索尼宣布将发布两款用于工业设备的新型短波红外图像传感器

据麦姆斯咨询报道，近日，索尼（Sony）宣布将发布两款用于工业设备的新型短波红外（SWIR）图像传感器：IMX990和IMX991。该新型传感器能捕获在可见光和不可见光光谱中的图像，采用业界最小的5μm像素，尺寸紧凑。

新产品采用了索尼独创的SenSWIR技术，在铟镓砷（InGaAs）化合层上形成光电二极管，并通过铜-铜（Cu-Cu）连接硅（Si）层的读出电路。

SWIR图像传感器能够感应到人眼看不见的波长，支持不同应用领域的相机和测试设备开发，有助于工业设备的多样化发展。

SWIR图像传感器：IMX990
左图左侧：陶瓷LGA封装；左图右侧：内置热电装置的陶瓷PGA封装。右图：索尼SenSWIR技术Logo

使用传统的凸块（bump）连接，将接收光源的光电二极管InGaAs层与输出电路的Si层进行键合时，必须确保一定的凸块间距，要实现比现有CMOS图像传感器更小的像素尺寸几乎不可能，因此实现传感器微型化困难重重。然而，采用Cu-Cu连接，使得索尼新产品拥有更小的像素间距，即业界最小的5μm像素。从而在保持SXGA（IMX990）、VGA（IMX991）分辨率的同时减小相机尺寸变成可能，且有助于提高测试精度。

左图：凸块连接；右图：Cu-Cu连接

索尼独创的SWIR图像传感器技术让顶层磷化铟（InP）层能吸收四倍的可见光，厚度更薄，因此可以将光传输到InGaAs层之下，即使在可见光范围内量子效率也非常高。这种设计可以在0.4μm~1.7μm较宽的波长范围内成像，从而实现单个摄像头代替传统的多摄像头，同时完成可见光和短波红外光的捕获。

SWIR图像传感器技术的波长（X轴）和量子效率（Y轴）关系示意图

成像样品1

切换光源可以同时获取苹果的表面信息和果肉信息
（左图：可见光图像；右图：SWIR图像）

成像样品2

利用短波长红外光吸收率的差异进行材料分类
（左图：可见光图像；右图：SWIR图像）

传统SWIR图像传感器通常具有模拟信号输出功能，但新产品支持数字输出，可提供与当前工业CMOS图像传感器相同的性能。虽然模拟输出传感器需要相机的数字转换电路或其他功能，但是新产品自带此功能，从而减少了相机开发的步骤，并使多功能相机的开发更加容易。

关键规格