Articulo de referencia

Píxel sensible al ángulo

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

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

Principios de funcionamiento

Animación de un ASP interactuando con la luz
Simulación de la interacción de la luz con un ASP. La luz proveniente de una variedad de ángulos de incidencia (flechas en la parte superior) es refractada por la superficie de SiO2 e interactúa con la rejilla de difracción superior. Los metales (fabricados a partir de interconexiones CMOS intrínsecas, que se muestran en negro) crean una rejilla superior y una inferior. La rejilla superior crea un patrón de Talbot en la profundidad de la rejilla inferior, que se alinea con el metal opaco o con un espacio transparente en la rejilla inferior del analizador, según el ángulo de incidencia. Un gran fotodiodo debajo mide el flujo de luz a través de la rejilla del analizador, que es una función sinusoidal del ángulo de incidencia.

Los ASP se componen típicamente de dos rejillas (una rejilla de difracción y una rejilla de analizador) sobre un solo fotodiodo . Los ASP explotan el efecto muaré y el efecto Talbot para obtener su sensibilidad a la luz sinusoidal. Según el efecto muaré, si la luz actuara como una partícula, en ciertos ángulos de incidencia los huecos en las rejillas de difracción y analizador se alinean, mientras que en otros ángulos de incidencia la luz que pasa por la rejilla de difracción es bloqueada por la rejilla de analizador. La cantidad de luz que llega al fotodiodo sería proporcional a una función sinusoidal del ángulo de incidencia, ya que las dos rejillas entran y salen de fase entre sí con el cambio del ángulo de incidencia. La naturaleza ondulatoria de la luz se vuelve importante a escalas pequeñas como las de los ASP, lo que significa que un modelo de muaré puro de la función ASP es insuficiente. Sin embargo, en múltiplos de medio entero de la profundidad de Talbot , la periodicidad de la rejilla de difracción se recapitula y se rescata el efecto muaré. Al construir ASP donde la separación vertical entre las rejillas es aproximadamente igual a un múltiplo medio 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 imágenes en miniatura. No requieren ningún elemento de enfoque para lograr una sensibilidad de ángulo de incidencia sinusoidal, lo que significa que se pueden implementar sin una lente para obtener imágenes del campo cercano o del campo lejano utilizando una matriz de captura de Fourier planar completa de Fourier . También se pueden utilizar 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 una 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 imágenes de campo de luz basados ​​en el efecto Talbot", Applied Optics, vol. 48, núm. 31, págs. 5897–5905, 2009.
  2. ^ Wang, Albert; Gill, Patrick R.; Molnar, Alyosha (2011). "Un sensor de imágenes CMOS sensible al ángulo para fotografía 3D con un solo sensor". Conferencia internacional sobre circuitos de estado sólido IEEE 2011. págs. 412–414. doi :10.1109/ISSCC.2011.5746375. ISBN . 978-1-61284-303-2.S2CID11556126  .
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