Новейший QuantumFilm датчик от InVisage

Компания InVisage изобрела новую технологию, позволяющую значительно улучшить характеристики датчиков изображения. Вот что они пишут о своей разработке:

Мы расплачиваемся качеством изображения за уменьшение размера датчика в компактных устройствах, но InVisage приложила усилие, чтобы сделать шаг, который изменит технологию датчиков изображения. Традиционный датчик, используемый в современных смартфонах может создать хорошее изображения, но в условиях низкой освещенности он не достаточно хорош. Также он чувствителен к ограниченному диапазону длинны световой волны. InVisage в QuantumFilm™ позволяет делать фотографии с беспрецедентной точностью и принципиально новым способом.

QuantumFilm является светочувствительным слоем, который изготовлен из материала, недавно изобретенного InVisage. В частности, новый материал состоит из квантовых точек, наночастиц. Они настолько малы, что наносятся слоем на датчик подобно краске. Невозможно их ражмещать каким-либо другим способом.

Обычные датчики полагаются на светочувствительный слой, изготовленный из кремния, который также включает в себя электрические схемы, необходимые для чтения электрического сигнала с поверхности сенсора. Также в традиционных датчиках каждый пиксель изолирован друг от друга, чтобы предотвратить перекрестные помехи. Это означает, что на поверхности сенсора остаётся меньше места для элементов, выполняющих полезную работу.

InVisage разработала инновационную архитектуру датчика изображения со слоем QuantumFilm для того, чтобы максимизировать возможности поглощения света.

cross-section-web2

На приведенном выше рисунке показано поперечное сечение QuantumFilm пикселей. Свет проходит через массив цветных фильтров, чтобы быть обнаруженым с помощью квантовых точек в слое QuantumFilm. Проводники сделаны из кремния. Более высокое позиционирование светочувствительного слоя позволяет QuantumFilm захватывать больше фотонов, хранить больше электронов, и более точно воспроизводит цвета.

QuantumFilm™ может поглотить то же самое количество света, что и обычные датчики, но при этом он в 10 раз тоньше.

Пользователи фотокамер знакомы с ограничением динамического диапазона. Когда мы направляем камеру на светлый объект, все тёмные области становятся абсолютно чёрными и наоборот. Это происходит из-за перенасыщения датчика или недосыщения светом в определённых областях. Если в объектив светит яркое солнце, но мы хотим захватить детали в тенях, то участок, куда попадает максимальное количество света будет заполнен светом на 100% и эта область окажется пересвечена.

Кремниевый слой может хранить ограниченное количество информации, что приводит к его быстрому насыщению. QuantumFilm™ может сохранять гораздо больше информации, что расширяет динамический диапазон.

Линзы объектива прелонляют лучи и угол падения света существенно влияет на получаемое изображение. С датчиками на основе кремния, есть предел тому, какое может быть наименьшее расстояние между линзой и поверхностью сенсора. Это важно соблюдать, чтобы фотоны не попадали в другие пиксели. Если условия не соблюдаются, появляются перекрестные помехи, приводящие к ошибке цвета и размытости, особенно на краях датчика изображения.

QuantumFilm InVisage имеет такое сильное поглощение света, что каждый пиксель, на который падает свет поглощает его моментально, не позволяя попадать в соседние пиксели. В результате получается минимальное проявление перекрестных помех.

В качестве дополнительной выгоды появляется возможность обеспечивать падение света на датчик од более крутым углом. Это позволит делать фотомодули компактных устройств ещё более тонкими.

Часто на смартфонах с дешёвыми фотомодулями и слабыми процессорами мы можем видеть плавающее изображение во время видеосъёмки. Это выглядит удручающе и даже отталкивающе. Дело в том, что камера сохраняет изображение не всё сразу, а построчно. Если вы двигаетесь, камера поменяет своё положение ещё то того, как последняя строка прорисуется. И получается, что первая строка не соответствует последней. Разница при перемещении в пространстве огромна и это проявляется в виде плавающего изображения.

InVisage использовала QuantumFilm для реализации возможности использования глобального затвора. Весь снимок сохраняется мгновенно.

https://youtu.be/tMBI1DLWp8U

Камеры в смартфонах вынуждены использовать цифровой зум и платить за это качеством изображения. Новый тип зума позволяет выполнять масштабирование снимка без использования оптики с переменным фокусным расстоянием.

Традиционные кремниевые пиксели в датчиках имеют фиксированное количество и положение. QuantumFilm является физически цельным слоем и может меняться в лбое время. Размер пикселя может быть программируемым. QuantumFilm собирает информацию из большого супер-пикселя в одно целое и получает информацию с низким уровнем шума. Когда сцена требует максимальной передачи деталей QuantumFilm может максимизировать своё разрешение.

QuantumFilm не только чувствителен к свету в видимом спектре. Он также чувствует более длинные волны и инфракрасный свет, который невидим для человеческого глаза. Многие повседневные устройства, такие как пульты дистанционного управления и регуляторы температуры окружающей среды полагаться на обнаружение инфракрасного мерцания. Так же как QuantumFilm чувствует видимый свет лучше, чем на кремниевые датчики изображения, он также имеет большие возможности в обнаружении инфракрасного света.