Betere beeldsensoren splitsen kleuren

Eyeo, een spin-off van Imec, heeft 15 miljoen euro startfinanciering opgehaald. Het bedrijf heeft een technologie ontwikkeld die de lichtgevoeligheid van beeldsensoren kan verdrievoudigen. Met het geld wil het bedrijf met hoofdkantoor in Eindhoven en onderzoekslocatie in Leuven onder andere de productie van de nieuwe beeldsensoren op poten zetten.

Al decennialang gebruiken beeldsensoren rode, groene en blauwe kleurenfilters op pixels om beelden te maken. Maar daarbij wordt niet meer dan een schamele 30 procent van het invallende licht daadwerkelijk gebruikt. De informatie in die andere 70 procent gaat verloren.

Dit gaat ten kosten van de gevoeligheid van de sensor en maakt het lastig te pixelgrootte onder 0,5 micron. Zowel de beeldkwaliteit  als het rendement van de sensor hebben hieronder te lijden. Voor de camera van je smartphone wordt dat ondervangen door de sensor te vergroten, zodat die meer licht opvangt.

Bij weinig licht krijg je dan wel een beter beeld, maar een grotere sensor betekent ook een grotere camera. En de ruimte in je smartphone is toch beperkt. En de toepassing houdt daar natuurlijk niet op. Ook in de robotica en bijvoorbeeld augmented en virtual reality-appraten zijn formaat, energieverbruik en beeldkwaliteit van cruciaal belang.

Nieuwe beeldsensorarchitectuur

Eyeo heeft een nu en nieuwe beeldsensorarchitectuur ontwikkeld, die traditionele kleurenfilters overbodig maakt, Hierdoor wordt het mogelijk de gevoeligheid te maximaliseren zonder de sensor te vergroten. De technologie, ontwikkeld door imec,  is gebaseerd op het gebruik van ‘vertical waveguides’ die het licht in kleuren splitst. De ontwikkelde sensoren kunnen hierdoor al het invallende licht gebruiken. Vergelijk je de nieuwe sensor met die op basis van bestaande technologieën dan verdrievoudigt de gevoeligheid dankzij de nieuwe technologie. Dit is vooral waardevol in omgevingen met weinig licht, waar de huidige sensoren moeite hebben om genoeg licht te verzamelen voor heldere, betrouwbare beeldvorming.

Verdubbeling resolutie

Dankzij de waveguide-technologie van eyeo ontvangen de pixels de volledige kleurgegevens. Dit lever volgens eyeo direct een verdubbeling van de resolutie op en scherpere en gedetailleerdere beelden. En dat is belangrijk voor toepassingen die een hoge nauwkeurigheid vragen, zoals ‘computational photography’, machine-vision en ‘spatial-computing’.

Volgens Eyeo-ceo Jeroen Hoet is het allemaal nog maar het begin. De technologie maakt volgens hem de weg vrij voor geheel nieuwe toepassingen in beeldvorming – van ultracompacte sensoren tot sterk verbeterde prestaties bij weinig licht, ultrahoge resolutie en maximale beeldkwaliteit. “We verbeteren niet alleen bestaande systemen; we creëren een nieuwe standaard voor de toekomst van imaging.”

Commercialisering

Eyeo heeft al samenwerkingsverbanden opgezet met toonaangevende beeldsensorproducenten en -fabrikanten voor de commercialisering van de zijn technologie te garanderen. Het met imec.xpand, Invest-NL, samen met QBIC fonds, High-Tech Gründerfonds (HTGF) en Brabantse Ontwikkelingsmaatschappij (BOM) opgehaalde kapitaal zal worden gebruikt om de sensorontwerpen verder te verbeteren. Ook wordt de waveguide-technologie geoptimaliseerd voor (het opschalen van) de productie en het versnellen van de ontwikkeling van prototypes voor evaluatiedoeleinden. De eerste evaluatiekits zullen naar verwachting binnen de komende twee jaar beschikbaar zijn voor een selecte groep geselecteerde klanten. Zo wil het bedrijf samen met belangrijke spelers de sensoren toegepast krijgen in smartphones, VR-brillen en elk ander compact apparaat dat kleurencamera’s gebruikt.