能拍摄夜间几公里外画面!Canon 佳能发布 MS-500 摄像头,首发100万像素SPAD传感器
四月时佳能宣布,成功研发出业内首个SPAD传感器摄像头。现在,它来了。
今天,佳能正式发布了全球首款采用SPAD图像传感器的摄像头——MS-500,具有高灵敏度,100万像素,可以在夜晚拍摄到几公里外的画面(彩色画面),非常适合户外远距离夜间监控安保等,比如在港口,草原等场景。另外,它还能精准的进行3D测距,因此也适合部署在智能驾驶的汽车、AR/VR等设备中。不仅如此,还可以……
这款摄像头核心就是SPAD传感器,100 万像素,全称叫 SinglePhotonAvalancheDiode,即单光子雪崩二极管,由佳能和瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)联合开发,克服了长期以来的高像素数难题。
SPAD 传感器能够探测最微弱的光,可达光子量级水平的能量,这主要归功于电子在高压加速到高速时产生的雪崩效应。即在雪崩光电二极管的 p-n 结上施加一个非常高的反向偏压,使结区产生很强的电场,当光照射到 p-n 结时所激发的光生载流子进入结区后,在强电场中会受到加速而获得足够的动能,在高速运动中与晶格发生碰撞,使晶格中的原子发生电离。通过碰撞电离产生的电子空穴对称为二次电子空穴对。新产生的电子空穴对在强电场下又被加速,获得足够的能量再次与晶格碰撞,产生新的电子空穴对,这个过程不断往复,使 p-n 结内载流子迅速增加,电流随之急剧增多,这种现象成为雪崩效应。这种从单光子产生载流子倍增效应的能力,在图像捕捉时可以提供更高的灵敏度。
此外,它使用了一种称为“光子计数”的技术,该技术将进入传感器的每个光子乘以一个大的电信号,使其即使在微弱的光线下也能检测到物体。
所以,SPAD传感器的 MS-500 摄像头可以在暗光环境下,即使是只有 0.001 lux 超暗光环境光下,也能拍出清晰视频(彩色),而不会像传统CMOS传感器一样,在暗光下难以逃脱噪点。
另外,SPAD 传感器还具有高达 100 皮秒(天文学名词,符号是ps)的时间分辨率,使其能够以超高精度探测光子到达像素的精确时间。所以,SPAD 传感器能够实现精确的飞行时间距离测量。
更重要的是,借助 100 万像素的高分辨率和高速图像捕捉,它还能够在多个对象重叠的情况下,精确地进行 3D 距离测量,因此它适用于自动驾驶汽车、扩展现实(xR——增强现实 AR、混合现实 MR、虚拟现实 VR)等设备的 3D 环境感知应用场景中。
最后,它还有更广泛的用途和应用潜力,例如对化学反应进行清晰、安全、持续的反应分析,探测雷击等自然现象,物体坠落,冲击损伤,以及其它肉眼无法精确观察的事件等,因此也可以部署在高性能机器人,当做3D眼睛,通过高精度的信息捕捉推动科学和工业的发展。
重点来了,佳能 MS-500 SPAD 相机售价高达 25200 美元(约18万元),显然不是民用的。
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