MegaX-第一款捕捉最小光粒子的相机

时间:2020-04-26 15:23 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

MegaX-第一款捕捉最小光粒子的相机

EPFL的科学家们与佳能公司合作,开发了一种能够以破纪录的速度和分辨率拍摄3D图像的相机。

这是我长久以来梦寐以求的东西。EPFL教授、EPFL工程学院高级量子结构实验室主任Edoardo Charbon说。MegaX是对单光子雪崩二极管(SPADs)超过15年研究的结晶,SPADs是用于下一代图像传感器技术的光电探测器。查邦有充分的理由感到自豪,因为他和他的研究小组已经开发出世界上第一个百万像素的相机。他们的发现刚刚发表在《光学》杂志上。

一个流星

使他们的相机与众不同的是,它可以捕捉和计数最小形式的光粒子:光子。光子是肉眼看不见的;我们只能看到连续的光子光束,就像激光指示器所使用的那样。但是MegaX可以在光线中记录单个光子的轨迹。当以视频形式出现时,它们看起来就像流星。为了看到单个光子的移动,我们必须将胶片的速度降低3亿倍。炭疽说。

MegaX-第一款捕捉最小光粒子的相机

但还有更多的原因。MegaX的运行速度非常快,每秒可接收24,000张图像;相比之下,电影是以每秒24张的速度拍摄的。MegaX还有其他三个重要的优势:它具有非常大的动态范围,可以生成3D表示,并可以对这些表示和ndash进行深入的分段;都在同一时间。由于其高分辨率和先进的检测能力,该公司表示,Charbon MegaX可以应用于结合虚拟现实和增强现实技术的应用中。

重建3 d图像

那么相机到底是如何工作的呢?它能捕获单个光子,并将它们转换成电信号,储存在数字存储系统中。炭疽说。捕捉光子的过程只需1纳秒,即10-9秒。该相机还可以准确地探测到光子何时击中传感器,并测量光子在发射它的物体和相机之间移动所需的时间,从而计算出距离。这个时间叫做飞行时间。解释了炭疽。计算它的能力,以及同时捕捉100万像素的能力,使相机能够非常迅速地生成3D图像。

光明与黑暗

我们可以看到,这是多么惊人的效果,当我们看一个例子图像,采取的看法,从一个办公室。对于标准相机,照片中非常亮和非常暗的区域是饱和的。我们的眼睛只能看到黑色和白色。但是有了MegaX,我们可以同样清楚地看到光明和黑暗的物体。MegaX可以让你大幅增加动态范围,远远超过你用高清摄像机所能做到的。炭疽说。

MegaX-第一款捕捉最小光粒子的相机

那么,我们很快就能出去买一台MegaX了吗?现在还不是时候,炭疽说。主要的障碍是像素大小。普通相机的像素大小为0.9微米,而MegaX相机的像素大小为9微米,是普通相机的10倍。我们的团队已经在研究新一代的兆兆瓦,其像素大小为2.2微米。增加了炭疽。我们的目标并不是一定要让MegaX像传统相机那样工作,而是要创造出4D的相机。mdash;三个标准尺寸加上时间和时间;使用尽可能多的像素,以达到更高的分辨率。

读取新的光子计数相机与记录速度和分辨率的三维图像捕捉上的更多的MegaX相机。

参考文献:用于2D和3D成像应用的百万像素时控SPAD图像传感器;森本和弘、安德烈·阿德利安、吴明洛、奥林·肯·乌尔库、伊万·米歇尔·安托洛维奇、克劳迪奥·布鲁斯奇尼和爱德华多·查本,2020年4月16日,《光学》。

DOI: 10.1364 / OPTICA.386574

资助:瑞士国家科学基金会(资助号:166289)et佳能公司

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