圖像傳感已成為我們常用的技術(shù)，從網(wǎng)絡(luò )攝像頭、智能手機攝像頭到自動(dòng)駕駛汽車(chē)、工業(yè)檢測等多種應用中都得以利用。
如今傳統的圖像傳感器——CMOS可見(jiàn)光探測器，作為"電子眼"的半導體設備，已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，無(wú)論是技術(shù)還是商業(yè)化方面。
但圖像傳感技術(shù)仍有很大的發(fā)展空間。單單在每個(gè)像素上獲取紅、綠、藍（RGB）光強度值遠遠不足以支撐未來(lái)更復雜圖像傳感的需求，隨著(zhù)機器視覺(jué)技術(shù)的加入，人們希望獲取更多信息，檢測超出人類(lèi)視覺(jué)范圍的光，包括更寬的光譜范圍、更大的成像區域，以及在每個(gè)像素上捕捉光譜數據，同時(shí)提高時(shí)間分辨率和動(dòng)態(tài)范圍。
因此，人們正在不斷探索發(fā)展新興的圖像傳感器技術(shù)，致力于降低成本，提高性能，包括增加動(dòng)態(tài)范圍，提高時(shí)間分辨率，空間可變的靈敏度，高分辨率下的全局快門(mén)，減少散射的不必要影響，等等。
1、混合圖像傳感器
在CMOS讀出電路頂部增加額外的光吸收層，利用有機半導體或量子點(diǎn)來(lái)增強傳感器在SWIR區域的光譜靈敏度，是一種新興的混合圖像傳感器方案。這項新技術(shù)有望大幅降低器件成本，從而推動(dòng)SWIR成像技術(shù)拓展到自動(dòng)駕駛等新應用領(lǐng)域。
2、擴展光譜范圍的硅基成像技術(shù)（SWIR）
由于InGaAs探測器的成本非常高，因此業(yè)界有很大動(dòng)力開(kāi)發(fā)能夠探測SWIR波段的低成本替代品。這種SWIR傳感器可以應用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)，通過(guò)減少散射，從而在雨霧、揚塵等行車(chē)環(huán)境中提供更好的視覺(jué)性能。
3、薄膜光電探測器
超越單顆微型探測器，在更大面積上檢測光，有望用于捕捉生物特征數據，或通過(guò)皮膚成像（若實(shí)現柔性探測）。目前，大面積的硅基圖像傳感器非常昂貴且無(wú)法實(shí)現柔性探測。因此，采用溶液可處理的有機半導體等新興技術(shù)，或能提供一種生產(chǎn)大面積共形光電探測器的可行方案。
印刷有機光電探測器（OPD）是當前發(fā)展最快的方案之一，其中，屏下指紋識別應用正在積極探索中。
薄膜光電探測器應用的技術(shù)要求
4、基于事件的視覺(jué)技術(shù)
自動(dòng)駕駛、無(wú)人機和高速工業(yè)應用都需要高時(shí)間分辨率的圖像傳感。然而，對于傳統基于幀的成像，高時(shí)間分辨率會(huì )產(chǎn)生大量需要密集計算處理的數據?；谑录囊曈X(jué)技術(shù)（也稱(chēng)為動(dòng)態(tài)視覺(jué)感知DVS），是一種有望解決這一挑戰的新興技術(shù)。
這是一種捕捉光信息的全新思路，其中，圖像傳感器每個(gè)像素參與報告與強度變化相對應的時(shí)間戳。從而為快速變化的運動(dòng)場(chǎng)景提供更高的時(shí)間分辨率，大大降低數據傳輸以及后續的處理需求。
5、高光譜成像
從入射光中獲取盡可能多的信息非常有利于目標識別等應用。高光譜成像技術(shù)是基于非常多窄波段的影像數據技術(shù)，它將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結合，探測目標的二維幾何空間及一維光譜信息，獲取高光譜分辨率的連續、窄波段的圖像數據。因此，高光譜成像捕捉的是一個(gè)數據立方，不僅包含圖像信息，并且在光譜維度上進(jìn)行展開(kāi)，獲得任一譜段的影像信息，現在已經(jīng)在食品、醫療、航天、精準農業(yè)和工業(yè)過(guò)程檢測等領(lǐng)域獲得應用。
然而，目前大多數高光譜相機都是基于線(xiàn)掃描原理，而SWIR高光譜成像由于InGaAs傳感器的高成本而應用有限。新興技術(shù)有望在這兩個(gè)方面取得突破，快照成像可以替代線(xiàn)掃描，而新興的SWIR傳感技術(shù)可以大幅降低成本，從而推動(dòng)高光譜成像技術(shù)的更廣泛應用。
6、柔性X射線(xiàn)傳感器
X射線(xiàn)傳感器已經(jīng)是一種成熟技術(shù)，在醫療和安全領(lǐng)域具有重要的應用價(jià)值。不過(guò)，與可見(jiàn)光不同的是，由于很難對X射線(xiàn)進(jìn)行折射和聚焦，意味著(zhù)傳感器需要覆蓋較大的面積。此外，由于硅材料不能有效吸收X射線(xiàn)，所以通常需要使用閃爍層。這兩個(gè)因素都增加了傳感器的尺寸和重量，使得X射線(xiàn)探測器體積龐大且笨重。
基于非晶硅背板的柔性X射線(xiàn)傳感器結合了輕量化和共形（特別適用于成像曲面物體）優(yōu)勢，提供了一種有前景的替代方案。展望未來(lái)，基于溶液法可處理半導體的直接X(jué)射線(xiàn)傳感器有望降低重量和復雜性，同時(shí)還有潛力提高空間分辨率。
7、波前成像
波前成像可以從傳統傳感器入射光中提取丟失的相位信息。這項技術(shù)目前主要用于眼科和光學(xué)元件設計/檢查等利基應用。近期的研究進(jìn)展帶來(lái)了分辨率的顯著(zhù)提高，預計將推動(dòng)這項技術(shù)得到更廣泛的應用。
在生物成像領(lǐng)域，通過(guò)采集相位和強度信息可以降低散射的影響，從而獲得更清晰的圖像，成為波前成像技術(shù)極具前景的新興應用之一。
總而言之，隨著(zhù)計算圖像分析應用的日益增長(cháng)，為能夠提供超越傳統CMOS圖像傳感器性能的新興圖像傳感技術(shù)提供了絕佳機遇。
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