數十年來,影像感測器一直倚賴像素上的紅色、綠色及藍色濾光片來產生我們日常的彩色圖像或影片。但是彩色濾光片阻擋了一大部分的入射光,因而限制了相機的靈敏度。此外,這些濾光片也限縮了像素的微縮,大約落在0.5微米以下。這些長期存在的問題已經阻礙相機技術的進步,限制了影像品質和感測器效率。就智慧型手機的相機而言,製造商為了彌補這項限制,已經透過擴大感測器的尺寸—這也增加了相機的尺寸,以捕捉更多光線。雖然這麼做改善了低光狀態下的性能,但也導致相機的體積更大、更佔空間。對於打造更小型的智慧手機及實現像是機器人、擴增實境(AR)/虛擬實境(VR)裝置等新興應用來說,緊湊型高感光度的影像感測器必不可少;在這些裝置中,尺寸、功耗和影像品質都是關鍵。
 |
eyeo開發的波導結構3D示意圖 |
光線傳輸一幅影像內部的所有,不過每年售出的上百億個影像感測器有七成都看不見,原因是採用數十年前的濾光技術。imec衍生新創eyeo利用源於比利時微電子研究中心(imec)的先進分光技術來取代傳統的濾光片。這是首次光子未經過濾鏡,而是直接導向單一像素,傳輸最佳的感光性能和超越以往的本機色彩保真度,就算是在充滿考驗的照明情況下也是如此。
eyeo利用基於垂直波導的創新技術把光線分成不同顏色,開發出有效捕捉和利用所有入射光的感測器,把感光度升級到現有技術的三倍。這對低光環境來說尤其具備價值,目前的感測器在這些環境下很難聚集足夠的光線來產生清晰可靠的成像。另外,不同於阻擋特定色彩(隨後經由軟體處理而內插的資訊)的傳統濾光片,eyeo開發的波導技術能讓像素接收完整的色彩資料。這套方法讓解析度即刻翻倍,為電腦運算式攝影、機器視覺和空間運算等需要精確度的應用提供更清晰、更細緻的影像。