Panasonic: O primeiro*1 sensor de imagem CMOS orgânico do mundo com sensibilidade à luz perto do infravermelho, controlável eletricamente

Application 1: Surveillance camera (Graphic: Business Wire)

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OSAKA, Japão--()--A Panasonic Corporation anunciou hoje ter desenvolvido uma nova tecnologia, o controle elétrico de sensibilidade à luz perto do infravermelho (NIR) de um mesmo pixel em um sensor de imagem CMOS orgânico. A sensibilidade de todos os pixeis no sensor de imagem, que tem películas orgânicas empilhadas diretamente, é controlada simultaneamente pela alteração da tensão aplicada às películas orgânicas.

Essa tecnologia permite alternar entre modos de imageamento de cor*2 e imageamento NIR, quadro a quadro, sem o filtro de corte de IV necessário para os sensores de imagem convencionais. Isso contribui para a miniaturização de um sistema de câmera e a melhoria de sua robustez. Essa tecnologia também permite a operação de um obturador global*3 . Assim, ela pode ser adequada para aplicações em vários campos do setor, como visão mecânica ou sistema de transporte inteligente, nos quais é necessário inspeção ou reconhecimento rápido e preciso.

A nova tecnologia tem a seguinte vantagem.
Alternância quadro a quadro entre modo de imageamento de cor e modo de imageamento NIR, sem perda de resolução.

O desenvolvimento baseia-se nas seguintes tecnologias.

  1. Tecnologia de design de sensores de imagem CMOS orgânicos, que permite projetar a peça da conversão fotoelétrica e a peça do circuito de leitura independentemente.
  2. A tecnologia de controle de sensibilidade, que permite a alternância quadro a quadro entre o modo de imageamento de cor e o modo de imageamento NIR, alterando a tensão aplicada à peça de conversão fotoelétrica.

A Panasonic possui 94 patentes japonesas e 68 em outros países (incluindo patentes pendentes) relacionadas com essas tecnologias.

A Panasonic apresentará algumas dessas tecnologias na conferência acadêmica internacional: ISSCC (Conferência internacional de circuitos de estado sólido) 2017, que ocorrerá em San Francisco de 5 a 9 de fevereiro de 2017.

Notas:.
*1: Dados da Panasonic de 9 de fevereiro de 2017.
*2: A taxa de extinção da sensibilidade NIR a 800 nm era de -28 dB.
*3: Relatório anterior sobre a ISSCC2016, http://news.panasonic.com/global/press/data/2016/02/en160203-6/en160203-6.html

Mais sobre as tecnologias

  1. Tecnologia de design de sensor de imagem CMOS orgânico, com a qual a peça de conversão fotoelétrica e a peça do circuito de leitura podem ser projetadas independentemente.

    No sensor de imagem CMOS orgânico, a conversão fotoelétrica é executada por uma película orgânica, enquanto o acúmulo de carga de sinal e a leitura de sinal são executados por circuitos com base em silício sob a película orgânica. A película e os circuitos podem ser projetados independentemente, de modo que o sensor de imagem CMOS orgânico possa ter as seguintes características: alta sensibilidade, amplo alcance dinâmico e função de obturador global. A tecnologia, recém desenvolvida, foi criada para estender a sensibilidade espectral do sensor de imagem, indo do espectro de luz visível ao espectro de luz perto do infravermelho (NIR). A tecnologia também torna possível controlar eletricamente a sensibilidade à luz NIR sem perder as características exclusivas dos sensores de imagem CMOS orgânicos, conforme descrito acima.
  2. Tecnologia de controle de sensibilidade, com a qual pode ser realizada a alternância quadro a quadro entre o imageamento de cor e o imageamento NIR pela alteração da tensão aplicada à camada orgânica.

    A sensibilidade espectral de um sensor de imagem CMOS orgânico pode ser estendida do espectro de luz visível ao espectro de luz NIR pelo empilhamento de duas camadas orgânicas, uma das quais pode absorver a luz visível e a outra, a luz NIR. Entretanto, o simples empilhamento ou combinação dessas duas camadas não permite distinguir o sinal de luz NIR do sinal de luz visível. A fim de distinguir esses sinais, os métodos convencionais precisam de componentes extras, como eletrodos e transístores de película fina, o que resulta no aumento do tamanho do pixel.
    Para resolver esse problema, adotamos a estrutura de empilhamento direto de duas camadas orgânicas com a alta proporção de resistência delas. Nessa estrutura, a tensão aplicada é distribuída desigualmente por essas duas camadas. Em outras palavras, uma tensão relativamente baixa é aplicada a uma camada orgânica, enquanto uma tensão relativamente alta é aplicada à outra camada, usando a mesma fonte de tensão. Os sensores de imagem CMOS orgânicos precisam receber uma tensão pelo menos mais alta que o limite mínimo a fim de obter informação do sinal da luz incidente. Devido à sua característica, a estrutura faz com que ambas as camadas não sejam sensíveis à baixa tensão, apenas uma camada seja sensível à média tensão e ambas as camadas sejam sensíveis à alta tensão. A saber, essa estrutura permite a comutação elétrica do modo de imageamento de cor, no qual o sensor é sensível apenas à luz visível, ao modo de imageamento NIR, no qual o sensor é sensível à luz visível e à luz NIR, sem a adição de nenhum componente.

Sobre a Panasonic

A Panasonic Corporation é líder mundial no desenvolvimento de diversas tecnologias e soluções eletrônicas para os clientes nos setores de eletrônicos, habitação, automotivo, soluções corporativas e indústrias de dispositivos. Desde sua fundação em 1918, a empresa expandiu mundialmente e hoje opera 474 subsidiárias e 94 sociedades coligadas em todo o mundo, registrando vendas líquidas consolidadas de 7,553 trilhões de ienes no ano fiscal encerrado em 31 de março de 2016. Empenhada na busca de novos valores por meio da inovação entre todas as linhas divisionais, a empresa emprega suas tecnologias para criar uma vida melhor e um mundo melhor para seus clientes. Para saber mais sobre a Panasonic, acesse: http://www.panasonic.com/global.

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