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Art et photographie

Canon dévoile le premier capteur d'image SPAD avec une résolution de 1 mégapixel

Canon a annoncé avoir créé le premier capteur d'image à diode avalanche à photon unique (SPAD) au monde capable de capturer des photos de 1 mégapixel.

Les capteurs d'image CMOS traditionnels que l'on trouve dans les appareils photo numériques d'aujourd'hui reçoivent des photons et les convertissent en un seul électron, et ces électrons sont utilisés pour déterminer la quantité de lumière frappant chaque pixel du capteur au cours d'une exposition.

Les capteurs d'images SPAD, d'autre part, comportent un élément électronique à chaque pixel qui reçoit un photon unique et le transforme en une «avalanche» d'électrons, résultant en une impulsion électrique relativement importante.

Cela signifie que par rapport aux capteurs CMOS, les capteurs SPAD ont loin une plus grande sensibilité lors de la capture de photos (et une précision beaucoup plus grande pour des choses comme la mesure de la distance).

Comparaison des structures de pixels des capteurs CMOS et SPAD. Illustration par Canon.

Le problème avec les capteurs SPAD est qu'il est beaucoup plus difficile d'adapter la technologie à un nombre de pixels plus élevé. Le capteur révolutionnaire de Canon dispose d'une nouvelle technologie de circuit et utilise le comptage de photons pour sa résolution de 1 mégapixel. L'obturateur global du capteur permet de contrôler simultanément l'exposition de chaque pixel.

Principes des photodétecteurs conventionnels et du comptage de photons. Illustrations de Canon.

Alors, qu'est-ce que l'ultra-haute sensibilité permet au capteur de faire? D'une part, le capteur peut exposer des images en aussi peu que 3,8 nanosecondes pour surmonter diverses distorsions. Le capteur peut également capturer des images à grande vitesse à 24 000 images par seconde – bien qu'avec une sortie 1 bit – permettant aux utilisateurs de filmer au ralenti des mouvements rapides.

Le capteur a une résolution temporelle élevée aussi précise que 100 picosecondes, ce qui signifie qu'il peut déterminer à peu près exactement quand un photon atteint un pixel. Cela permet au capteur de déterminer les distances des objets grâce à des mesures de temps de vol (ToF), utiles pour des choses telles que les voitures autonomes et les caméras 3D.

Mesure du temps de vol. Illustration par Canon.

«Grâce à sa capacité à capturer des détails fins pour l'intégralité des événements et des phénomènes, cette technologie peut être utilisée dans une grande variété de domaines et d'applications, y compris (…) les phénomènes naturels comme les éclairs, les chutes d'objets, les dommages à l'impact et autres des événements qui ne peuvent pas être observés avec précision à l'œil nu », explique Canon.

Bien qu'il ne soit pas clair quand nous pourrons voir ces capteurs dans des applications du monde réel, Canon dit qu'il continuera à "faire progresser sa technologie innovante de capteur d'image" et "à étendre davantage les possibilités de ce qui est visible".

(via Canon via Canon Rumors)

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