Secondo Nikkei Asia, Canon ha sviluppato un nuovo sensore di immagine a diodo a valanga a fotone singolo (SPAD) da 3,2 megapixel in grado di scattare fotografie a colori al buio . Dovrebbe entrare in produzione il prossimo anno, ma non aspettarti di vederlo presto nelle fotocamere consumer:è principalmente per applicazioni industriali e di sicurezza.
Cos'è SPAD?
Sebbene la maggior parte dei sensori si basi sul fatto che la luce è composta da particelle, i sensori a diodo a valanga o SPAD a fotone singolo funzionano in modo diverso dai sensori CMOS convenzionali utilizzati nella maggior parte delle fotocamere digitali. Un sensore CMOS misura la quantità di luce che lo raggiunge in un determinato periodo di tempo e poi lo converte in un segnale elettrico, mentre un sensore SPAD converte ogni fotone in un segnale elettrico immediatamente.
Poiché i sensori CMOS si basano sul volume della luce, il loro segnale può essere danneggiato dall'interferenza (o dal rumore) del sensore stesso, che viene amplificato insieme al segnale quando si scatta a un ISO elevato. I sensori SPAD, d'altra parte, contano e amplificano il segnale dei singoli fotoni, il che significa che sono molto meno vulnerabili al rumore. Questo è il motivo per cui possono essere utilizzati in situazioni di scarsa illuminazione estrema.
Problemi di densità di pixel
Nonostante siano stati sviluppati per la prima volta negli anni '70, c'è un motivo per cui i sensori SPAD non sono stati ampiamente utilizzati:storicamente, la loro risoluzione dell'immagine è troppo bassa. Il problema è che ogni sito di rilevamento su un sensore SPAD è piccolo e restringerlo ulteriormente per spremere di più significa che meno luce raggiungerà ciascuno di essi, il che rende più difficile per il sensore rilevare i segnali elettronici risultanti.
L'anno scorso, tuttavia, Canon ha sfondato quello che hanno chiamato "il limite massimo del numero di pixel" con un sensore SPAD da un megapixel. Ora hanno annunciato un sensore da 3,2 megapixel che sono pronti per la produzione commerciale.
A cosa servirà il sensore SPAD di Canon?
Ci sono molti usi scientifici e di sicurezza per un sensore di immagine a luce ultra-bassa che non si basa sugli infrarossi. Per uno, significa che le telecamere di sicurezza possono acquisire immagini a colori che facilitano l'identificazione di persone, automobili e oggetti simili.
Ma i sensori SPAD possono fare molto di più. Il sensore SPAD da un megapixel di Canon dell'anno scorso aveva un otturatore globale in grado di acquisire filmati a 24.000 FPS. È abbastanza veloce da mostrare un impulso di luce che si muove attraverso il fumo. Sebbene le capacità video del sensore da 3,2 megapixel non siano state annunciate, è probabile che siano simili.
I sensori SPAD possono anche utilizzare Time of Flight (ToF) per misurare le distanze e creare una mappa dello spazio tridimensionale, simile a LIDAR. Ciò significa che potrebbero essere plausibilmente utilizzati in robot e veicoli autonomi, nonché in dispositivi di realtà aumentata (AR) e realtà virtuale (VR).
Quando vedremo il sensore SPAD in natura?
Secondo Nikkei Asia , Canon avvierà la produzione del sensore nel 2022 e lo lancerà nelle telecamere di sicurezza nel 2023. Apparentemente, Canon può ancora utilizzare molte delle sue apparecchiature di produzione CMOS esistenti per realizzare il sensore di notizie, il che significa che non dovrà costruire alcun imponente nuove fabbriche per metterlo in produzione.