19. Januar 2023

MIRA050 - Hohe Lichtempfindlichkeit im sichtbaren und NIR-Spektrum

Stromeinsparungen sowie hohe Empfindlichkeit, die weniger Licht erfordert und damit die Akkulaufzeit verlängert - ams OSRAM erweitert mit der Einführung des 2,3 mm x 2,8 mm 0,5Mpixel Mira050 seine Mira-Produktfamilie von hochempfindlichen Pipeline-CMOS-Bildsensoren mit Global Shutter. Der Mira050 ist gegenüber sichtbarem und Nahinfrarot-Licht (NIR) hochempfindlich und ermöglicht Ingenieuren, Platz und Energie in tragbaren und mobilen Geräten zu sparen. Er eignet sich für Anwendungen wie Eye-Tracking, Gestenerkennung und Kontextsensitivität in AR-/VR-/MR-Headsets, Objekterkennung in Robotern sowie 3D-Tiefenerfassung zur Gesichtserkennung in intelligenten Türschlössern.

Der kompakte Mira050 bietet eine hohe Lichtempfindlichkeit im sichtbaren und NIR-Spektrum [Bild: ams OSRAM]

Der Mira050 ist so konzipiert, dass er leistungsstarke Technologie mit zahlreichen Ultra-Low-Power-Funktionen in einem kompakten Sensor vereint. Der Stromverbrauch beträgt selbst bei voller Auflösung und einer Bildrate von 120 fps nur 47 mW und auch im Standby-Modus ist der Stromverbrauch mit 60 µW sehr niedrig. Aus technischer Sicht bietet der Mira050 gegenüber sichtbarem und NIR-Licht eine hohe Empfindlichkeit bei hoher Quanteneffizienz: von 36 % bei 940 nm und 56 % bei 850 nm im NIR-Spektrum und bis zu 93 % bei 550 nm im sichtbaren Lichtbereich, basierend auf internen Tests von ams OSRAM.

Der Vorteil sind zusätzliche Stromeinsparungen, da der Sensor mit einem energiesparenden Illuminator sowie bei natürlich schwachen Lichtverhältnissen betrieben werden kann. Das On-Chip-Energiemanagement passt die Energiezufuhr zu den verschiedenen Funktionsblöcken in Abhängigkeit von den Einstellungen für die Bildrate und Belichtungszeit an und trägt so zu einer noch längeren Akkulaufzeit bei.

Die Ingenieure von ams OSRAM haben Mira050 entwickelt, um die Entwicklung von Hochleistungs-Bildgebungssystemen durch Funktionen wie die On-Chip-Ereigniserkennung und die Subtraktion von Hintergrundlicht zu erleichtern.

Jens Milnikel, Executive Vice President und General Manager der BU Image Sensor Solutions bei ams OSRAM sagt: „Bei tragbaren und mobilen Geräten sind die wichtigsten Parameter für einen Bildsensor die aktive Flächennutzung bzw. die Footprint-Effizienz und der Stromverbrauch. Bei beiden dieser gewünschten Eigenschaften ist der Mira050 marktführend mit seiner höheren Auflösung, höheren Empfindlichkeit und dem geringeren Stromverbrauch mit kleinerem Footprint.“

Fortschrittliche Pixeltechnologie und einzigartige Architektur
Zur Umsetzung eines gestapelten Chip-Designs verwendet ams OSRAM in der Mira-Bildsensorfamilie die rückwärtige Belichtungstechnologie (BSI), wobei sich die Sensorschicht auf der Digital-/Ausleseschicht befindet. So kann der Mira050 in einem sehr effizienten Chip-Scale-Package (CSP) hergestellt werden.

Die Belichtungstechnologie sorgt außerdem für eine sehr hohe Empfindlichkeit und Quanteneffizienz des Sensors mit einer Pixelgröße von 2,79 μm. Die effektive Auflösung des Chip-Scale-Packages beträgt 576 px x 768 px und die maximale Bit-Tiefe 12 Bit, mit einer Bare-Die-Variante von 600 px x 800 px. Der Sensor wird in einem optischen Format von 1/7“ geliefert.

Programmierbare Register ermöglichen dem Benutzer die Steuerung von Fensterkoordinaten, Timing-Parametern und Belichtungszeit sowie Spiegel-, Flip- und Crop-Funktionen. Die MIPI CSI-2-Schnittstelle erlaubt eine einfache Verbindung mit einem Prozessor oder FPGA. Für eine einfache Konfiguration des Sensors kann über ein Camera Control Interface (CCI) auf die On-Chip-Register zugegriffen werden.

Samples des Mira050 NIR-Bildsensors werden für das späte Ende des ersten Quartals erwartet.

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