新型图像传感器技术的动机:
虽然用于可见光的传统CMOS探测器技术成熟且应用广泛(至少在低价值应用领域是如此),但更复杂的图像传感硬件仍有很大的发展空间,其功能不仅限于获取每个像素的红、绿、蓝(RGB)强度值。这主要是由于机器视觉的日益普及,机器视觉利用计算机算法进行图像分析。机器学习需要尽可能多的输入数据来建立关联,从而实现目标识别和分类,因此,获取不同波长范围或具有光谱分辨率的光学信息具有显著优势。

当然,新型图像传感器技术还具有许多其他优势。例如,以更低的成本实现类似的功能、更大的动态范围、更高的时间分辨率、空间可变灵敏度、高分辨率全局快门、更少的色散、灵活性/适应性等等。.

IDTechEx 最新报告《2021-2031 年新兴图像传感器技术:应用与市场》涵盖了许多新兴技术,具体包括
:硅基量子点混合图像传感器
;硅基有机光电探测器混合图像传感器
;新兴短波红外图像传感器技术,包括扩展范围硅;
有机和钙钛矿光电二极管(OPD 和 PPD)
;事件驱动视觉
;高光谱成像
;柔性 X 射线图像传感器
;以及波前成像。

报告中提到的新兴图像传感器技术如下:

混合图像传感器:在CMOS读出电路上增加一层额外的吸光层,是一种利用有机半导体或量子点提高短波红外(SWIR)光谱灵敏度的混合方法。这项新技术目前主要由昂贵的InGaAs传感器主导,有望大幅降低成本,从而推动SWIR成像技术在自动驾驶汽车等新应用领域的普及。.

扩展范围硅基传感器:鉴于InGaAs传感器的高昂价格,开发能够探测短波红外(SWIR)光谱低端区域的低成本替代传感器具有相当大的吸引力。这些SWIR传感器可用于车辆,通过减少散射来提高雾霾环境下的能见度。.

薄膜光电探测器:与单个小型探测器相比,在大面积区域内探测光线对于采集生物特征数据至关重要;如果具备柔性,则更适用于皮肤成像。采用溶液加工半导体的新方法为制造大面积共形光电探测器提供了一种极具吸引力的途径,可用于屏下指纹检测等应用。.

事件驱动视觉——自动驾驶车辆、无人机和高速工业应用需要高时间分辨率的图像检测。然而,传统的基于帧的成像方式,高时间分辨率会产生大量数据,需要计算密集型处理。事件驱动视觉是一种获取光学信息的新方法,它既能以更高的时间分辨率检测快速变化的图像区域,又能显著降低数据传输和后处理需求。.

概括

总之,机器视觉的日益普及为新型图像传感技术提供了巨大的机遇,这些技术能够提供超越传统 CMOS 传感器的功能。.