| inviato il 13 Luglio 2021 ore 9:57
Il link non porta a niente. |
| inviato il 13 Luglio 2021 ore 10:01
Si, clicca su un link che c'è in pagina |
| inviato il 13 Luglio 2021 ore 10:15
Accidenti che novità
Mai sentito una cosa simile
Questa sara una rivoluzione su tutti i settori. |
| inviato il 13 Luglio 2021 ore 10:20
Interessante |
| inviato il 13 Luglio 2021 ore 10:25
Applicazioni pratiche nell' uso fotografico nel quinquennio ? |
| inviato il 13 Luglio 2021 ore 10:25
“ E questa cosa qua..... è nuova?
Si sapeva già....? „
Se ne era già parlato in passato, ci sono almeno un paio di thread
qui e qui |
| inviato il 13 Luglio 2021 ore 10:29
L'anno scorso avevo fatto questa sintesi:
Canon ha annunciato di aver sviluppato il primo sensore SPAD al mondo con la capacità di acquisire immagini con una risoluzione di un megapixel.
L'acrostico del termine SPAD è “ Single Photon Avalanche Diode ” (“diodo fotorivelatore a singolo fotone”).
L'enorme differenza tra questo e un sensore CMOS ( Complementary Metal Oxide Semiconductor ) è il temrine “Avalanche” (= “Valanga” ).
"I sensori CMOS sono sensori di immagine a semiconduttore che convertono la luce in segnali elettrici di tipo analogico raccolti dai fotodiodi. Nel dettaglio, i fotodiodi accumulano una carica elettrica quando sono esposti alla luce. Queste cariche vengono poi convertite in tensione, amplificate e trasmesse come segnali elettrici.
Ma i sensori di immagine CMOS attuali ricevono fotoni e convertono ciascuno di essi in un singolo elettrone. L'insieme degli elettroni raccolti verrà utilizzato per capire quanta luce colpisce ogni pixel del sensore nel corso di un'esposizione."
Nei sensori SPAD, invece, ogni fotodiodo, quando riceve un singolo fotone di luce in ingresso, è in grado di trasformare questo fotone in una "valanga" ( "Avalanche" ) di elettroni per creare un unico grande segnale. Questa capacità di convertire un singolo fotone in più elettroni, permette di avere una maggiore sensibilità in fotografia e di misurare le distanze in modo più accurato.
Il sensore SPAD funziona in Global Shutter ed è in grado di controllare l'esposizione per tutti i pixel contemporaneamente.
Il tempo di esposizione può essere ridotto a 3,8 nanosecondi * 2, in modo da poter catturare immagini con forme precise senza distorsioni. Inoltre, l'uscita a 1 bit consente lo scatto ad alta velocità a un massimo di 24.000 fps, consentendo lo scatto al rallentatore di fenomeni ad alta velocità che si verificano in un tempo estremamente breve.
Con questi, ad esempio, è possibile scattare foto dettagliate di fenomeni naturali come reazioni chimiche e fulmini che non possono essere accuratamente afferrati dall'occhio umano.
Come per la maggior parte dei CMOS, nei sensori SPAD ogni fotodiodo è legato a un pixel. Sebbene sia in grado di rilevare un singolo fotone, la conversione di un fotone in più elettroni da parte dello SPAD richiede un'alta tensione e di conseguenza una struttura resistente alle alte tensioni con sufficienti capacità di isolamento. Tali requisiti portano inevitabilmente a pixel più grandi e, di conseguenza, la miniaturizzazione e l'aumento del numero di pixel si sono finora rivelati difficili da realizzare.
Queste caratteristiche fanno capire perché l'ottenimento di un sensore di immagine SPAD da un megapixel sia un risultato di cui tenere conto e perché, più che all'immagine, esso strizzi l'occhio ad altri utilizzi anche nel campo della Realtà Estesa, o XR, categoria in cui ricadono le tecnologie VR (Virtual Reality), AR (Augmented Reality) e MR (Mixed Reality).
Un sensore SPAD non ottiene i segnali analogici utilizzando le correnti elettriche e la tensione, ma usa il conteggio dei fotoni (photon counting), che tratta i segnali luminosi come se fossero segnali digitali discreti. Non avendo a che fare con una tensione da amplificare, il conteggio dei fotoni può eliminare l'interferenza dei disturbi elettronici, consentendo un rilevamento altamente accurato dei segnali più deboli.
Ciò significa che un sensore SPAD, se accompagnato da circuiti di elaborazione dedicati, può rilevare con precisione non solo la quantità di luce ma anche il momento preciso in cui il fotone viene rilevato.
I sensori SPAD quindi si presentano soprattutto come “calcolatori” della distanza rispetto a un altro oggetto. Attività che oggi è compiuta spesso da sensori di tipo tradizionale che vengono chiamati comunemente ToF ( Time of Flight ), proprio perché il loro compito è quello di misurare la velocità con cui la luce emessa da una sorgente luminosa si riflette su un oggetto e ritorna al sensore.
I ToF utilizzati oggi calcolano questa distanza in un intervallo di tempo compreso tra 1 nanosecondo (un miliardesimo di secondo) e un picosecondo (un trilionesimo di secondo).
Il sensore SPAD di Canon è in grado di lavorare in un intervallo di tempo che può spingersi a una precisone di 100 picosecondi. Un tempo superiore ai sensori tradizionali ma che però pareggia con la sensibilità migliore.
I sensori di immagine SPAD che utilizzano il metodo ToF potranno quindi essere installati su vari dispositivi e potranno misurare con straordinaria precisione le informazioni di profondità, comprese le distanze che producono le mappe 3D degli oggetti, anche in ambienti bui.
Dove verrà utilizzata questa tecnologia? Il suo potenziale è sfruttabile in tantissimi campi diversi tra cui le analisi scientifiche, i fenomeni naturali, le reazioni chimiche, gli studi sulla fisica quantistica e la misurazione della distanza tra i veicoli. Il sensore in questione presenta pure una risoluzione temporale di 100 picosecondi (unità di misura del tempo sottomultipla del secondo), che gli consente di determinare il momento esatto in cui un fotone raggiunge il pixel.
Fonti:
global.canon/en/news/2020/20200624.html
petapixel.com/2020/06/29/canon-unveils-first-spad-image-sensor-with-1-
www.dday.it/redazione/36041/canon-ha-realizzato-il-primo-sensore-spad-
www.fotonerd.it/canon-sensore-spad-1-megapixel/
Per chi volesse approfondire:
en.wikipedia.org/wiki/Single-photon_avalanche_diode |
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