佳能开发出320万像素SPAD传感器，实现创新的微光成像
2021-12-17 20:46:20 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
佳能（Canon）成功开发出一款超小型SPAD（单光子雪崩二极管）传感器，能够捕捉世界上最高分辨率（相比其他SPAD传感器）的320万像素图像，即使在光线较暗的环境下，其分辨率也高于全高清（约207万像素）。
据麦姆斯咨询报道，近日，佳能（Canon）凭借其专有的像素架构——可有效捕捉光子并大幅放大信号，成功开发出一款超小型（13.2mm x 9.9mm）SPAD（单光子雪崩二极管）传感器，能够捕捉世界上最高分辨率（相比其他SPAD传感器）的320万像素图像，即使在光线较暗的环境下，其分辨率也高于全高清（约207万像素）。新款SPAD传感器预计将于2022年下半年开始在日本川崎事业所量产。此外，一份详细介绍佳能的最新研究结果的论文被2021年12月11日开幕的国际电子元件会议（IEDM）以“Late News”的特殊类别采纳。据悉，该类别是反映世界最尖端技术的论文，在采纳论文中比例不到1%，竞争率很高。
佳能320万像素SPAD传感器
SPAD传感器是一种设计独特的图像传感器，其中每个像素都有一个SPAD感光单元。当单个光子到达一个像素时，其产生的信号会成倍增加——就像创造一个“雪崩效应”——产生一个大的电脉冲。对于CMOS图像传感器，由于测量累积光子的过程，累积电荷的读数包含电子噪声，这会降低图像的质量。同时，对于SPAD传感器，噪声不会干扰光作为电信号的读取。这使得能够清晰地捕获没有信号噪声的目标对象的图像，并提供诸如图像捕获过程中更高的灵敏度、距离测量中更高的精度等优点。
佳能最新开发的SPAD传感器采用专有像素架构，可在每个像素内部反射光子，以便更有效地检测整个有效像素范围内的光子。在同等光照情况下，这种SPAD传感器可以捕捉到与传统CMOS图像传感器相同的图像，然而只需要1/10的成像面积。这使得即使在小型设备中也可以集成超小型传感器的设计成为可能，并大大提高了感光灵敏度，包括近红外光谱上的光，并可在没有星星的黑暗环境中——0.002 lux的微光照条件下实现320万像素的视频拍摄。集成这种新型SPAD传感器的摄像头专为微光拍摄和视频监控应用而生，能够在夜晚清晰识别拍摄对象的运动，就像用肉眼在光线充足的环境中观看一样。
从2022年下半年开始，佳能将开始量产这款SPAD传感器，用于公司面向安全的网络摄像机产品。通过采用这种创新的传感器，佳能的产品将获得竞争优势，并为实现更安全的社会做出积极的贡献。
此外，该SPAD传感器能够实现100 ps级别的极高信息处理速度，使其能够捕捉包括光子在内的高速移动物体。凭借超越全高清的分辨率和可捕捉微弱光线的高灵敏度，该传感器独特的快速响应功能可满足广泛的应用需求，包括自动驾驶汽车、生物医疗、诊断成像设备和科学精密测量仪器。佳能将积极扩大销售网络，以鼓励社会进一步创新和发展。
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