Про то, когда фотоночувствительная 3D-камера пересекает мегапиксельную отметку

Исследователи продемонстрировали новую 3D-камеру, чувствительную к глубине, которая может регистрировать одиночные фотоны света с мегапиксельным разрешением и 24 000 кадров в секунду, что является рекордно высоким показателем. Её невероятные возможности могут привести в действие системы видения следующего поколения для автономных автомобилей.

Разработанный исследователями из EPFL Switzerland совместно с Canon, камера MegaX является «кульминацией более чем 15-летних исследований однофотонных лавинных диодов (SPAD), которые являются фотоприемниками, используемыми в технологии датчиков изображения следующего поколения», — считает профессор EPFL Эдоардо Чарбон, руководитель Лаборатории современной квантовой архитектуры в Техническая школа EPFL и ведущий исследователь проекта.

MegaX camera

Ученые EPFL совместно с Canon разработали камеру, которая может снимать 3D-изображения с рекордной скоростью и разрешением.

Датчики SPAD способны обнаруживать мельчайшие из возможных квантов света благодаря лавинному эффекту, возникающему при ускорении электронов до высоких скоростей при использовании высоких напряжений. Достаточно высокая кинетическая энергия может также расшатать свободные электроны.
Это означает, что одиночный фотон, запускающий одноэлектронное высвобождение, может экспоненциально расти в виде читаемого сигнала.

Датчики, которые питают LiDAR, PET-сканеры и 3D-датчики Time of Flight (ToF), отражают лазеры от цели и измеряют, сколько времени потребовалось на прохождение света, чтобы создать трехмерные карты объекта в космосе.

Новая камера MegaX предлагает огромное преимущество в обоих случаях, с разрешением в миллионы пикселей и сенсором, настолько быстрым, что может разгоняться до 24 000 кадров в секунду, что означает скорость передачи данных 25 гигабайт в секунду. Это невероятно чувствительный, способный обнаруживать одиночные фотоны аппарат, который предлагает «беспрецедентный» динамический диапазон — диапазон оттенков яркости между самой темной частью изображения и самой яркой — и его затвор может открываться всего за 3,8 наносекунды (чуть менее четырех миллиардных долей секунды).

MegaX camera 2

Первая камера для подсчета фотонов с мегапиксельным разрешением на основе однофотонных лавинно-диодных датчиков изображения.

Исследователи смогли продемонстрировать, что MegaX также может делать то, что другие датчики не могут, чтобы получить хорошие показания глубины на предметах через частично прозрачное стекло.

Аппарат делает свое волшебство, используя чрезвычайно маленькие пиксели SPAD, предназначенные для «подавления» лавинного сигнала почти сразу после его создания, обновляя датчик для следующего кадра. Это приводит к другому очень желательному признаку в очень низком энергопотреблении, что очень пригодится, когда эта технология станет зрелой и сможет работать в смартфонах и автомобильных системах LiDAR. Данный факт может также сыграть определенную роль в будущих квантовых системах связи, зондирования и вычислительной техники.

Исследование было опубликовано в Optica.

Источники: EPFL, EurekAlert

(Visited 1 times, 1 visits today)

Геннадий

3 комментария

  1. Новшество для регистрации выбитых фотонов в кристаллах по сцинцилляционному принципу?

  2. Некоторые величины требуют уточнения в соответствии с размерностями системы СИ. Не смотря на наносекунды срабатывания затвора 3D камеры, энергетические информационные электромагнитные когерентный сигналы в живой клетке, то есть их энергия и частота в Гц, соответственно, достигают exа и atto уровней. Таким образом, процессы в живой клетке на молекулярном уровне остаются вне возможностей 3D камеры!
    В 1986 г. Жан Мари Леге в СССР сообщил: «Любое современное производство — детская игрушка, в сравнении с живой клеткой»!
    Спустя 34 года, мировая цивилизация оказалась беззащитной перед вирусом с высокой контагиозностью, способностью к мутациям, устойчивостью во внешней среде, широким спектром клинических симптомов!
    Миллиарды безобидных рекомбинаций на уровне белковых молекул, включая ДНК и РНК, не находятся под контролем исследователей и разработчиков. Вот от чего антибиотикорезистентность, с ее известными механизмами возникновения, является ближайшей угрозой цивилизации!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *