Articulo de referencia

Píxel sensible al ángulo

Un píxel sensible al ángulo ( ASP ) es un sensor CMOS con sensibilidad a la luz incidente que es sinusoidal en el ángulo de incidencia. [ 1 ] Principios de funcionamiento Simula...

Un píxel sensible al ángulo ( ASP ) es un sensor CMOS con sensibilidad a la luz incidente que es sinusoidal en el ángulo de incidencia. [ 1 ]

Principios de funcionamiento

Animación de una ASP interactuando con la luz.
Simulación de la interacción de la luz con un ASP. La luz, proveniente de diversos ángulos de incidencia (flechas en la parte superior), se refracta en la superficie de SiO₂ e interactúa con la rejilla de difracción superior. Unos metales (fabricados con interconexiones CMOS intrínsecas, mostrados en negro) forman una rejilla superior e inferior. La rejilla superior crea un patrón de Talbot a la profundidad de la rejilla inferior, que se alinea con el metal opaco o el espacio transparente de la rejilla analizadora inferior, según el ángulo de incidencia. Un fotodiodo de gran tamaño situado debajo mide el flujo luminoso que atraviesa la rejilla analizadora, el cual es una función sinusoidal del ángulo de incidencia.

Los ASP suelen estar compuestos por dos rejillas (una de difracción y otra analizadora) situadas sobre un único fotodiodo . Los ASP aprovechan el efecto moiré y el efecto Talbot para obtener su sensibilidad a la luz sinusoidal. Según el efecto moiré, si la luz actuara como una partícula, en ciertos ángulos de incidencia las aberturas de las rejillas de difracción y analizadora se alinean, mientras que en otros ángulos la luz que pasa por la rejilla de difracción es bloqueada por la rejilla analizadora. La cantidad de luz que llega al fotodiodo sería proporcional a una función sinusoidal del ángulo de incidencia, ya que las dos rejillas se desfasan y se vuelven a desfasar entre sí al variar dicho ángulo. La naturaleza ondulatoria de la luz cobra importancia a escalas pequeñas como las de los ASP, lo que significa que un modelo de moiré puro para el funcionamiento de los ASP resulta insuficiente. Sin embargo, en múltiplos semienteros de la profundidad de Talbot , se reproduce la periodicidad de la rejilla de difracción y se recupera el efecto moiré. Al construir ASPs donde la separación vertical entre las rejillas es aproximadamente igual a un múltiplo semi-entero de la profundidad de Talbot, se observa la sensibilidad sinusoidal con el ángulo de incidencia.

Aplicaciones

Los ASP se pueden utilizar en dispositivos de imagen en miniatura. No requieren elementos de enfoque para lograr una sensibilidad angular sinusoidal, lo que significa que se pueden usar sin lente para capturar imágenes del campo cercano o del campo lejano mediante una matriz de captura de Fourier planar completa . También se pueden usar junto con una lente, en cuyo caso realizan una transformada wavelet basada en la física y sensible a la profundidad de la escena lejana, lo que permite la fotografía 3D con una sola lente [ 2 ] similar a la de la cámara Lytro .

Véase también

Referencias

  1. A. Wang, P. Gill y A. Molnar, "Sensores de imagen de campo de luz basados ​​en el efecto Talbot", Applied Optics , vol. 48, n.º 31, págs. 5897–5905, 2009.
  2. Wang, Albert; Gill, Patrick R.; Molnar, Alyosha (2011). "Un sensor de imagen CMOS sensible al ángulo para fotografía 3D con un solo sensor". 2011 IEEE International Solid-State Circuits Conference . pp. 412–414 . doi : 10.1109/ISSCC.2011.5746375 . ISBN  978-1-61284-303-2. S2CID 11556126 .