Firma Canon ogłosiła właśnie ukończenie 1-megapikselowego jednofotonowego czujnika obrazu z diodą lawinową (SPAD), co czyni go pierwszym w swoim rodzaju.
Tradycyjne czujniki CMOS działają na zasadzie przechwytywania fotonów (tj. cząstek światła) i przekształcania ich w ładunek (który ostatecznie przekształca się w cyfrowe piksele).
W ten sposób po naciśnięciu spustu migawki czujnik aparatu zaczyna przechwytywać fotony, przy czym każdy foton odpowiada bardzo małej ilości światła. Te fotony są przekształcane w piksele, dzięki czemu obszary sceny, które wytwarzają lub odbijają więcej światła, są renderowane jasno w porównaniu z obszarami sceny, które wytwarzają lub odbijają mniej światła.
Teraz czujniki CMOS oferują tylko pewien poziom czułości. Jeśli fotografujesz z prędkością 1/8000 s, o ile światło nie jest wyjątkowo silne, w ogóle nie przechwycisz wielu fotonów, co da całkowicie czarny obraz.
(W zasadzie tym właśnie jest niedoświetlenie:niepowodzenie w uchwyceniu wystarczającej liczby fotonów dla jasnego obrazu).
W każdym razie tak działa standardowy czujnik.
Ale jak wyjaśnił Canon, czujnik SPAD działa inaczej:
„Kiedy pojedyncza cząsteczka światła… osiąga piksel, jest mnożona – jakby tworząc „lawinę” – co skutkuje pojedynczym dużym impulsem elektrycznym”.
Innymi słowy:każdy foton zapewnia znacznie większy ładunek do pracy, co skutkuje znacznie większą ogólną czułością.
Podczas gdy obecna matryca SPAD firmy Canon rejestruje tylko obrazy o rozdzielczości 1 megapiksela, czułe urządzenie do przetwarzania obrazu może oferować wiele korzyści pod względem technologii naukowej. Na przykład czujnik SPAD firmy Canon może odsłonić swoje piksele w 3,8 nanosekundy, co umożliwia uchwycenie zdarzeń i funkcji, które wcześniej uważano za niemożliwe.
Canon argumentuje, że „dzięki swojej zdolności do uchwycenia drobnych szczegółów dla wszystkich zdarzeń i zjawisk, technologia ta ma potencjał do zastosowania w wielu różnych dziedzinach i zastosowaniach, w tym przejrzystej, bezpiecznej i trwałej analizie reakcji chemicznych, zjawisk naturalnych, w tym wyładowań atmosferycznych. uderzenia, spadające przedmioty, uszkodzenia spowodowane uderzeniami i inne zdarzenia, których nie można dokładnie zaobserwować gołym okiem”.
Istnieją również zastosowania w zakresie obrazowania 3D, ze względu na zdolność czujnika SPAD do rejestrowania precyzyjnych czasów ekspozycji.
Chociaż nie wygląda na to, że czujniki SPAD w najbliższym czasie dotrą do czujników konsumenckich, ciekawie będzie zobaczyć, jak ta technologia zostanie wykorzystana!
Teraz do Ciebie:
Jakie potencjalne zastosowania można sobie wyobrazić dla czujników SPAD? Podziel się swoimi przemyśleniami w komentarzach!