В новом отчете IDTechEx «Новые технологии датчиков изображения 2023-2033: приложения и рынки» исследуется широкий спектр технологий распознавания изображений, с разрешением, чувствительностью и в диапазонах, которые на сегодня недоступны. Ожидается, что многие из этих новых технологий произведут фурор во многих секторах, включая здравоохранение, биометрию, автономное вождение, сельское хозяйство, химический анализ и инспекцию пищевых продуктов, а также ряд других. IDTechEx ожидает, что растущее значение автономных технологий приведет к тому, что к 2033 году развивающийся рынок датчиков изображения превысит 500 миллионов долларов США.

Передовые технологии формирования изображений из отчета IDTechEx

Расширение спектрального диапазона

Обычные КМОП-детекторы для видимого света широко распространены в робототехнике, промышленном контроле изображений и бытовой электронике; тем не менее, существуют широкие возможности для более сложных датчиков изображения, которые предлагают возможности, выходящие за рамки простого получения значений интенсивности красного, зеленого и синего (RGB). В настоящее время значительные усилия направлены на разработку новых технологий датчиков изображения, которые могут обнаруживать аспекты света за пределами видимого диапазона в коротковолновом инфракрасном (SWIR, 1000 нм – 2000 нм) диапазоне. Расширение обнаружения длин волн в диапазоне SWIR дает много преимуществ, поскольку позволяет дифференцировать объекты и материалы, которые кажутся визуально похожими или идентичными в видимом диапазоне. Это существенно повышает точность распознавания и прокладывает путь к лучшему и более функциональному восприятию изображения.

Особенно важной тенденцией является разработка гораздо более дешевых альтернатив очень дорогим датчикам InGaAs для получения изображений в коротковолновой инфракрасной (SWIR, 1000 – 2000 нм) области спектра, что откроет возможность для гораздо более широкого спектра применений. Это включает в себя автономные транспортные средства, в которых SWIR-визуализация помогает различать объекты и материалы, которые кажутся похожими в видимом спектре, а также уменьшает рассеяние пыли и тумана.

Существует несколько конкурирующих новых технологий, не связанных с InGaAs SWIR. К ним относятся гибридные датчики изображения, в которых дополнительный светопоглощающий тонкопленочный слой из органических полупроводников или квантовых точек помещается поверх схемы считывания КМОП для увеличения диапазона обнаружения длин волн в области SWIR. Другой технологией является кремний с расширенным диапазоном, в котором свойства кремния модифицируются для расширения диапазона поглощения за пределы его запрещенной зоны. В настоящее время в них доминируют дорогие датчики InGaAs, эти новые подходы обещают существенное снижение цены, и это, как ожидается, будет способствовать внедрению SWIR-изображений для новых приложений, таких как автономные транспортные средства.

Новые возможности, предоставляемые новыми датчиками изображения

В дополнение к визуализации в более широком спектральном диапазоне, дальнейшие инновации включают визуализацию на большей площади, получение спектральных данных на каждом пикселе и одновременное увеличение временного разрешения и динамического диапазона. На этом фронте перспективной технологией является «событийное видение». При использовании обычных кадровых изображений высокое временное разрешение позволяет получать огромные объемы данных, требующих интенсивной вычислительной обработки. Событийное зрение решает эту проблему, представляя совершенно новый способ мышления о получении оптической информации, в котором каждый пиксель датчика сообщает временные метки, соответствующие изменениям интенсивности. Таким образом, событийное зрение может сочетать в себе более высокое временное разрешение быстро изменяющихся областей изображения со значительно меньшими требованиями к передаче данных и последующей обработке.

Еще одним многообещающим нововведением является растущая миниатюризация технологии, что упрощает интеграцию датчика в роботизированную руку, промышленное инспекционное оборудование или бытовую электронику. Это сфера применений, на которую нацелен растущий рынок миниатюрных спектрометров. Благодаря росту интеллектуальной электроники и устройств Интернета вещей недорогие миниатюрные спектрометры становятся все более актуальными в различных секторах. Сложность и функционализация стандартных датчиков видимого света может быть значительно улучшена за счет интеграции миниатюрных спектрометров, которые могут обнаруживать от видимой до SWIR-области спектра с высоким спектральным разрешением. Будущее, которое представляют себе исследователи из Фраунгофера, — это спектрометр весом всего 1 грамм и стоимостью один доллар. Ожидается, что миниатюрные спектрометры предоставят недорогие решения для повышения автономной эффективности за счет улучшенной дифференциации материалов, объектов и цветов.

Ключевые вопросы, на которые даны ответы в отчете IDTechEx «Новые технологии датчиков изображения 2023-2033: приложения и рынки»:

• На каком уровне технологической готовности находятся эти новые технологии распознавания изображений?
• Какие прорывные технологии появятся на горизонте?
• Какие компании изучают новые технологии распознавания изображений?
• Какие приложения, как ожидается, получат наибольшую пользу?
• Как можно улучшить автономность с помощью датчиков изображения?
• Каковы трудности коммерциализации этих новых технологий?

IDTechEx имеет 20-летний опыт работы с новыми технологиями, включая датчики изображения, тонкопленочные материалы и полупроводники. Аналитики внимательно следили за последними событиями на соответствующих рынках, брали интервью у ключевых игроков отрасли, посещали конференции и реализовывали консалтинговые проекты в этой области. В этом отчете рассматривается текущее состояние и последние тенденции в области производительности технологий, цепочки поставок, производственных ноу-хау и прогресса в разработке приложений. В нем также определены ключевые проблемы, конкуренция и инновационные возможности на рынке датчиков изображения.

Чтобы узнать больше об этом новом отчете IDTechEx, включая загружаемые образцы страниц, посетите www.IDTechEx.com/ImageSensors.