Analyse innovativer Technologien in Bildsensoren

Innovative Technologien in Bildsensoren:

Quantenpunkt-Bildsensoren ersetzen die Silizium-lichtempfindliche Schicht durch eine Quantenpunkt-transparente Folie und bieten einzigartige photoelektrische Eigenschaften. Der Quantenkonfinationseffekt verbessert das Verhalten von Elektronenlöchern und bietet eine einstellbare Bandlücke, die eine effiziente Umwandlung von Lichtsignalen in elektrische Signale ermöglicht. Diese Technologie zeichnet sich durch eine breitere spektrale Antwort und einen ausgezeichneten Dynamikbereich aus und zeigt vielversprechende Anwendungen in der Unterhaltungselektronik und der Automobilindustrie.

Pixel-Verbesserung und Größenoptimierung: Da Verbraucher eine höhere Bildqualität fordern, streben CMOS-Bildsensoren nach höheren Pixelzahlen und größeren Sensorgrößen, um mehr Licht einzufangen, die Bildklarheit zu verbessern und den Dynamikumfang zu erhöhen. Einige High-End-Smartphones haben beispielsweise Sensoren, die 1 Zoll oder sogar größer sind.

Rückseitenbeleuchtung und gestapelte Strukturen: Bei der Rückseitenbeleuchtung wird die Fotodiode auf der oberen Schicht des Siliziumfers platziert, was eine direkte Lichteinwirkung ermöglicht und die Lichtnutzungseffizienz und Empfindlichkeit verbessert. Gestapelte Strukturen verlagern die Schaltungselemente weiter auf die untere Schicht der lichtempfindlichen Elemente, wodurch die Gesamtchipfläche optimiert und die Unterdrückung von Schaltungslärm verbessert wird, was zu einer höheren Bildqualität und schnelleren Verarbeitungsgeschwindigkeiten führt, wie sie häufig bei Smartphones und anderen Geräten zu sehen sind.

Dynamikbereich und geringe Leistungsverbesserungen: Hersteller entwickeln neue HDR-Technologien, wie zum Beispiel Mehrfachbildkompositierung und Hoch-/Tiefwandlungsgewinn-Schaltkreise. Sie optimieren auch Pixelstrukturen zur Verbesserung der fotoelektrischen Umwandlungseffizienz und setzen fortschrittliche Signalverarbeitungstechniken ein, um die Leistung von CMOS-Bildsensoren bei schwachen Lichtverhältnissen signifikant zu verbessern.

Hochgeschwindigkeitslesen und globale Technologie: Um den Anforderungen an die Videoaufzeichnung und die Hochgeschwindigkeitsbewegungserfassung gerecht zu werden, werden gestapelte Strukturen und globale Verschlusstechnologien eingesetzt. Die globale Verschlusstechnologie ermöglicht die gleichzeitige Belichtung von Pixeln im Sensorarray, verhindert Verzerrungen und Verformungen, die durch Rollverschlüsse verursacht werden, und wird weit verbreitet in der Hochgeschwindigkeitsfotografie und industriellen Inspektion eingesetzt.

Intelligenz und Integration: Einige CMOS - Komplementär-Metall-Oxid-HalbleiterBildsensoren beginnen, KI-Verarbeitungseinheiten zu integrieren, die Echtzeit-Bildinhaltsanalyse, optimierte Aufnahmeparameter und ein intelligenteres Fotografieerlebnis ermöglichen. Dies verbessert die Effizienz und Wirksamkeit der Bildverarbeitung.

Diese Technologie ahmt die Funktionsweise biologischer Vision nach, um die Einschränkungen herkömmlicher Rahmen-Scanning-Abtastmodi zu überwinden. Durch die Erforschung und Entwicklung eines umfassenden Systemmodells, das die photoelektrische Umwandlung, die Pixelstruktur und das Signal-Readout umfasst, wurden die Pixelgeräte und Schaltungen entworfen und entwickelt. Diese Technologie ermöglicht eine schnelle Zielverfolgung auf der Grundlage zeitlicher visueller Informationen und weist eine ausgezeichnete Dynamikbereichs- und Ereignisratenleistung auf, die theoretische Anleitung und technische Quellen für die Gestaltung und Anwendung von Visualsensoren der nächsten Generation bietet.

Entwickelte Zusammenarbeit zwischen mehreren Einheiten, diese Technologie verwendet Cäsium-Blei-Bromid-Perowskit-Quantenpunkte als fotosensitive Schicht und Ladungsfalle-Schicht sowie Halbleiter-Kohlenstoff-Nanoröhrenfilme als Ladungstransportschicht. Der resultierende Sensor integriert Lichtsensierung, Informationspeicherung und Datenverarbeitungsfunktionen und ermöglicht Echtzeit-Parallelinformationen. Es ist bedeutend für künstliche visuelle Systeme, die biologische visuelle Verarbeitung nachahmen, und wurde gezeigt, dass sie in extrem dunklen Bedingungen auf neuromorphes Verstärkungslernen reagieren und es abschließen.