摘要：几十年来，图像传感器一直依靠在像素上应用红、绿、蓝彩色滤光片来制作日常的彩色照片或视频。然而，彩色滤光片会阻挡大部分入射光，从而限制了相机的灵敏度。此外，它们将像素尺寸的缩放限制在 ~0.5 微米以下。这些长期存在的问题阻碍了相机技术的进步，限制了图像质量和传

几十年来，图像传感器一直依靠在像素上应用红、绿、蓝彩色滤光片来制作日常的彩色照片或视频。然而，彩色滤光片会阻挡大部分入射光，从而限制了相机的灵敏度。此外，它们将像素尺寸的缩放限制在 ~0.5 微米以下。这些长期存在的问题阻碍了相机技术的进步，限制了图像质量和传感器效率。

在智能手机相机中，制造商通过增加传感器（从而增加相机尺寸）来弥补这一限制，以捕获更多光线。虽然这提高了低光性能，但也导致相机更大、更笨重。紧凑、高灵敏度的图像传感器对于更纤薄的智能手机和机器人、AR/VR 设备等新兴应用至关重要，因为尺寸、功率效率和图像质量对这些应用至关重要。

埃因霍温（荷兰）和鲁汶（比利时），2025 年 5 月 7 日——imec的新衍生公司 eyeo今天宣布已筹集 1500 万欧元的种子资金，此轮融资由 imec.xpand 和 Invest-NL 共同领投，QBIC 基金、High-Tech Gründerfonds (HTGF) 和 Brabant Development Agency (BOM) 跟投。Eyeo 通过大幅提高图像传感器的光敏度，彻底改变了消费、工业、XR 和安全应用的成像市场。这一突破实现了图像质量、色彩精度、分辨率和成本效益，这在智能手机及其他领域是前所未有的。

所筹集的 1500 万欧元将用于推动评估套件的开发，为首款传感器产品的规模化生产做准备，并扩大商业合作伙伴关系，以将这项突破性的成像技术推向市场。

问题

几十年来，图像传感器一直依靠在像素上应用红、绿、蓝彩色滤光片来制作日常的彩色照片或视频。然而，彩色滤光片会阻挡大部分入射光，从而限制了相机的灵敏度。此外，它们将像素尺寸的缩放限制在 ~0.5 微米以下。这些长期存在的问题阻碍了相机技术的进步，限制了图像质量和传感器效率。在智能手机相机中，制造商通过增加传感器（从而增加相机尺寸）来弥补这一限制，以捕获更多光线。虽然这提高了低光性能，但也导致相机更大、更笨重。紧凑、高灵敏度的图像传感器对于更纤薄的智能手机和机器人、AR/VR 设备等新兴应用至关重要，因为尺寸、功率效率和图像质量对这些应用至关重要。

突破性技术：通过垂直波导实现分色

Eyeo 引入了一种全新的图像传感器架构，无需传统的彩色滤光片，从而能够在不增加传感器尺寸的情况下最大限度地提高灵敏度。凭借突破性的垂直波导技术，Eyeo 能够将光线分解成各种颜色，从而开发出能够高效捕捉和利用所有入射光线的传感器，其灵敏度是现有技术的三倍。这在弱光环境下尤为重要，因为目前的传感器难以收集足够的光线来实现清晰可靠的成像。此外，与会阻挡特定颜色（这些信息随后通过软件处理进行插值）的传统滤光片不同，Eyeo 的波导技术允许像素接收完整的颜色数据。这种方法可立即使分辨率翻倍，为计算摄影、机器视觉和空间计算等对精度要求高的应用提供更清晰、更细腻的图像。

eyeo 首席执行官 Jeroen Hoet 表示：“Eyeo 正在从根本上重新定义图像传感技术，突破数十年来的限制。捕捉所有入射光并大幅提升分辨率仅仅是个开始——这项技术为成像领域的全新应用铺平了道路，从超紧凑型传感器到增强的低光性能、超高分辨率和极致图像质量。我们不仅改进现有系统，更致力于为未来的成像创造全新标准。”

“这项技术彻底颠覆了一直以来使用彩色滤光片的行业，这些滤光片会浪费70%的光线，” Hoet说道，“现在，有了这项技术，我们实际上可以充分利用所有光线。”

Eyeo传感器采用了比利时纳米电子和数字技术研究与创新中心 Imec 开发的技术。这项新技术被称为晶圆级集成垂直波导亚衍射极限分色器，利用垂直光波导将所有光子传输到指定的原色像素。

入射光被引导而非选择性阻挡，从而为每个像素提供更高的光强度。无滤光片传感器可使相同尺寸的传感器聚光能力提升三倍，或使尺寸仅为三分之一的传感器在性能相同的情况下实现聚光能力。此外，该波导可与现有的CMOS图像传感器技术兼容。它可以使用传统的晶圆厂设备在CMOS图像传感器上制造。

Hoet说：“我们正在做的是，我们拥有一项技术，可以让我们收集比现有技术所能收集到的更多的光。”“就好像你打开了图像传感器的眼睛，所以它让人大开眼界，这就是我们公司名称的背景：Eyeo。”

数字图像传感器正处于十字路口。它们需要更高的像素数来提供逼真的图像分辨率，并需要更大的像素孔径来实现无噪点的低光性能。这两个因素相互冲突。色彩捕捉会降低像素尺寸和聚光能力，从而加剧这个问题。

一个彩色“像素”由三个较小的像素组成，每个像素都带有红色、绿色或蓝色滤光片。这些滤光片最多可阻挡其光谱之外的三分之二的可用光线。此外，主滤光片还会阻挡每个同色子像素所需的部分颜色。三个滤光片的需求也对像素尺寸造成了物理限制。目前，业界的像素尺寸停滞在0.5微米。低于这个尺寸，结构尺寸过大就会成为一个影响因素，而光学衍射限制会影响传感器的性能。

Eyeo 的光波导技术能够接收特定像素区域的所有光子，并根据波长将其引导至三个子像素之一。这使得 CMOS 传感器的结构和电子元件几乎保持不变。

该系统使用堆叠的垂直波导来捕获全光谱白光，然后根据波长将每个分量引导至不同的像素。涵盖该波导的科学论文展示了蓝/黄和青/红分裂波导。

这些波导根据人眼感色锥细胞的平均敏感度进行调节，使其能够引导光线。波导可以根据特殊应用（例如紫外线或自定义光谱范围）调节不同的光波长。开发该技术的科学家发现，“每个波导的总输出光在 400-700 纳米波长范围内占比超过 90%，这远远优于彩色滤光片。”

Eyeo 已与领先的图像传感器制造商和代工厂建立了合作伙伴关系，以确保其技术的成功商业化。1500 万欧元的种子资金将用于进一步改进其现有的摄像头传感器设计，优化波导技术以实现生产可扩展性，并加速用于评估的原型开发。通过与行业领导者密切合作，eyeo 致力于将其先进的摄像头传感器应用于广泛的应用领域，从智能手机、VR 眼镜到任何使用彩色摄像头的紧凑型设备。首批评估套件预计将在未来两年内向部分客户提供。

Eyeo 已展示该技术，并与主要图像传感器代工厂合作。下一步，公司将利用这笔种子资金，进一步推进可量产产品的交付。最终目标是提供具有更高感光度和低于 0.5 微米像素尺寸的图像传感器，从而提升性能并缩小尺寸。缩小传感器尺寸并保持高图像质量的能力，将使各种消费和商业产品能够拥有更小巧的设备，并实现真彩成像。

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来源：半导体行业观察一点号