例如医疗保健、生物识别、自动驾驶、农业、化学检测和食品检测等。IDTechEx预测,随着自动驾驶技术日益重要,到2033年,新兴的图像传感器市场规模将超过5亿美元。.


扩展光谱范围:
传统的可见光CMOS探测器广泛应用于机器人、工业成像检测和消费电子产品领域;然而,功能更复杂的图像传感器,其性能远不止于获取红、绿、蓝(RGB)强度值,仍存在巨大的发展机遇。目前,人们正致力于开发能够探测可见光范围之外的光线特征的新型图像传感器技术,例如短波红外(SWIR,1000 nm–2000 nm)波段。将探测波长扩展到SWIR范围具有诸多优势,因为它能够区分在可见光范围内视觉上相似或相同的物体和材料。这显著提高了识别精度,并为更高效、更实用的图像检测铺平了道路。

一个关键趋势是开发出价格远低于目前昂贵的InGaAs传感器的廉价替代品,用于短波红外(SWIR,1000-2000 nm)光谱区域的成像,这将使该技术应用于更广泛的领域。这包括自动驾驶汽车,SWIR成像有助于区分在可见光谱范围内看起来相似的物体和材料,同时还能减少灰尘和雾霾的干扰。.

几种新兴的非InGaAs基短波红外(SWIR)技术具有竞争力。其中包括混合成像传感器,这种传感器在CMOS读出电路上叠加一层薄薄的有机半导体或量子点层,用于吸收光线,从而扩大SWIR波段的探测范围。另一种技术是扩展范围硅,它通过改变硅的特性,使其吸收范围超越带隙的限制。目前,SWIR传感器市场主要由昂贵的InGaAs传感器主导,而这些新技术有望大幅降低成本,这将促进SWIR成像技术在自动驾驶汽车等新兴应用领域的应用。.

新型图像传感器实现了诸多新功能。
除了能够捕捉更宽光谱范围内的图像外,其他创新还包括捕捉更大面积的图像、获取每个像素的光谱数据,以及同时提高时间分辨率和动态范围。事件驱动视觉是该领域一项极具前景的技术。传统的基于帧的成像方式,虽然能够实现高时间分辨率,但会产生大量数据,需要大量的计算机处理。事件驱动视觉通过一种全新的光学信息采集方式解决了这一难题:传感器的每个像素都会报告与强度变化相对应的时间戳。这样,事件驱动视觉既能以更高的时间分辨率捕捉快速变化的图像区域,又能显著降低数据传输和后处理的需求。

另一项前景广阔的创新是传感器技术的日益小型化和可变形化,这使得将传感器集成到机械臂、工业检测设备或消费电子产品中变得前所未有的容易。这些正是蓬勃发展的微型光谱仪市场的目标应用领域。在智能电子产品和物联网设备增长的推动下,低成本的微型光谱仪在各个领域的重要性日益凸显。通过集成能够以高光谱分辨率检测从可见光到短波红外光谱区域的微型光谱仪,可以显著增强标准可见光传感器的复杂性和功能。弗劳恩霍夫研究所的研究人员设想,未来将出现一款重量仅为1克、成本仅为1美元的光谱仪。微型光谱仪有望通过更精确地区分材料、物体和颜色,为提高自主效率提供经济高效的解决方案。.