Parece que cada año, una de las mayores mejoras de los teléfonos inteligentes es una cámara más nueva y más avanzada tecnológicamente. Claramente, la gente se preocupa por mejorar la calidad de las fotografías. Es por eso que la investigación y los avances de la industria en el campo de la imagen cuántica son tan sólidos.


Circuito de detección de imagen electrónica. Imagen utilizada por cortesía de Premium Beat

Esta misma semana, la empresa de detección de imágenes cuánticas SeeDevice anunció la disponibilidad de la licencia de su nuevo túnel asistido por foto: detector de fotos (PAT-PD). La noticia permite a los socios de licencias integrar la tecnología de detección de imágenes cuánticas de PAT-PD en sus dispositivos.

Detección cuántica de imágenes: en qué se diferencia

Antes de que podamos profundizar en los detalles de PAT-PD, primero es útil discutir el trasfondo de la detección de imágenes cuánticas versus la detección de imágenes tradicional.
Los sensores de imagen CMOS tradicionales funcionan mediante el uso de fotodiodos junto con fototransistores para convertir la luz incidente en señales eléctricas. Luego, estas señales se amplifican y se convierten en píxeles mediante software. Uno de los mayores inconvenientes de la detección de imágenes CMOS es que el silicio no es muy sensible a la luz.
De hecho, combinado con el cableado para transferir las señales eléctricas, cada sensor de silicio pierde hasta el 75% de toda la luz con la que entran en contacto.

Imagen cuántica (izquierda) frente a imagen DLSR (derecha) en una habitación oscura
Imagen cuántica (izquierda) frente a imagen DLSR (derecha) en una habitación oscura. Imágenes (modificadas) utilizadas por cortesía de SeeDevice

La detección de imágenes cuánticas, por otro lado, aprovecha el túnel cuántico para crear un flujo de corriente activado por fotones desencadenado por una cantidad significativamente menor de fotones de los que normalmente se requieren en un diseño basado en fotodiodos.
Esta mayor eficiencia es el resultado de capas de "puntos cuánticos" colocados encima de un material conductor como el silicio. Estos puntos se utilizan en lugar de cables para cada sensor CMOS tipo fotosito individual. Luego, el sensor se recubre con un material súper negro para garantizar la máxima absorción de luz, mejorando nuevamente el sensor reflectante moderno.

Beneficios de la detección de imágenes cuánticas

La tecnología de detección de imágenes cuánticas ofrece una amplia gama de beneficios. Para empezar, en comparación con las imágenes CMOS, que pierden el 75% de la luz incidente, las imágenes cuánticas retienen hasta el 95% de su luz. Debido a esta eficiencia lumínica extremadamente alta, los sensores de imagen cuántica tienen recuentos de píxeles relativamente bajos, en comparación con los sensores CMOS. Los principales sensores cuánticos tienen 100.000 fotositos de puntos cuánticos en comparación con los 2 millones de HD normal.

Tecnología de píxeles cuánticos para cualquier fabricación CMOS estándar
SeeDevice afirma que los diseñadores pueden integrar fácilmente la tecnología de píxeles cuánticos para cualquier fabricación CMOS estándar. Imagen utilizada por cortesía de SeeDevice

Al requerir significativamente menos fotositos para la misma imagen de alta calidad, los sensores de imágenes cuánticas tienen el beneficio adicional de la capacidad de contracción. Los diseñadores ya no tienen que sacrificar el tamaño de la cámara y la calidad de la imagen. Esta tecnología permite que dispositivos como los teléfonos inteligentes se beneficien de imágenes de alta calidad.

PAT-PD de SeeDevice

El PAT-PD de SeeDevice cuenta con algunas especificaciones impresionantes, especialmente en comparación con los sensores CMOS estándar. Una especificación importante en la detección de imágenes es la sensibilidad, que normalmente se mide en uV por electrón o A / W. Un sensor de imagen CMOS estándar tiene una sensibilidad de entre 0,15 y 0,25 A / W. La tecnología PAT-PD saca este número del agua, afirmando una sensibilidad de 108 A / W.

Responsividad PAT-PD frente a longitud de onda en comparación con otras tecnologías
Responsividad PAT-PD frente a longitud de onda en comparación con otras tecnologías. Imagen utilizada por cortesía de SeeDevice

Este enorme aumento en la sensibilidad permite que los dispositivos PAT-PD detecten el espectro del infrarrojo cercano de 300 nm a 1,600 nm, con planes para ampliar pronto este rango a 2,000 nm. Esto se hace manteniendo una SNR de más de 60dB, lo que garantiza imágenes de alta calidad.
La sensibilidad del dispositivo también permite que los sensores mantengan imágenes de alta fidelidad, incluso en condiciones de iluminación extremadamente baja. La tecnología de túnel cuántico tiene el beneficio adicional de disminuir el tiempo de reacción de microsegundos a sub-nanosegundos mientras aumenta el rango dinámico a 100 dB lineales y 150 dB no lineales.

El futuro de la detección de imágenes cuánticas

Con una variedad tan amplia de beneficios, la imagen cuántica parece ser un futuro prometedor en la detección de imágenes. Ahora, con las licencias PAT-PD disponibles, es posible que veamos imágenes cuánticas que se abren paso en más y más dispositivos. También es posible que esta tecnología aparezca algún día en los teléfonos inteligentes.

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