Çip üzerinde foton işleme özelliğine sahip dünyanın ilk SPAD görüntü sensörü tanıtıldı

İskoçya merkezli yarı iletken teknoloji girişimi Singular Photonics, tek foton seviyesindeki ışığı algılayabilen yeni SPAD sensörü Litavis’i kullanıma sundu. Tek fotonlu çığ diyotu mimarisini temel alan sensör; görüntüleme, zamanlama ve histogram oluşturma işlevlerini aynı silikon üzerinde bir araya getiriyor. Sistem, büyük hacimli ham verileri harici işlemcilere göndermek yerine analitik işlemlerin önemli bölümünü doğrudan piksel dizisi içindeki CMOS işlem birimlerinde gerçekleştiriyor. Böylece veri aktarım yükünün, gecikmenin ve enerji tüketiminin azaltılması hedefleniyor.

ÇİP ÜSTÜ İŞLEME

Litavis’in temel farkı, fotonlardan elde edilen bilgiyi yalnızca algılamakla kalmayıp sensör üzerinde işleyebilmesi. Makine görüşü, robotik, derinlik algılama ve tıbbi görüntüleme gibi uygulamalarda ortaya çıkan yüksek miktardaki verinin tamamının merkezi işlem birimlerine taşınmasına gerek kalmıyor. Sensör, verileri piksel seviyesinde işleyerek gerekli analitik çıktıları doğrudan üretebiliyor. Aynı fiziksel çipin yazılım üzerinden farklı görevler için yeniden yapılandırılabilmesi de sistem geliştiricilerinin tek bir donanım platformunu birden fazla uygulamada kullanmasına imkan tanıyor.

PİKOSANİYE HASSASİYETİ

Sensör, düşük ışık koşullarında 256 × 256 piksel çözünürlüğünde sürekli foton sayımı yapabiliyor. Bunun yanında 64 × 64 makro piksel ızgarası üzerinde pikosaniye hassasiyetinde zaman damgalı veri üretebiliyor. Bu özellik, geleneksel görüntü sensörlerinin yetersiz kaldığı hızlı ve düşük ışıklı ölçüm ortamlarında daha ayrıntılı zaman bilgisi elde edilmesini sağlıyor. Fotonların yalnızca sayısının değil, sensöre ulaşma zamanlarının da ölçülebilmesi, Litavis’i zaman çözünürlüğünün kritik olduğu uygulamalara uygun hale getiriyor.

ÇOKLU ÖLÇÜM

Litavis; floresan ömrü görüntüleme, dinamik ışık saçılımı ve kuantum algılama gibi karmaşık ölçüm süreçlerinde kullanılabilecek şekilde geliştirildi. Sensör, elde edilen foton verilerini çip üzerinde istatistiksel dağılımlara dönüştürebiliyor. Böylece hesaplama yükünün bir bölümü sensör seviyesine taşınırken merkezi işlem altyapısına aktarılan veri miktarı da azaltılıyor. Yazılımla yapılandırılabilir mimari, geliştiricilerin ve sistem entegratörlerinin aynı donanım üzerinde farklı görüntüleme ve analiz modlarını kullanmasına olanak veriyor.

ENTEGRASYON AVANTAJI

Sensör içindeki işlem kapasitesinin artırılması, özellikle gerçek zamanlı veri analizi gerektiren sistemlerde harici işlemcilere olan bağımlılığın azaltılmasını amaçlıyor. Singular Photonics, bu yapının farklı uygulamalar için ayrı sensör donanımları geliştirme ihtiyacını sınırlayabileceğini belirtiyor. Tek platformun yazılımla farklı görevlere uyarlanabilmesi, ürün geliştirme ve sistem entegrasyonu süreçlerinde daha esnek bir mimari sunarken makine görüşü, robotik ve tıbbi teknolojiler gibi alanlarda kullanım seçeneklerini genişletiyor.

KÜRESEL PAZAR

Singular Photonics CEO’su Shahida Imani, Litavis’in piyasaya sunulmasının ardından şirketin uluslararası kurumlar ve teknoloji şirketlerinden yüksek hacimli ön siparişler aldığını açıkladı. Şirket, sensörü Edinburgh’daki SPIE Sensors + Imaging ve Stuttgart’taki VISION fuarlarında da sergilemeye hazırlanıyor. Litavis’in sensör üzerinde veri işleme yaklaşımı, fotonik yarı iletkenlerde merkezi hesaplama yerine algılama noktasında işleme modelini öne çıkarırken şirket, teknolojiyi endüstriyel görüntüleme ve hassas ölçüm sistemlerinde daha geniş ölçekte kullanıma taşımayı hedefliyor.