CMOS图像传感器摄像头设计进阶全解析

CMOS图像传感器广泛应用于当今的数码相机和手机，它利用了现有的CMOS制造工艺，已成为低成本图像传感设计方法。现在，有一种设计CMOS图像传感器摄像头的进阶方法——通过Ansys Lumerical与Ansys SPEOS之间的互操作，工程师能够设计包含宏观透镜和微观传感器的摄像头系统，且优化CMOS传感器的效率。该工作流程能帮助工程师考虑真实照明条件，同时优化CMOS图像传感器。

Ansys SPEOS可预测系统的照明和光学性能。SPEOS使工程师能在宏观尺度上研究光与机械几何结构的相互作用，节省原型设计的时间与成本。

Ansys Lumerical提供纳米光子仿真工具，让用户能在波长尺度上对光与几何结构的相互作用进行建模，包括光学、电子和热效应。

SPEOS和Lumerical可以共享各种应用的仿真信息，例如平视显示器（HUD）、具有表面等离子体的系统、衍射光栅、发光结构、表面和体积散射、衍射光学元件等。CMOS传感器摄像头的新工作流程是这个不断增加的应用列表中的新成员，结合SPEOS和Lumerical工具，Ansys为完整的光学系统提供了仿真解决方案。

   在Ansys Lumerical FDTD（左）和Lumerical CHARGE（右）中建模的CMOS图像传感器
 

CMOS图像传感器摄像头：

Ansys Lumerical FDTD可用于为CMOS图像传感器等纳米光子器件的光学属性建模。可得到的关键属性包括：吸收光子的光学效率，以及衬底中的电子-空穴对生成速率。与Ansys Lumerical CHARGE耦合后，设计师能够探索其他导入属性，例如量子效率和串扰，这两者都需要仿真电气行为。Ansys Lumerical的FDTD和CHARGE可用于解决众多设计难题，例如：背照式传感器、光学和电子串扰的影响、微透镜偏移或斜入射角几何结构的优化，以及将彩色滤光片整合到复杂传感器几何结构时的效果。

与Ansys SPEOS结合使用时，工程师可以仿真整个摄像头系统，把CMOS图像传感器摄像头设计提升到新的水平。这有助于用户探索CMOS图像传感器微观效应、宏观透镜和电子子系统之间的复杂相互作用。由于其能够预测照明性能，SPEOS可帮助工程师为摄像头记录的最终成像构建准确视图。

无论是新一代手机摄像头，还是科学或国防应用成像系统，SPEOS/Lumerical工作流程都能助力企业以更快速度和更低成本开发更优异的CMOS图像传感器摄像头。

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