Quantum-beeldsensoren ondergaan een uitgebreide ontwikkeling. Dus wat betekent de technologie voor de videografen van morgen?
Elk jaar raakt de professionele camerawereld opgewonden over de nieuwste nieuwe functies en upgrades van de cameratechnologie van het jaar. Maar een paar filmmakers weten dat er de komende decennia een letterlijke kwantumsprong komt op het gebied van cameratechnologie.
Quantumbeeldsensoren, kortweg QIS, ondergaan momenteel uitgebreid onderzoek en ontwikkeling, en bedrijven die gespecialiseerd zijn in kwantumbeeldvorming trekken nu al de aandacht van enkele van 's werelds grootste technologiereuzen. De toekomst is duidelijk:we zijn slechts een paar technologische doorbraken verwijderd van een kwantumtoekomst.
Vandaag bekijken we hoe kwantumsensoren verschillen van en verbeteren ten opzichte van de traditionele sensoren in de huidige camera's.
Dus wat zijn kwantumsensoren?
Normale sensoren
De sensor in elke moderne camera gebruikt silicium als lichtgevoelig materiaal om het uiteindelijke beeld te creëren. Hoewel beeldvorming op basis van silicium er verdomd goed uit kan zien, is het belangrijk om te weten dat silicium geen erg lichtgevoelig medium is. In combinatie met de bedrading naar elke fotosite die het lichtniveau vermindert, verliezen siliciumsensoren 75 procent van het licht dat op hun oppervlak valt.
Kwantumsensoren
Een van de belangrijkste manieren waarop kwantumsensoren verschillen van siliciumsensoren, is dat ze 95 procent van al het licht dat ze detecteren vasthouden - bijna vier keer zoveel licht als moderne equivalenten.
Deze lichtefficiëntie is het resultaat van het bouwen van lagen van coatings van de "pixels" die worden gebruikt in kwantumbeeldvorming - "quantum dots" - bovenop een geleidend materiaal zoals silicium, in plaats van draden naar elke afzonderlijke fotosite te leiden zoals de huidige sensoren. De sensor wordt dan meestal gecoat met een superzwart materiaal om maximale lichtabsorptie te garanderen, wat opnieuw een verbetering is ten opzichte van de reflecterende moderne sensor.
QD's kunnen worden gekweekt als kristallen of worden gemaakt met behulp van plasma. Plasmaproductie van QD's is de meest gebruikelijke methode, omdat het volledige controle geeft over de grootte van de stippen, wat een fijn poeder oplevert dat gemakkelijk in de geleidende coating op de siliciumchip wordt gesuspendeerd.
Quantum dots zenden licht uit waarvan de kleur kan worden veranderd, afhankelijk van de grootte of lading die aan de quantum dot wordt geleverd - de kleur van het licht dat ze produceren kan worden gewijzigd door hun grootte of lading te veranderen. Omdat deze waarde kan worden vergrendeld, produceert elke kwantumstip echt monochromatisch licht, waardoor het nog een voorsprong heeft op siliciumsensoren.
Vanwege de extreem hoge efficiëntie van de kwantumstippen hebben kwantumbeeldsensoren relatief lage "pixeltellingen" of resoluties in vergelijking met moderne sensoren. De toonaangevende kwantumsensor had 100.000 fotosites van kwantumdots, vergeleken met de 2+ miljoen gewone HD.
Als resultaat van deze zeer efficiënte imagers kunnen krachtige sensoren drastisch worden verkleind zonder dat dit ten koste gaat van de beeldkwaliteit. Dit betekent dat het mogelijk zou kunnen zijn om beelden van betere dan bioscoopkwaliteit te krijgen van een sensor in een smartphone.
Het onderzoek naar kwantumbeeldvorming is aan de gang en de mogelijkheden blijven nieuwe bedrijven inspireren om echte technologie van de volgende generatie te ontwikkelen voor de camera's van morgen. Hoe zal de bioscoop reageren? Zouden echte miniaturisatie en superieure beeldkwaliteit op draagbare apparaten het einde van de bioscoop kunnen betekenen? Een nieuw begin? De tijd zal het leren, maar dit is absoluut geschiedenis in wording.