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照明所能達到的距離越遠，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。
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照明所能達到的距離越遠，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所以只能達到≤800nm的靈敏度。但該技術(shù)會造成串?dāng)_并降低MTF。采用深槽像素隔離(DTI)技術(shù)來嘗試解決這個問題的時候通常會造成破壞圖像暗區(qū)的缺陷。因此，成功實施近紅外(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。
近紅外(NIR)技術(shù)通常可以增強攝像頭的“夜視”能力。 那么近紅外(NIR)技術(shù)會降低圖像分辨率和質(zhì)量嗎?
OmniVision的Nyxel?近紅外技術(shù)是為了保持夜視圖像的空間分辨率而特別設(shè)計的，可以在低光條件下拍攝十分清晰的圖像。首先，使用先進的300mm代工工藝實現(xiàn)擴展的深槽像素隔離(extended DTI)技術(shù)，以在相鄰像素之間建立氧化硅屏障，這會改變氧化物和硅之間的折射率，從而在同一像素內(nèi)產(chǎn)生光學(xué)約束。采用常規(guī)DTI時，深槽的寬度會隨著槽深而變寬，相反，采用擴展DTI技術(shù)時可以保持深槽的寬度不變，可以協(xié)助約束光子。
其次，在芯片表面建立一個吸收結(jié)構(gòu)— 類似于太陽能電池生產(chǎn)工藝中采用的金字塔結(jié)構(gòu)—用以形成一個散射光學(xué)層。該散射層的精密生產(chǎn)可以防止圖像暗區(qū)出現(xiàn)缺陷，并進一步增加光子在硅晶中的路徑長度。 因為結(jié)構(gòu)的形狀使得光線不能直上直下，所以光線在硅晶中的路徑變得更長。這是通過分流光波路線并形成散射來影響光子的路徑長度。最終的結(jié)果是光線像乒乓球一樣在結(jié)構(gòu)周圍反彈，從而提高了吸收的可能性。
確保結(jié)構(gòu)擁有精確的角度對于散射光學(xué)層的有效性至關(guān)重要。 如果角度有誤，則會導(dǎo)致光子反射到相鄰像素中，而非按要求反射到同一像素中。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、無人機和VR等新應(yīng)用的開發(fā)，CMOS傳感器市場也在不斷擴大。近紅外(NIR)技術(shù)是否也適合于這些新興的應(yīng)用?
近紅外(NIR)技術(shù)對于機器視覺應(yīng)用(如IoT和AR / VR)至關(guān)重要。在這些應(yīng)用中，近紅外(NIR)能夠主動照亮場景而不對用戶產(chǎn)生干擾。因此，結(jié)構(gòu)光、有源立體聲和低光照相系統(tǒng)都需要對NIR敏感的傳感器。然而，嵌入機器視覺應(yīng)用的AR/VR和IoT產(chǎn)品對于近紅外(NIR)的應(yīng)用技術(shù)性能提出了很高的要求，目前的NIR技術(shù)還不能滿足這些需求。這就是為什么OmniVision與其代工合作伙伴合作開發(fā)其專有的Nyxel技術(shù)。
與上一代具有近紅外(NIR)功能的OmniVision傳感器相比， Nyxel結(jié)合了厚硅與擴展DTI技術(shù)，并采用光散射層處理表面紋理，從而讓采用了該技術(shù)的CMOS圖像傳感器可以實現(xiàn)高達3倍的QE提升，達到850nm的NIR靈敏度，同時也不影響其他圖像質(zhì)量指標。采用該技術(shù)的傳感器可提供更好的圖像質(zhì)量，并需要更少的光和電源輸入，從而滿足AR/VR和IoT應(yīng)用中先進機器視覺的新要求。
