Organiczny sensor obrazu CMOS pracujący w trybie kolorowym oraz IR

Firma Panasonic ogłosiła opracowanie nowej technologii pozwalającej na kontrolę nad czułością odbieranego światła podczerwonego w organicznych sensorach obrazu CMOS. Czułość wszystkich pikseli sensora obrazu (złożonego z organicznych warstw) może być jednocześnie sterowana za pomocą przykładanego napięcia do poszczególnych warstw. Nowa technologia ma pozwolić na zmianę trybu pracy (związanego ze wspomnianą czułością) bardzo sprawnie, z klatki na klatkę, umożliwiając pobieranie kolorowego obrazu, jak również obrazu w podczerwieni, z wykorzystaniem tylko jednego sensora. Co więcej, aby poprawić sprawność przechwytywania obrazu, producent zastosował w sensorze funkcję globalnej przysłony. Rozwiązanie to da także większą swobodę użytkownikom, a producentom pozwoli na obniżenie kosztów produkcji. Zniknie bowiem konieczność stosowania dodatkowych, mechanicznych elementów, jak filtry IR, by móc przechwytywać obraz w podczerwieni. Sensor wykorzystamy może być w wielu aplikacjach, np. w układach wizyjnych maszyn różnego typu, także tych związanych z inteligentnymi systemami transportowymi. Dzięki płynnemu i szybkiemu przejściu pomiędzy jednym trybem, a drugim, zwiększą się możliwości obserwacyjne maszyn, zapewniając między innymi sprawniejsze rozpoznawanie obiektów i ich dokładniejszą inspekcję. Warto wspomnieć, że przejście pomiędzy jednym trybem, a drugim wykonuje się bez straty na rozdzielczości. Zasada działania jest bardzo zbliżona do tego, jak normalnie działają sensory obrazu CMOS. Światło jest przechwytywane przez warstwy organiczne, generując sygnały elektryczne, które są potem odczytywane przez dedykowane układy scalone oparte na krzemie, zwykle umieszczone bezpośrednio pod warstwami przechwytującymi światło. Oba elementy mogą być opracowywane niezależnie od siebie, co pozwala na osiąganie takich cech jak: wysoka czułość, szeroki zakres dynamiczny, czy też funkcja globalnej przysłony. Nowo opracowana technologia wpływa na sposób przechwytywania światła, zmieniając spektrum światła, jakie będzie odbierane. Pozwala to na sterowanie pracą tego elementu, bez wpływu na zalety, które wynikają ze sposobu przetwarzania tych sygnałów przez układy scalone, co owocuje tym, że zachowujemy wspomniane wyżej zalety sensora CMOS. © Panasonic W praktyce jest to zrealizowane za pomocą dwóch warstw organicznych, ułożonych jedna na drugiej (niżej znajduje się warstwa odbierająca światło IR). Jednakże w normalnych warunkach, niemożliwe byłoby, aby światło o różnym spektrum było rozróżnione. Panasonic zastosował więc warstwy o różnym współczynniku oporu, dzięki temu można rozróżnić, która warstwa działa i jakie światło jest odbierane, czy widzialne (normalne koloru), czy też podczerwone (IR). Przy niskim napięciu żadna z warstw nie pracuje (aby pobrać sygnał o przechwyconym świetlne wymaga się podania odpowiedniego napięcia). Podając „średnie” napięcie uruchamiamy normalną warstwę, odpowiedzialną za przechwytywanie kolorowego światła widzialnego. Z racji większego oporu, druga warstwa pozostaje nieaktywna, chyba że podamy wyższe napięcie. Wtedy możemy odczytać sygnały z drugiej warstwy, przechwytującej światło IR. Umożliwia to przejście pomiędzy jednym trybem, a drugim, bez zwiększania liczby komponentów. Dzięki takiemu podejściu możliwe będzie sprawniejsza praca kamer, w warunkach o niedostatecznej widoczności (słabe światło). Sytuacja ta jest często spotykana w przypadku kamer bezpieczeństwa/ochrony. Wprawdzie zwykłe kamery są w stanie odczytać niekiedy światło IR, lecz dzieje się to w ograniczony sposób. Nowe sensory zwiększą czułość odbierania światła IR, co spowoduje, że obraz będzie znacznie czytelniejszy. © Panasonic Poprawią się także kamery inspekcji przemysłowej. Typowe kamery wykorzystują jedynie co czwarty piksel, do odbierania światła IR, co powoduje utratę w jakości obrazu. Nowa technologia pozwoli matrycom wykorzystać pełną dostępną rozdzielczość, co spowoduje generowanie obrazu w znacznie wyższej jakości, a tym samym zapewni możliwość dokładniejszej inspekcji. Podobnie rzecz się ma w przypadku zastosowań związanych z systemami wizyjnymi różnych maszyn, także tymi, które wymagają bardzo szybkiej pracy kamery.