【產(chǎn)通社，6月4日訊】說到智能手機(jī)攝像頭，越大越好。更大的圖像傳感器和鏡頭有更多的何用光線，可以解決更多的細(xì)節(jié)。這一點(diǎn)尤為重要，因?yàn)閯?chuàng)建彩色圖像的濾鏡也阻擋了大約70%的入射光。

這些濾色器——在圖像傳感器的像素上排列成紅色、綠色和藍(lán)色的網(wǎng)格——已經(jīng)存在了幾十年。但新的方法有望利用光的物理特性來創(chuàng)建彩色圖像，而不會(huì)阻擋太多的光子。2023年IEEE國際電子設(shè)備會(huì)議（IEDM）上提出了三條獲得更清晰圖像的路徑�，F(xiàn)在，這些方法開始從實(shí)驗(yàn)室階段出現(xiàn)。

例如，三星將為小米新手機(jī)提供前置攝像頭，該手機(jī)使用三星的納米棱鏡技術(shù)來提高低光性能。該技術(shù)不會(huì)取代濾色器；它使用衍射在每個(gè)特定顏色的像素中收集更多的光。據(jù)該公司稱，這將光敏性提高了25%。

同時(shí)，兩家初創(chuàng)公司已經(jīng)開發(fā)出無需濾鏡即可捕獲彩色圖像的方法。一家名為Eyeo的Imec分拆公司本月宣布，它已經(jīng)籌集了1500萬歐元的種子資金。PxE全息成像在今年1月的消費(fèi)電子展（CES）上展示了結(jié)合深度傳感和彩色成像的技術(shù)。

PxE和Eyeo都與CMOS傳感器兼容，CMOS傳感器是當(dāng)今相機(jī)中最常見的數(shù)字圖像傳感器。PxE的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Yoav Berlatzky表示：“CMOS傳感器是一個(gè)非常成熟和強(qiáng)大的平臺(tái)。如今，每個(gè)設(shè)備都有它，每個(gè)人都希望有更多的光子到達(dá)他們的CMOS傳感器�！�

Eyeo的無濾鏡彩色相機(jī)

Eyeo的目標(biāo)是將Imec在2023年IEDM上提出的研究商業(yè)化，應(yīng)用于消費(fèi)電子、安全等領(lǐng)域。通過去除濾色器，這家初創(chuàng)公司的圖像傳感器的靈敏度是傳統(tǒng)CMOS傳感器的三倍。Eyeo首席執(zhí)行官Jeroen Hoet表示：“這就像我們終于打開了圖像傳感器的眼睛�！�

它的工作原理是通過垂直波導(dǎo)發(fā)送光，垂直波導(dǎo)根據(jù)波長分割光，然后將光子引導(dǎo)到適當(dāng)?shù)南袼�。波�?dǎo)的作用就像一個(gè)漏斗，因此這些像素的寬度可以縮小到0.5微米以下，大約是典型智能手機(jī)像素的一半大小。根據(jù)Imec的研究，該技術(shù)也比今天的基于濾鏡的成像儀更好地匹配人眼的顏色敏感性。

分色技術(shù)旨在利用CMOS代工廠中已經(jīng)使用的現(xiàn)有工具和工藝制造。挑戰(zhàn)來自軟件方面。據(jù)Hoet介紹，Eyeo目前正在努力確保傳感器與其潛在客戶的系統(tǒng)兼容。

應(yīng)用方面，Hoet表示，Eyeo更小、更靈敏的圖像傳感器的優(yōu)勢(shì)對(duì)于智能手機(jī)來說尤其明顯。然而，他預(yù)計(jì)該技術(shù)將首先用于其他用途，例如低光條件下的安全系統(tǒng)，或需要超緊湊傳感器的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備。

PxE將3D技術(shù)引入CMOS

PxE方法背后的基本思想是相似的，兩家公司的目標(biāo)都是在不損失光子的情況下模仿濾色器，并通過彎曲光波“以某種方式將顏色放在正確像素的正確位置”。

PxE的技術(shù)使用一層稱為“全息編碼器”的衍射材料，不僅可以創(chuàng)建彩色圖像，還可以作為“全息”深度傳感器。當(dāng)白光穿過全息編碼器時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)由傳感器記錄的干涉圖案。然后，PxE的算法使用該模式重建虛擬3D圖像——全息圖。干涉圖案還編碼了關(guān)于光波長的信息，因此可以同時(shí)重建彩色（和紅外）圖像。

Berlatzky說，PxE的硬件比分色器和其他使用特殊工程元表面的方法“不那么奇特”。它的大部分功能來自軟件。“該算法的基礎(chǔ)是光的物理學(xué)。你可以把它想象成我們反向運(yùn)行，從CMOS傳感器回到世界，重建相機(jī)在深度和圖像方面實(shí)際看到的東西。”

與Eyeo一樣，PxE的圖像傳感器可用于一系列應(yīng)用，特別是那些已經(jīng)具有獨(dú)立深度和圖像傳感器的應(yīng)用，如汽車和智能手機(jī)。（剪報(bào)來源：https://spectrum.ieee.org/cmos-color-filter）