Canon podle Nikkei Asia vyvinul nový 3,2megapixelový jednofotonový lavinový diodový snímač (SPAD), který dokáže pořizovat barevné fotografie ve tmě. . Do výroby by se měl dostat příští rok, ale neočekávejte, že jej v dohledné době uvidíte ve spotřebitelských kamerách – je to většinou pro průmyslové a bezpečnostní aplikace.
Co je SPAD?
Přestože většina senzorů spoléhá na skutečnost, že světlo je tvořeno částicemi, jednofotonové lavinové diodové nebo SPAD senzory fungují odlišně od běžných CMOS senzorů používaných ve většině digitálních fotoaparátů. Snímač CMOS měří množství světla, které k němu dorazí v daném časovém období, a poté jej převádí na elektrický signál, zatímco snímač SPAD okamžitě převádí každý foton na elektrický signál.
Protože snímače CMOS spoléhají na objem světla, jejich signál může být poškozen rušením (nebo šumem) ze samotného snímače, který se zesílí spolu se signálem při fotografování na vysoké ISO. Senzory SPAD na druhou stranu počítají a zesilují signál z jednotlivých fotonů, což znamená, že jsou mnohem méně náchylné k šumu. To je důvod, proč je lze použít v extrémně špatných světelných situacích.
Problémy s hustotou pixelů
Přestože byly senzory SPAD poprvé vyvinuty v 70. letech, existuje důvod, proč nebyly široce používány:historicky je jejich rozlišení obrazu příliš nízké. Problém je v tom, že každé snímací místo na snímači SPAD je malé a jeho další zmenšení, aby se více vmáčklo, znamená, že na každé z nich dosáhne méně světla, což ztěžuje snímači detekovat výsledné elektronické signály.
Minulý rok však společnost Canon prolomila to, co nazývali „strop počtu pixelů“ s jednomegapixelovým snímačem SPAD. Nyní oznámili 3,2megapixelový snímač, který jsou připraveni uvést do komerční výroby.
K čemu bude snímač SPAD společnosti Canon sloužit?
Obrazový snímač s ultra slabým osvětlením, který se nespoléhá na infračervené záření, má mnoho vědeckých a bezpečnostních využití. Jednak to znamená, že bezpečnostní kamery dokážou zachytit barevné obrázky, které usnadňují identifikaci lidí, aut a podobných předmětů.
Senzory SPAD však umí mnohem více. Jeden megapixelový snímač SPAD od Canonu z minulého roku měl globální závěrku, která dokázala zachytit videozáznam rychlostí 24 000 FPS. To je dostatečně rychlé na to, aby se ukázalo, jak se puls světla pohybuje kouřem. Zatímco video schopnosti 3,2megapixelového snímače nebyly oznámeny, pravděpodobně budou podobné.
Senzory SPAD mohou také používat Time of Flight (ToF) k měření vzdáleností a vytváření mapy trojrozměrného prostoru, podobně jako LIDAR. To znamená, že by je bylo možné použít v robotech a autonomních vozidlech, stejně jako v zařízeních pro rozšířenou realitu (AR) a virtuální realitu (VR).
Kdy uvidíme senzor SPAD ve volné přírodě?
Podle Nikkei Asia Canon zahájí výrobu senzoru v roce 2022 a spustí jej v oblasti bezpečnostních kamer v roce 2023. Canon zjevně může k výrobě nového senzoru stále používat spoustu svých stávajících zařízení na výrobu CMOS, což znamená, že nebude muset vyrábět žádné masivní nové továrny, aby se dostal do výroby.