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High-Speed-CMOS-Sensoren für Digitalkameras entwickelt

CMOS-Bildsensoren sind in der Digitalfotografie mittlerweile Standard. Ihre Herstellung ist wesentlich günstiger als bei bisherigen Sensoren, denen sie auch im Stromverbrauch und in der Handhabung überlegen sind. Daher werden Handy- und Digitalkameras fast ausschließlich nur noch mit CMOS-Chips hergestellt. Sie stossen jedoch an ihre Grenzen, wenn für lichtschwache Anwendungen als Ausgleich größere Pixel benötigt werden, ins Besondere in der Röntgenfotografie und der Astronomie. Hier gleicht die größere Pixelfläche den Lichtmangel aus.

Für die Umwandlung der Lichtsignale in elektrische Impulse sorgen Pinned-Photodioden (PPD). Wenn die Pixel jedoch eine bestimmte Größe überschreiten, haben die PPD ein Geschwindigkeitsproblem und die Auslesegeschwindigkeit wird zu gering. Am Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS wurde nun eine Lösung entwickelt, die nun bereits patentiert wurde: Die Wissenschaftler haben ein neues optoelektronisches Bauelement entwickelt (LDPD / Lateral drift field Photodetector). Bei der PPD diffundieren die Elektronen lediglich vergleichsweise langsam zum Ausleseknoten. Indem innerhalb des photoaktiven Bereichs ein elektrisches Spannungsfeld in das Bauelement integriert wurde, konnte der Vorgang nun bis zu dem hundertfachen beschleunigt werden. Ein Prototyp der neuen High-Speed-CMOS-Bildsensoren wurde bereits realisiert. Die Serienfertigung wird für das nächste Jahr erwartet.
 

 

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