Forscher haben die erste Megapixelkamera mit Photonenzählung entwickelt, die auf der Bildsensortechnologie der neuen Generation basiert, die Ein-Photonen-Lawinendioden (SPADs) verwendet.
Die neue Kamera kann einzelne Lichtphotonen mit noch nie dagewesenen Geschwindigkeiten erfassen, eine Fähigkeit, die Anwendungen voranbringen könnte, die eine schnelle Erfassung von 3D-Bildern erfordern, wie z.B.
Augmented Reality und LiDAR-Systeme für autonome Fahrzeuge.”Dank ihrer hohen Auflösung und der Fähigkeit, die Tiefe zu messen, könnte diese neue Kamera die virtuelle Realität realistischer machen und eine nahtlosere Interaktion mit Augmented-Reality-Informationen ermöglichen”, sagte Edoardo Charbon vom Advanced Quantum Architecture Laboratory (AQUALab) an der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) in der Schweiz.
Charbon entwickelte die Idee für die neue Kamera und ist der Gründer und Leiter von AQUALab, wo der Bildsensor entwickelt wurde.In Optica, der Fachzeitschrift für hocheffektive Forschung der Optical Society (OSA), beschreiben die Forscher, wie sie eines der kleinsten SPAD-Pixel schufen, das je entwickelt wurde, und wie sie den Stromverbrauch jedes Pixels auf weniger als 1 Mikrowatt reduzierten, wobei Geschwindigkeit und Timing-Präzision erhalten blieben.
Die neue Kamera kann Bilder mit bis zu 24.000 Bildern pro Sekunde aufnehmen.
Zum Vergleich: 30 Bilder pro Sekunde ist die Standardrate für die Videoaufzeichnung für das Fernsehen.”Im Transportwesen könnte diese neue Kamera dazu beitragen, ein noch nie dagewesenes Maß an Autonomie und Sicherheit zu erreichen, indem sie den Einsatz mehrerer LiDAR-Geräte mit niedrigem Stromverbrauch auf einem Fahrzeug ermöglicht und eine schnelle, hochauflösende 3D-Ansicht der Umgebung ermöglicht”, so der Erstautor Kazuhiro Morimoto von Canon Inc. in Japan.
In einer etwas ferneren Zukunft könnten die Quantenkommunikation, die Sensorik und die Datenverarbeitung von Photonen zählenden Kameras mit Multi-Megapixel-Auflösung profitieren.
“Eine neue Art von SensorIn weniger als 20 Jahren haben sich die SPAD-Sensoren von einer Neuheit zu Versionen entwickelt, die in den meisten Smartphone-Kameras und vielen Haushaltsgeräten Standard sind.
Quelle:
Neue Kamera mit Photonenzählung erfasst 3-D-Bilder mit Rekordgeschwindigkeit und Auflösung
