佳能 Canon MS-500 摄像头，100万像素SPAD传感器、夜间几公里外清晰拍摄视频

4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，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，这款 100 万像素 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，这个非常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。

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。