Belgialainen mikroelektroniikan tutkimuslaitos imec on saanut uuden 96-kaistaisen hyperspektrianturinsa kaupalliseen tuotantovaiheeseen. Suoraan CMOS-kennolle integroidut spektrisuodattimet mahdollistavat hyperspektrikuvauksen tavallisen RGB-kameran kokoisella laitteella.
Hyperspektrikuvauksessa kohteesta ei tallenneta vain punaista, vihreää ja sinistä valoa, vaan kymmeniä tai jopa satoja tarkasti rajattuja aallonpituusalueita. Näin kuvasta voidaan tunnistaa esimerkiksi materiaaleja tai kasvillisuuden ominaisuuksia, joita tavallinen kamera ei pysty erottamaan.
Imecin uusi LS96-linjakennoratkaisu jakaa 450–900 nanometrin aallonpituusalueen 96 spektrikaistaan. Oleellista on, että ohutkalvoihin perustuvat spektrisuodattimet valmistetaan suoraan CMOS-kuvakennon päälle. Erillisiä prismoja, hiloja tai kennon eteen kohdistettavia suodattimia ei siten tarvita.
Ratkaisu tekee hyperspektrikamerasta paitsi pienemmän myös mekaanisesti kestävän. Suodattimien ja pikseleiden keskinäinen kohdistus määräytyy jo valmistuksessa, eikä optiikka ole yhtä herkkä esimerkiksi satelliitin laukaisun tai droonin lennon aiheuttamille iskuille ja tärinälle.
Uudessa anturissa on kymmenen ilmaisinlinjaa kutakin spektrikaistaa kohti. Niitä voidaan käyttää kymmenen vaiheen digitaaliseen TDI-integrointiin (time-delayed integration), jossa liikkuvasta kohteesta peräkkäin kerättyä signaalia yhdistetään. Ilmaisinlinjojen määrä on kaksinkertaistunut aiempaan LS150-anturiin verrattuna, ja imecin mukaan signaali-kohinasuhde on parantunut 40 prosenttia.
Anturi perustuu avaruuskäytössä jo testattuun AMS CMV2000 -kuvakennoon. Linjaresoluutio on 2048 pikseliä, optinen formaatti 2/3 tuumaa ja kuvanopeus täydellä resoluutiolla enimmillään 340 kuvaa sekunnissa. Käyttäjä voi myös rajata luettavia spektrikaistoja, jolloin datamäärää voidaan pienentää ja kuvausnopeutta kasvattaa.
Imec on samalla kehittänyt valmistusprosessia 200 ja 300 millimetrin kiekoille. Anturien välisen spektrikaistojen keskiaallonpituuden vaihtelu on saatu noin yhteen prosenttiin, mikä on viisinkertainen parannus aikaisempaan valmistusprosessiin verrattuna. Tasalaatuisuus on tärkeää erityisesti satelliittikonstellaatioissa ja muissa järjestelmissä, joissa useiden kameroiden tuottamaa dataa pitää voida verrata keskenään.
Imec näkee hyperspektrikameroille käyttökohteita satelliittien maanhavainnoinnin lisäksi muun muassa konenäössä, jätteiden ja elintarvikkeiden lajittelussa, tarkkuusmaataloudessa, aurinkopaneelien tarkastuksessa ja lääketieteellisessä kuvantamisessa.
