佳能SPAD传感器论文获2023年Walter Kosonocky奖
2023-06-15 17:04:03 来源:麦姆斯咨询 评论:0 点击:
据麦姆斯咨询报道,日本佳能(Canon)近日宣布,该公司发表的一篇单光子雪崩二极管(SPAD)论文获得了由图像传感器行业领先学术组织国际图像传感器协会(IISS)颁发的Walter Kosonocky奖,以表彰其对图像传感器技术做出的重大贡献。Walter Kosonocky奖是为了纪念已故Walter Kosonocky博士在固态图像传感器领域做出的杰出贡献而设立,每两年评选一次,颁发给两年中该领域最优秀的论文。
佳能320万像素SPAD传感器(原型)
佳能获得Walter Kosonocky奖殊荣的期刊文章发表于2021年的国际电子器件会议(IEDM),这是半导体器件领域最负盛名的国际学术会议之一。在这篇文章中,佳能宣布开发了世界上第一款320万像素SPAD传感器。
SPAD传感器采用了一种被称为“光子计数”的技术,对进入传感器每个像素的光粒子(光子)进行计数。即使是单个光子进入像素,也会立即被放大约100万倍,然后输出电信号。CMOS传感器(测量在给定时间内到达像素的光量)的信号读出,会不可避免地包含降低图像质量的噪声。但是,SPAD传感器的信号读出没有噪声,因为每个光子都可以进行数字计数。
此外,SPAD传感器可以以极高的精度检测光子到达像素的时间,从而可以精确测量物体的距离和速度。利用这些特性,SPAD传感器在自动驾驶、医学诊断成像和科学测量等广泛领域具有巨大的应用潜力。
佳能开发的320万像素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。
佳能首款搭载320万像素SPAD传感器的超高灵敏度可换镜头相机(ILC)MS-500,图为夜间海港监控效果,右侧图为远摄模式
展望未来,佳能将量产这款SPAD传感器,用于公司面向安全的网络摄像机产品,为实现更安全的社会做出积极的贡献。
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