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

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.

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.