Мотивация для новых технологий датчиков изображения:
Хотя традиционные CMOS-детекторы для видимого света хорошо зарекомендовали себя и довольно широко распространены, по крайней мере, для недорогих приложений, существует значительная возможность для более сложных аппаратных средств обработки изображений, предлагающих возможности, выходящие за рамки простого получения значений интенсивности красного, зеленого и синего (RGB) цветов для каждого пикселя. Это во многом связано с растущим внедрением машинного зрения, где анализ изображений выполняется с помощью компьютерных алгоритмов. Машинное обучение требует как можно больше входных данных для установления корреляций, облегчающих идентификацию и классификацию объектов, поэтому получение оптической информации в различных диапазонах длин волн или с спектральным разрешением, например, является весьма выгодным.
Конечно, новые технологии датчиков изображения предлагают множество других преимуществ. Например, аналогичные возможности при более низкой стоимости, больший динамический диапазон, улучшенное временное разрешение, пространственно-изменяемая чувствительность, высокоточное глобальное затворное управление, уменьшение нежелательной дисперсии, гибкость/совместимость и т. д.
В новом отчете IDTechEx «Перспективные технологии датчиков изображения 2021-2031: приложения и рынки» рассматриваются многие перспективные технологии, в частности
: гибридные датчики изображения на основе квантовых точек на кремнии
; гибридные датчики изображения на основе органических фотодетекторов на кремнии
; перспективные технологии датчиков изображения в ближнем инфракрасном диапазоне, включая кремний расширенного диапазона;
органические и перовскитные фотодиоды (OPD и PPD)
; событийное зрение
; гиперспектральная визуализация
; гибкие рентгеновские датчики изображения
; и волновое изображение.
В отчете рассматриваются следующие перспективные технологии датчиков изображения:
Гибридные датчики изображения: добавление дополнительного светопоглощающего слоя поверх схемы считывания CMOS — это гибридный подход, использующий органические полупроводники или квантовые точки для повышения спектральной чувствительности в ближнем инфракрасном диапазоне (SWIR). Эта новая технология, в настоящее время доминирующая благодаря дорогим датчикам на основе InGaAs, обещает значительное снижение цены и, следовательно, внедрение SWIR-изображений в новые приложения, такие как автономные транспортные средства.
Кремниевые датчики расширенного диапазона: учитывая высокую стоимость датчиков на основе InGaAs, существует значительный стимул к разработке гораздо более дешевых альтернатив, способных обнаруживать свет в нижней части ближнего инфракрасного (SWIR) диапазона. Такие SWIR-датчики можно использовать в транспортных средствах для улучшения видимости в тумане и пыли за счет уменьшения рассеяния.
Тонкопленочные фотодетекторы: обнаружение света на большой площади, а не в одном небольшом детекторе, крайне желательно для получения биометрических данных и, при наличии гибкости, для визуализации через кожу. Новые подходы с использованием полупроводников, обрабатываемых в растворах, предлагают убедительный способ создания крупногабаритных конформных фотодетекторов для таких применений, как обнаружение отпечатков пальцев под дисплеем.
Событийное зрение — автономные транспортные средства, дроны и высокоскоростные промышленные приложения требуют обнаружения изображений с высоким временным разрешением. Однако при традиционной покадровой съемке высокое временное разрешение приводит к большим объемам данных, требующим ресурсоемкой обработки. Событийное зрение — это новый способ получения оптической информации, сочетающий более высокое временное разрешение быстро изменяющихся областей изображения со значительно сниженными требованиями к передаче данных и постобработке.
Краткое содержание
В заключение, растущее внедрение машинного зрения открывает большие возможности для новых технологий обработки изображений, предлагающих возможности, превосходящие возможности традиционных CMOS-сенсоров.
