瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家通过与佳能(Canon)合作，成功开发出一款能够以破纪录的速度和分辨率拍摄3D图像的相机。这项研究的详情已发表于近日出版的《光学》(Optica)上。
研究人员们展示一款新型的深度感应3D相机，其能够以百万像素的分辨率和24000 fps的帧率来检测单个光子。再像素和帧率创下新高的同时，新技术有望为下一代自动驾驶系统提供视觉识别系统。
项目首席研究员、EPFL高级量子建筑实验室负责人Edoardo Charbon教授表示：这台MegaX相机由EPFL与佳能研究团队共同设计，汇聚双方持续研究15年的单光子雪崩二极管(SPAD)的技术。
作为下一代图像传感器技术中使用的光电探测器核心，SPAD利用高压将电子加速到高速，从而产生雪崩效应，使得传感器能够检测出最小的光量子。足够高的动能还可使附近的电子自由晃动，触发单个电子释放的单个光子可以呈指数地滚落道可读信号中。
首台百万像素级SPAD光感3D相机细节示意图(via EurekAlert)
对于激光雷达(LiDAR)、PET扫描仪和飞行时间(ToF)等3D传感器来说，能够接收目标反射回来的激光、测量往返所需的时间，以绘制出物体在三维世界里的地图。这类传感器的分辨绿通常比较低，少至单像素、多不超过1000个像素阵列，意味着必须水平、垂直(或同时)扫描较大的对象，以及在扫描的准度、精度、或帧率上做出妥协。
新设备在各方面都取得长足的进步，EPFL每秒可拍摄24000帧画面，换算后的数据速率为25GB/s。MegaX极其灵敏，能够检测单个光子，提供前所未有的动态范围，快门时间不到十亿分之四纳秒(短至3.8ns)。
此外，该传感器还可完成其它传感器无法实现的工作，比如通过部分透明的玻璃、获得有关目标物体较好的深度读数等。
