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西班牙研究人员开发的半透明眼跟踪传感器

图像传感器是相机和其他设备中捕捉视觉信息的组件。它们是我们日常使用的许多设备和技术的基础。这些传感器通常是不透明的,这意味着你无法透过它们看到东西。早在2015年,弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)的研究人员就发表了一篇关于双向OLED微显示器的论文,该显示器既可以显示图像(像普通屏幕),也可以捕获图像(像相机)。其中一个目标用途是增强现实(AR)与双向技术的发展,允许显示器也检测和响应眼球运动。


来源:ACS Photonics


现在,有一个更好的方法。Qurv技术公司及其在巴塞罗那科学技术研究所ICFO的合作伙伴发布了他们对一种新型半透明图像传感器的开发研究。这些创新的传感器在全透明的衬底上放置了8 × 8的半透明光电探测器阵列,光学透明度达到85-95%。在637 nm波长下,超过90%的传感器像素显示噪声等效辐照度小于10-4 W/m2。


传统材料无法将光电探测器集成到AR眼镜等设备中。研究小组的方法是将石墨烯与一层精细的量子点结合在透明的石英衬底上。虽然这些传感器吸收的光比典型的硅模型少,但它们将吸收的光转换为电信号的效率约为60%——研究人员认为这一比率“相当高”,与传统的硅光电探测器相当。



传输图像的传感器,采用ito -石英结构作为基准。(来源:ACS Photonics)


在研究中,使用Cary 5000分光光度计评估透明度。研究人员使用石英衬底,上面有ITO(氧化铟锡)线作为基准来测量单个像素的透明度。根据他们的测量,他们发现每个像素平均透射了大约91.2%的可见光。之前的研究表明,石墨烯这种材料能吸收约2%的可见光。考虑到这些数据和像素的91.2%的透明度,研究人员推断,量子点是该设备的另一个组成部分,它吸收了大约6-7%的可见光。


Qurv科技公司是谁

Qurv于2020年7月正式脱离ICFO。这家公司一开始就拥有10个专利组。这些专利主要是围绕计算机视觉应用的。Qurv的突出创新之一是其石墨烯和量子点图像传感器平台。该平台能够从可见光谱到短波红外(SWIR)范围内工作。更重要的是,该技术与目前流行的CMOS工艺无缝吻合,既具有成本效益,又具有高度可制造性。



参考文献

Mercier, G., Polat, E. O., Shi, S., Gupta, S., Konstantatos, G., Goossens, S., & Koppens, F. H. (2023).   Semitransparent Image Sensors for Eye-Tracking Applications.   ACS Photonics.   DOI: 10.1021/acsphotonics.3c00473

Vogel, U., Wartenberg, P., Richter, B., Brenner, S., Baumgarten, J., Thomschke, M., Fehse, K., & Hild, O. (2015).   Near-to-eye displays with embedded eye-tracking by bi-directional OLED microdisplay (L. Mazuray, R. Wartmann, & A. P. Wood, Eds.;   p. 96263I).   https://doi.org/10.1117/12.2206168