개발 중인 최신 카메라 이미지 센서 기술

 

최신 카메라 이미지 센서

이미지 센싱은 웹캠과 스마트폰 카메라에서 자율 주행 차량 및 산업 검사에 이르는 응용 분야에 사용되는 매우 중요한 기능입니다. IDTechEx의 이 보고서는 씬 필름 플렉시블 광검출기에서 이벤트 기반 비전에 이르는 다양한 기술을 포괄하여 신흥 이미지 센서 시장을 포괄한다.

 

개발된 이미지 센서

 

가시광선을 위한 기존의 CMOS 검출기가 잘 확립되어 있고 다소 일반화되어 있지만, 적어도 저가치 애플리케이션의 경우, 단순히 적색, 녹색 및 청색(RGB) 강도 값을 획득하는 것 이상의 기능을 제공하는 보다 복잡한 이미지 센서에 대한 광범위한 기회가 있다. 이와 같이, 현재 인간의 시야를 넘어서는 빛의 측면을 감지할 수 있는 새로운 이미지 센서 기술을 개발하기 위해 광범위한 노력을 기울이고 있다. 여기에는 더 넓은 스펙트럼 범위, 더 큰 영역에서의 영상촬영, 각 픽셀에서의 스펙트럼 데이터 수집, 시간 분해능과 동적 범위 증가 등이 포함된다.

 

이러한 기회의 대부분은 이미지 분석이 계산 알고리즘에 의해 수행되는 기계 비전의 계속적인 채택에서 비롯된다. 머신 러닝은 객체 식별과 분류를 용이하게 할 수 있는 상관 관계를 설정하기 위해 가능한 한 많은 입력 데이터가 필요하므로, 다른 파장 범위에 걸쳐 또는 예를 들어 스펙트럼 해상도로 광학 정보를 얻는 것이 매우 유리하다.

 

물론, 떠오르는 이미지 센서 기술은 다른 많은 이점을 제공합니다. 기술에 따라 이것은 더 낮은 비용, 증가된 동적 범위, 시간 분해능 향상, 공간 가변 민감도, 고해상도의 전역 셔터, 산란, 유연성/적합성의 원치 않는 영향을 줄이는 등의 유사한 기능을 포함할 수 있다.

 

특히 중요한 경향은 단파 적외선(SWIR, 1000 - 2000nm) 스펙트럼 영역에서 영상을 찍기 위해 매우 비싼 InGaAs 센서에 대한 훨씬 저렴한 대안 개발이며, 이는 훨씬 광범위한 응용 분야에 이 기능을 개방할 것이다. 여기에는 자동 차량이 포함되며, 이 차량에서는 WIRSI 영상이 가시 스펙트럼에서 유사한 것으로 보이는 물체/물질을 구별하는 동시에 먼지와 안개로부터의 산란을 감소시킨다.

 

개발 중인 이미지 센서

 

이 보고서에서는 다음 기술을 다룹니다.

• 실리콘 하이브리드 이미지 센서의 양자점
• 실리콘 하이브리드 이미지 센서의 유기 광검출기
• 새롭게 부상하는 SWIR 이미지 센서 기술
• 유기 및 페로브스카이트 광다이오드(OPD 및 PPD)
• 이벤트 기반 비전
• 초스펙트럼 영상
• 유연한 X선 이미지 센서
• 웨이브프런트 영상

 

 

 

하이브리드 이미지 센서

 

CMOS 판독 회로 위에 추가적인 광 흡수 레이어를 추가하는 것은 유기 반도체 또는 양자 점을 활용하여 스톰 영역에 대한 스펙트럼 감도를 높이는 하이브리드 접근법이다. 현재 고가의 InGaAs 센서가 주도하고 있는 이 신기술은 상당한 가격 인하를 약속하고 있으며 따라서 자율 주행 차량과 같은 새로운 애플리케이션을 위한 SWIR 영상 채택을 약속한다.

 

원거리 실리콘

 

InGaAs 센서의 매우 높은 가격을 고려할 때, WIRSE 스펙트럼 영역의 낮은 쪽 끝을 향해 빛을 감지할 수 있는 훨씬 낮은 비용의 대안을 개발하려는 상당한 동기가 있다. 그런 다음 이러한 SWIR 센서를 차량에 적용하여 산란 감소로 인한 안개와 먼지를 통해 더 나은 시야를 제공할 수 있다.

 

박막 광검출기

 

단일 소형 검출기가 아닌 넓은 영역에서 빛을 감지하는 것은 생체 데이터를 획득하고 유연한 경우 피부를 통한 영상촬영에 매우 바람직하다. 현재 실리콘 가격이 높다는 것은 대형 이미지 센서가 엄청나게 비쌀 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 솔루션 처리 가능 반도체를 활용하는 새로운 접근 방식은 대규모의 적합성 광검출기를 생산하는 강력한 방법을 제공한다. 인쇄된 유기 광검출기(OPD)는 가장 개발된 접근 방식으로, 디스플레이 아래 지문 감지가 활발히 탐색되고 있다.

 

자율 주행 차량, 드론 및 고속 산업용 애플리케이션은 시간 해상도가 높은 이미지 감지가 필요하다. 그러나 기존의 프레임 기반 영상으로 높은 시간 해상도는 계산 집약적인 처리가 필요한 방대한 양의 데이터를 생성한다. DVS(Dynamic Vision Sensing)라고도 하는 이벤트 기반 비전은 이러한 과제를 해결하는 신흥 기술입니다. 그것은 광학적 정보를 얻는 것에 대한 완전히 새로운 사고방식이다. 광학적 정보는 각 센서 픽셀이 강도 변화에 대응하는 타임스탬프를 보고하는 것이다. 이와 같이, 이벤트 기반 비전은 빠르게 변화하는 이미지 영역의 더 큰 시간적 해상도를 결합할 수 있으며, 데이터 전송 및 후속 처리 요구 사항을 훨씬 줄일 수 있다.