Ingeniører producerer gennembrudssensor til fotografering, biovidenskab, sikkerhed

Ingeniører fra Dartmouths Thayer School of Engineering har produceret en ny billedteknologi, der kan revolutionere medicinsk og biovidenskabelig forskning, sikkerhed, fotografering, film og andre applikationer, der er afhængige af høj kvalitet, billedbehandling ved svagt lys.

Kaldet Quanta Image Sensor, eller QIS, denne næste generation af lysfølende teknologi muliggør meget følsom, lettere manipuleret og digital billedbehandling af højere kvalitet, end der er tilgængeligt i øjeblikket, selv i situationer med svagt lys, ifølge medopfinder Eric R. Fossum, professor i teknik ved Dartmouth. Fossum opfandt også CMOS -billedsensoren, der findes i næsten alle smartphones og kameraer over hele verden i dag.

Dokumenteret i 20. december -udgaven af ​​The Optical Society's OSA Optica , den nye QIS -teknologi er i stand til pålideligt at fange og tælle det laveste lysniveau, enkelte fotoner, med en opløsning på op til en megapixel, eller en million pixels, og så hurtigt som tusindvis af billeder i sekundet. Plus, QIS kan opnå dette i svagt lys, ved stuetemperatur og under anvendelse af almindelig billedsensor -teknologi, ifølge Optica artikel. Tidligere teknologi krævede store pixels eller afkøling til lave temperaturer eller begge dele.

Hvad betyder det for industrien? For filmfotografer, QIS vil muliggøre video i IMAX-kvalitet i et let redigeret digitalt format og samtidig give mange af de samme egenskaber ved film. For astrofysikere, QIS vil muliggøre registrering og registrering af bedre signaler fra fjerne objekter i rummet. Og for life science forskere, QIS vil give forbedret visualisering af celler under et mikroskop, hvilket er afgørende for at bestemme effektiviteten af ​​behandlinger.

Opbygning af denne nye billeddannelsesevne i en kommercielt tilgængelig, billig proces er vigtig, sagde Fossum, så han og hans team gjorde det kompatibelt med de lave omkostninger og masseproduktion af nutidens CMOS -billedsensorteknologi. De gjorde det også let skalerbart for højere opløsning, med så mange som hundredvis af megapixel pr. chip.

"På den måde er det lettere for industrien at vedtage det og masseproducere det, sagde Fossum, som tidligere på måneden blev anerkendt på Buckingham Palace for sin rolle i udviklingen af ​​CMOS -billedsensoren. Den 6. december, Charles, Prins af Wales, tildelt Fossum den tekniske ækvivalent til Nobelprisen, Queen Elizabeth Prize for Engineering.

"QIS er en revolutionerende ændring i den måde, vi indsamler billeder på i et kamera, "sagde Jiaju Ma, der var medforfatter på denne måneds Optica papir med Fossum, Saleh Masoodian og forsker Dakota Starkey, der i øjeblikket forfølger sin ph.d. hos Thayer. Ma og Masoodian modtog deres ph.d. i elektro- og elektronikteknik fra Thayer og er medopfindere af QIS med Fossum.

QIS -platformteknologien er unik, ifølge Ma, fordi sensoren indeholder:

• "Jots, "navngivet af forskerholdet for meget små pixels, som er følsomme nok til at detektere en enkelt foton af lys
• Ultrahurtig scanning af jots

Med denne kombination, QIS indsamler data fra hver eneste foton, eller lyspartikel, muliggør ekstrem høj kvalitet, let manipuleret digital billeddannelse, samt computersyn og 3D-sansning, selv under dårlige lysforhold.

Mens den nuværende QIS -opløsning er en megapixel, teamets mål er, at QIS skal indeholde hundredvis af millioner til milliarder af disse jots, alt scannet med en meget hurtig hastighed, sagde Ma.

Tidligere i år, Masoodian, Ma og Fossum var med til at starte grundvirksomheden Gigajot Technology for at videreudvikle og anvende teknologien til en række lovende applikationer.