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監(jiān)控?cái)z像機(jī)

豪威科技溝槽屏障設(shè)計(jì)大幅提高攝像頭的紅外響應(yīng)

發(fā)布日期:2022-04-17 點(diǎn)擊率:94


據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,豪威科技(OmniVision Technologies,以下簡稱OmniVision)Nyxel的近紅外技術(shù)顯著改善了攝像頭在低光照條件下的響應(yīng)。通常,攝像頭傳感器可在低光照條件下使用,但傳感器在850nm和940nm波長范圍的響應(yīng),要低于可見光(如圖1所示)。此情況的部分原因是傳感器通常會(huì)捕獲與傳感器垂直的入射光子。如果傳感器的深度增加,就能更好地探測入射光,但這就會(huì)帶來串?dāng)_等問題。

豪威科技溝槽屏障設(shè)計(jì)大幅提高攝像頭的紅外響應(yīng)

豪威科技溝槽屏障設(shè)計(jì)大幅提高攝像頭的紅外響應(yīng)

圖1:典型攝像頭傳感器捕捉直接穿過傳感器的光子,850nm和940nm的波長范圍是典型的紅外輔助照明光源

Nyxel技術(shù)為解決此問題采用了3種技術(shù)手段。首先,是增加硅的厚度,使光子能夠在像元中行進(jìn)更遠(yuǎn),使更多光子向電子轉(zhuǎn)換,從而形成更明亮的圖像。其次,是將每個(gè)像素置入像素間具有屏障的溝槽中,避免光子傳播到鄰近的像元,以防止串?dāng)_(如圖2所示)。第三,則是在表面增加一層吸收最大光量的吸收層。這3種技術(shù)手段的結(jié)合,提供了一條更長的光子傳播路徑,使傳感器能夠探測到更多光子并提高系統(tǒng)的整體性能。此外,Nyxel技術(shù)的加持,既不會(huì)減弱傳感器對(duì)可見光的傳感性能,也不會(huì)降低可見光或紅外傳感的幀率。

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圖2:Nyxel技術(shù)通過在每個(gè)像元周圍增加分散入射光子的屏障和吸收層,顯著提高了傳感器在850nm以及在940nm的性能

采用Nyxel技術(shù)的新傳感器的性能圖,突出顯示了Nyxel技術(shù)在850nm和940nm波長的性能提升,在850nm(達(dá)到 60%的量子效率)波長得到了3倍提升,而在940nm(達(dá)到40%的量子效率)則提升了5倍。這兩種波長是最常用的近紅外LED光源,并都在可見光范圍之外。

當(dāng)使用現(xiàn)有傳感器和采用Nyxel技術(shù)的新傳感器進(jìn)行成像對(duì)比時(shí),Nyxel技術(shù)的效果顯而易見(如圖3所示)。使用Nyxel技術(shù)的攝像頭提供了更明亮的畫面,更高的對(duì)比度呈現(xiàn)了更豐富的細(xì)節(jié)。

豪威科技溝槽屏障設(shè)計(jì)大幅提高攝像頭的紅外響應(yīng)

圖3:眼見為實(shí)--左邊是標(biāo)準(zhǔn)OmniVision攝像頭的成像,而右邊是帶有Nyxel技術(shù)相同傳感器的成像

近紅外(NIR)靈敏度的提升有利于與多種應(yīng)用。例如,它可以延長那些需要利用紅外照明器提升攝像頭運(yùn)行效率的移動(dòng)應(yīng)用的電池壽命。憑借高靈敏度,它可提供距離更遠(yuǎn)的圖像捕捉。同樣,與沒有應(yīng)用Nyxel技術(shù)的傳感器相比,它能夠在低照度或沒有環(huán)境光的條件下,提供更清晰、更鮮活的圖像。

Nyxel技術(shù)可應(yīng)用到整個(gè)探測器芯片上,因此預(yù)計(jì)可以應(yīng)用于OmniVision的整個(gè)圖像傳感器產(chǎn)品線。目前,Nyxel技術(shù)將主要用于提供分辨率和幀速性能選擇的幾款攝像頭。

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