کانن حسگر آزمایشی خود با حساسیت فوقالعاده بالا دیود تک فوتون آوالانش (SPAD) را در اولین محصول تجاری جهان قرار داده است.
به گزارش تکناک، MS-500 جدید با استفاده لنزهای پخش تله فوتون اولترا قابلیت فیلمبرداری در تاریکی شب حتی بدون نور ماه را دارد.
طبق نام آن، این حسگرهای SPAD به طور موثر فوتونها را میشمارند و کوچکترین کوانتای نور در لحظه دقیق برخورد با آرایه پیکسلی ثبت میشود و برخلاف یک سنسور معمولی دوربین CMOS، کل آن را به خروجی تبدیل میکند.
نور دریافت شده در مدت قسمت تجمعی به نوعی اثر تقویت کننده اشاره دارد. هنگامی که یک پیکسل، فوتون را تشخیص میدهد، یک الکترون آزاد میکند و خود آن الکترون، با سرعت و ولتاژ بالا، میتواند سایر الکترونها را در حین حرکت تکان دهد.
نتیجه نهایی، حسگری با سطح غیرمعمولی از حساسیت به نور کم تقریباً مانند یک شمارنده گایگر با سرعت بالا برای فوتونها است. از آن می توان به روش های مختلفی استفاده کرد. کانن به نوبه خود از نسخه آزمایشی 1 مگاپیکسلی این محصول برای ساخت دوربینی با سرعت 24000 فریم بر ثانیه، قادر به تولید تصاویر با سرعت شاتر در ده ها تریلیونم ثانیه استفاده کرده است.این سرعت، ثبت نور را در حرکت منجمد میکند. ویدئوی زیر حرکت تک پالس نور لیزری را نشان میدهد.
سنسورهای SPAD، خود جدید نیستند. آنها بیش از 50 سال است که به طور گسترده، به ویژه در مواردی مانند LiDAR، تصویربرداری 3 بعدی از زمان پرواز (ToF) و اسکن PET مورد استفاده قرار می گیرند و سرعت باورنکردنی آنها امکان ضبط دقیق زمان رسیدن فوتون را فراهم میکند. و به این دستگاه ها اجازه ایجاد مدل های سه بعدی جهان را میدهد.
گزینه جدید توسعه یک سنسور SPAD با ابعاد 13.2 در 9.9 میلیمتر، 3.2 مگاپیکسلی با حساسیت فوقالعاده بالا و یک سیستم دوربین فیلمبرداری تجاری با لنز قابل تعویض در اطراف آن توسط کانن است.
به گفته شرکت، MS-500 جدید که دیروز معرفی شد، اولین دوربین در نوع خود و بالاترین سنسور SPAD با تعداد پیکسل است که با وضوح بالاتر از 1080p برای فروش ارائه شده است. طبق ادعای کانن، این معماری جدید عملکردی استثنایی، حتی در میان سنسورهای SPAD، با وضوح زمانی، نویز کم و حساسیت به نور نزدیک به مادون قرمز به آن میدهد.
این دوربین قادر به فیلمبرداری در سطوح روشنایی کمتر از 0.001 lux است، و تصاویری با کیفیت مانند تماشا محیط هایی با نور خوب با چشم غیر مسلح ایجاد میکنند و همچنین قادر به پردازش داده ها در چیزی در حدود 100 تریلیونم ثانیه، که به گفته کانن به آن اجازه می دهد “اشیاء در حال حرکت با سرعت بالا از جمله فوتون ها را ثبت کند.”
دوربین MS-500 خود تا حدودی شبیه یک خانه آجری به نظر می رسد و با پایه لنز سرنیزه ای داخلی B4، با طیف گسترده ای از لنزهای پخش 2/3 اینچی، از جمله CJ45ex13.6B IASE-V با نام CJ45ex13.6B IASE-V H سازگار است و نسبت زوم 45 برابری ارائه میکند و تا 1224 میلیمتر دسترسی تله فوتو دارد. کانن میگوید این ویژگیها امکان فیلمبرداری از سوژههایی تا فاصلهای قابل توجه «چند ده کیلومتری» را فراهم میکند.
قیمت تخمینی آن در فروشگاهها 25200 دلار آمریکا (به علاوه حدوده 100 هزار دلار برای لنز آن) خواهد بود و مطمئناً برای مصرفکننده عمومی عرضه نشده است. در واقع، کانن آن را برای “مناطق با سطوح امنیتی بسیار بالا، مانند بنادر دریایی، تأسیسات زیرساختی عمومی، و مرزهای ملی، به منظور رصد دقیق سیستمهای نظارتی با دقت بالا، هم در روز و هم در شب، آماده کرده است.”
فناوری این حسگر می تواند پیشرفتی در زمینه تصویربرداری پزشکی، عکاسی سه بعدی، VR/AR و خودروهای خودران و رباتیک باشد. برای مثال، قابلیتهای نور طیف مادون قرمز نزدیک آن دید فوقانسانی با قابلیتهای تشخیص اشیاء در مه، غبار و باران سنگین ایجاد میکند.
