La detección de imágenes es una capacidad esencial, utilizada en múltiples aplicaciones que van desde las cámaras web y las cámaras de los smartphones hasta los vehículos autónomos y la inspección industrial. El nuevo informe de IDTechEx, "Emerging Image Sensor Technologies 2021-2031: Applications and Markets", explora el mercado de los sensores de imagen emergentes, abarcando una amplia gama de tecnologías que van desde los fotodetectores flexibles de película fina hasta la visión basada en eventos.

Motivación de las nuevas tecnologías de sensores de imagen
Mientras que los detectores CMOS convencionales para la luz visible están bien establecidos y en cierto modo generalizados, al menos para las aplicaciones de bajo valor, existe una gran oportunidad para un hardware de detección de imágenes más complejo que ofrezca capacidades más allá de la simple adquisición de valores de intensidad de rojo, verde y azul (RGB) en cada píxel. Esto se debe en gran medida a la creciente adopción de la visión artificial, en la que el análisis de las imágenes se realiza mediante algoritmos informáticos. El aprendizaje automático requiere tantos datos de entrada como sea posible para establecer correlaciones que faciliten la identificación y clasificación de los objetos, por lo que adquirir información óptica en diferentes rangos de longitud de onda, o con resolución espectral, por ejemplo, resulta muy ventajoso.

Por supuesto, las nuevas tecnologías de sensores de imagen ofrecen muchas otras ventajas. Por ejemplo, capacidades similares a un coste menor, mayor rango dinámico, mejora de la resolución temporal, sensibilidad espacialmente variable, obturación global a alta resolución, reducción de la influencia no deseada de la dispersión, flexibilidad/conformidad, etc.

El nuevo informe de IDTechEx, ""Emerging Image Sensor Technologies 2021-2031: Applications and Markets", ", abarca muchas tecnologías emergentes, en concreto
- Puntos cuánticos sobre sensores de imagen híbridos de silicio
- Fotodetectores orgánicos en sensores de imagen híbridos de silicio
- Tecnologías emergentes de sensores de imagen SWIR, incluido el silicio de rango extendido.
- Fotodiodos orgánicos y de perovskita (OPD y PPD)
- Visión basada en eventos
- Imágenes hiperespectrales
- Sensores de imagen de rayos X flexibles
- Imágenes de frente de onda

Las tecnologías emergentes de sensores de imagen incluidas en el informe son las siguientes

Sensores de imagen híbridos: añadir una capa adicional de absorción de luz sobre un circuito de lectura CMOS es un enfoque híbrido que utiliza semiconductores orgánicos o puntos cuánticos para aumentar la sensibilidad espectral en la región SWIR. Esta nueva tecnología, actualmente dominada por los costosos sensores de InGaAs, promete una importante reducción de precios y, por tanto, la adopción de imágenes SWIR para nuevas aplicaciones como los vehículos autónomos.

Silicio de rango extendido: dado el elevado precio de los sensores de InGaAs, existe una motivación considerable para desarrollar alternativas de mucho menor coste que puedan detectar la luz hacia el extremo inferior de la región espectral SWIR. Estos sensores SWIR podrían emplearse en vehículos para mejorar la visión a través de la niebla y el polvo gracias a la reducción de la dispersión.

Fotodetectores de película fina: la detección de la luz en un área amplia, en lugar de en un único detector pequeño, es muy deseable para adquirir datos biométricos y, si es flexible, para obtener imágenes a través de la piel. Los nuevos enfoques que utilizan semiconductores procesables en solución ofrecen una forma convincente de producir fotodetectores conformados de gran superficie para aplicaciones como la detección de huellas dactilares bajo la pantalla.

Visión basada en eventos - Los vehículos autónomos, los drones y las aplicaciones industriales de alta velocidad requieren una detección de imágenes con una alta resolución temporal. Sin embargo, con las imágenes convencionales basadas en fotogramas, una alta resolución temporal produce grandes cantidades de datos que requieren un procesamiento intensivo desde el punto de vista informático. La visión basada en eventos es una nueva forma de obtener información óptica que combina una mayor resolución temporal de las regiones de la imagen que cambian rápidamente con una transferencia de datos y unos requisitos de procesamiento posteriores mucho más reducidos.

Resumen

En resumen, la creciente adopción de la visión artificial ofrece una gran oportunidad para las nuevas tecnologías de detección de imágenes que ofrecen capacidades más allá de los sensores CMOS convencionales.