和測量應用的可靠性。
