量子点：在图像传感器中，量子点通常被用作（至少在学术界之外）硅ROIC（光读出集成电路）顶部的光吸收层。它被采用的动机主要有两个：一是减少硅电池厚度，并通过改变量子点两端电压来影响电荷收集，实现全局快门和可变中性密度滤波；二是将图像传感器的检测光谱带宽拓宽到更长波长，远超硅的最大值（约1000nm），使得QD（量子点）器件能够与昂贵的InGaAs传感器竞争。

量子点的挑战在于，它通常以悬浮液形式出售，需要用配体包裹以提高溶解度并防止团聚。制造量子点的技术挑战是控制尺寸分布和避免聚集，配体的选择也会影响电子性质。

薄膜光电探测器：超越单颗微型探测器可检测更大面积的光，用来捕捉生物特征数据，或通过皮肤成像（如柔性探测）。与许多产品一样，随着薄膜光电探测器（OPD或PPD）的发展，其设计可能会有所不同，以适应不同市场的要求。

薄膜OPD和PPD应用评估

薄膜光电探测器的应用现状、技术和业务挑战如下：

• 智能手机指纹传感器：智能手机显示屏下方的图像传感器可实现4指读数，足够的灵敏度可达到可接受的读出水平，处于原型阶段的技术需要说服一家主要手机制造商改变制造工艺，以整合新的、外部开发的技术。

ISORG 4指读数技术

• 其他生物特征验证：指纹/手掌扫描仪，例如边境管理使用的扫描仪，对多个手指成像可以提高安全性，对静脉进行成像可以确保指纹不会被复制。该原型具有足够的灵敏度，需要与显示器集成。消费者不愿进行更广泛的生物识别监控是其应用的挑战。

Holst的生物特征验证技术

• 智能货架：光学传感器可确定货架空间是否被占用，并连接到ERP软件进行物流跟踪。ISORG的光学传感器已商业应用；压力传感器同样适用于这类应用。RFID标签的广泛采用可能会使货架料位传感器变得不必要。

• X射线成像：闪烁体可吸收x射线并将其能量转换为可见光，由传感器记录下来。Holst和Siemens的原型需要闪烁器以及高动态范围的耐用性。其市场有限，需要超过硅CMOS探测器的能力，可能需要监管部门的批准。

• 脉搏血氧计：可以包裹在手指上的柔性传感器，测量光吸收以确定血氧水平。该原型需要解决坚固耐用的问题，并要使用OLED。与医疗保健行业一样，获得监管部门的批准至关重要。

高光谱成像应用有待拓展

如下蜘蛛图显示，不同属性对各种高光谱成像应用的重要性有所不同（5表示最重要）。最显著的区别在于科学研究/商业研发的传感器和用于农业测绘的传感器。图中橙色和蓝色线条的相对重要性几乎相反。

不同高光谱成像传感器的重要性

选择高光谱相机时需要考虑的一个重要参数是光谱分辨率，因为它决定了可以检测到的最小光谱特征大小。最终，这个参数会影响物体/材料与光谱区分的准确性。

对于较长波长的高光谱成像，在光谱分辨率方面存在折衷，因为探测器通常具有较少的像素来分散光。

同样值得注意的是，可见光/近红外范围（400-1000nm）内的光谱分辨率几乎跨越了一个数量级，并且是较高成本光谱相机应用要求的一个关键参数。

高光谱波长范围与光谱分辨率

高光谱成像是一项成熟而先进的技术，但进入也有壁垒。最主要的的问题是，它虽然在自动化、安全性和检测方面有众多优势，且与大量不同应用相关，高光谱成像却没有在商业上起飞，主要障碍似乎是缺乏用户熟悉度。

新兴图像传感技术前景可期

正如IDTechEx的Isabel Al Dhahir博士和Matthew Dyson博士所说：“这些能够实现分辨率和波长检测的新兴图像传感技术远远超出了目前的可实现范围，随着技术进步，未来其中许多技术将在工业，特别是医疗保健、生物识别、自动驾驶、农业、化学传感和食品检测等多个领域掀起波澜。”