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¿ Sabéis lo que es el QIS (Quanta Image Sensor) ?: su reputado inventor nos lo explica – id a por dosis masivas de Paracetamol.

La mar de contento con su medalla.

Inculto que es uno, hoy me acabo de enterar de dos cosas que no sabía: Resulta que un señor que se llama Eric Fossum fue el inventor de los sensores de imagen CMOS modernos y que 25 años más tarde la Sociedad Óptica (OSA) le ha concedido la medalla Edwin Land 2020 que yo tampoco conocía.

Oiga, pues me parece muy bien, que queréis que os diga.

Pero resulta que en artículo de Dpreview donde he visto la noticia he visto que el mismo señor estaba investigando ahora sobre el Quanta Image Sensor (QIS) y curioso como soy eso me ha llamado poderosamente la atención.

Ojalá no lo hubiera hecho, pero le he preguntado a Google y me ha contado algunas cosas. Creo que he cogido la idea por encima, pero me ha producido un terrible dolor de cabeza, de ahí el consejo paracetamólico. Me declaro incapaz de contaros lo poco que he entendido.

Aquí es donde lo he visto:

Está clarísimo, ¿ no ?

Y ahora, solo para jóvenes científico, físicos o ingenieros, aquí os pongo un par de cosillas para que os entretengáis un rato en este confinamiento necesario para que nos vayamos contagiando todos, pero poco a poco.

Abstract

The Quanta Image Sensor (QIS) was conceived when contemplating shrinking pixel sizes and storage capacities, and the steady increase in digital processing power. In the single-bit QIS, the output of each field is a binary bit plane, where each bit represents the presence or absence of at least one photoelectron in a photodetector. A series of bit planes is generated through high-speed readout, and a kernel or “cubicle” of bits (x, y, t) is used to create a single output image pixel. The size of the cubicle can be adjusted post-acquisition to optimize image quality. The specialized sub-diffraction-limit photodetectors in the QIS are referred to as “jots” and a QIS may have a gigajot or more, read out at 1000 fps, for a data rate exceeding 1 Tb/s. Basically, we are trying to count photons as they arrive at the sensor. This paper reviews the QIS concept and its imaging characteristics. Recent progress towards realizing the QIS for commercial and scientific purposes is discussed. This includes implementation of a pump-gate jot device in a 65 nm CIS BSI process yielding read noise as low as 0.22 e− r.m.s. and conversion gain as high as 420 µV/e−, power efficient readout electronics, currently as low as 0.4 pJ/b in the same process, creating high dynamic range images from jot data, and understanding the imaging characteristics of single-bit and multi-bit QIS devices. The QIS represents a possible major paradigm shift in image capture.

Resumen

El Quanta Image Sensor (QIS) se concibió al contemplar la reducción de los tamaños de píxeles y las capacidades de almacenamiento, y el aumento constante de la potencia de procesamiento digital. En el QIS de un solo bit, la salida de cada campo es un plano de bit binario, donde cada bit representa la presencia o ausencia de al menos un fotoelectrón en un fotodetector. Se genera una serie de planos de bits a través de la lectura de alta velocidad, y se utiliza un núcleo o “cubículo” de bits (x, y, t) para crear un único píxel de imagen de salida. El tamaño del cubículo se puede ajustar después de la adquisición para optimizar la calidad de la imagen. Los fotodetectores especializados de límite de subdifracción en el QIS se denominan “jots” y un QIS puede tener un gigajot o más, leído a 1000 fps, para una velocidad de datos superior a 1 Tb / s. Básicamente, estamos tratando de contar los fotones a medida que llegan al sensor. Este artículo revisa el concepto QIS y sus características de imagen. Se discute el progreso reciente hacia la realización del QIS con fines comerciales y científicos. Esto incluye la implementación de un dispositivo jot de compuerta de bomba en un proceso CIS BSI de 65 nm que produce un ruido de lectura tan bajo como 0.22 e-rms y una ganancia de conversión tan alta como 420 µV / e−, electrónica de lectura eficiente de energía, actualmente tan baja como 0.4 pJ / b en el mismo proceso, creando imágenes de alto rango dinámico a partir de datos jot, y entendiendo las características de imagen de los dispositivos QIS de bit único y de bit múltiple. El QIS representa un posible cambio de paradigma importante en la captura de imágenes.

Justo en este punto es donde viene la nada subliminal llamada de socorro de la µPeña a Guillermo Luijk o a cualquier otro que se atreva para que nos lo aclare un poquillo.

El texto completo, un PDF de 25 páginas bastante “durillo”, y un montón de dibujitos, están en:

Y para rematar la faena un video tutorial de una hora del propio autor.

Reflexión tonta: resulta que el Sr.Fossum es ingeniero, yo también (al menos lo fui), el nació en 1957 y yo en 1954, pero él inventó el CMOS y ahora el QIS (sea lo que sea), y yo escribo chorradas en un Blog. No, no somos todos iguales, no.

adolfo

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