Намечается эволюционный прорыв в области датчиков изображения, который расширит границы возможностей фотосъёмки при слабом освещении. Изобретатель CMOS-матрицы разрабатывает новый тип датчика, который вместит миллиард пикселей на чипе, размером не больше современных сенсоров. Каждый пиксель сможет обнаруживать одиночные фотоны.
Phys.org сообщает, что исследования возглавляет профессор из Дартмута, Эрик Фоссум (Eric Fossum), который работал над датчиком CMOS в 1993 году, и кандидат наук Джайджу Ма (Jiaju Ma). Название новой технологии: квантовый датчик изображения (Quanta Image Sensor / QIS).
«Задача QIS – считывать каждый фотон, который достигает датчика изображения, и обеспечивать разрешение в 1 миллиард или более специализированных фотоэлементов», – пишут исследователи на веб-странице проекта.
Практически каждый фотон света, достигающий датчика, приводит к выпуску электрона. Подсчитывая количество выпущенных электронов, датчик определяет количество прибывших фотонов.
Фотосъёмка происходит невероятно быстро. Датчик способен считывать пиксели тысячи раз в секунду. То есть ежесекундно технология считывает терабиты данных.
Слайд из презентации Эрика Фоссума в 2011 году
Пиксели нацелены на одиночные фотоны, а значит крайне малы. Поэтому гигапиксельные датчики не должны стать крупнее существующих сенсоров. Исследователи работают над созданием технологии, совместимой с матрицей CMOS, что позволит производителям фотоаппаратов легко заменить датчики CMOS на сенсоры QIS.
Помимо применения в науке и исследовательской деятельности (например, в медицинских приборах и микроскопах), разработчики говорят, что датчик поможет улучшить фотографии: «Мы рассматриваем инновационный дизайн и применение матриц КМОП для совершенствования фотографий в научной и промышленной сфере, в том числе при слабом освещении и высокой скорости срабатывания».
Конечно, в ближайшие несколько лет нам пока не встретить подобную инновацию в фотокамерах. Но она может стать следующим шагом в эволюции цифровой фотографии, которая возникнет спустя десятилетие. К тому времени мы, возможно, будем обращаться к продавцам с вопросом: а сколько гигапикселей в этой фотокамере с QIS датчиком?
Источник: cameralabs.org
