Capteur d’images couleur

Sciences et génie, Appareil optique, Composant électrique et électronique

BESOIN À COMBLER

Les capteurs d’image sont au cœur de l’industrie de l’imagerie numérique. Ils ont considérablement évolué au cours des vingt dernières années, et leur utilisation fait désormais partie de tous les aspects de la vie moderne. Ils sont omniprésents dans les applications comportant des caméras simples : téléphones cellulaires, automatisation intelligente, drones, contrôle de la qualité industrielle, imagerie médicale et ainsi de suite. Ils se présentent dans plusieurs tailles et facteurs de forme différents, et comptent plusieurs millions de pixels qui détectent les images couleur à différents degrés de résolution et niveaux d’éclairement. Étant donné que les pixels classiques sont incapables de distinguer les longueurs d’onde, la détection des couleurs nécessite toujours un filtrage à film mince, faisant appel à des filtres rouge, vert et bleu (RVB) ou cyan, magenta et jaune (CMJ) répartis sur l’ensemble de la matrice de pixels. Les principaux inconvénients du filtrage optique sont la baisse de la résolution de l’image, la diminution de la sensibilité et la perte d’informations associées aux longueurs d’onde due au fait que le filtre fait ombrage à une partie du spectre de réponse des pixels.

PRÉSENTATION DE LA TECHNOLOGIE

La nouvelle technologie de pixels proposée par le Pr Audet et son équipe n’emploie aucun filtrage optique pour la détection des couleurs. Elle fait plutôt appel à la propriété naturelle d’absorption électromagnétique du silicium, qui varie en fonction de la longueur d’onde. Les collecteurs placés à la surface du substrat créent une zone de déplétion dans laquelle la forme du champ électrique attire les porteurs photogénérés vers un collecteur spécifique selon la profondeur à laquelle le porteur a été généré. Le schéma de collecte des charges peut également être ajusté avec précision à l’aide d’électrodes non conductrices placées entre les collecteurs. Le post-traitement des données brutes permet d’obtenir une réponse de longueur d’onde bien définie pour chaque collecteur.

 

AVANTAGES CONCURRENTIELS

  • Solution d’imagerie économique et polyvalente, car le capteur est compatible avec les processus CMOS standard
  • Possibilité d’imagerie dans le visible et l’infrarouge ou d’imagerie spectrale à partir du même capteur

 

OCCASIONS D’AFFAIRES

  • Possibilité d’exploiter la technologie sous licence
  • Recherche d’un partenaire industriel pour participer au développement
  • Admissibilité au financement gouvernemental dans le cadre d’un programme de maturation d’entreprises ou de transfert technologique

 

APPLICATIONS COMMERCIALES

  • Cette technologie d’imagerie peut être utilisée dans une multitude d’applications où il est nécessaire de réaliser une imagerie en couleur, dans le proche infrarouge ou les deux simultanément.
  • Le pixel peut également très bien s’adapter à l’imagerie spectrale.

 

PROTECTION DE LA PROPRIÉTÉ INTELLECTUELLE

  • Brevet accordé aux États-Unis (US9634173B2)

CHERCHEUR PRINCIPAL

Yves Audet

Professeur au Département de génie électrique
Polytechnique Montréal