根據(jù)索尼集團(tuán)公司官方消息，索尼半導(dǎo)體解決方案公司（下稱“SSS”）宣布即將推出用于工業(yè)設(shè)備的IMX992短波紅外（SWIR）圖像傳感器，其有效像素高達(dá)532萬。

新傳感器采用SSS自研的Cu-Cu(銅-銅)連接技術(shù)，作為SWIR圖像傳感器，實現(xiàn)了小至3.45μm的像素尺寸。它還具有優(yōu)化的像素結(jié)構(gòu)，可有效捕捉光線，實現(xiàn)從可見光到不可見的短波紅外光波段的寬光譜高清成像（波長：0.4μm至1.7μm）。此外，與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，新的拍攝模式還可在黑暗環(huán)境中呈現(xiàn)高質(zhì)量的圖像，顯著減少噪點(diǎn)。

除該產(chǎn)品外，索尼還將推出像素尺寸為3.45μm、有效像素為321萬的IMX993型號，進(jìn)一步豐富SWIR圖像傳感器的產(chǎn)品矩陣。這些具有高像素數(shù)和高靈敏度的新型SWIR圖像傳感器將有助于推動各類工業(yè)設(shè)備的發(fā)展。

IMX992 SWIR圖像傳感器

左圖：內(nèi)置電熱冷卻裝置的陶瓷封裝（PGA）

右圖: 陶瓷封裝（LGA）

近年來，工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域?qū)τ谔岣呱a(chǎn)率和防止不良品流出工廠的需求不斷增加。這種情況不僅需要感測可見光的能力，還需要感測不可見光的能力。索尼SWIR圖像傳感器能夠使用單個攝像頭實現(xiàn)從可見光到不可見的短波紅外光范圍內(nèi)絲滑的寬光譜成像，目前已被用于半導(dǎo)體晶片接合和缺陷檢測，以及食品生產(chǎn)中成分和污染物檢測等各種工藝中。

主要特點(diǎn)

■ 小至3.45μm像素尺寸，可實現(xiàn)高像素數(shù)，提供高分辨率成像

在形成光接收單元的光電二極管的砷化銦鎵（InGaAs）層和形成讀出電路的硅（Si）層之間使用Cu-Cu（銅-銅）連接。這一設(shè)計使像素間距更小，從而實現(xiàn)了3.45μm像素尺寸。而這反過來又有助于實現(xiàn)緊湊的外形，并仍能提供像素數(shù)，即IMX992約達(dá)532萬有效像素，IMX993約有321萬有效像素。更高的像素數(shù)可以檢測到更微小的物體或在更大范圍內(nèi)成像，從而在使用短波紅外光的各種檢測中顯著提高識別能力和測量精度。

不同分辨率的SWIR圖像對比：照明波長1550nm

（左圖：其他SSS產(chǎn)品，134萬有效像素；右圖：IMX992）

■ 通過切換拍攝模式，在黑暗環(huán)境中也能實現(xiàn)低噪點(diǎn)成像

新拍攝模式令低噪點(diǎn)的成像不受環(huán)境亮度的影響。在光線有限的黑暗環(huán)境中，高轉(zhuǎn)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，在光線充足的明亮環(huán)境中，低轉(zhuǎn)換增益（LCG）模式可以實現(xiàn)高動態(tài)范圍成像。

此外，啟用雙讀取滾動快門（DRRS）可從傳感器輸出兩種不同類型的圖像。然后在相機(jī)上合成這些圖像，從而獲得噪點(diǎn)顯著減少的圖像。

黑暗環(huán)境下的圖像質(zhì)量和噪點(diǎn)對比: 照明波長1450nm

（左圖：其他SSS產(chǎn)品，134萬有效像素；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(jié)構(gòu)，實現(xiàn)廣范圍高靈敏度的成像

SSS的SWIR圖像傳感器在頂部采用了更薄的銦磷（InP）層，避免了其吸收可見光，令可見光到達(dá)下面的砷化銦鎵（InGaAs）層，甚至在可見波長下也能實現(xiàn)高量子效率。新產(chǎn)品通過優(yōu)化像素結(jié)構(gòu)，在0.4μm至1.7μm的寬波長范圍內(nèi)實現(xiàn)了更均勻的靈敏度，從而提高了量子效率。將不同波長之間的圖像質(zhì)量差異縮小化，使圖像傳感器能夠用于各類工業(yè)應(yīng)用，并有助于提高檢測、識別和測量應(yīng)用的可靠性。

主要參數(shù)