Угловой пиксель - Angle-sensitive pixel

An чувствительный к углу пиксель (ASP) это CMOS датчик с чувствительностью к падающему свету, синусоидальный по углу падения.[1]

Принцип работы

Анимация ASP, взаимодействующего со светом
Моделирование света, взаимодействующего с ASP. Свет под разными углами падения (стрелки вверху) преломляется SiO2 поверхность и взаимодействует с верхней дифракционной решеткой. Металлы (сделанные из внутренних межсоединений CMOS, показаны черным) образуют верхнюю и нижнюю решетку. Верхняя решетка создает узор Тальбота на глубине нижней решетки, которая совпадает 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.

ВРУ обычно состоят из двух решеток ( дифракционная решетка и решетку анализатора) над одиночным фотодиод. ASP используют эффект муара и Эффект Тальбота чтобы получить их синусоидальную светочувствительность. Согласно эффекту муара, если свет действовал как частица, при определенных углах падения зазоры в дифракционной решетке и решетке 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 не совпадают по фазе друг с другом со смещением угла падения. Волновая природа света становится важной на малых масштабах, например, в ASP, а это означает, что чисто муаровой модели функции ASP недостаточно. Однако при полуцелом кратном Глубина Тальбота повторяется периодичность дифракционной решетки и устраняется муаровый эффект. Путем построения ASP, где вертикальное расстояние между решетками приблизительно равно полуцелому кратному глубине Тальбота, наблюдается синусоидальная чувствительность с углом падения.

Приложения

ASP могут использоваться в миниатюрных устройствах для визуализации. Им не требуются какие-либо фокусирующие элементы для достижения синусоидальной чувствительности к углу падения, что означает, что они могут быть развернуты без линз для изображения ближнего поля или дальнего поля с использованием полного Фурье планарный массив захвата Фурье. Их также можно использовать вместе с линзами, и в этом случае они выполняют чувствительную к глубине, основанную на физике вейвлет преобразование далекой сцены, позволяя однообъективную 3D-фотографию[2] аналогично тому из Lytro камера.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ А. Ван, П. Гилл и А. Мольнар, «Датчики изображения светового поля, основанные на эффекте Талбота». Прикладная оптика, т. 48, вып. 31. С. 5897–5905, 2009.
  2. ^ Ван, Альберт; Гилл, Патрик Р .; Мольнар, Алеша (2011). «Угловой датчик изображения CMOS для 3D-фотографии с одним датчиком». Международная конференция по твердотельным схемам IEEE 2011 г.. С. 412–414. Дои:10.1109 / ISSCC.2011.5746375. ISBN  978-1-61284-303-2. S2CID  11556126.