Buzz
Loại cảm biến hình ảnh mới này được gọi là SPAD. Khác với cảm biến CMOS, SPAD hoạt động theo nguyên lý đo giá trị của ánh sáng, không phải đo lượng sáng như CMOS. Điểm chung duy nhất giữa chúng là khả năng thu nhận ánh sáng.
Đo giá trị của ánh sáng, không phải đo lượng sáng
Cảm biến CMOS đọc ánh sáng bằng cách đo tín hiệu điện từ khối lượng ánh sáng tích tụ trong mỗi pixel trong khoảng thời gian nhất định, tạo ra hiện tượng nhiễu thông tin. SPAD đếm hạt photon riêng lẻ, giảm thiểu nhiễu điện từ, cải thiện chất lượng hình ảnh.
Canon đạt thành công với cảm biến SPAD 1MP
Lý thuyết cho rằng tạo ra một cảm biến SPAD có độ phân giải cao là một thách thức. Tuy nhiên, Canon đã nghiên cứu thiết kế để thu được 100% ánh sáng mà không bị rò rỉ, kết quả là cảm biến SPAD 1MP.Đo khoảng cách với tốc độ và độ chính xác vượt trội
Cảm biến SPAD của Canon có độ phân giải thời gian lên đến 100 picoseconds, cho phép xử lý thông tin với tốc độ cực nhanh. Điều này giúp chụp các đối tượng di chuyển với tốc độ cực cao và thực hiện các phép đo khoảng cách ba chiều với độ chính xác cao.
Ứng dụng Slow-motion với 24.000 khung hình/ giây
Màn trập global của Canon cho cảm biến SPAD giúp quay video chuyển động nhanh mà không bị biến dạng. Khác với màn trập cuộn lộ sáng, SPAD lộ sáng trên toàn bộ bề mặt cảm biến cùng một lúc, giảm thời gian phơi sáng xuống chỉ còn 3.8 nanoseconds nhưng vẫn đạt được tốc độ 24.000 khung / giây (fps), cho phép quay video slow-motion trong thời gian ngắn mà trước đây không thể.
Đây là một cảnh quay slow-motion của hiện tượng chuyển động với tốc độ gần như tức thì. Áp dụng vào các hiện tượng tự nhiên như phản ứng hóa học, công nghệ mới này giúp ghi nhận video để nghiên cứu và đánh giá độ bền của sản phẩm khi ghi nhận được chuyển động va chạm các vật thể.
Ứng dụng AR, VR và xe tự hành
Với phương pháp đo khoảng cách bằng ToF như đã nói ở trên, cảm biến SPAD cho phép chụp ảnh với tốc độ cực cao ở độ phân giải hiện tại lên đến 1MP. Điều này tạo điều kiện để thực hiện phép đo khoảng cách ba chiều chính xác và nhanh chóng, ngay cả trong các tình huống phức tạp như các đối tượng chồng chéo nhau.
AR và VR bao gồm việc chồng các hình ảnh ảo lên trên hình ảnh thực, có thể sử dụng cảm biến SPAD để nhanh chóng ghi nhận thông tin không gian ba chiều một cách chính xác, và căn chỉnh vị trí đúng trong thời gian thực. Có thể nghĩ đến ứng dụng của SPAD trong thiết kế phương tiện tự động, thông qua phương pháp đo khoảng cách giữa phương tiện vận chuyển với con người và các vật xung quanh.
Biến ước mơ thành hiện thực
Canon đạt thành công với cảm biến SPAD 1MP, mở ra khả năng cho các máy ảnh 3D nhận diện dữ liệu độ sâu với độ phân giải 1MP. Ứng dụng này có tiềm năng lớn trong việc tích hợp vào 'con mắt' của robot và các thiết bị công nghệ. Trước đây, độ phân giải 1MP trên máy ảnh 3D được coi là không thể, nhưng giờ đây đã trở nên hoàn toàn khả thi. Phát triển này của Canon mở ra nhiều cơ hội mới trong việc tạo ra các dịch vụ và sản phẩm đột phá trong tương lai.
Nguồn: image-sensors-world
