เมื่อพูดถึงกล้องสมาร์ทโฟนที่ใหญ่กว่า เซ็นเซอร์ภาพขนาดใหญ่และเลนส์สามารถใช้แสงได้มากขึ้นเพื่อให้สามารถแก้รายละเอียดเพิ่มเติมได้ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากตัวกรองที่สร้างภาพสียังขัดขวาง 70% ของแสงที่เข้ามา

ตัวกรองสีเหล่านี้ (กริดของสีแดงสีเขียวและสีน้ำเงินบนพิกเซลของเซ็นเซอร์ภาพ) มีมานานหลายทศวรรษ แต่วิธีการใหม่สัญญาว่าจะใช้ฟิสิกส์ของแสงเพื่อสร้างภาพสีโดยไม่ต้องปิดกั้นโฟตอนมากมาย สามเส้นทางดังกล่าวภาพคมชัด นำเสนอในปี 2023 การประชุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระหว่างประเทศของ IEEE (IEDM) ตอนนี้วิธีการเหล่านี้เริ่มปรากฏออกมาจากขั้นตอนห้องปฏิบัติการ

ตัวอย่างเช่นซัมซุง จะให้ จากกล้องด้านหน้าของโทรศัพท์ใหม่จาก Xiaomi ในประเทศจีนโทรศัพท์ใช้เทคโนโลยี Nano Pristine ของ Samsung เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพที่มีแสงน้อย เทคนิคนี้ไม่ได้ทดแทนตัวกรองสี มันใช้การเลี้ยวเบนเพื่อรวบรวมแสงมากขึ้นในแต่ละพิกเซลเฉพาะสี สิ่งนี้ผ่านไป 25%ตาม บริษัท

ในขณะเดียวกัน บริษัท สตาร์ทอัพใหม่สองตัวได้พัฒนาวิธีการสำหรับการจับภาพสีที่ปราศจากตัวกรอง อนุพันธ์ IMEC เรียกว่า ดวงตา เดือนนี้ประกาศว่ามีการระดมทุนเมล็ดพันธุ์ 15 ล้านยูโร และ การถ่ายภาพโฮโลแกรม PXE เทคโนโลยีที่นำเสนอรวมการตรวจจับความลึกและการถ่ายภาพสีในเดือนมกราคม โปรแกรมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในปีนี้ (CES)

ทั้ง PXE และ EYEO เข้ากันได้กับเซ็นเซอร์ CMOS ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์ภาพดิจิตอลที่ใช้กันทั่วไปที่ใช้ในกล้องในปัจจุบัน “เซ็นเซอร์ CMOS เป็นแพลตฟอร์มที่เป็นผู้ใหญ่และทรงพลัง” ผู้ก่อตั้งและซีอีโอของ PXE กล่าว Yoav Berlatzky– แต่ “ทุกคนต้องการโฟตอนมากขึ้นเพื่อไปถึงเซ็นเซอร์ CMOS”

กล้องสีที่ไม่มีตัวกรองของ Eyo

Eyeo ตั้งเป้าหมายที่จะทำการวิจัยที่เสนอโดย IMEC เกี่ยวกับการประยุกต์ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคความปลอดภัย ฯลฯ ใน IEDM ในปี 2023 โดยการลบตัวกรองสีทำให้ความไวของเซ็นเซอร์ภาพเริ่มต้นความไวของเซ็นเซอร์ CMOS แบบดั้งเดิมคือความไวของเซ็นเซอร์ CMOS แบบดั้งเดิม “ ดูเหมือนว่าในที่สุดเราก็เปิดตาของเซ็นเซอร์ภาพ” Jereon Hoet ซีอีโอของ Eyeo กล่าว

ตัวแยกสีในเซ็นเซอร์ภาพ eyeo ชี้ไปที่แสงของความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของพิกเซลที่เหมาะสมดวงตา

มันทำงานได้โดยการส่งแสงที่ใช้ความยาวคลื่นผ่านท่อนำคลื่นแนวตั้งจากนั้นนำโฟตอนไปยังพิกเซลที่เหมาะสม ท่อนำคลื่นทำหน้าที่เหมือนช่องทางดังนั้นความกว้างของพิกเซลเหล่านี้สามารถลดลงเหลือน้อยกว่า 0.5 ไมครอนประมาณครึ่งพิกเซลของสมาร์ทโฟนทั่วไป จากการวิจัยของ IMEC เทคโนโลยียังสามารถจับคู่ความไวของสีของดวงตามนุษย์ได้ดีขึ้น

เทคโนโลยีการแยกสีได้รับการออกแบบให้ทำโดยใช้เครื่องมือและกระบวนการที่มีอยู่แล้วที่ใช้โดย CMOS Foundries ความท้าทายอยู่ในด้านซอฟต์แวร์ Hoet กล่าวว่า Eyeo กำลังทำงานเพื่อให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์เข้ากันได้กับระบบของลูกค้าที่มีศักยภาพ

Hoet กล่าวว่าประโยชน์ของเซ็นเซอร์ภาพที่เล็กกว่าและละเอียดอ่อนของ Eyeo นั้นชัดเจนเป็นพิเศษสำหรับสมาร์ทโฟนเมื่อพูดถึงแอปพลิเคชัน อย่างไรก็ตามเขาคาดว่าเทคโนโลยีจะถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกสำหรับการใช้งานอื่น ๆ เช่นระบบรักษาความปลอดภัยสำหรับสภาพแสงน้อยหรืออุปกรณ์ความเป็นจริงที่เพิ่มขึ้นซึ่งต้องการเซ็นเซอร์ที่มีความแน่น

PXE นำ 3D มาที่ CMO

แนวคิดพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังวิธี PXE นั้นคล้ายคลึงกัน ทั้งสอง บริษัท ตั้งเป้าหมายที่จะเลียนแบบตัวกรองสีโดยไม่สูญเสียโฟตอนและโดยการงอคลื่นแสง Bertlatzky สรุปว่า“ อย่างใดก็ใส่สีในสถานที่ที่เหมาะสมบนพิกเซลด้านขวา”

ในภาพถ่ายรุ่นนี้ด้านบนเส้นสีแดงบ่งชี้ว่าวัตถุนั้นอยู่ใกล้มากขึ้นในขณะที่เส้นสีน้ำเงินหมายความว่ามันอยู่ไกลออกไป PXE

เทคโนโลยีของ PXE ใช้เลเยอร์ของวัสดุการเลี้ยวเบนที่เรียกว่า “ตัวเข้ารหัสแกนเต็ม” ที่ไม่เพียง แต่สร้างภาพสี แต่ยังทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์เชิงลึก (ดังนั้น “โฮโลแกรม” ส่วนหนึ่งของชื่อของ บริษัท ) เมื่อแสงสีขาวผ่านแม่เหล็กเต็มรูปแบบมันจะสร้างโหมดการรบกวนที่บันทึกโดยเซ็นเซอร์ อัลกอริทึมของ PXE จากนั้นใช้โหมดนี้เพื่อสร้างฮอลโลแกรมภาพ 3D เสมือนจริง โหมดสัญญาณรบกวนยังเข้ารหัสข้อมูลเกี่ยวกับความยาวคลื่นของแสงดังนั้นภาพสี (และอินฟราเรด) สามารถสร้างขึ้นใหม่พร้อมกันได้

Berlatzky กล่าวว่าฮาร์ดแวร์ของ PXE นั้น “แปลกน้อยกว่า” กว่าตัวแยกสีและวิธีการอื่น ๆ ที่ใช้ข้อมูลเมตาที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ฟังก์ชั่นส่วนใหญ่มาจากซอฟต์แวร์ “พื้นฐานของอัลกอริทึมคือฟิสิกส์แห่งแสง” Bellatsky อธิบาย “คุณสามารถคิดได้ว่ามันเป็นสิ่งที่เราทำงานในทางตรงกันข้ามกลับสู่โลกจากเซ็นเซอร์ CMOS และสร้างสิ่งที่กล้องเห็นจากความลึกและภาพ”

เช่นเดียวกับ Eyeo เซ็นเซอร์รูปภาพของ PXE สามารถใช้ในแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอพพลิเคชั่นที่มีความลึกและเซ็นเซอร์ภาพที่เป็นอิสระเช่นรถยนต์และสมาร์ทโฟน