Sony Semiconductor Solutions Corporation (SSS) ha annunciato oggi l’imminente lancio di IMX992, un sensore d’immagine per macchinari industriali che riesce a rilevare la luce infrarossa a onde corte (SWIR) e vanta la più elevata risoluzione del settore^*1, pari a 5,32 megapixel.

Il nuovo prodotto si avvale della tecnologia di collegamento Cu-Cu (rame-rame) proprietaria di Sony per limitare la dimensione dei pixel a soli 3,45 μm, il valore più basso sul mercato^*1. Anche la struttura dei pixel è stata ottimizzata per garantire una ricezione efficiente della luce, e quindi risultati in alta definizione in un’ampia gamma di radiazioni, dallo spettro visibile fino alla banda infrarossa a onde corte invisibile (lunghezza d’onda: da 0,4 a 1,7 μm). Le nuove modalità di scatto, inoltre, restituiscono immagini di qualità superiore rispetto ai sensori tradizionali, con un livello di rumore drasticamente ridotto in ambienti bui.

Insieme a questa novità, Sony presenterà anche il sensore SWIR IMX993, con pixel da 3,45 μm e una risoluzione di 3,21 megapixel effettivi. Insuperabili per quantità di pixel e sensibilità, i nuovi sensori d’immagine SWIR favoriranno l’evoluzione di diversi macchinari industriali.

*1 Tra i sensori d’immagine SWIR con arseniuro di indio-gallio (InGaAs). Secondo una ricerca SSS. Dato aggiornato a oggi, 29 novembre 2023.

A sinistra package PGA in ceramica con dispositivo di raffreddamento termoelettrico integrato, a destra package LGA in ceramica.

Negli ultimi anni, il comparto dei macchinari industriali sta facendo i conti con l’esigenza sempre più pressante di migliorare la produttività ed evitare che dagli stabilimenti escano prodotti difettosi. In questo contesto, la capacità di rilevare la luce non solo visibile, ma anche invisibile, è più importante che mai e spiega la crescente diffusione dei sensori d’immagine SWIR, che sono in grado di coprire senza soluzione di continuità un ampio spettro elettromagnetico, dalle onde visibili fino all’infrarosso a onde corte invisibile. I modelli Sony, in particolare, sono già utilizzati in svariati processi, come il collegamento su wafer dei semiconduttori, l’ispezione dei difetti e il controllo di ingredienti e contaminanti nei generi alimentari.

Oltre a rendere possibile un imaging ad alta risoluzione grazie alla miniaturizzazione dei pixel, i nuovi sensori offrono eccellenti prestazioni negli ambienti scarsamente illuminati, dove consentono di ottenere immagini di qualità superiore per scopi di ispezione e monitoraggio. Sfruttando al massimo le caratteristiche della luce infrarossa a onde corte, che ha proprietà di riflessione e assorbimento diverse rispetto alla luce visibile, questi prodotti possono contribuire a espandere le applicazioni nel campo dell’ispezione, del riconoscimento e della misurazione, favorendo la produttività industriale.

Caratteristiche principali

■ Elevato numero di pixel e immagini ad alta risoluzione frutto dei pixel più piccoli del settore^*1: solo 3,45 μm

Lo strato di arseniuro di indio-gallio (InGaAs) che forma il fotodiodo dell’unità di ricezione della luce e lo strato di silicio (Si) che forma il circuito di lettura sono collegati da un’interconnessione Cu-Cu che permette di ridurre il pixel pitch e portare la dimensione dei pixel a 3,45 μm, la più contenuta del settore^*1. Questo si traduce a sua volta in un fattore di forma compatto, in cui si concentra il numero di megapixel effettivi più elevato del settore^*1: circa 5,32 per il modello IMX992 e circa 3,21 per il modello IMX993. Queste credenziali, unite alle proprietà della luce infrarossa a onde corte, sono la chiave per poter riconoscere elementi microscopici o ampliare il potenziale dell’imaging, migliorando la precisione di rilevamento e misurazione durante le ispezioni.

■ Modalità di scatto intercambiabili per limitare il rumore, anche al buio

L’integrazione di nuove modalità di scatto consente di ottenere risultati a prova di rumore, indipendentemente dal livello di luminosità ambientale. In condizioni di scarsa illuminazione, la modalità High Conversion Gain (HCG) converte la luce in un segnale elettrico e lo amplifica direttamente, riducendo al minimo la quantità di rumore finale. Questo processo argina l’effetto del rumore negli ambienti bui, per un riconoscimento più preciso. Negli spazi inondati di luce, invece, la modalità Low Conversion Gain (LCG) assegna la priorità alla gamma dinamica.

In più, con l’attivazione dell’otturatore Dual Read Rolling Shutter (DRRS)^*2, il sensore genera due diversi tipi di immagine, che vengono poi ricomposte in una sola nella fotocamera, riducendo notevolmente i disturbi.

*2 Per utilizzare il DRRS, il sistema a valle deve disporre di una frame memory per eseguire il calcolo dell’immagine.

A sinistra: altro prodotto SSS, 1,34 megapixel effettivi; al centro: IMX992, modalità HCG inserita; a destra: IMX992, modalità HCG inserita, DRRS attivato.

■ Struttura dei pixel ottimizzata per un imaging a elevata sensibilità su un intervallo di lunghezze d’onda più ampio

I sensori SWIR di Sony presentano uno strato superiore al fosfuro di indio (InP) più sottile per evitare l’assorbimento della luce visibile, che può così raggiungere lo strato di arseniuro di indio-gallio (InGaAs) inferiore e assicurare un’efficienza quantistica ottimale anche nello spettro visibile. Efficienza che migliora ulteriormente grazie alla struttura ottimizzata dei pixel, sinonimo di una sensibilità più uniforme in un intervallo di lunghezze d’onda da 0,4 a 1,7 μm. Riducendo al minimo gli scarti qualitativi tra lunghezze d’onda, i nuovi sensori si prestano a svariate applicazioni industriali e rendono le attività di ispezione, riconoscimento e misurazione molto più affidabili.

Link

Per maggiori informazioni su SenSWIR™, la tecnologia che consente ai sensori d’immagine Sony di rilevare la luce infrarossa a onde corte, visitare la pagina:

https://www.sony-semicon.com/en/technology/industry/senswir.html　

Pagina dedicata ai sensori IMX992 e IMX993:

https://www.sony-semicon.com/en/products/is/industry/swir/imx992-993.html　

Specifiche tecniche principali:

*3 Rolling shutter con DRRS attivo.

Nota: SenSWIR e il logo SenSWIR sono marchi o marchi registrati di Sony Group Corporation o delle sue affiliate.

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