stringtranslate.com

Чувствительный к углу пиксель

Угловой чувствительный пиксель ( ASP ) — это КМОП- датчик с чувствительностью к входящему свету, которая имеет синусоидальную зависимость от угла падения. [1]

Принципы работы

Анимация взаимодействия ASP со светом
Моделирование взаимодействия света с ASP. Свет из диапазона углов падения (стрелки вверху) преломляется поверхностью SiO 2 и взаимодействует с верхней дифракционной решеткой. Металлы (изготовленные из внутренних межсоединений CMOS, показаны черным) создают верхнюю и нижнюю решетки. Верхняя решетка создает узор Тальбота на глубине нижней решетки, который выстраивается либо с непрозрачным металлом, либо с прозрачным зазором в нижней решетке анализатора, в зависимости от угла падения. Большой фотодиод внизу измеряет световой поток через решетку анализатора, который является синусоидальной функцией угла падения.

ASP обычно состоят из двух решеток ( дифракционной решетки и решетки анализатора) над одним фотодиодом . ASP используют эффект муара и эффект Тальбота для получения своей синусоидальной светочувствительности. Согласно эффекту муара, если свет действует как частица, при определенных углах падения зазоры в дифракционной и решетках анализатора выстраиваются в линию, в то время как при других углах падения свет, прошедший через дифракционную решетку, блокируется решеткой анализатора. Количество света, достигающего фотодиода, будет пропорционально синусоидальной функции угла падения, поскольку две решетки входят и выходят из фазы друг с другом при смещении угла падения. Волновая природа света становится важной в малых масштабах, таких как в ASP, что означает, что чисто муаровая модель функции ASP недостаточна. Однако при полуцелых кратных глубине Тальбота периодичность дифракционной решетки восстанавливается, и эффект муара спасается. При построении ASP, где вертикальное разделение между решетками приблизительно равно полуцелому кратному глубины Тальбота, наблюдается синусоидальная чувствительность с углом падения.

Приложения

ASP могут использоваться в миниатюрных устройствах формирования изображений. Им не требуются никакие фокусирующие элементы для достижения синусоидальной чувствительности угла падения, что означает, что их можно использовать без линзы для формирования изображения ближнего поля или дальнего поля с использованием полной Фурье планарной матрицы захвата Фурье . Их также можно использовать вместе с линзой, в этом случае они выполняют чувствительное к глубине, основанное на физике вейвлет - преобразование дальней сцены, что позволяет производить 3D-фотосъемку с помощью одного объектива [2], аналогично камере Lytro .

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ А. Ванг, П. Гилл и А. Молнар, «Датчики изображения светового поля на основе эффекта Тальбота», Прикладная оптика, т. 48, № 31, стр. 5897–5905, 2009.
  2. ^ Ванг, Альберт; Гилл, Патрик Р.; Молнар, Алёша (2011). «Угловой чувствительный КМОП-датчик изображения для односенсорной 3D-фотографии». Международная конференция IEEE по твердотельным схемам 2011 г. стр. 412–414. doi :10.1109/ISSCC.2011.5746375. ISBN 978-1-61284-303-2. S2CID  11556126.