时间至亮度转换器 (TBC):用传统相机测量光子到达时间
Optics letters
|September 13, 2024
概括
研究人员开发了一种新的方法,使用标准摄像机精确测量光子到达时间. 这种技术在飞行时间测量中实现了亚纳秒精度,并使高分辨率的3D成像成为可能.
科学领域:
- 光子学 是一个光子学.
- 计算成像技术的成像
- 计算机视觉 计算机视觉
背景情况:
- 精确测量光子到达时间对于各种应用至关重要,包括飞行时间 (ToF) 成像.
- 现有的方法往往需要专门的设备或复杂的校准程序.
- 现代互补金属氧化物半导体 (CMOS) 摄像机具有具有有限上升/下降时间的全球百叶窗,可以用于计时测量.
研究的目的:
- 引入一种新的,具有成本效益的方法,以低于纳秒的精度测量光子到达时间.
- 为了证明使用传统摄像头进行高精度飞行时间测量的可行性.
- 通过利用像素级定时信息来实现高分辨率的三维 (3D) 成像.
主要方法:
- 该方法使用两个常规相机来捕捉图像.
- 它利用CMOS摄像头中电光全球快门的有限上升/下降时间特性.
- 光子到达时间被映射到正常化的像素亮度,以确定飞行时间.
主要成果:
- 在测量光子到达时间方面实现了亚纳秒精度.
- 飞行时间 (ToF) 精确度高于0.3纳秒.
- 该方法允许同时实现高空间分辨率,从而实现高性能3D成像.
结论:
- 通过使用标准摄像头来测量亚纳秒光子到达时间的新实用方法已被介绍.
- 该技术为飞行时间应用和3D成像提供了具有成本效益的替代方案.
- 像素级实现确保了高空间分辨率,为先进的成像系统铺平了道路.
