La tecnologia dei sensori a infrarossi vicino brilla in condizioni di scarsa illuminazione

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#Tendenze

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Nella seconda generazione della sua tecnologia NIR (near-infrared) per sensori di immagine che operano in condizioni di scarsa o nulla luce ambientale, OmniVision Technologies offre architetture e processi a semiconduttori al silicio che hanno raggiunto nuovi livelli di efficienza quantistica. La tecnologia Nyxel 2 fornisce un miglioramento del 25% rispetto alla generazione precedente nello spettro della luce NIR invisibile a 940 nm e un bump del 17% alla lunghezza d'onda NIR di 850 nm appena visibile.

Questi miglioramenti della sensibilità consentono ai sensori di immagine di vedere ancora meglio e più lontano con la stessa quantità di luce, ampliando ulteriormente il campo di rilevamento delle immagini. I sistemi di telecamere basate su Nyxel 2 richiedono inoltre meno luci a LED, riducendo così il consumo energetico complessivo e prolungando la durata della batteria. Questi vantaggi aggiuntivi rendono Nyxel 2 una buona tecnologia candidata per i sistemi di sorveglianza, i sistemi di monitoraggio della guida in cabina di guida automobilistica e i fiorenti sensori sotto il display dei dispositivi mobili.

Le applicazioni delle macchine e delle telecamere per la visione notturna si affidano alla tecnologia NIR perché la luce NIR illumina gli oggetti con lunghezze d'onda al di fuori dello spettro visibile, evitando qualsiasi interferenza con l'ambiente circostante. Inoltre, poiché il cielo notturno contiene più fotoni NIR rispetto ai fotoni visibili, una maggiore sensibilità NIR consente di acquisire immagini ad alta risoluzione con un minor numero di LED a consumo energetico, cosa molto desiderabile per le applicazioni delle telecamere di sicurezza a batteria e per la visione notturna. I precedenti approcci di rilevamento NIR non sono stati all'altezza dei requisiti prestazionali per i prodotti mobili e AR/VR di nuova generazione con applicazioni di visione artificiale integrate, così come per le telecamere di sicurezza e per il settore automobilistico che richiedono una maggiore sensibilità NIR.

Gli approcci CMOS concorrenti per il rilevamento delle immagini NIR continuano ad affidarsi esclusivamente al silicio spesso per migliorare la sensibilità NIR. Tuttavia, questo si traduce in crosstalk e riduce la funzione di trasferimento della modulazione (MTF). I tentativi di superare questo problema introducendo l'isolamento in trincea profonda (DTI) spesso portano a difetti che corrompono l'area scura dell'immagine. Con Nyxel 2, OmniVision ha perfezionato il suo approccio all'imaging NIR che combina architetture di pixel al silicio spesso con un'attenta gestione della texture della superficie dei wafer per migliorare l'efficienza quantistica (QE), insieme a DTI estese per mantenere i livelli MTF della prima generazione senza influenzare la corrente scura del sensore.

Con questi miglioramenti, il Nyxel 2 di OmniVision raggiunge il 50% di QE a 940 nm - un miglioramento del 25% rispetto alla prima generazione, misurato utilizzando i dati di un pixel di 2,9 micron. Alla lunghezza d'onda NIR di 850 nm, Nyxel 2 può fornire il 70% di QE, che non è solo un miglioramento del 17% rispetto alla prima generazione, ma è ora alla pari con i livelli QE dei migliori sensori RGB che operano con luce visibile. I risultati di questi miglioramenti della tecnologia Nyxel 2 sono una qualità d'immagine ancora più elevata, un maggiore campo di rilevamento delle immagini e un'ulteriore riduzione dei requisiti delle sorgenti luminose per un consumo energetico ancora più basso e una maggiore durata della batteria.

I miglioramenti delle prestazioni di Nyxel 2 offrono ai progettisti una serie di nuove possibilità. Per i sistemi di sorveglianza, il numero di LED IR intorno alle lenti delle telecamere di sicurezza può essere ulteriormente ridotto per risparmiare sia sui costi che sul consumo energetico, oppure lo stesso numero può essere utilizzato per aumentare la luminosità delle riprese effettuate nel buio totale. Per i sistemi di monitoraggio dei conducenti automobilistici, la precisione può essere aumentata, pur collocando meno LED in luoghi più difficili da vedere all'interno dell'abitacolo. Per gli smartphone, i LED possono essere ridotti per aiutare nella ricerca infinita di una maggiore durata della batteria, mentre si possono comprimere più componenti in fattori di forma compatti che consentono sia l'innovazione del design che la riduzione dei costi della distinta base.