CMOS圖像傳感器對濾光片的性能要求不斷提高以支持最新的成像應(yīng)用，因此CMOS圖像傳感器正面臨著多項(xiàng)挑戰(zhàn)。
賡旭光電的紅外濾光片由于客戶對于CMOS圖像傳感器的性能要求不斷提高以支持最新的成像應(yīng)用，因此CMOS圖像傳感器正面臨著多項(xiàng)挑戰(zhàn)。簡而言之，我將著重介紹我們不斷致力解決的三大挑戰(zhàn)。首先，一個(gè)重大的挑戰(zhàn)是從1.0μm到0.9μm及以下的像素縮放以增加空間分辨率，因?yàn)樾旁氡?SNR)的提高會(huì)對低光性能和色彩保真度產(chǎn)生不利的影響。其次在數(shù)字成像技術(shù)發(fā)展中，一個(gè)長久以來的挑戰(zhàn)是如何在不降低圖像質(zhì)量或分辨率的情況下，可以在許多不同的應(yīng)用中(特別是夜視和低光攝影)改善低光性能。最后，以電池供電的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備的增長衍生出了一項(xiàng)特別的挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@些設(shè)備需要看似相互矛盾的兩項(xiàng)功能：超低功耗和卓越的成像性能。這其中任何一項(xiàng)挑戰(zhàn)都需要?jiǎng)?chuàng)新的圖像傳感器技術(shù)，并且能夠以最高的效率捕獲并產(chǎn)生最佳的圖像數(shù)據(jù)。在OmniVision，我們與業(yè)界的合作伙伴密切合作開發(fā)最先進(jìn)的CMOS圖像傳感器及其配套芯片，在安防監(jiān)控、機(jī)器視覺、汽車和醫(yī)療市場等多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。
近紅外(NIR)技術(shù)應(yīng)用于CMOS傳感器有哪些優(yōu)點(diǎn)?
采用近紅外(NIR)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)CMOS圖像傳感器在兩個(gè)重要領(lǐng)域的應(yīng)用。 第一個(gè)領(lǐng)域是機(jī)器視覺，近紅外(NIR)是人肉眼看不見的光線，但可以用于照亮物體。 由于NIR位于人眼可見的光譜之外，因此可以避免造成對周圍環(huán)境的干擾。機(jī)器視覺應(yīng)用 - 如先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、增強(qiáng)和虛擬現(xiàn)實(shí)(AR/VR)、以及面部識別認(rèn)證 – 都要求高效節(jié)能的先進(jìn)數(shù)字成像能力，可以在低光(或者無光)條件下提供更好和更遠(yuǎn)距離的成像。盡管在某些應(yīng)用中仍然需要低級別的LED來增加NIR，但是與高功耗的LED相比，它們功耗更小并且不太可能對用戶產(chǎn)生干擾。
此外，近紅外(NIR)是低光和夜視應(yīng)用的理想選擇，例如智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)或環(huán)視汽車成像系統(tǒng)。夜空中的NIR光子比可見光子更多，因此NIR技術(shù)在這些情況下捕獲的圖像有更高的分辨率。例如，以NIR技術(shù)為基礎(chǔ)的成像系統(tǒng)可以捕獲更清晰的家庭入侵者的圖像，或者可以在ADAS系統(tǒng)中呈現(xiàn)更清晰的大面積場景。
在CMOS傳感器中采用近紅外(NIR)技術(shù)的技術(shù)挑戰(zhàn)是什么?
近紅外(NIR)成像系統(tǒng)的有效范圍與其靈敏度直接相關(guān)，并由兩個(gè)關(guān)鍵性的測量參數(shù)所確定：量子效率(QE)和調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)。 圖像傳感器的QE代表其捕獲光子與其中轉(zhuǎn)換為電子的比率。QE越高，NIR照明所能達(dá)到的距離越遠(yuǎn)，并且圖像亮度越高。MTF所測量的是在特定的分辨率下圖像傳感器將成像物的對比度傳送到圖像中的能力。 MTF越高，圖像越清晰。
100%的QE代表所捕獲的所有光子都轉(zhuǎn)換為電子，實(shí)現(xiàn)了最佳圖像亮度。目前，最好的NIR傳感器技術(shù)僅可以實(shí)現(xiàn)58%的QE，并且由于它們僅依靠厚硅技術(shù)提高QE所以只能達(dá)到≤800nm的靈敏度。但該技術(shù)會(huì)造成串?dāng)_并降低MTF。采用深槽像素隔離(DTI)技術(shù)來嘗試解決這個(gè)問題的時(shí)候通常會(huì)造成破壞圖像暗區(qū)的缺陷。因此，成功實(shí)施近紅外(NIR)技術(shù)的挑戰(zhàn)是需要找到一種方法：在改善QE的同時(shí)盡量不降低MTF，并且盡量不增加暗電流，從而將靈敏度提高到≥850nm。
