Panasonic revoluționează imagistica în condiții slabe de lumină


Panasonic a anunțat azi că a dezvoltat un senzor de imagine CMOS (APD-CMOS) care folosește fotodiode în avalanșă (APD) în fiecare pixel. Compania a reușit să obțină semnale electrice de până la 10000 de ori mai mari față de un senzor obișnuit, folosind multiplicarea fotoelectronilor din APD ce sunt generați de o conversie fotoelectrică în fotodetector. Aceasta permite captarea imaginilor de culori foarte precise chiar și sub lumina stelelor (luminanță de 0.01 lux) sau în locuri întunecoase similare.


APD - fotodiode ce sunt capabile să obțină semnale electrice puternice din lumină slabă (număr mic de fotoni). Semnalele de ieșire mari sunt obținute prin multiplicarea fotoelectronilor generați în stratul de conversie fotoelectrică


Acest senzor nou de imagine ne permite captarea unor imagini foarte sensibile prin multiplicarea fotoelectronilor, realizând gradări înalte de culori ale imaginilor fără să fie necesară mărirea timpului de expunere, chiar și în locuri foarte întunecoase. Pe lângă asta, multiplicarea de fotoelectroni poate fi controlată instantaneu prin schimbarea voltajului aplicat APD-urilor depinzând de luminanța de la momentul captării imaginii, permițând captarea imaginilor la diferite luminanțe - de la locuri foarte luminoase, la locuri foarte întunecoase. Se așteaptă ca acest senzor să fie folosit în camerele de supraveghere care au nevoie de imagistică color cu o gamă largă dinamică și la camerele industriale ce necesită imagini ultra sensibile.


Dezvoltarea aduce următoarele avantaje:


- Imagistică a culorilor de înaltă sensibilitate

40 de milioane/lux・sec・μm² (de 10000 de ori mai sensibil decât dispozitivele convenționale)

- Gamă dinamică înaltă

100 dB (+40 dB în comparație cu senzorii CMOS obișnuiți)


Această dezvoltare a fost realizată pe baza următoarelor tehnologii:


- Tehnologia cu elementul de imagistică APD în care fotodiodele în avalanșă sunt încorporate în convertorul fotoelectric, nu numai pentru multiplicarea, dar și pentru acumularea fotoelectronilor care conțin informații despre culorile generate.


- Tehnologia de sensibilitate variată în care multiplicarea este controlată într-o miime de secundă prin controlarea voltajului ce se aplică asupra APD-urilor, realizând imagini video la 30 fps ce pot urmari schimbările în luminanță.


Cu senzorii de imagini convenționali, fotoelectronii care sunt convertiți fotoelectric în timpul captării imaginilor în locuri întunecate pot cădea sub nivelul acceptat de zgomot, limitând mediul în care se captează imagini la mai mult de aproximativ 0.1 lux (lumina lunii). De aceea se folosește iluminarea cu ajutorul unei surse de lumină infraroșu, dar aceasta are dezavantajul inabilității de a capta imagini color, pe când fotomultiplicatorii au dezavantajul de a forța camerele să fie mult mai mari - având în vedere nevoia acestora pentru o sursă de energie mare.