Создан датчик, способный с высокой скоростью снимать высококачественные изображения в условиях недостаточной освещенности

[Ippolitovich]

Инженеры из Дартмута разработали и изготовили опытные образцы сенсоров, в которых заложена радикально новая технология формирования изображений, получившая название "квантовый фотосенсор" (Quanta Image Sensor, QIS). Основным преимуществом новой технологии является возможность съемки высококачественных изображений в условиях недостаточной освещенности. И такая возможность может произвести революцию в некоторых областях науки и техники, включая системы безопасности, фотографию, видеосъемку, медицину, астрономию, естествознание и т.п.

 

 

Для того, чтобы делать снимки в условиях слабого освещения, при свете Луны, к примеру, фотографы используют длительные выдержки, время, в течение которого затвор камеры остается в открытом состоянии. Это время, в зависимости от условий, может исчисляться секундами, десятками секунд или даже минутами. Естественно, что столь длительное время экспозиции полностью лишает фотографов производить съемку объектов, двигающихся даже с небольшой скоростью.

Датчик, основанный на технологии QIS, может "поймать" даже единичные фотоны света, его опытный образец имеет разрешающую способность в один мегапиксель (один миллион пикселей). Но, согласно мнению разработчиков данной технологии, не существует никаких помех для изготовления таких датчиков, разрешающая способность которых составит сотни мегапикселей, а скорость работы - тысячи кадров в секунду.

 

 

Самым примечательным является то, что, в отличие от других датчиков, способных улавливать единичные фотоны, новый QIS-датчик не требует охлаждения до криогенной температуры и работает при нормальной комнатной температуре. Для его изготовления используется стандартная CMOS-технология, что позволит без труда наладить в ближайшем времени выпуск таких датчиков, стоимость которых будет не так уж и высока.

Данные исследования были выполнены при содействии инженеров из компании Rambus Inc, и тайваньской компании TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation), специализирующейся на производстве полупроводниковой продукции. А финансирование исследований обеспечило Управление перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA. Разработчики и их партнеры организовали компанию Gigajot Technology, которая будет заниматься дальнейшими исследованиями и продвижением технологии QIS на потребительский рынок.