3D CMOS Kamera für dein Handy?

3D CMOS Kamera für dein Handy?

Video: Video-Stativ richtig aufbauen / Kamera-Stativ positionieren (March 2020).

Anonim

- Europäische Forscher haben eine weltweit führende CMOS-Kamera entwickelt, die Photonen millionenfach pro Sekunde aufzeichnet. Das Beste daran ist, dass die Herstellung sehr kostengünstig sein wird und Anwendungen für Konsumgüter, Unterhaltungselektronik und Sicherheitssysteme im Auto bietet.

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Das Megaframe-Projekt schuf eine Hochgeschwindigkeitskamera, die 1024 Photonen bei einer Million Bildern pro Sekunde erfassen kann. Während ihre Arbeit Europa in diesem speziellen Forschungsbereich an die Spitze gebracht hat, ist die wahre Neuigkeit, dass das Team immer noch nicht mit der Anzahl möglicher Anwendungen für seine Technologie Schritt halten kann.

Bei jeder Konferenz oder jedem Workshop, an dem sie teilnehmen, tauchen neue potenzielle Anwendungen auf, und während der wichtigste Einfluss ihrer Arbeit wahrscheinlich im Bereich der Biomedizin liegt, werden ihre Verbraucher- und Industrieanwendungen wahrscheinlich weitreichende Auswirkungen haben.

Nehmen wir zum Beispiel die Automobilindustrie. Stellen Sie sich eine Kamera vor, die in der Lage ist, in einem Motorzylinder eines Autos zu arbeiten und die Zylinderzyklen in Echtzeit zu verfolgen. Dies könnte enorme Chancen für Sicherheitssysteme, Diagnose und Kraftstoffeffizienz im Auto bieten.

Mit den Informationen der Zylinderkamera könnten Ingenieure Autos entwickeln, die den Motor im Handumdrehen einstellen und die beste Leistung unter realen Fahrbedingungen garantieren.

Günstig wie Pommes

Der Hauptgrund, warum die Kamera von Megaframe in diesem speziellen Bereich eingesetzt werden könnte, ist, dass sie unglaublich billig ist. „CMOS oder komplementärer Metalloxid-Halbleiter ist sehr billig herzustellen, wenn das Design erst einmal beherrscht ist“, erklärt Edoardo Charbon, Koordinator des Megaframe-Projekts.

Dies bedeutet, dass die Technologie in einer beliebigen Anzahl von Geräten und Bereichen eingesetzt werden kann, in denen sie einen nützlichen Zweck erfüllen würde. Der Nutzen der Kamera wurde gerade erst erforscht.

Das liegt daran, dass die Kamera drei Dinge sehr gut macht. Es kann sehr niedrige Lichtpegel erfassen, letztendlich ein einzelnes Photon, es kann ein Photon millionenfach pro Sekunde erfassen und es kann entscheidend erfassen, wann das Photon mit einem unglaublichen Maß an Genauigkeit auf den Detektor auftrifft. Der Megaframe-Chip hat eine Zeitauflösung zwischen 50 und 200 Pikosekunden.

Das Team erreichte dies, indem es SPADs oder Single-Photon Avalanche Diodes, hochpräzise Chronometer und Mikrolinsen in jedem Pixel kombinierte und dann ein 32 x 32-Array dieser Pixel erstellte. Es war eine unglaubliche Demonstration der Miniaturisierung.

Diese Genauigkeit ist eine enorme Verbesserung der "Zeit des Lichts" für 3D-Videos. Die Lichtzeit beurteilt die Schärfentiefe oder die Entfernung eines bestimmten Objekts in einer Szene anhand der Zeit, die Licht benötigt, das auf das zu reflektierende Objekt abgefeuert wird. Es ist unglaublich genau, wenn es gut gemacht ist, aber es erfordert enorme Präzision.

Wir haben die Präzision

Die Megaframe-Kamera hat diese Präzision. „Wer eine Tiefenauflösung von wenigen Millimetern haben will, muss eine Zeitauflösung von wenigen Pikosekunden haben. Auch in diesem Fall ist die zeitliche Auflösung sehr wichtig “, erklärt Charbon früher bei der EPFL und jetzt bei der TU Delft.

Megaframe hat diese Auflösung und Charbon glaubt, dass 3D-Kameras auf Basis der SPAD-Technologie in den nächsten fünf Jahren auf Mobiltelefonen erscheinen könnten. Eine ähnliche Technologie könnte auch in Autos zum Einsatz kommen und für 3D-Parkkameras verwendet werden.

Auch hier könnten die Kameras für Düsentriebwerke oder für jede Art von chemischem oder reaktivem Prozess eingesetzt werden, um ein detaillierteres Bild der laufenden Prozesse zu erhalten. Dies könnte die Anzahl der industriellen Prozesse oder die Qualitätskontrolle erheblich verbessern. Dies ist eine bedeutende Veränderung für eine Technologie, die einst als neuartiges, aber nicht sehr interessantes Phänomen galt.

„Als wir 2004 mit diesem Projekt begannen, hielten unsere Kollegen SPADs für eine Art Kuriosität“, gibt Charbon zu. "Aber jetzt, da sie sehen, dass es funktioniert, sind sie sehr interessiert und die Technologie wurde wirklich auf die Karte gesetzt", sagt Charbon.

Zweite Phase

Derzeit konzentriert sich das Team auf die zweite Phase des EU-finanzierten Projekts, in der es hofft, sein Pixel-Array von 32 mal 32 auf ein viel größeres Array zu erweitern. Dadurch wird der Bereich, der gleichzeitig gefilmt werden kann, dramatisch vergrößert.

Charbon würde sich auch eine weitere Phase wünschen, um eine Reihe möglicher Anwendungen abzudecken und Prototypen für diese Anwendungen zu entwickeln.

Er prognostiziert, dass die Arbeit des Projekts bald in die Praxis umgesetzt wird. "Die 3D-Kamera könnte in fünf Jahren auf Ihrem Handy sein und biomedizinische Anwendungen in zehn Jahren oder sogar noch weniger", betont er.

In der Zwischenzeit ist Megaframe immer daran interessiert, potenzielle Forschungspartner zu treffen, und besonders daran interessiert, Investoren zu treffen, die an der Entwicklung der 3D-Kameratechnologie interessiert sind.

Megaframe verfügte über ein Budget von nur 2, 46 Mio. EUR, 1, 85 Mio. EUR wurden von der Europäischen Union bereitgestellt. Angesichts aller Innovationen, der enormen Anwendungsmöglichkeiten und seiner weltweiten Führungsposition in diesem Bereich hat sich das Projekt als äußerst kostengünstig erwiesen.

Dies ist der dritte Teil einer dreiteiligen Besonderheit des Megaframe-Projekts.
Teil 1. Videokamera, die mit der Geschwindigkeit des Denkens aufzeichnet
Teil 2. Photonen filmen, eine Million mal pro Sekunde

Weitere Informationen: www.megaframe.eu/

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