瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)利用单光子雪崩二极体(single-photon avalanche diode, SPAD)影像感测器开发了一款百万像素相机，相机可以检测单个光子，并将其以每秒约1.5亿次的速度转换为电讯号，具有每秒24,000帧（FPS）的帧速率，并具有3.8 ns的时间闸控速度，因此可用於捕获极快的运动或增加所获取影像的动态范围。

光电协进会（PIDA）指出，过去几年有许多针对CMOS 单光子雪崩二极体及其整合电路的研究，SPAD被看好可取代目前使用的雪崩光电二极体，是解决目前车用光学雷达高成本、高复杂度的重要关键元件。

为了提升像素效能，相机的开发人员首先努力将微小的SPAD像素的消耗功率降低至小於1 μW。为了缩小像素尺寸与达到功率要求，研究人员使用了一种回授机制，该机制可以几??立即消除由光子检测触发的电子雪崩，以此改善了像素的整体效能和可靠性。

PIDA解释，研究人员使用改良的布局技术将SPAD感测器更紧密地封装在一起，以提高感测区域的像素密度，让相机能够容纳百万个像素。感测器的阵列尺寸几??是其他感测器的4倍，而像素间距也是历来最小的之一，使得新相机可利用前所未有的速度在微弱的光线下拍摄影像。

然後，研究人员应用积体电路设计技术在大型像素阵列上传送高速的电气讯号。该团队使用所开发的感测器捕捉了2英里内的2D和3D场景，解析度为5.4 mm，精度大於7.8 mm，并展示了相机在双曝光操作模式下的延伸动态范围，并以单光子、时间闸控与飞时测距的实验中完成了空间重叠的多对象检测。快门速度在百万像素上仅有3％的变化，这表示已经可以使用量产技术来制造该感测器。藉由将飞时测距资讯与百万像素的撷取能力相结合，该相机可在极高的速度下重新建构3D图像。

研究人员表示，该相机能够捕捉其他成像技术难以测量的复杂场景，例如透过部分透明的窗囗观看到的物体，并且能够以前所未有的动态范围拍摄传统影像。研究人员并计划进一步改善相机的效能与解析度，同时进一步缩小组件的尺寸，让相机更适合比如说增强实境(AR)与自驾车的光达系统等应用。

根据团队发言人指出，对於运输应用而言，这种新型相机可以透过车上的多个低功率光达来快速撷取周围环境的高解析3D视图，达到更高的自驾车等级与安全性，更有甚之，在未来，无论是量子通讯、感测和运算，都用得到具有数百万像素的SPAD影像感测器。