В каждом пикселе матрицы, изготовленной по технологии QuantumFilm, содержится несколько миллионов квантовых точек размером в несколько нанометров. Точные цифры держатся в секрете, при этом настройка сенсора производится путём варьирования размеров точек. Приложение к точкам разных размеров различной энергии даёт разные цвета.
Благодаря тому, что квантовые точки чрезвычайно малы по размеру и их очень много в каждом пикселе, электроны ведут себя в новом материале иначе, чем в кремнии. Если в кремнии только фотоны с некоторой длиной волны обладают энергией, способной заставить электрон "перепрыгнуть" на другой уровень, что позволяет замерить освещённость, то в случае с "квантовой плёнкой" диапазон регистрируемых волн значительно шире.
Сенсор на основе QuantumFilm работает, как фотодиод в кремнии. Поглощая фотоны, квантовые точки преобразуют энергию света в экситоны – квазичастицы, состоящие из отрицательно заряженного электрона и положительно заряженной дырки. Электрическое поле под квантовыми точками разделяет эти две частицы и электроны переходят в металлические слои, а кремний работает так же, как и в традиционных матрицах – замеряет электрический сигнал и преобразует его в цифровой.
Важнейшее достоинство QuantumFilm – совместимость с традиционным технологическим процессом изготовления кремниевых матриц: "плёночный" слой с квантовыми точками наносится на завершающей стадии производства. Благодаря этому себестоимость выпущенных по новой технологии сенсоров невысока и существенно ниже, чем у обычных кремниевых КМОП-матриц высокого разрешения.
Полимерная плёнка с квантовыми точками может напыляться непосредственно поверх других слоёв чипа при производстве кремниевой подложки на любой фабрике, владеющей традиционным технологическим процессом. Толщина плёнки после высыхания – от 500 до 1000 нм (от 0,5 до 1 микрона), толщина металлических слоёв – от 4 до 5 микрон.
У технологии QuantumFilm есть два возможных применения. Прежде всего, при её помощи можно выпускать "телефонные" светочувствительные матрицы того же разрешения и размера, что и обычные, но с гораздо более широкими возможностями съёмки в условиях недостаточной освещённости. Таким образом появляется возможность существенно повысить реальное качество фотографий, получаемых при помощи встроенных в портативные устройства камер.
Второе применение – производить матрицы того же физического размера и чувствительности, что и обычные, но с вчетверо более высоким разрешением. Если для традиционных кремниевых матриц наращивание числа пикселей при сохранении разумных габаритов упирается в технологические ограничения, то для QuantumFilm этой проблемы нет. По словам исполнительного директора InVisage Джесс Ли, благодаря новой технологии трёхмегапиксельные матрицы смогут делать снимки с реальным разрешением, соответствующим 12-мегапиксельным сенсорам.
Разработка технологии, способной кардинально повысить качество съёмки миниатюрных фотокамер, началась почти десять лет назад в рамках научного проекта процессора университета Торонто Теда Сарджента. После того как теоретические расчёты были подтверждены экспериментально, была основана компания InVisage Technologies. Перед исследователями была поставлена задача приспособить новую технологию к существующему производственному процессу – в противном случае её коммерческое внедрение было бы нецелесообразным. Задача была решена, и сегодня чипы с применением "квантовой плёнки" готов серийно выпускать один из крупнейших мировых производителей микросхем – тайваньская компания TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company).
В InVisage Technologies совместно с TSMC планируют выпустить первые образцы матриц на базе технологии QuantumFilm уже в конце 2010 года, а серийные телефоны и коммуникаторы с подобными камерами могут появиться на прилавках магазинов примерно в четвёртом квартале 2011 года. Владельцы компании не исключают, что в будущем их технология будет применяться и в цифровых фотоаппаратах – от "мыльниц" до зеркалок, однако пока они ориентируются исключительно на встраиваемые "мобилокамеры".
Потенциал материала QuantumFilm, который, в отличие от кремния, специально разработан для поглощения света, весьма велик. Его можно использовать в самых разнообразных изделиях, где требуется преобразование световой энергии в электрическую. Напрашивающийся пример – фотоэлементы, применяемые для сборки солнечных батарей.
Поскольку "квантовая плёнка" способна улавливать свет не только в видимом спектре, но и в инфракрасном и близком к нему диапазоне, она может использоваться для создания приборов ночного видения или камер наблюдения. Благодаря широкому диапазону регистрируемый световых волн, технология QuantumFilm может применяться в автомобильных камерах или в устройствах, отслеживающих местонахождение людей в системах безопасности или в игровых приставках.
Впрочем, пока в InVisage Technologies не планируют продавать лицензии даже на уже готовые разработки: фирма намерена начать выпуск светочувствительных матриц для портативных устройств под собственным брендом чтобы поставлять их непосредственно производителям мобильных телефонов.
Михаил Плискин ("Ланит-Терком") об управлении компьютером с помощью жестов
Автор: Ирина Матюшонок
Опубликовано 29 июня 2010 года
Российская компания "Ланит-Терком" разработала решение, позволяющее без дополнительных приспособлений (типа перчаток-маркеров) управлять компьютером и различными устройствами с помощью жестов. Система, названная ViEye, распознает жесты с помощью двух бюджетных видеокамер – и выполняет соответствующие операции.
Читатели "Компьютерры" узнают о ViEye первыми: "Ланит-Терком" доверила нам анонсировать технологию. Подробности - в беседе "Компьютерры" с директором Центра компетенций "Ланит-Терком" Михаилом Плискиным.
- Что такое ViEye?
- Наша передовая разработка - "видеомышь". Что это? Берется компьютер, две камеры на мониторе - обычные, в магазине продаются за небольшие деньги. Дальше берутся две руки - и начинаем ими двигать картинку (показывает на тестовой машине. - прим. ред.): поворачивать, увеличивать, уменьшать... или уменьшить/увеличить насыщенность картинки. В сущности, мы распознаем движение пальцев камерами.
- Сразу возникает "неприличный" вопрос: как отреагирует главный патентный гуру, Apple?
- Они запатентовали "мультитач", этого у них нет... пока. Это пока "чисто". Там, конечно, есть люди, занимающиеся сходными вещами - не мы одни такие умные в этом мире. Люди "копают" с разных сторон. Например, в Microsoft экспериментируют с помощью стробоскопических камер, подсветки и прочих вещей. Есть люди, разрабатывающие решения на основе инфракрасной камеры. У нас две обычные оптические камеры, и идея в том, что на стереоизображении мы пытаемся анализировать двойной поток, стереопоток и понимать в нём пространственные параметры картинки. Что важно, это делается без маркеров (ничего не надо надевать на руку) и обычными камерами.
- Насколько оно бюджетно, это решение?
- Понятно, что в нынешнем варианте это простейшее решение на РС (правда, довольно мощном), и для его работы требуется большое искусство, но, тем не менее, оно работает. А в планах - к сентябрю сделать коробочку небольшого размера, стоимостью вместе с камерами при разумных объёмах выпуска долларов так в 200... даже 150, если получится. То есть будет две камеры плюс коробочка, которая втыкается в USB-порт - и больше практически ничего не потребуется.
- На какой рынок пойдете для начала?
- Это стратегический вопрос. Мы хотим продать технологию кому-то из больших игроков. Идти на рынок устройств для конечного пользователя мы без сильного партнёра не сможем. Идеи самостоятельного освоения рынка периодически возникают и обсуждаются, но это вряд ли возможно. Для этого необходимы прочная ‘supply chain’ и мощные инвестиции в то, что мы на самом деле ещё не умеем делать. Нам хочется партнёрства с компаниями уровня Apple, Dell или Nokia.
- Тем не менее, каково наиболее очевидное применение технологии, на ваш взгляд?
- Вплоть до эндоскопии в медицине. Самое популярное, на мой взгляд - bacteria free environment, когда устройство помещается в общественном месте для бесконтактного использования.
- А чем в таком случае не угодили инфракрасные устройства?
- Инфракрасные устройства очень требовательны к условиям среды - температуре, влажности... здесь тоже есть ограничения (например, освещённость), но их гораздо меньше.
- То есть на данный момент возможности решения зависят от характеристик камеры...
- ... и от мощности "железа", то есть системного блока.
- Решение кроссплатформенное?
- Сейчас ViEye работает под Linux - это основная девелоперская платформа, но через недельку-другую у нас будет "виндовая" версия, и уже сейчас есть версия на "железке" - на DSP-процессоре. Здесь важен вопрос целевой аудитории. Если бы мы делали решение для конечного пользователя, на PC, то уделили бы внимание адаптации системы под Windows. У нас нет такой задачи, к тому же сейчас вот эти две камеры "забивают" нам четырёхъядерный процессор примерно на 95 процентов. Конечно, мы умные люди и мы ускорим решение - но не в сто раз, а, может быть, только в пятьдесят. Мы не можем позволить себе продавать решение, превращающее компьютер пользователя в калькулятор. Это все-таки "мышка", а не статистический пакет. Понятно, что для такого рода задач нужен специализированный софт и более-менее специализированное "железо". Мы и "железку" делаем не для того чтобы продать, а чтобы продемонстрировать, что наше решение не требует сверхъестественных мощностей.
