Canon opracował nowy typ matrycy światłoczułej. Czy wyprą w ten sposób sensory CMOS?

MARCIN WATEMBORSKI • 2 tygodnie temu • 1 komentarz

Dotychczas w aparatach cyfrowych spotykaliśmy matryce CCD, a później CMOS. Sensory SPAD to krok naprzód w siedmiomilowych butach. Dzięki rozwiązaniu Canona, w przyszłości będziemy mogli zapomnieć o cyfrowym szumie na wysokich czułościach.

W przeszłości aparaty cyfrowe działały w oparciu o matryce CCD, które zostały stworzone z myślą o teleskopach. Z czasem zastąpiły je sensory CMOS w różnych formatach i te są wykorzystywane w większości współczesnych lustrzanek cyfrowych, bezlusterkowców, aparatów kompaktowych oraz smartfonów. Co ciekawe – w aparacie Canon EOS 1D z 2001 roku znajduje się matryca CCD. Nikon CMOS-y stosuje od 2006 roku, a od 2008 roku Pentax.

W Panasonikach, Olympusach czy Leikach nie znajdziemy jednak sensorów CMOS, a LiveMOS. Są one wariantem konkurencyjnej technologii NMOS. Takie matryce są produkowane przez japońską firmę Matsushita Electric Industrial czyli… Panasonika.

Czujniki CMOS nie są jednak doskonałe. Zawierają one w swojej budowie przetwornik analogowo-cyfrowy. Działa to tak, że po tym, jak światło uruchomi fotodiodę, sygnał jest zamieniany z analogowego na cyfrowy z uwzględnieniem szumu. Jest to widoczne przy gorszych warunkach oświetleniowych, gdy czułość matrycy na światło, którego jest mało, staje się większa.

Zobacz również: Photokina 2016: Najważniejsze nowości sprzętowe

Matryce SPAD (Single Photon Avalanche Detection) działają zgoła inaczej. Nie mamy tu do czynienia z przetwornikiem sygnału analogowego na cyfrowy, a z czystym sygnałem cyfrowym. Dzieje się to za sprawą tego, że matryca zlicza każdy pojedynczy foton, który wpada na jej powierzchnię w go powiela nawet 1 000 000 razy.

Canon właśnie opracował sensor SPAD, który działa. Ma on rozdzielczość zaledwie 1 Mpix, ale tak czy siak to ogromny postęp. Jeśli została opracowana już technologia wytwarzania czujników w innym układzie, kwestią czasu jest zwiększenie jego rozdzielczości i wprowadzenie na rynek. W pierwszej kolejności jednak, te matryce nie trafią do aparatów, a sprawdzą się w tworzeniu wirtualnej rzeczywistości, nagrań naukowych wymagających dużego klatkażu, procesach automatyzacji czy pojazdach autonomicznych.

Osiągi matrycy Canona są zachwycające. Jest ona w stanie zarejestrować do 24 000 klatek na sekundę przy zastosowaniu migawki globalnej. Ograniczeniem jest to, że może być to, póki co obraz 1-bitowy, czyli czarno-biały. Czas odczytu ekspozycji wynosi 3,8 nanosekundy, czyli 3,8 miliardowych części sekundy. Mimo czarnobieli, to narzędzie z pewnością sprawdzi się w badaniach, pozwalać naukowcom zobaczyć to, czego wcześniej nie mogli.

Szczegółowe informacje znajdziecie na stronie internetowej Canona.