Un capteur d’images sans optique ? Oui c’est possible et il sera plus petit et plus performant !

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Dans le but de rendre les futurs appareils photo encore plus compacts, des chercheurs ont eu l’idée de supprimer ce qui est le plus encombrant dans un système reflex ou sans miroir; tout simplement l’optique. La société de recherche américaine Rambus Labs a développé de minuscules capteurs d’image sans objectif faisant à peine 200 micromètres d’épaisseur, c’est-à-dire plus petits que la pointe d’un crayon.

Une grille microscopique

La façon dont cela est rendu possible c’est en prenant des photos un peu différemment. Les appareils photo numériques normaux focalisent la lumière sur un capteur, qui divise l’image en millions de pixels et les recrée numériquement. Le capteur Rambus est doté d’une grille microscopique, permettant à la lumière de frapper le capteur de tous les angles. L’image n’est pas reconnaissable à ce stade, mais un logiciel peut reconstruire l’image de départ en quelques secondes. Les implications d’une telle découverte sont évidentes, le capteur étant pratiquement indétectable pour l’œil humain.

Toutefois, les membres de l’équipe qui travaille sur ce projet ne sont pas le seul groupe à chercher à miniaturiser les futurs appareils photo, la Rice University à Houston, Texas, a développé la FlatCam, ce dispositif est en fait un capteur d’image placé sous une grille recouverte de trous. Chaque trou permet à différentes fréquences de la lumière de frapper le capteur. Ces informations sont ensuite traitées à l’aide d’une puce d’imagerie.

De petits pixels pour une meilleure qualité d’image

Si nous voulons des apn minuscules, l’hypothèse de départ est que nous allons avoir au final une qualité d’image inférieure. Peut-être pas. Avec l’aide d’un nouveau type de pixels, les chercheurs de Dartmouth College ont réussi à concevoir de minuscules appareils qui produisent des images nettes.

Dirigé par Eric Fossum, l’inventeur du capteur CMOS, utilisé dans pratiquement tous les smartphones et appareils photo, l’équipe de la Thayer School of Engineering a conçu un nouveau type de capteur d’image qui peut fonctionner particulièrement bien dans des conditions de faible luminosité. Ce capteur est appelé Quanta Image Sensor (QIS). Ce capteur utilise un nouveau type de pixel ultra-petit, appelé « jot ». Les jots sont si petits qu’ils peuvent détecter un seul photon de lumière. Un tel capteur peut avoir 1 milliard de « jots ».

Comment cela améliore-t-il la qualité de l’image? Quand un photon frappe un capteur, celui-ci libère un électron. Les jots sur le QIS sont si sensibles qu’ils peuvent détecter un seul électron, éliminant de ce fait, le bruit dans l’image quand le capteur surchauffe ou lorsque le signal est amplifié pour obtenir des valeurs ISO supérieures à la valeur native du capteur.

Toutes ces nouveautés ne finiront probablement pas sur le marché dans un proche avenir, mais il est intéressant de savoir que nos appareils photo, tels que nous les connaissons, évolueront afin de diminuer les coûts de production et ainsi permette à un plus grand nombre d’utilisateurs d’acquérir l’outil de leur rêve.

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