德國(guó)研制出新型高速CMOS圖像傳感器
據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道,由于排列在矩陣上的大像素不支持較高的讀出速度,因此傳統(tǒng)的“互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體”(CMOS)影像傳感器不適合熒光燈等低光亮度應(yīng)用。德國(guó)弗勞恩霍夫研究所研制出的一種新型光電組件能加速這一讀出過(guò)程,催生出更佳的圖像質(zhì)量。目前該技術(shù)已申請(qǐng)了專(zhuān)利,有望于明年正式投入生產(chǎn)。 CMOS影像傳感器早已成了數(shù)碼攝影的主要解決方案。它們比現(xiàn)存的其他品種傳感器更加經(jīng)濟(jì),在能量消耗和處理方面也很出色。因此,手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)制造商幾乎無(wú)一例外地將CMOS芯片應(yīng)用在自家的產(chǎn)品之中。這不僅降低了數(shù)碼產(chǎn)品對(duì)電池的需求,也使生產(chǎn)出更多越來(lái)越小的相機(jī)成為可能。 然而這些光學(xué)半導(dǎo)體芯片已經(jīng)達(dá)到了自己的極限,當(dāng)消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品體積越來(lái)越小時(shí),像素的大小也隨之遞減至1微米左右。但特定的應(yīng)用需要超過(guò)10微米的更大像素,尤其是在X射線(xiàn)攝影或天文學(xué)研究等光線(xiàn)十分有限的領(lǐng)域,而較大的像素可以補(bǔ)償光線(xiàn)的缺失。針狀光電二極管(PPD)可被用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電脈沖,這種光電組件對(duì)于圖像處理十分關(guān)鍵,也可以作為CMOS芯片的組成部分!叭欢(dāng)像素超過(guò)一定的尺寸,PPD就會(huì)產(chǎn)生速度問(wèn)題。低亮度的應(yīng)用需要更高的圖像率,但使用PPD的讀出速度明顯偏低!备诙骰舴蜓芯克㈦娮与娐泛虸MS系統(tǒng)部門(mén)的負(fù)責(zé)人維爾納·布洛克赫德解釋說(shuō)。 研究人員現(xiàn)在提出了有關(guān)這一問(wèn)題的解決方案,他們研發(fā)出了名為“橫向漂移場(chǎng)光電探測(cè)器”(LDPD)的新型光電組件。在這個(gè)組件中,高速移動(dòng)的入射光能在讀出點(diǎn)產(chǎn)生電荷載子,借助PPD則可將電子擴(kuò)散至出口。這一過(guò)程相對(duì)緩慢,但它卻足以滿(mǎn)足多種應(yīng)用。 |