Le développement d’un appareil photo doté d’un capteur à un seul pixel et sans objectif progresse grâce à des chercheurs de MIT

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Les appareils photo sans objectif dotés d’un capteur d’un seul pixel sont encore loin d’être une réalité, mais cette technologie se raffine doucement grâce à un groupe de chercheurs du MIT. Ce qui limite pour le moment la conception de tels appareils, est le temps de traitement des images. Mais cela pourrait changer grâce à une nouvelle technologie développée par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology.

Un appareil photo sans objectif ayant un capteur d’un seul pixel, pour qu’il puisse reproduire une image, a besoin d’analysé mille expositions, ce qui est trop lent pour un usage commercial. Cependant, un groupe du MIT Media Lab, a conçu une méthode pour reproduire une image 50 fois plus rapidement que les tentatives antérieures et dans le cas des appareils à un seul pixel, elle pourrait réduire le nombre d’expositions de milliers à quelques dizaines.

Calculer la vitesse des photons

Normalement, les optiques redirigent la lumière vers le capteur pour créer une image nette. Sans objectif, les appareils photo utilisent un « motif aléatoire » qui permet à la lumière d’être capté dans le spectre visible de la lumière. Mais pour parvenir à créer une image, la lumière doit passer à travers ce motif 1000 fois.

Les chercheurs du MIT ont développé une nouvelle « approche » pour créer une image. Au lieu de prendre 1000 expositions, l’appareil photo sans objectif utilise plutôt le temps que prend la lumière pour arriver jusqu’au capteur. Étant donnée que la lumière est limité quant à sa vitesse de propagation à 299 792 458 mètres par seconde, les données de temps donnent au capteur une idée de la distance entre les objets. En assignant ainsi un temps à la lumière, l’appareil photo peut ensuite utiliser ces données pour reconstruire une image.

Une seule exposition

Ces chercheurs on même réussi à perfectionner leur appareil en envoyant une courte impulsion lumineuse et en calculant le temps que prend la lumière pour rebondir ver le capteur. Les chercheurs ont nommés ces appareils des SPADs, pour « single-photon avalanche diodes. Ces appareils peuvent capturer une image bidimensionnelle complète en une seule exposition.

Des membres de l’équipe du MIT nous explique:

Auparavant, l’imagerie nécessitait un objectif, celui-ci transmettait les photons au capteur. Avec l’imagerie informatique, nous avons commencé à nous demander: une optique est-elle nécessaire? Le capteur doit-il être un réseau structuré? Combien de pixels le capteur doit-il avoir? Un pixel est-il suffisant? Ces questions définissent fondamentale ce que sont les appareils photo. Le fait qu’un seul pixel soit nécessaire et qu’un objectif ne soit plus utile, cela réduit les contraintes de conception et permet le développement de nouveaux systèmes d’imagerie.

Pourquoi un appareil photo sans objectif et doté d’un capteur de faible résolution serait-il meilleur ? Tout simplement parce qu’une telle configuration permettrait de réduire la taille des futurs appareils photo, et que ces derniers pourraient également enregistrer le spectre lumineux en dehors de sa partie visible sans avoir à modifier quoi que ce soit. Mais le plus intéressant c’est que ces appareils pourraient être vendus moins cher puisqu’ils n’utiliseraient plus d’objectifs, lesquels sont souvent extrêmement onéreux.

Bien que pour le moment tout cela ne soit rendu qu’au stade de la recherche fondamentale, ces chercheurs ont fait un bon de géant en proposant une nouvelle approche qui pourrait dans un proche avenir nous permette d’avoir un appareil photo sans objectif et ayant un petit capteur qui serait aussi efficace que nos gros appareils.