来源:中国新闻网 发布时间:2022/6/1 16:23:00
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香港理工大学研发模仿人眼传感器 可提供高清影像

 

中新网6月1日电 据香港大公报报道,香港理工大学(理大)与韩国延世大学的科学家最近取得科研突破,他们研发的光传感器能仿效甚至超越人类视网膜对不同亮度的适应力,有望为未来无人驾驶车辆和工业用摄影机配备媲美人类的视力。这项研究已刊载于《自然.电子学》(Nature Electronics)学刊。

机器视觉系统通常由多部摄影机和计算单元组成,透过撷取和处理影像进行例如面部辨识等任务。此类系统需要运用精密的电路和复杂的演算法,才能在各种照明条件下“看得到”物件。然而,同类系统很少具备足够效能来实时处理大量视觉资讯,难以与人脑相比。

理大团队研发的全新仿生传感器或可为以上难题提供答案──以传感器直接适应光暗,从而提供高效影像辨识。新传感器仿效人类眼睛能适应不同亮度,就如肉眼可在极暗至极亮的照明条件下准确辨识各种物件。

带领研究的理大应用物理学系副教授兼应用科学及纺织学院助理院长柴扬博士解释说:“人的瞳孔有助调节进入眼睛的光线量,而适应亮度则主要由视网膜细胞负责。”天然光强度的范围广达280分贝,而传统矽基传感器的适应范围仅有70分贝。而柴博士团队研发的新传感器有效范围则高达199分贝。研究团队首先利用一种具独特电学和光学特性的半导体二硫化钼,制成近乎原子厚度的双层超薄膜,以此研制出用来探测光线的光电晶体管;再在双层薄膜中引入“电荷陷阱态”,控制侦测光线的能力。

每一个仿生视觉传感器均由这种光电晶体管的阵列组成。它们能模仿人类肉眼内分别负责侦测暗光和强光的视杆和视锥细胞。因此,传感器能在各种照明环境下侦测不同物件,也能因应不同亮度进行转换与适应,范围更胜人类眼睛。而应用在光电晶体管的“电荷陷阱态”其实是固体晶体结构中的杂质或缺陷,用来限制电荷移动。

 
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