A Canon kutatási és fejlesztési laboratóriumában átütő sikert értek el a SPAD (Single Photon Avalanche Diode – egy-foton lavina dióda) szenzorok fejlesztésében, amelynek köszönhetően a világ eddigi legnagyobb felbontású SPAD képérzékelőjét voltak képesek létrehozni.
A hagyományosnak tekinthető képérzékelő szenzorok működése során egy foton mozgási energiája egy elektront szabadít fel a fotodiódában (valójában ez nem ennyire egyszerű, a kvantumhatásfok írja le, hogy milyen valószínűséggel szabadít fel egy foton egy elektront, illetve hogy a felszabadított elektronokból mennyi marad meg rekombináció nélkül a kristályrácsban – a modern szenzoroknál ez általában 70-75% körüli, bár hullámhossztól is függ). Ezzel szemben a lavina fotodiódáknál az erőteljes záró előfeszítés miatt egy beérkező foton által kiváltott elektron-lyuk pár beindítja a lavinaáramot, amely többszörös töltésmennyiséget juttathat a számlálóba, mint amennyi szabad elektronnal egy hagyományos CMOS szenzornál dolgozhatnánk.
Ennek köszönhetően akár holdfény nélküli éjszaka is tökéletesen értelmezhető képet képes készíteni egy SPAD szenzor, amelyből a Canon most 3,2 Mpixel felbontásút hozott létre – ez pedig háromszor nagyobb felbontás, mint amit eddig valaha SPAD szenzorból a világon készítettek (megjegyzés: a Canon tavaly 1 Mpixeles SPAD szenzort fejlesztett, ezt triplázta meg most).
Elviekben 2022-től tömeggyártásba kerülhet ez a szenzor, bár azt biztosra vehetjük, hogy nem hagyományos fényképezőgépekbe kerülnek majd ezek: vélhetően önvezető funkcióval rendelkező autókba szerelhetik majd őket, illetve biztonsági kamerák kiegészítő éjjel látó moduljai lesznek, amelyekhez infravörös fényforrás használatára sem lesz szükség.
Érdekességképpen megemlíthető, hogy a SPAD szenzorokat már jelenleg is alkalmazzák pl. mobiltelefonok esetében a közelség érzékelésre, vagy akár a gyógyászatban a Pozitronemissziós tomográfia (PET) során, ahol a rák korai szakaszait tudják vizsgálni azáltal, hogy 3 dimenziós képet hoznak létre szövetekről úgy, hogy pozitron-kibocsátással bomló radioaktív izotópot tartalmazó molekulát juttatnak a vizsgált szervbe és az ebből létrejövő részecskéket számlálják meg a lavina diódás szenzorral (a lavina-diódák kétféle üzemmódban használhatók: Geiger-Müller számlálóként egy foton érzékenységgel, vagy lineáris módban, ahol a kimenet arányos az intenzitással – természetesen a Canon szenzora esetében a képalkotáshoz ez az üzemmód való).
Az SPAD technológia hátránya a hagyományos szenzorokhoz képest a jóval gyengébb dinamika tartomány, valamint az, hogy használat során állandó (hideg) üzemi hőmérséklet kell, így aktív (többnyire Peltier-elemes) hűtést kell használni.
