Startups aumentam a luz nas câmeras de telefone

Quando se trata de smartphone câmerasmaior é melhor. Maior sensores de imagem e lentes Tenha mais luz para trabalhar, para que eles possam resolver mais detalhes. Isso é especialmente importante, porque os filtros que criam imagens coloridas também bloqueiam cerca de 70 % da luz recebida.

Esses filtros de cores – destacados como uma grade de vermelho, verde e azul sobre os pixels do sensor de imagem – já existem há décadas. Mas novas abordagens prometem explorar a física da luz para criar imagens coloridas sem bloquear tantos fótons. Três desses caminhos para imagens mais nítidas foram apresentados no 2023 Reunião do dispositivo eletrônico internacional IEEE (IEDM). Agora, esses métodos estão começando a emergir do estágio de laboratório.

Samsungpor exemplo, vai fornecer A câmera frontal do novo telefone da Xiaomi, com sede na China, que usa a tecnologia de nano-prisma da Samsung para melhorar o desempenho de baixa luz. A tecnologia não substitui filtros de cores; Ele usa difração para coletar mais luz em cada pixel específico de cor. Isso aumenta a sensibilidade à luz por 25 %de acordo com a empresa.

Enquanto isso, dois novos startups desenvolveram maneiras de capturar imagens coloridas sem filtros. Um IMEC Spinoff chamado Eye Este mês anunciou que levantou 15 milhões de euros em financiamento de sementes. E Imagem holográfica de PXE a tecnologia apresentada que combina sensor de profundidade e imagem colorida, em janeiro em present de eletrônicos de consumo deste ano (Ces).

PXE e Eyeo são compatíveis com CMOS sensores, o digital mais comum sensor de imagem usado em câmeras hoje. “O sensor CMOS é uma plataforma muito madura e forte para se basear. Você o tem em todos os dispositivos hoje”, diz o fundador e CEO da PXE Yoav Berlatzky. Mas “todo mundo quer mais fótons que atinjam seus sensores CMOS”.

Câmera colorida sem filtro da Eyeo

Eyeo pretende comercializar a pesquisa apresentada pela IMEC no IEDM em 2023 para aplicações em eletrônica de consumosegurança e muito mais. Ao remover o filtro de cores, o sensor de imagem da startup é feito três vezes mais sensível que o tradicional Sensores CMOS. “É como se estivéssemos finalmente abrindo os olhos de um sensor de imagem”, diz Eye CEO Jereon Hoet.

Os divisores de cores no sensor de imagem da Eyeo Information Gentle de diferentes comprimentos de onda para os pixels apropriados.Eye

Funciona enviando luz através da vertical guias de ondas Essa luz dividida com base no comprimento de onda e, em seguida, direcione os fótons para o pixel apropriado. Os guias de ondas agem como um funil, para que esses pixels possam ser reduzidos para menos de 0,5 micrômetros de largura, cerca de metade do tamanho de um pixel típico de smartphone. A tecnologia também corresponde melhor à sensibilidade da cor do olho humano do que o de hoje baseado em filtro de hoje imageadoresde acordo com a pesquisa do IMEC.

A tecnologia de divisão de cores foi projetada para ser feita com as ferramentas e processos existentes já usados ​​no CMOS fundições. O desafio vem do lado do software program. A Eyeo agora está trabalhando para garantir que o sensor seja compatível com os sistemas de seus clientes em potencial, de acordo com a HOET.

Em termos de aplicações, Hoet diz smartphones. No entanto, ele espera que a tecnologia seja adotada primeiro para outros usos, como sistemas de segurança para condições de pouca luz ou realidade aumentada dispositivos que requerem sensores ultracompactos.

PXE traz 3D para CMOS

A idéia básica por trás da abordagem de PXE é semelhante. Ambas as empresas pretendem imitar filtros de cores sem perder fótons e “de alguma forma colher as cores no lugar certo no pixel certo” ao dobrar ondas leves, resume Bertlatzky.

Nesta versão da foto acima, as linhas vermelhas indicam que um objeto está mais próximo, enquanto as linhas azuis significam que está mais distante. Pxe

A tecnologia da PXE usa uma camada de materials difrativo que chama de “holocoder” para não apenas criar imagens coloridas, mas também para atuar como um sensor de profundidade (daí a parte “holográfica” do nome da empresa). Quando a luz branca passa pelo holocoder, cria um padrão de interferência que é registrado pelo sensor. PXE’s Algoritmos Em seguida, use esse padrão para reconstruir uma imagem 3D digital – um Holograma. O padrão de interferência também codifica informações sobre o comprimento de onda da luz; portanto, as imagens de cor (e infravermelho) podem ser reconstruídas simultaneamente.

Berlatzky diz que o {hardware} da PXE é “menos exótico” do que os divisores de cores e outras abordagens que usam especialmente projetadas metasurfaces. Grande parte de seu poder vem do software program. “A base do algoritmo é a física da luz”, explica Berlatzky. “Você pode pensar nisso como se estivéssemos executando -o ao contrário, do sensor CMOS de volta ao mundo, e reconstruindo o que a câmera está realmente vendo, em termos de profundidade e imagem.”

Como o Eyeo, o sensor de imagem da PXE pode ser usado em uma variedade de aplicações – principalmente naqueles que já possuem sensores de profundidade e imagem separados, como carros e smartphones.