Análisis de Tecnologías Innovadoras en Sensores de Imagen

Tecnologías Innovadoras en Sensores de Imagen:

Los sensores de imagen de puntos cuánticos reemplazan la capa fotosensible de silicio con una película transparente de puntos cuánticos, ofreciendo características fotoeléctricas únicas. El efecto de confinamiento cuántico mejora el comportamiento de los huecos de electrones, proporcionando una banda prohibida ajustable que facilita la conversión eficiente de las señales de luz en señales eléctricas. Esta tecnología cuenta con una respuesta espectral más amplia y un excelente rango dinámico, mostrando promesas en las industrias de electrónica de consumo y automotriz.

Mejora de píxeles y optimización de tamaño: A medida que los consumidores exigen una mayor calidad de imagen, los sensores de imagen CMOS están luchando por contar con un mayor número de píxeles y tamaños de sensor más grandes para capturar más luz, mejorar la claridad de la imagen y aumentar el rango dinámico. Algunos teléfonos inteligentes de alta gama, por ejemplo, utilizan sensores de 1 pulgada o incluso más grandes.

Iluminación de la parte trasera y estructuras apiladas: La iluminación de la parte trasera coloca el fotodiodo en la capa superior del silicio, permitiendo una exposición directa a la luz y mejorando la eficiencia de utilización de la luz y la sensibilidad. Las estructuras apiladas trasladan aún más la circuitería a la capa inferior de los elementos fotosensibles, reduciendo el área total del chip y optimizando la supresión de ruido del circuito, lo que resulta en una mayor calidad de imagen y velocidades de procesamiento más rápidas, comúnmente vistas en teléfonos inteligentes y otros dispositivos.

Rango dinámico y mejoras de bajo rendimiento: Los fabricantes están desarrollando nuevas tecnologías HDR, como la composición de múltiples fotogramas y circuitos de ganancia de conversión alta/baja. También están optimizando las estructuras de píxeles para mejorar la eficiencia de conversión fotoeléctrica, y adoptando técnicas avanzadas de procesamiento de señales para mejorar significativamente el rendimiento de los sensores de imagen CMOS en condiciones de poca luz.

Alta velocidad de lectura y tecnología global: Para satisfacer las demandas de grabación de video y captura de movimiento de alta velocidad, se están utilizando estructuras apiladas y tecnología de obturador global. La tecnología de obturador global permite la exposición simultánea de píxeles en la matriz del sensor, evitando distorsiones y deformaciones causadas por obturadores rodantes, y se utiliza ampliamente en fotografía de alta velocidad e inspección industrial.

Inteligencia e integración: Algunos CMOS - Complementary Metal-Oxide-SemiconductorLos sensores de imagen están comenzando a integrar unidades de procesamiento de IA, lo que permite el análisis de contenido de imagen en tiempo real, parámetros de disparo optimizados y una experiencia fotográfica más inteligente. Esto mejora la eficiencia y la efectividad del procesamiento de imágenes.

Esta tecnología imita el funcionamiento de la visión biológica para superar las limitaciones de los modos tradicionales de muestreo de cuadros. Mediante la investigación y el establecimiento de un modelo de sistema integral que incluye la conversión fotoeléctrica, la estructura de píxeles y la lectura de señales, se han diseñado y desarrollado dispositivos y circuitos de píxeles. Esta tecnología permite el seguimiento de objetivos de alta velocidad basado en información visual temporal y tiene un excelente rango dinámico y rendimiento de tasa de eventos, proporcionando orientación teórica y fuentes técnicas para el diseño y la aplicación de sensores visuales de próxima generación.

Desarrollada la colaboración entre múltiples unidades, esta tecnología utiliza puntos cuánticos de perovskita de bromuro de plomo de cesio como capa fotosensible y capa de trampa de carga, y películas de nanotubos de carbono semiconductores como capa de transporte de carga. El sensor resultante integra funciones de detección de luz, almacenamiento de información y preprocesamiento de datos, permitiendo información en paralelo en tiempo real. Es significativo para sistemas visuales artificiales que imitan el procesamiento visual biológico y se ha demostrado que responde y completa el aprendizaje por refuerzo neuromórfico en condiciones extremadamente oscuras.