Miski ei jää varju: Canon tegi pilkases pimeduses nägeva öökaamera

Värviline video salvestatakse ka siis, kui kaamerat tabavad üksikud footonid kilomeetrite kauguselt. Foto: Canon

Tuntud Jaapani kaameratootja Canon on ilmselt esimene, kes ehitas valmis eksperimentaalse ülikõrge valgustundlikkusega sensori tehnoloogiat SPAD (Single Photon Avalanche Diode) kasutava videokaamera. Uus mudel Canon MS-500 sobitub võimsate teleobjektiividega ning suudab salvestada värvilist videot peaaegu kottpimedas, püüdes kinni ka üksikuid footoneid.

SPAD tehnoloogia, nagu nimigi ütleb (nn üksiku footoni voo diood) loendabki üksikuid footoneid ehk väikseimaid võimalikke valguskvante, salvestades täpse hetke, mil need tabavad fotoelemendi pikslimassiivi. Kui piksel tuvastab footoni, vabastab see elektroni.

Nii saab registreerida väikseimagi valguse, mis inimese jaoks pilkases pimeduses siiski liigub ja pildile jääb kõik, mis vähegi valgust kiirgab või peegeldab.

Canon töötas 2021. aastal avaldatud uurimistöö põhjal välja esimese kommertsmudeli, mis taolist tehnoloogiat kasutab. SPAD sensor, mis pandi videokaamera sisse, on üliväike –vaid 13,2 mm x 9,9 mm ning on võimeline jäädvustama kõrgeima eraldusvõimega 3,2-megapikslisi ööpilte isegi ülivähese valgusega. Lisaks on sensor ülikiire, nii et võib praktiliselt hetkega jäädvustada valguse langemise sensoriplaadile.

Aasta tagasi avaldatud videos ongi seda näha, kui Canon suutis salvestada valguskiire teekonna läbi suitsu, nii et valguse liikumine on aegluubis näha:

Kaamera on võimeline tabama pikosekundite (triljondiku sekundi murdosa) jooksul footonite langemist, seega saab selle seadmega salvestada mistahes liikumist valguskiirusele lähedaste kiirusteni.

Sensori valgustundlikkus on 0.001 luksi, mida saab võrrelda tähtedeta pilves öötaevaga.

SPAD sensorid pole siiski midagi täiesti uut, neid leidub isegi mõnedes tänapäeva mobiilitelefonides ja isejuhtivate autode LIDARites. Nende suur kiirus footonite registreerimises lubab näiteks laserskanneril ruumist kolmemõõtmelist pilti salvestada ning ToF (Time of Flight) sensoritel mobiilikaameras pilti täpsemalt teravustada.

Kaamera tagakülg juhtnuppudega. Foto: Canon

Uus on aga Canoni öönägemiskaamera MS-500, mis kuulutati välja 31. juulil. See suudab «näha» kaugeid objekte kilomeetrite kaugusel ning salvestada nende kujutisi pealtnäha pilkases pimeduses Full HD kvaliteediga ja isegi värviliselt. MS-500 sees on 2,1-megapiksline SPAD-sensor ja B4 kinnitusega kere, mis ühildub Canoni võimsate kuni 2400 mm telefoto objektiividega.