據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)1月3日?qǐng)?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程，催生出更佳的圖像質(zhì)量。目前該技術(shù)已申請(qǐng)了專利，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)類電子產(chǎn)品體積越來越小時(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10微米的更大像素，尤其是在X射線攝影或天文學(xué)研究等光線十分有限的領(lǐng)域，而較大的像素可以補(bǔ)償光線的缺失。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。“然而當(dāng)像素超過一定的尺寸，PPD就會(huì)產(chǎn)生速度問題。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。”弗勞恩霍夫研究所微電子電路和IMS系統(tǒng)部門的負(fù)責(zé)人維爾納?布洛克赫德解釋說。

      研究人員現(xiàn)在提出了有關(guān)這一問題的解決方案，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。這一過程相對(duì)緩慢，但它卻足以滿足多種應(yīng)用。

      為了生產(chǎn)出新的組件，研究人員基于0.35微米的標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)了當(dāng)前使用的CMOS芯片的制造過程。布洛克赫德表示，附加的LDPD組件不會(huì)損害其他組件的特性，利用模擬計(jì)算，專家會(huì)對(duì)其進(jìn)行管理以滿足這些需求。目前，新型高速CMOS圖像傳感器的原型已經(jīng)成形，有望于明年得到批準(zhǔn)開始大批生產(chǎn)。