圖像感應器中的創新技術分析

图像传感器中的创新技术:

量子点图像传感器用量子点透明膜取代硅光敏层，具有独特的光电特性。量子约束效应增强了电子空穴的行为，提供了可调谐的带隙，有助于将光信号高效地转换为电信号。这项技术拥有更广泛的光谱响应和优秀的动态范围，在消费电子和汽车行业显示出潜力。

像素增强和尺寸优化：随着消费者对更高图像质量的需求，CMOS图像传感器正在努力提高像素数量和传感器尺寸，以捕捉更多光线，提高图像清晰度，并增加动态范围。例如，一些高端智能手机使用了1英寸甚至更大的传感器。

背照式和堆叠结构：背照式将光电二极管放置在硅铁的上层，直接暴露于光线并提高光利用效率和灵敏度。堆叠结构进一步将电路移至感光元件的底层，整体芯片面积减小并优化电路噪声抑制，从而提高图像质量和处理速度，常见于智能手机和其他设备中。

动态范围和低性能改进：制造商正在开发新的HDR技术，如多帧合成和高/低转换增益电路。他们还在优化像素结构，增强光电转换效率，并采用先进的信号处理技术，显著改善CMOS图像传感器在低光条件下的性能。

高速閱讀和全球技術：為了滿足視頻錄製和高速運動捕捉的需求，正在利用堆疊結構和全局快門技術。全局快門技術允許感測器陣列中的像素同時曝光，防止滾動快門引起的失真和變形，廣泛應用於高速攝影和工業檢測。

智能和整合：一些 CMOS: 互補金氧半導體。图像传感器开始集成AI处理单元，实现实时图像内容分析，优化拍摄参数，提供更智能的摄影体验。这提高了图像处理的效率和效果。

这项技术模仿生物视觉的工作原理，以克服传统帧扫描采样模式的局限性。通过研究和建立包括光电转换、像素结构和信号读出在内的综合系统模型，设计和开发了像素器件和电路。这项技术基于时间视觉信息实现高速目标跟踪，具有出色的动态范围和事件速率性能，为下一代视觉传感器的设计和应用提供了理论指导和技术来源。

多个单位之间的协作发展，这项技术使用铯铅溴化钙钛矿量子点作为感光层和电荷捕获层，以及半导体碳纳米管膜作为电荷传输层。由此产生的传感器集成了光感知、信息存储和数据预处理功能，实现了实时并行信息处理。对于模拟生物视觉处理的人工视觉系统具有重要意义，并已证明能够在极暗条件下响应和完成神经形态强化学习。