概要
近年、CCD・CMOSイメージセンサは低ノイズ・高解像度化しているが、対応していない周波数帯域に対しては鮮明な画像を得ることができません。InGaAsカメラは、近赤外領域の光を捉え、可視化するための技術です。InP (イリジウム・リン）基板上にIn(イリジウム)、Ga(ガリウム)、As(ヒ素)の順番に結晶化成長させたセンサーを用い、赤外線を検出して画像として生成します。この技術は、暗闇や不透明な環境下での撮影や、可視光では捉えられない情報を得るために利用されます。
構成
センサ
赤外線を検出し、電気信号に変換する半導体素子です。0.9μmから1.7μmの波長帯域において感度をもっておりこのセンサーが赤外線の情報を受け取り、画像を形成します。入射する赤外光をInGaAsフォトダイオードが光電変換して、ROICにより信号として読み出される構造となっています。
光学系
入射した赤外線をInGaAsセンサーに導くための光学素子やレンズが含まれます。この光学系によって、光がセンサーに効率的に到達します。
信号処理ユニット
センサーからの電気信号を受け取り、処理するための電子回路やソフトウェア等も含まれます。このユニットが画像を生成し、必要に応じて情報を処理します。
特徴
InGaAsカメラは、CCD・CMOSイメージセンサとは異なる周波数帯の光を観測することができ、高感度、高速撮影、広い動作温度範囲という特徴があります。
赤外線領域での高い感度を持ち、微弱な赤外線信号も捉えることができため、低照度下での撮影や微細な情報の検出が可能となります。また、多くのInGaAsカメラは高速な撮影に対応しており、短時間で多くのデータを収集できます。これにより、動きの速い対象やダイナミックなシーンの撮影が可能となります。さらに、一部のInGaAsカメラは、広い温度範囲での動作が可能である。これにより、さまざまな環境下での撮影が可能となります。
しかし、InGaAsセンサのカットオフ波長は温度依存性が高く、冷却するたびに長波長側のカットオフが短くなることがあります。
歴史
InGaAsカメラの開発は、赤外線撮像技術の進化とともに進んできました。初期の赤外線カメラは重く、大きく、高価であったが、技術の進歩により、より小型化され、高性能化されました。特に、InP基板上にIn(イリジウム)、Ga(ガリウム)、As(ヒ素)の順番に結晶化成長させてInGaAsセンサーのダイオードを形成するため、この工程プロセスが進化したために、InGaAsカメラが発展してきたといえます。
InGaAsセンサーの開発により、赤外線領域での高い感度と高速撮影が実現され、産業、医療、科学などの分野で幅広く利用されています。InGaAsカメラは、夜間の監視、医療診断、材料解析などの領域で特に重要な役割を果たしています。
0件のコメント