Análise de Tecnologias Inovadoras em Sensores de Imagem

Tecnologias Inovadoras em Sensores de Imagem:

Sensores de imagem de ponto quântico substituem a camada fotosensível de silício por um filme transparente de ponto quântico, oferecendo características fotoelétricas únicas. O efeito de confinamento quântico melhora o comportamento dos buracos de elétrons, proporcionando uma lacuna de banda ajustável que facilita a conversão eficiente de sinais de luz em sinais elétricos. Essa tecnologia apresenta uma resposta espectral mais ampla e excelente faixa dinâmica, mostrando promessa nas indústrias de eletrônicos de consumo e automotiva.

Aprimoramento de pixels e otimização de tamanho: À medida que os consumidores exigem maior qualidade de imagem, os sensores de imagem CMOS estão buscando contagens de pixels mais altas e tamanhos de sensor maiores para capturar mais luz, melhorar a clareza da imagem e aumentar a faixa dinâmica. Alguns smartphones de alta qualidade, por exemplo, possuem sensores de 1 polegada ou até maiores.

Estruturas empilhadas e iluminação traseira: A iluminação traseira coloca o fotodiodo na camada superior do silício, permitindo a exposição direta à luz e melhorando a eficiência de utilização da luz e a sensibilidade. As estruturas empilhadas movem ainda mais a circuitaria para a camada inferior dos elementos fotosensíveis, reduzindo a área total do chip e otimizando a supressão de ruído do circuito, resultando em maior qualidade de imagem e velocidades de processamento mais rápidas, comumente vistas em smartphones e outros dispositivos.

Faixa dinâmica e melhorias de baixo desempenho: Os fabricantes estão desenvolvendo novas tecnologias HDR, como composição de múltiplos quadros e circuitos de ganho de conversão alto/baixo. Eles também estão otimizando as estruturas de pixels, melhorando a eficiência de conversão fotoelétrica, e adotando técnicas avançadas de processamento de sinal para melhorar significativamente o desempenho dos sensores de imagem CMOS em condições de pouca luz.

Alta velocidade de leitura e tecnologia global: Para atender às demandas de gravação de vídeo e captura de movimento em alta velocidade, estruturas empilhadas e tecnologia de obturador global estão sendo utilizadas. A tecnologia de obturador global permite a exposição simultânea de pixels na matriz do sensor, evitando distorções e deformações causadas por obturadores rolantes, e é amplamente utilizada em fotografia de alta velocidade e inspeção industrial.

Inteligência e integração: Alguns CMOS - Complementary Metal-Oxide-SemiconductorOs sensores de imagem estão começando a integrar unidades de processamento de IA, permitindo a análise de conteúdo de imagem em tempo real, parâmetros de disparo otimizados e uma experiência fotográfica mais inteligente. Isso melhora a eficiência e a eficácia do processamento de imagem.

Esta tecnologia imita o funcionamento da visão biológica para superar as limitações dos modos tradicionais de amostragem de varredura de quadros. Ao pesquisar e estabelecer um modelo de sistema abrangente que inclui conversão fotoelétrica, estrutura de pixel e leitura de sinal, os dispositivos e circuitos de pixel foram projetados e desenvolvidos. Esta tecnologia permite o rastreamento de alvos em alta velocidade com base em informações visuais temporais e possui excelente faixa dinâmica e desempenho de taxa de eventos, fornecendo orientação teórica e fontes técnicas para o design e aplicação de sensores visuais de próxima geração.

Desenvolvido em colaboração entre várias unidades, esta tecnologia utiliza pontos quânticos de perovskita de brometo de chumbo de césio como camada fotossensível e camada de aprisionamento de carga, e filmes de nanotubos de carbono semicondutor como camada de transporte de carga. O sensor resultante integra funções de detecção de luz, armazenamento de informações e pré-processamento de dados, permitindo informações paralelas em tempo real. É significativo para sistemas visuais artificiais que imitam o processamento visual biológico e foi demonstrado responder e completar o aprendizado de reforço neuromórfico em condições extremamente escuras.