جدید فوتون-شمارش دوربین قطاری از تصاویر 3D با رکورد سرعت و وضوح

محققان توسعه یافته اولین مگاپیکسلی فوتون-شمارش دوربین مبتنی بر نسل جدید سنسور تصویر, تکنولوژی است که با استفاده از تک فوتون بهمن دیود (SPADs). این دوربین جدید می تواند تشخیص تک فوتون از نور در سرعت بی سابقه ای یک قابلیت است که می تواند در پیشبرد برنامه های کاربردی که نیاز به اکتساب سریع از تصاویر 3D مانند واقعیت افزوده و LiDAR سیستم برای خودروهای.

“به لطف وضوح بالا و قابلیت اندازه گیری عمق این دوربین جدید می تواند واقعیت مجازی واقعی تر و به شما اجازه ارتباط برقرار کردن با واقعیت افزوده اطلاعات بیشتر در شیوه ای بدون درز” گفت: Edoardo Charbon از پیشرفته کوانتومی آزمایشگاه معماری (AQUALab) در École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) در سوئیس. Charbon توسعه این ایده برای دوربین جدید است و بنیانگذار و رئیس AQUALab که در آن سنسور تصویر طراحی شده بود.

در ما opticaاپتیکال جامعه (OSA) مجله برای بالا تاثیر تحقیقات محققان توصیف چگونه آنها ایجاد شده و یکی از کوچکترین سپاد پیکسل تا کنون ابداع و کاهش مصرف برق از هر صفحه به کمتر از 1 microwatt در حالی که حفظ سرعت و زمان بندی دقیق. این دوربین جدید می تواند به دست آوردن تصاویر در 24,000 فریم در هر ثانیه است. برای مقایسه 30 فریم در ثانیه است که این نرخ استاندارد مورد استفاده برای ضبط ویدئو برای تلویزیون است.

“برای حمل و نقل برنامه های این دوربین جدید می تواند کمک به رسیدن به سطح بی سابقه ای از استقلال و ایمنی را قادر می سازد چند کم قدرت LiDAR دستگاه برای استفاده در یک خودرو ارائه سریع با وضوح بالا نمایش 3D از محیط اطراف” گفت: اول نویسنده, Kazuhiro Morimoto از Canon Inc. در ژاپن. “تا حدودی بیشتر در آینده دور کوانتومی ارتباطات سنجش و محاسبات می تواند به نفع همه از فوتون-شمارش دوربین چند مگاپیکسلی با وضوح.”

نوع جدیدی از حسگر

در کمتر از 20 سال سپاد سنسور های پیشرفته از یک تازگی به نسخه های که در استاندارد وجود دارد و در اکثر گوشی های هوشمند و دوربین های دیجیتال و بسیاری از دستگاههای خانگی. این تکنولوژی موفقیت می آید از این واقعیت است که سپاد سنسور بسیار کارآمد در تشخیص تک فوتون ها و تبدیل آنها به سیگنال های الکتریکی ذخیره شده در یک حافظه دیجیتال. یک دوربین قطع بزرگ را می توان با ساختن آرایه ای از پیکسل ها است که هر یک شامل یک سپاد.

در کار جدید محققان به خود جلب کرد در 15 سال سپاد پژوهش در AQUALab در EPFL برای ایجاد بسیار سریع با وضوح بالا دوربین است که اهرم سپاد تکنولوژی پیشرفته تصویربرداری. این دوربین جدید تشخیص تک فوتون و آنها را تبدیل به سیگنال های الکتریکی در یک رکورد نرخ حدود 150 میلیون بار در ثانیه است. هر سپاد سنسور را می توان بطور عالی یا ظریف یا کنترل اجازه می دهد تا نور را در به عنوان کمی به عنوان 3.8 nanoseconds تقریبا چهار میلیاردم یک ثانیه. این سریع ‘سرعت شاتر’ می توانید بسیار سریع حرکت می شود و یا مورد استفاده برای افزایش محدوده دینامیکی — تفاوت بین تاریک ترین و سبک ترین زنگ — یک تصویر به دست آورد.

محققان ایجاد کرده است بسیار کوچک سپاد پیکسل و طراحی شده برای مصرف کم انرژی با استفاده از یک مکانیزم بازخورد است که تقریبا بلافاصله انقباض بهمن الکترون باعث فوتون تشخیص است. این بهبود کلی عملکرد و قابلیت اطمینان از پیکسل. آنها همچنین با استفاده از طرح پیشرفته تکنیک های برای بسته سپاد سنسور تنگ تر و در نتیجه بالا بردن منطقه تشخیص تراکم و فعال کردن دوربین با یک میلیون پیکسل است.

محققان سپس اعمال پیچیده طراحی مدار مجتمع تکنیک برای ایجاد یک توزیع یکنواخت از سریع سیگنال های الکتریکی بیش از مقیاس پیکسل آرایه. آنها نشان داد که سرعت شاتر متنوع تنها 3 درصد بیش از میلیون پیکسل است که نشان میدهد این سنسور بهطور می تواند ساخته شده با استفاده از در دسترس توده-تکنیک های تولید.

با سرعت بالا تصویربرداری 3D

دوربین سرعت باعث می شود آن را ممکن است برای اندازه گیری زمان یک فوتون بازدید سنسور بسیار دقیق. این اطلاعات می تواند مورد استفاده برای محاسبه چه مدت آن طول می کشد تا فردی فوتون به سفر از راه دور از یک منبع به دوربین شناخته شده به عنوان time-of-flight. ترکیب time-of-flight اطلاعات با قابلیت ضبط یک میلیون پیکسل به طور همزمان قادر می سازد بسیار بالا-سرعت بازسازی تصاویر 3D.

محققان با استفاده از دوربین جدید برای تعیین زمان پرواز از فوتون ساطع شده از منابع لیزری و منعکس شده توسط یک هدف است. آنها نیز دستگیر صحنه های پیچیده است که دشوار است برای دیگر تکنیک های تصویر برداری برای اندازه گیری مانند یک شی از طریق مشاهده یک نیمه شفاف پنجره و با استفاده از آنها دوربین به دست آوردن متعارف تصاویر با سابقه پویا محدوده. در آینده آنها برنامه ریزی برای بهبود عملکرد و زمان رزولوشن دوربین و بیشتر به miniaturize اجزای آن را عملی تر برای انواع برنامه های کاربردی.

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط نوری جامعه. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

is.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>