تحليل التقنيات المبتكرة في أجهزة استشعار الصور

تقنيات مبتكرة في أجهزة استشعار الصور:

تستبدل أجهزة استشعار الصور بنقاط الكم النقطية طبقة السيليكون الحساسة بفيلم شفاف من نقاط الكم، مما يوفر خصائص فوتوكهربائية فريدة. تعزز تأثير الحصر الكمي سلوك الثقوب الإلكترونية، مما يوفر فجوة طاقة يمكن ضبطها تسهل تحويل إشارات الضوء إلى إشارات كهربائية بكفاءة. تتميز هذه التقنية بنطاق طيفي أوسع ونطاق ديناميكي ممتاز، مما يظهر الوعد في صناعات الإلكترونيات الاستهلاكية والسيارات.

تحسين البكسل وتحسين حجم الصورة: مع طلب المستهلكين لجودة صورة أعلى، تسعى أجهزة استشعار الصور CMOS إلى زيادة عدد البكسل وتكبير حجم الاستشعار لالتقاط المزيد من الضوء، وتحسين وضوح الصورة، وزيادة نطاق التباين. بعض الهواتف الذكية عالية الفئة، على سبيل المثال، تحتوي على أجهزة استشعار بحجم 1 بوصة أو أكبر.

الإضاءة الخلفية والهياكل المكدسة: تضع الإضاءة الخلفية الفوتودايود على الطبقة العلوية من السيليكون، مما يسمح بتعرض مباشر للضوء وتحسين كفاءة استخدام الضوء والحساسية. الهياكل المكدسة تنقل الدوائر إلى الطبقة السفلية من العناصر الحساسة للضوء، مما يقلل من مساحة الشريحة الإجمالية ويحسن قمع ضوضاء الدوائر، مما يؤدي إلى جودة صورة أعلى وسرعات معالجة أسرع، وهو شائع في الهواتف الذكية والأجهزة الأخرى.

تحسينات نطاق الديناميكية والأداء المنخفض: تقوم الشركات المصنعة بتطوير تقنيات جديدة لتقنيات HDR، مثل تكوين الإطارات المتعددة ودوائر تحويل الكسب العالية/المنخفضة. كما أنها تقوم بتحسين هياكل البكسل لتعزيز كفاءة التحويل الضوئي، واعتماد تقنيات متقدمة لمعالجة الإشارات لتحسين أداء أجهزة استشعار الصور CMOS بشكل كبير في ظروف الإضاءة المنخفضة.

تقنية القراءة السريعة والتكنولوجيا العالمية: لتلبية متطلبات تسجيل الفيديو والتقاط الحركة بسرعة عالية، يتم استخدام الهياكل المكدسة وتكنولوجيا الستائر العالمية. تتيح تكنولوجيا الستائر العالمية تعرض البكسل في مصفوفة المستشعر بشكل متزامن، مما يمنع التشوه والتشويه الناتج عن الستائر الدوارة، وتستخدم على نطاق واسع في التصوير بسرعة عالية والفحص الصناعي.

الذكاء والتكامل: بعض معالج CMOSتبدأ أجهزة استشعار الصور في دمج وحدات معالجة الذكاء الاصطناعي، مما يتيح تحليل محتوى الصور في الوقت الحقيقي، وتحسين معلمات التصوير، وتجربة تصوير أكثر ذكاءً. وهذا يعزز كفاءة وفعالية معالجة الصور.

تقنية تقليد عملية الرؤية البيولوجية لتجاوز قيود أوضاع الفحص التقليدية للإطار. من خلال البحث وإنشاء نموذج نظام شامل يتضمن تحويل الضوء الكهروضوئي، وهيكل البكسل، وقراءة الإشارة، تم تصميم وتطوير أجهزة البكسل والدوائر. تتيح هذه التقنية تتبع الهدف بسرعة عالية استنادًا إلى المعلومات البصرية الزمنية وتتمتع بنطاق ديناميكي ممتاز وأداء معدل الحدث الذي يوفر التوجيه النظري والمصادر التقنية لتصميم وتطبيق أجهزة الاستشعار البصرية من الجيل القادم.

تم تطوير التعاون بين الوحدات المتعددة، وتستخدم هذه التقنية نقاط الكم البيروفسكيت للرصاص السيزيوم كطبقة حساسة للضوء وطبقة الفخ الشحن، وأفلام أنابيب الكربون النانوية الشبه موصلة كطبقة نقل الشحن. يدمج الجهاز الناتج بين الاستشعار الضوئي وتخزين المعلومات ووظائف معالجة البيانات، مما يسمح بالحصول على معلومات موازية في الوقت الحقيقي. وهو ذو أهمية كبيرة لأنظمة الرؤية الصناعية التي تحاكي معالجة الرؤية البيولوجية وقد تم إظهار قدرته على الاستجابة وإكمال التعلم التعزيزي العصبي في ظروف مظلمة للغاية.