豪威科技發布 Nyxel® 2 (第二代夜鷹技術),顯著擴大在機器視覺和夜視應用中無光下近紅外 CMOS 圖像傳感性能方面的優勢

日期 : 2020-03-28
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通過一系列工藝技術改進,940 nm 波長的近紅外成像量子效率達 50 % ,打破 OmniVision 在業內的紀錄;實現提高質量、擴大範圍、降低光源功率需求的目標



全球排名前列的數字成像解決方案商 OmniVision ,搶先發布 Nyxel® 2 —— 具有顛覆性意義的第二代近紅外技術,適用於在低光至無光環境下運行的圖像傳感器。儘管第一代技術已發布兩年多,但對手能量產的 CMOS 圖像傳感器仍遠未實現相當的近紅外性能。同時, OmniVision 的研發團隊不斷改進其全新矽半導體架構和工藝,在量子效率 ( QE ) 方面打破新紀錄,如今在 Nyxel 2 技術的幫助下,不可見的 940 nm 近紅外光譜內量子效率提高 25 % ,而在幾乎不可見的 850 nm 近紅外波長處的量子效率提高 17 % 。

 

通過提高靈敏度,圖像傳感器可以在相同光量條件下捕獲解析度更高和距離更遠的圖像,進一步擴大圖像檢測範圍。此外,基於 Nyxel 2 的攝像系統還可以減少 LED 燈的數量,從而降低總體功耗,延長電池壽命。正因為 Nyxel 2 技術可以帶來這些附加好處,所以對於監視系統、駕駛室內自動駕駛監控系統以及移動設備內的屏下傳感器(新興產品)而言, Nyxel 2 是一種非常理想的技術。

 

OmniVision 工藝工程副總裁 Lindsay Grant 表示:

 

Nyxel 2 技術進一步擴大了 OmniVision 在近紅外圖像傳感領域的優勢。不斷追求近紅外性能的極限,給幾乎或完全無光的環境中運行的各種應用開闢了新的可能性,例如更精準的駕駛員狀態監控,更完善的安保系統監視能力,以及全新的屏下傳感技術在移動設備上的應用。

 

由於近紅外光可利用可見光譜之外的波長照亮物體,以避免對周圍環境的任何干擾,所以目前機器視覺和夜視攝像機應用主要依靠近紅外技術。此外,由於夜空中近紅外光子比可見光子多,因此在更高的近紅外靈敏度條件下,可以在夜間捕獲解析度更高的圖像,而無需更多的耗電 LED 燈,從而該技術成為電池供電和夜視安防攝像機應用的理想解決方案。在 2017 年引入 Nyxel 技術之前,其他的近紅外檢測方法都遠遠不能滿足下一代移動產品和增強現實 ( AR ) 和虛擬現實 ( VR ) 產品(配有嵌入式機器視覺應用)以及汽車和安防攝像機(對近紅外靈敏度要求較高)的性能需求。

 

然而,這種方法會導致串擾,並降低了調製傳遞函數 ( MTF )。通常業界通過引入深溝槽隔離 ( DTI )來嘗試克服這一點,但結果往往會造成破壞圖像黑暗區域的缺陷。藉助 Nyxel 2 技術, OmniVision 進一步完善了其顛覆性的近紅外成像方法,將厚矽像素架構與擴展深溝槽隔離相結合,從而改善量子效率,再通過悉心管理操作晶圓的表面紋理,以保持調製傳遞函數,並不影響傳感器的暗電流。



更高的量子效率

通過這些改進,OmniVision 的 Nyxel 2 技術如今可在 940 nm 波長處實現 50% 的量子效率,較之第一代提高 25 %,這是基於 2.9 微米像素的測量數據。在 850 nm 近紅外波長處,Nyxel 2 技術可實現 70 % 的量子效率,這不僅在第一代的基礎上提高了 17 %,還可以與那些在可見光下運行的頂級 RGB 傳感器的量子效率水平相媲美。通過這些 Nyxel 2 技術改進,提高了圖像質量,擴大了圖像檢測範圍,進一步降低了光源需求,從而降低功耗,延長電池壽命。

 

Nyxel 2 技術的性能改進為設計師們提供了各種新的可能性。就監視系統而言,可進一步減少安防攝像頭附近的紅外 LED 燈數量,從而節約成本,並降低功耗,或者可利用相同數量的 LED 燈,提高在無光條件下捕獲圖像的亮度。就自動駕駛員監控系統而言,可提高精準度,同時還可以減少在駕駛室內光線不好的地方安裝 LED 燈的數量。就智慧型手機而言,可減少 LED 燈數量,有助於不斷延長電池壽命,同時對更多的組件進行緊湊設計,有利於設計創新和降低 BOM 成本。

 

OmniVision 首款採用 Nyxel 2 技術的圖像傳感器有望在 2020 年下半年上市。如需了解更多信息,請聯繫 OmniVision 銷售代表:www.ovt.com/contact-sales。