这一新型图像传感器问世，全球首款！

总部位于爱丁堡的半导体公司 Singular Photonics 推出了 Litavis，这是一款新型图像传感器，旨在将光子计数、计时和统计分析直接结合在单个芯片上。

该公司将 Litavis 描述为世界上第一款具有像素内处理的单光子雪崩二极管 (SPAD) 传感器，能够将成像、计时、直方图和光子统计功能结合在同一设备上。

Litavis 并非将大量原始光子数据发送到外部处理器，而是在传感器内部进行部分分析。Singular Photonics 表示，这可以降低数据传输需求，并实现低延迟、高能效的成像系统。

SPAD 的设计目的是探测单个光子，因此在极低光照水平或需要精确测量光子到达时间的情况下，它们特别有用。

Litavis 利用这种灵敏度，使传感器可通过软件进行配置。相同的硬件可以重新配置以适应不同的成像任务，而无需重新设计传感器。

其操作模式包括光子计数成像、可编程时间门控、多种时间数字转换器 (TDC) 配置、时间相关单光子计数 (TCSPC)、符合检测以及时间戳和成像的组合。

这使得传感器不仅能够捕捉到达每个像素的光量，还能获取光子到达的时间以及这些事件随时间分布的信息。这些额外信息有助于解决传统基于强度的成像方法无法满足的应用需求。

Litavis采用CMOS SPAD架构，并将数字光子处理直接集成到像素阵列中。该传感器在低光照条件下可提供连续的256×256像素光子计数成像。

同时，它能够在 64 × 64 宏像素网格上生成带时间戳的光子事件，在提供全分辨率光子计数图像的同时，还能提供皮秒级分辨率的计时信息。该设备还支持多事件计时，允许将激发周期内检测到的多个光子分别分配到不同的时间段。

据Singular Photonics公司称，其像素内直方图功能可用于分析这些光子事件的统计分布。这为传统相机图像之外的应用开辟了新的可能性，包括用于荧光寿命成像、动态光散射和量子传感的测量。

这种方法还解决了一个实际问题，随着成像系统收集的数据越来越多，这个问题可能会变得尤为重要。它不再将每个检测到的光子事件都传输到另一个处理器进行分析，而是在传感器内部进行一些处理。

Singular Photonics 表示，这可以减少需要通过系统传输的原始数据量，从而有可能改善延迟和电源效率，同时使实时处理能够更有效地扩展。

该公司将 Litavis 定位为一个灵活的平台，而非针对特定应用而设计的传感器。其潜在用途包括机器视觉、机器人、物理人工智能、深度感知、光谱学、科学和医学成像、量子技术和工业自动化。

这种软件可配置架构旨在让开发人员和系统集成商能够使用同一套硬件尝试不同的采集和定时模式。这可以减少为不同应用开发独立传感器架构的需求，并缩短开发周期。

“Litavis 将 SPAD 技术的灵敏度优势与现代多模态成像日益需要的适应性和可扩展性相结合，”Singular Photonics 首席执行官 Shahida Imani 表示。

Singular Photonics公司表示，他们已经收到来自国际上多家公司和机构的大量预订单。该公司计划在爱丁堡举行的SPIE传感器与成像展以及之后在斯图加特举行的VISION展会上展示Litavis传感器，让开发人员有机会亲眼见证该传感器的多模态功能。

Litavis 并没有将图像传感器视为仅仅捕获光子并将所有解释都交给计算机的设备，而是试图将一些智能转移到传感器本身。