Panasonic: Primer*1 Sensor de Imagen CMOS Orgánico en el Mundo con Sensibilidad a la Luz Infrarroja Cercana Controlada Eléctricamente

Panasonic Corporation anunció hoy que desarrolló una nueva tecnología: el control eléctrico de la sensibilidad a la luz infrarroja cercana (NIR, por sus siglas en inglés) del mismo píxel en un sensor de imagen CMOS orgánico. La sensibilidad de todos los píxeles en el sensor de imagen, que tiene películas orgánicas apiladas directamente, se controla simultáneamente cambiando el voltaje aplicado a las películas orgánicas.

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Application 1: Surveillance camera (Graphic: Business Wire)

Esta tecnología permite cambiar entre modos de imágenes en color^*2 e imágenes NIR fotograma por fotograma sin un filtro de corte IR mecánico requerido para los sensores de imagen convencionales. Esto contribuye a miniaturizar un sistema de cámaras y a mejorar la robustez. Esta tecnología también permite una operación de obturación global^*3. Por lo tanto, puede ser adecuada para aplicaciones en diversos campos de la industria, tales como la visión artificial o los sistemas de transporte inteligente, donde se necesita una inspección o reconocimiento rápido y preciso.

La nueva tecnología tiene la siguiente ventaja.
Conmutación fotograma por fotograma entre el modo de imágenes en color y el modo de imágenes NIR sin perder la resolución.

Este avance se basa en las siguientes tecnologías.

1. La tecnología de diseño de los sensores de imagen CMOS orgánicos, que permite diseñar la parte de conversión fotoeléctrica y la parte del circuito de lectura en forma independiente.
2. La tecnología de control de sensibilidad que permite la conmutación fotograma por fotograma entre el modo de imágenes en color y el modo de imágenes NIR cambiando el voltaje aplicado a la parte de conversión fotoeléctrica.

Panasonic posee 94 patentes japonesas y 68 patentes del exterior (incluidas las que están trámite) relacionadas con esta tecnología.

Panasonic presentará algunas de estas tecnologías en la Conferencia Académica Internacional: ISSCC (International Solid-State Circuit Conference) 2017, que se llevará a cabo en San Francisco del 5 al 9 de febrero de 2017.

Notas:.
*1: A partir del 9 de febrero de 2017, según datos de Panasonic.
*2: El índice de extinción de la sensibilidad NIR a 800 nm fue de -28 dB.
*3: Informe anterior en ISSCC2016, http://news.panasonic.com/global/press/data/2016/02/en160203-6/en160203-6.html

Más información acerca de las Tecnologías

1. La tecnología de diseño del sensor de imagen CMOS orgánico, en que la parte de conversión fotoeléctrica y la parte del circuito de lectura pueden diseñarse en forma independiente.
   
   En el sensor de imagen CMOS orgánico, la conversión fotoeléctrica se ejecuta mediante una película orgánica, mientras que la acumulación de carga de señal y la lectura de señal se ejecutan mediante circuitos basados en Si debajo de la película orgánica. La película y los circuitos pueden diseñarse en forma independiente, de modo que el sensor de imagen CMOS orgánico puede lograr las siguientes características: alta sensibilidad, amplio rango dinámico y función de obturación global. Se observó que la tecnología recientemente desarrollada extiende la sensibilidad espectral del sensor de imagen, del espectro de luz visible al espectro de luz infrarroja cercana (NIR). Y también hace posible controlar eléctricamente la sensibilidad a la luz NIR sin perder las características únicas de los sensores de imagen CMOS orgánicos, tal como se describe anteriormente.
2. La Tecnología de control de sensibilidad, en que la conmutación fotograma por fotograma entre imágenes en color e imágenes NIR puede realizarse cambiando el voltaje aplicado a la capa orgánica.
   
   La sensibilidad espectral del sensor de imagen CMOS orgánico puede extenderse desde el espectro de luz visible al espectro de luz NIR al apilar dos capas orgánicas, una de las cuales puede absorber luz visible y la otra puede absorber la luz NIR. Sin embargo, simplemente apilar o mezclar estas dos capas no permite distinguir la señal de luz NIR de la señal de luz visible. Para poder distinguir estas señales, los métodos convencionales necesitan de componentes adicionales como electrodos y transistores de película fina, lo que produce un aumento del tamaño del píxel.
   Para solucionar este problema, adoptamos la estructura apilada directa de dos capas orgánicas con la relación alta de resistencia de estas. En esta estructura, el voltaje aplicado se distribuye a las dos capas de manera desigual. En otras palabras, se aplica un voltaje relativamente bajo a una capa orgánica a la vez que se aplica un voltaje relativamente alto a la otra capa usando la misma fuente de voltaje. Los sensores de imagen CMOS orgánicos necesitan que se les aplique un voltaje mayor que cierto umbral para obtener información de la señal de la luz incidente. Debido a esta característica, se puede ver con esta estructura que esas dos capas no tienen sensibilidad a bajo voltaje, una sola capa tiene sensibilidad a voltaje medio y ambas capas tienen sensibilidad a alto voltaje. Es decir, esta estructura permite la conmutación eléctrica del modo de imágenes en color, en el que el sensor es sensible únicamente a la luz visible, al modo de imágenes NIR, en el que el sensor es sensible a la luz visible y a la luz NIR sin aumentar ningún componente.

Acerca de Panasonic

Panasonic Corporation es un líder mundial en el desarrollo de diversas tecnologías electrónicas y soluciones para clientes de las industrias de electrónica de consumo, inmobiliaria, automotriz, de soluciones empresariales y dispositivos industriales en general. Desde su fundación en 1918, la compañía se ha ampliado globalmente y en la actualidad opera 474 subsidiarias y 94 compañías asociadas a nivel mundial, registrando ventas netas consolidadas de 7553 billones de JPY para el año finalizado el 31 de marzo de 2016. La compañía está comprometida con la búsqueda de nuevos valores a través de la innovación en todas las líneas divisionales y utiliza sus tecnologías para crear una vida y un mundo mejores para sus clientes. Para conocer más sobre Panasonic, visite: http://www.panasonic.com/global.

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