CMOS Image Sensors Anwendungen

Anders als die großen Halbleiterhersteller adressiert das IMS nicht die Massenmärkte wie Smartphone-Kameras oder Computer, sondern eher die Nischenmärkte. Die kunden- und anwendugsspezifischen Lösungen des IMS bedienen eher Bereiche, für die off-the-shelf Sensoren nicht verfügbar sind. Die besonderen Herausforderungen betreffen zum Beispiel die Empfindlichkeit, die Geschwindigkeit oder eine spezielle Geometrie der Pixelmatrix. Bildsensoren mit hoher Empfindlichkeit und Zeitauflösung finden Anwendung in einer Vielzahl von Einsatzbereichen vom autonomen Fahren bis hin zu Quantentechnologien.

Im Bereich Time-of-Flight (ToF) und LiDAR entwickelt das IMS Sensoren für unterschiedlichste Märkte. ToF Sensoren mit großer Pixelzahl werden für Gestensteuerung oder Produktionsüberwachung eingesetzt. LiDAR Sensoren basierend auf der CSPAD Technologie ermöglichen große Reichweiten in der 3D-Erfassung und finden somit Anwendungen im Bereich ADAS und Automatisiertes Fahren, aber auch in der Logistik und Robotik. Hier spielen auch die eingebauten Sicherheitsfunktionen (Security und Safety) oft eine entscheidende Rolle.

Für Weltraumanwendungen entwickelt das IMS verschiedene Detektoren. CSPAD-basierte LiDAR Sensoren unterstützen Manöver beim Andocken oder bei Reparaturen von Raumschiffen und Satelliten. Eine speziell entwickelte CMOS-CCD Technologie ersetzt zunehmend die bewährte, aber „aussterbende“ CCD Technologie für Anwendungen in der Erdbeobachtung. Das hierfür erforderliche TDI (Time-Delay-Integration) Verfahren kann mit Standard CMOS Sensoren nicht realisiert werden. Hier hat das IMS ein technologisches Alleinstellungsmerkmal.

Auch in den Bereichen, in denen höchste Nachweisempfindlichkeit gefordert ist, Bietet die CSPAD Technologie großes Potenzial. Im Bereich der Bio-Photonik werden Fluoreszenz-Signale von wenigen Photonen registriert - bisweilen auch zeitlich aufgelöst. Beim Quantum Imaging müssen geringe Anzahlen verschränkter Photonen in sehr kurzen Zeitfenstern mit Ortsauflösung detektiert werden. Auch hierfür eignen sich CSPAD-Arrays hervorragend.

Schließlich finden SPAD-Arrays in Form von Silicon-Photo-Multipliern (SiPM) in vielen Feldern Anwendung: von der Medizin (Positron-Emissions-Tomographie, PET) bis hin zur Teilchenphysik. Die Integration in CMOS Technologie bietet auch hier viele neue Gestaltungsmöglichkeiten.