Шотландская компания Singular Photonics представила Litavis
— CMOS-сенсор на основе однофотонных лавинных диодов (SPAD). По утверждению
разработчиков, это первый SPAD-сенсор с обработкой непосредственно внутри
пикселей. На одном чипе он объединяет получение изображения, измерение времени
прихода фотонов, построение гистограмм и статистический анализ фотонных
событий.
Обычные сенсоры передают большие объемы необработанных
данных внешнему процессору, который затем выполняет необходимые вычисления.
Litavis способен делать часть этой работы самостоятельно, благодаря чему
уменьшается объем передаваемой информации, а системы на его основе потенциально
могут работать с меньшими задержками и энергопотреблением.
Технология SPAD позволяет регистрировать отдельные фотоны,
что особенно важно при крайне слабом освещении и в задачах, где необходимо
точно определить момент прихода света. Litavis фиксирует не только количество
фотонов, попавших на пиксель, но и время их регистрации, после чего может
анализировать распределение событий.
Сенсор поддерживает непрерывную фотон-счетную съемку с
разрешением 256×256 пикселей при слабом освещении. Одновременно он может
регистрировать события с временными метками на сетке 64×64 макропикселей с
заявленной точностью на уровне пикосекунд.
Архитектура Litavis программно настраивается, поэтому один и
тот же чип можно переключать между разными режимами без создания отдельной
версии сенсора. Поддерживаются обычный подсчет фотонов, программируемые
временные окна, различные конфигурации TDC, коррелированный по времени подсчет
одиночных фотонов (TCSPC), регистрация совпадающих событий и одновременное
формирование изображения с временными метками.
Litavis рассчитан прежде всего на научные, медицинские и
промышленные системы, а не на обычную фотографию. Среди потенциальных
применений Singular Photonics называет машинное зрение, робототехнику, системы
восприятия для ИИ, определение глубины, спектроскопию, флуоресцентную
микроскопию, квантовые сенсоры и промышленную автоматизацию.
Главная идея разработки заключается в переносе части
обработки непосредственно в фотосенсор. Вместо того, чтобы просто собирать свет
и передавать весь массив данных процессору изображения, Litavis анализирует
фотонные события еще до передачи информации остальной системе.
Singular Photonics заявляет, что уже получила значительное
количество предварительных заказов от компаний и научных организаций из разных
стран. Litavis планируют продемонстрировать на выставках SPIE Sensors + Imaging
в Эдинбурге и VISION в Штутгарте.
