Canon heeft een nieuwe 3,2-megapixel single photon lawine diode (SPAD) beeldsensor ontwikkeld die kleurenfoto's kan maken in het donker, volgens Nikkei Asia . Het moet volgend jaar in productie gaan, maar verwacht niet dat het binnenkort in consumentencamera's te zien zal zijn - het is meestal voor industriële en beveiligingstoepassingen.
Wat is SPAD?
Hoewel de meeste sensoren erop vertrouwen dat licht uit deeltjes bestaat, werken enkelvoudige foton lawinediodes of SPAD-sensoren anders dan conventionele CMOS-sensoren die in de meeste digitale camera's worden gebruikt. Een CMOS-sensor meet de hoeveelheid licht die het in een bepaalde tijdsperiode bereikt en zet dat vervolgens om in een elektrisch signaal, terwijl een SPAD-sensor elk foton onmiddellijk omzet in een elektrisch signaal.
Omdat CMOS-sensoren afhankelijk zijn van het lichtvolume, kan hun signaal worden beschadigd door interferentie (of ruis) van de sensor zelf, die samen met het signaal wordt versterkt wanneer u opnamen maakt met een hoge ISO. SPAD-sensoren daarentegen tellen en versterken het signaal van individuele fotonen, wat betekent dat ze veel minder kwetsbaar zijn voor ruis. Daarom kunnen ze worden gebruikt in situaties met extreem weinig licht.
Pixeldichtheidsproblemen
Ondanks dat ze voor het eerst werden ontwikkeld in de jaren 70, is er een reden waarom SPAD-sensoren niet veel worden gebruikt:historisch gezien is hun beeldresolutie te laag. Het probleem is dat elke detectielocatie op een SPAD-sensor klein is en als ze verder worden verkleind om er meer in te persen, zal er minder licht bij elke sensor komen, waardoor het voor de sensor moeilijker wordt om de resulterende elektronische signalen te detecteren.
Vorig jaar brak Canon echter door wat zij "het aantal pixels" noemden met een SPAD-sensor van één megapixel. Nu hebben ze een 3,2-megapixelsensor aangekondigd die ze in commerciële productie kunnen nemen.
Waarvoor wordt de SPAD-sensor van Canon gebruikt?
Er zijn veel wetenschappelijke en veiligheidstoepassingen voor een beeldsensor met ultra weinig licht die niet afhankelijk is van infrarood. Ten eerste betekent dit dat beveiligingscamera's kleurenafbeeldingen kunnen vastleggen die het gemakkelijker maken om mensen, auto's en soortgelijke objecten te identificeren.
Maar SPAD-sensoren kunnen nog veel meer. De SPAD-sensor van één megapixel van Canon van vorig jaar had een wereldwijde sluiter die videobeelden kon vastleggen met 24.000 FPS. Dat is snel genoeg om een lichtpuls te laten zien die door rook beweegt. Hoewel de videomogelijkheden van de 3,2-megapixelsensor niet zijn aangekondigd, zijn ze waarschijnlijk vergelijkbaar.
SPAD-sensoren kunnen ook Time of Flight (ToF) gebruiken om afstanden te meten en een kaart van driedimensionale ruimte te maken, vergelijkbaar met LIDAR. Dit betekent dat ze mogelijk kunnen worden gebruikt in robots en autonome voertuigen, maar ook in augmented reality (AR) en virtual reality (VR) -apparaten.
Wanneer zullen we de SPAD-sensor in het wild zien?
Volgens Nikkei Azië , zal Canon in 2022 met de productie van de sensor beginnen en deze in 2023 in beveiligingscamera's lanceren. Canon kan blijkbaar nog steeds veel van hun bestaande CMOS-productieapparatuur gebruiken om de nieuwssensor te maken, wat betekent dat ze geen enorme nieuwe fabrieken om het in productie te krijgen.