La caméra MegaX est suffisamment rapide pour capturer des photons individuels. © EPFL
Tech

Canon dévoile un capteur qui pourrait révolutionner la photo numérique et la conduite autonome

ActualitéClassé sous :photo , image 3D , photon

-

Canon a développé le premier capteur Spad au monde avec un million de pixels. Cette définition permettrait de prendre des photos sans bruit, de mesurer la distance des objets et aurait des applications pour les caméras, la robotique et les voitures autonomes.

Cela vous intéressera aussi

[EN VIDÉO] Ocean Art Underwater Photo Competition  Le prestigieux concours de 2020 a rassemblé des photographes de plus de 80 pays qui se sont disputés les 45.000 dollars de prix dans neuf catégories (grand angle, macro, comportement animal, portrait, eaux froides, eaux sombres, nudibranches, conservation marine, artistique). 

L'année dernière, Canon avait dévoilé le premier capteur Spad (Single Photon Avalanche Diode ou en français, diodes d'avalanche à photon unique) d'un mégapixel, en association avec des chercheurs suisses. Dans un nouvel article, la firme donne plus d'informations sur cette avancée unique en son genre qui pourrait avoir des répercussions dans de nombreux secteurs.

Comparaison du capteur CMOS, qui souffre de bruit, avec le comptage de photons du Spad. © Canon

Ce nouveau capteur est avant tout destiné à être utilisé en tant que caméra photo et vidéo monochrome. Les capteurs CMOS, habituellement utilisés dans les appareils photos numériques et nos smartphones, mesurent la quantité de lumière de manière analogique, puis convertissent le résultat en signal numérique, ce qui crée beaucoup de « bruit ». Le Spad fonctionne en comptant chaque photon, obtenant ainsi une image d'une clarté inégalée.

Les capteurs Spad conventionnels comparés à celui de Canon. © Canon

Des yeux pour les robots

Pour atteindre une définition d'un million de pixels sans perdre en sensibilité, Canon a réussi à dépasser les limites des capteurs Spad actuels. La firme est parvenue à créer des pixels carrés et à supprimer les espaces entre les pixels afin de capter toute la lumière. Cette technologie est extrêmement rapide, et permet de réduire le temps d'exposition à seulement 3,8 nanosecondes et ainsi de filmer des scènes à 24.000 images par seconde. Canon a ainsi pu créer un clip au ralenti d'un faisceau de lumière qui se déplace à travers de la fumée.

Enfin, ce capteur peut aussi mesurer le temps de vol des photons, comme les capteurs ToF des smartphones et le Lidar de l'iPhone. Cette information supplémentaire permet de voir la scène en trois dimensions avec une définition beaucoup plus élevée que les capteurs actuels. Cela sert notamment pour avoir un autofocus quasi instantané, la réalité augmentée et les voitures autonomes. Canon souligne tout particulièrement l'utilisation pour les robots qui pourraient ainsi voir en 3D. Ce qui est curieux, c'est que Canon a choisi de publier plus de détails un an après l'annonce initiale. Peut-être peut-on espérer voir ce capteur intégrer une voiture ou un robot prochainement ? 

Le capteur Spad a pu filmer le déplacement de la lumière à travers de la fumée (voir l’article de Canon pour la vidéo). © Canon
Pour en savoir plus

Cette caméra ultrarapide capable de photographier les photons est impressionnante

Grâce à une collaboration avec Canon, des chercheurs de l'EPFL ont créé une caméra capable de prendre des photos en 3D avec une vitesse et une définition inégalées. MegaX est tellement rapide qu'elle peut capturer le parcours de photons individuels !

Publié le 25/04/2020 par Edward Back

Des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), en association avec Canon, ont mis au point une caméra d'un nouveau genre. Grâce à des diodes d'avalanche à photon unique (SPAD), MegaX est capable de capturer le parcours de photons individuels avec une définition d'un million de pixels.

MegaX peut enregistrer jusqu'à 24.000 images par seconde, et capter en même temps des objets très sombres et très clairs. « On peut énormément augmenter la dynamique, ce qui n'est pas possible avec une caméra en haute définition » a indiqué le professeur Edoardo Charbon.

Des images en 3D de plusieurs objets simultanément

L'appareil peut également mesurer la durée du trajet d'un photon entre l'objet et la caméra. Cela signifie qu'elle fonctionne comme un capteur de temps de vol (ToF) pour des images en 3D, avec une application notamment en réalité augmentée. De plus MegaX peut détecter plusieurs objets simultanément. Les chercheurs ont pu mesurer en même temps la distance d'une sphère et d'une plaque transparente placée devant, pourtant invisible sur une image 2D.

MegaX n'a pas pour vocation pour l'instant de remplacer les modules photo dans nos smartphones. Le capteur est beaucoup plus grand, chaque pixel mesurant 9 micromètres, contre 0,9 micromètres dans une caméra traditionnelle. « Le but de mes recherches n'est pas forcément d'adapter le modèle MegaX à une caméra conventionnelle, mais créer une caméra 4D (3 dimensions plus le temps) avec le plus de pixels possible afin d'obtenir une résolution plus importante » a déclaré le professeur Edoardo Charbon.

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour. Toutes nos lettres d’information

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !