新型仿生视觉传感器问世 感光动态范围199dB 具备光适应和暗适应能力

新型仿生视觉传感器问世 感光动态范围199dB 具备光适应和暗适应能力

近日，由北京大学、复旦大学和香港理工大学、韩国延世大学组成的研究团队发布了一款新型仿生视觉传感器。这款传感器的感光动态范围达到惊人的199dB，不仅远超目前最先进的CMOS图像传感器（70dB），更在光适应和暗适应能力上实现了重大突破。

环境中的自然光，光照强度变化很大，能达到280dB。正因如此，人类视网膜进化出了根据环境光强度，来调整视锥细胞和视杆细胞（类似于感光器）的光灵敏度，以保证眼睛能适应各种强度的光照环境，并最大限度的辨明周围的空间和物体。

目前，最先进的CMOS图像传感器的感光动态范围，最多可以达到70dB，相比自然光的动态范围依然很小，因此在很多场景下的运用受到了限制。

具有宽感知范围，并能适应各种光照强度的光电传感器，越来越成为行业的研发方向，以提高图像识别系统的感知能力，提升计算机视觉工具的性能，降低构建传感系统的硬件的复杂程度。

随着研发的不断推进，已经有越来越多的光电传感器实现了对视网膜光适应机制的模拟，可以适应不同强度的光照条件。但是，对视网膜暗适应的模拟却一直没有太大的突破。

由北京大学、复旦大学和香港理工大学、韩国延世大学组成的研究团队，在近日发布了一款仿生视觉传感器。新款视觉传感器模拟了人眼球视网膜功能，支持在不同光照情况下进行数据采集。

该研究团队采用一种叫做二硫化钼的超薄半导体材料制作的光晶体管，研发出了这款仿生视觉传感器。这种光晶体管具备多种电荷陷阱形态，可以在不同的栅极电压下吸收或释放沟道内的电子。正是因为这种特性，研究人员通过动态调节电压，来模拟视网膜对光环境和暗环境的适应，进而实现传感器对各种明暗环境下的各种光照条件的感知能力。

该研究团队还对这款仿生视觉传感器进行了性能评估，验证了其对视网膜的模拟能力，并且在光适应和暗适应方面都具有非常优秀的性能，感光动态范围可以达到199dB。

下一步，该研究团队将会进一步提升这款仿生视觉传感器的性能，并计划将其制造成一个大规模的传感器阵列系统。为了实现更加宽阔的视野，这个大型传感器阵列系统会被建造在一个柔性半球形衬底上。