Canon đã mang tới CES 2026 tại Las Vegas một màn trình diễn công nghệ tập trung hoàn toàn vào cảm biến hình ảnh, thay vì ra mắt một mẫu máy ảnh hay máy quay thương mại. Nhân vật chính của buổi trình diễn là nguyên mẫu cảm biến SPAD (Single Photon Avalanche Diode), được Canon giới thiệu như một bước tiến quan trọng trong nỗ lực mở rộng giới hạn ghi nhận ánh sáng của hệ thống hình ảnh số.
Khác với những màn ra mắt sản phẩm thường thấy, Canon chọn cách “khoe” công nghệ lõi, cho thấy cảm biến này có thể đạt dynamic range cực lớn và hoạt động hiệu quả trong các điều kiện ánh sáng mà cảm biến CMOS truyền thống thường gặp khó. Đây cũng là cách Canon hé lộ hướng nghiên cứu dài hạn, nơi cảm biến được xem là nền tảng cho nhiều lĩnh vực vượt ra ngoài nhiếp ảnh tiêu dùng.
Theo Canon, nguyên mẫu SPAD được trình diễn có kích thước Type 2/3-inch, độ phân giải khoảng 2.1MP. Thông số gây chú ý nhất là dynamic range được công bố lên tới 156 dB, tương đương khoảng 26 stop ánh sáng. Canon nhấn mạnh rằng đây là con số đo trực tiếp trên cảm biến trong các bài thử nghiệm, không phải kết quả suy ra từ xử lý hậu kỳ.
Trong các phần demo tại CES, Canon sử dụng những kịch bản ánh sáng khó để minh họa lợi thế của SPAD, bao gồm chuyển động nhanh dưới ánh sáng LED nhấp nháy (flicker), cảnh có độ tương phản rất cao và môi trường ánh sáng cực yếu. Đây đều là những tình huống dễ khiến camera thông thường gặp hiện tượng banding, cháy sáng hoặc mất chi tiết vùng tối.
Trình diễn công nghệ, chưa phải công bố camera
Canon nhiều lần nhấn mạnh rằng cảm biến SPAD xuất hiện tại CES 2026 là một nguyên mẫu công nghệ, không gắn với bất kỳ sản phẩm camera thương mại cụ thể nào. Hãng không đưa ra thời điểm bán ra hay kế hoạch tích hợp cảm biến này vào dòng máy ảnh hiện có.
Cách tiếp cận này cho phép Canon tập trung vào việc giải thích các nguyên lý và lợi ích cốt lõi của SPAD, thay vì bị ràng buộc bởi yêu cầu hoàn thiện sản phẩm. Với Canon, CES là sân khấu để cho thấy “điểm đến” của công nghệ, chứ không phải “điểm bán” của sản phẩm.
Nguyên mẫu SPAD và con số 26 stop dynamic range
Dynamic range là khả năng ghi nhận đồng thời chi tiết ở vùng sáng nhất và vùng tối nhất trong cùng một khung hình. Trên thực tế, ngay cả các máy ảnh cao cấp hiện nay cũng thường chỉ đạt khoảng 14-16 stop trong điều kiện lý tưởng, và thường phải dựa vào các kỹ thuật HDR hoặc ghép phơi sáng để mở rộng dải sáng.
Với mức 26 stop được Canon công bố, cảm biến SPAD nguyên mẫu cho thấy khả năng ghi nhận dải sáng rộng hơn rất nhiều so với chuẩn hiện tại. Canon trình diễn cảm biến trong các cảnh có nguồn sáng mạnh đặt cạnh vùng tối sâu, cho thấy khả năng giữ chi tiết ở cả hai đầu dải sáng mà không cần can thiệp xử lý phức tạp.
Canon cho biết việc đạt được dynamic range 156 dB giúp cảm biến hoạt động ổn định hơn trong các môi trường ánh sáng thay đổi liên tục, một yếu tố quan trọng đối với các ứng dụng quan sát và ghi hình trong điều kiện thực tế.
Cảm biến SPAD hoạt động như thế nào
Khác với cảm biến CMOS tích lũy ánh sáng dưới dạng tín hiệu analog trong một khoảng thời gian phơi sáng, mỗi pixel SPAD có khả năng phát hiện từng photon riêng lẻ. Khi một photon chạm vào pixel, nó kích hoạt một phản ứng “avalanche”, tạo ra tín hiệu điện được ghi nhận ngay lập tức dưới dạng số.
Cách tiếp cận đếm photon này giúp giảm đáng kể nhiễu đọc, vốn là hạn chế lớn của cảm biến truyền thống trong điều kiện ánh sáng yếu. Đồng thời, SPAD có thể xử lý tốt các cảnh có độ tương phản rất cao, nơi cảm biến CMOS dễ bị bão hòa ở vùng sáng hoặc mất chi tiết ở vùng tối.
Canon cũng giới thiệu kỹ thuật “weighted photon counting”, trong đó thời điểm photon đầu tiên đến được dùng để ước lượng cường độ ánh sáng. Phương pháp này giúp tránh bão hòa ở vùng sáng trong khi vẫn giữ được chi tiết ở vùng tối, góp phần mở rộng dynamic range vượt xa CMOS.
Vì sao Canon chọn CES để trình diễn SPAD
Theo Canon, CES là sân khấu phù hợp để giới thiệu SPAD vì công nghệ này không chỉ phục vụ nhiếp ảnh hay quay phim. Các lĩnh vực như robot, thị giác máy, xe tự hành và tự động hóa công nghiệp đều đòi hỏi khả năng quan sát chính xác trong điều kiện ánh sáng khắc nghiệt.
Bằng cách đặt SPAD trong bối cảnh rộng hơn tại CES, Canon cho thấy tham vọng đưa công nghệ cảm biến vượt ra khỏi giới hạn của thị trường máy ảnh tiêu dùng, hướng tới các hệ thống thị giác thông minh trong tương lai.
SPAD và CMOS: Khác nhau ở cấp độ nào
Bài gốc của PetaPixel so sánh trực diện hai cách tiếp cận: CMOS đo ánh sáng bằng cách tích lũy tín hiệu theo thời gian và chuyển thành giá trị analog, trong khi SPAD ghi nhận từng photon như các sự kiện số hóa riêng biệt. Sự khác biệt này giúp SPAD giảm nhiễu, tăng độ nhạy và mở rộng dynamic range.
Dù vậy, Canon cũng thừa nhận rằng SPAD vẫn đối mặt với nhiều thách thức trước khi có thể xuất hiện rộng rãi trong sản phẩm thương mại, bao gồm chi phí, độ phân giải và khả năng sản xuất hàng loạt. Tuy nhiên, màn trình diễn tại CES 2026 đã cho thấy rõ hướng đi mà Canon đang theo đuổi trong việc định hình thế hệ cảm biến tiếp theo.
