Com fotodiodos em avalanche em cada pixel, o APD-CMOS permite obter sinais elétricos multiplicados 10 mil vezes
A Panasonic anunciou durante a Conferências Internacional de Circuitos de Estado Sólido 2016, que aconteceu na semana passada em São Francisco (EUA), seu novo sensor de imagens CMOS. Utilizando uma tecnologia de fotodiodos em avalanche (Avalanche PhotoDiodes, APD) em cada pixel.
A empresa obteve êxito ao conseguir sinais elétricos multiplicados 10 mil vezes através da multiplicação APD de fotoelétrons gerados por conversão fotoelétrica no fotodetector. Isso permite obter imagens com cores mais definidas, inclusive sob à luz das estrelas (luminância de 0,01 lux) ou em outros lugares escuros.
Esse novo sensor de imagens permite a geração de imagens altamente sensíveis através da multiplicação de fotoelétrons, obtendo imagens em cor de alta gradação sem a necessidade de aumentar o tempo de exposição, inclusive em lugares escuros. Além disso, essa tecnologia pode ser controlada instantaneamente ao trocar a voltagem aplicado aos APD dependendo da luminância do momento da gravação. Suas possíveis aplicações incluem câmeras de vigilância que exijam imagens em cor com um HDR e câmeras industriais que exigem imagens ultra sensíveis.
Este desenvolvimento permitirá a captura de imagens em cor altamente sensíveis (40 milhões/lux·sec·μm² – 10 mil vezes mais sensiveis em comparação com dispositivos convencionais) e com HDR (100 dB – 40 dB acima se comparado com sensores CMOS convencionais).
Essa nova solução está baseada em duas principais tecnologias.
Por um lado, a tecnologia de desenho de elementos de fotografia APD, onde se incorporam os fotodiodos em avalanche e armazenamentos de carga, incorporados no conversor fotoelétrico não só para multiplicar mas também para acumular fotoelétrons que contêm a informação da cor gerada.
Por outro lado, a tecnologia de sensibilidade variável, no qual a multiplicação é controlada em um milésimo d segundo através do controle de voltagem aplicado ao APD, obtendo imagens de vídeo de 30 fps que pode responder às mudanças de luminância.
Com sensores de imagens convencionais, os fotoelétrons que são convertidos através de fotoeletricidade durante a captura das imagens em lugares escuros podem estar abaixo do nível de ruído aceitável e, portanto, limitam o ambiente de captura de imagens a não menos que a luz da lua (luminância de 0,1 lux). Este é o motivo pelo qual foi possível capturar imagens sob a iluminação de uma fonte de luz infravermelha próxima, usando multiplicadores de fotos.
No entanto, as fontes de luz infravermelha tem a desvantagem de serem incapaz de captar imagens em cor, enquanto que os multiplicadores fotográficos tem a desvantagem de forçar o aumento de tamanho da câmera devido a necessidade de uma potência de maior capacidade.
Ainda não há informações sobre quando o sensor estará disponível para o mercado.
origem: http://www.revistadigitalsecurity.com.br/2016-02-panasonic-desenvolve-novo-sensor-cmos-21039
Sirlei Madruga de Oliveira
Editora do Guia do CFTV
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