據(jù)麥姆斯咨詢報道，近日，索尼（Sony）宣布將發(fā)布兩款用于工業(yè)設備的新型短波紅外（SWIR）圖像傳感器：IMX990和IMX991。該新型傳感器能捕獲在可見光和不可見光光譜中的圖像，采用業(yè)界最小的5μm像素，尺寸緊湊。

新產品采用了索尼獨創(chuàng)的SenSWIR技術，在銦鎵砷（InGaAs）化合層上形成光電二極管，并通過銅-銅（Cu-Cu）連接硅（Si）層的讀出電路。

SWIR圖像傳感器能夠感應到人眼看不見的波長，支持不同應用領域的相機和測試設備開發(fā)，有助于工業(yè)設備的多樣化發(fā)展。

SWIR圖像傳感器：IMX990
左圖左側：陶瓷LGA封裝；左圖右側：內置熱電裝置的陶瓷PGA封裝。右圖：索尼SenSWIR技術Logo

使用傳統(tǒng)的凸塊（bump）連接，將接收光源的光電二極管InGaAs層與輸出電路的Si層進行鍵合時，必須確保一定的凸塊間距，要實現(xiàn)比現(xiàn)有CMOS圖像傳感器更小的像素尺寸幾乎不可能，因此實現(xiàn)傳感器微型化困難重重。然而，采用Cu-Cu連接，使得索尼新產品擁有更小的像素間距，即業(yè)界最小的5μm像素。從而在保持SXGA（IMX990）、VGA（IMX991）分辨率的同時減小相機尺寸變成可能，且有助于提高測試精度。

左圖：凸塊連接；右圖：Cu-Cu連接

索尼獨創(chuàng)的SWIR圖像傳感器技術讓頂層磷化銦（InP）層能吸收四倍的可見光，厚度更薄，因此可以將光傳輸?shù)絀nGaAs層之下，即使在可見光范圍內量子效率也非常高。這種設計可以在0.4μm~1.7μm較寬的波長范圍內成像，從而實現(xiàn)單個攝像頭代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多攝像頭，同時完成可見光和短波紅外光的捕獲。

SWIR圖像傳感器技術的波長（X軸）和量子效率（Y軸）關系示意圖

成像樣品1

切換光源可以同時獲取蘋果的表面信息和果肉信息
（左圖：可見光圖像；右圖：SWIR圖像）

成像樣品2

利用短波長紅外光吸收率的差異進行材料分類
（左圖：可見光圖像；右圖：SWIR圖像）

傳統(tǒng)SWIR圖像傳感器通常具有模擬信號輸出功能，但新產品支持數(shù)字輸出，可提供與當前工業(yè)CMOS圖像傳感器相同的性能。雖然模擬輸出傳感器需要相機的數(shù)字轉換電路或其他功能，但是新產品自帶此功能，從而減少了相機開發(fā)的步驟，并使多功能相機的開發(fā)更加容易。

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