TECHNOLOGIES CANON
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TECHNOLOGIES CANON La présente brochure a été imprimée sur du papier certifié par le label FSC (Forest Stewardship Council). CANON INC. 30-2, Shimomaruko 3-chome, Ohta-ku, Tokyo 146-8501, Japon www.canon.com ©Canon Inc. 2012 PUB.CTH14F 0712CGSN 1.4 Imprimé en Allemagne TECHNOLOGIES CANON 2012 TABLE DES MATIÈRES Message de la Direction......................................................................... 1 La R&D de Canon Une dynamique d’innovation permanente................................................... 2 Thématiques de R&D Imagerie médicale....................................................................................... 6 Systèmes de diagnostic génétique................................................................ 7 Vision haute précision................................................................................... 8 Capteurs d’image CMOS............................................................................. 9 Technologie d’interface utilisateur................................................................10 Recherche préconcurrentielle......................................................................11 Projet Tsuzuri.............................................................................................12 Système de lentilles de correction du foyer Newton pour le télescope Subaru.....13 Historique des pionniers du traitement d’image —Retour sur les technologies développées par Canon—...............14 Technologies phares de Canon aujourd’hui Technologies de produits Périphériques d’acquisition Appareils photo compacts........................................................18 Appareils photo reflex.............................................................19 Caméscopes numériques.........................................................20 Équipements Broadcast/caméras en réseau/ équipements médicaux............................................................21 Scanners.................................................................................22 Périphériques de restitution Imprimantes jet d’encre...........................................................23 Imprimantes jet d’encre grand format......................................24 Imprimantes photo de production............................................25 Imprimantes laser....................................................................26 Périphériques multifonctions en réseau....................................27 Presses numériques couleur.....................................................28 Équipements lithographiques Équipement lithographique à semi-conducteurs..........................29 Équipement lithographique pour écrans LCD............................30 Périphériques d’affichage Projecteurs multimédias............................................................31 Technologies d’affichage.......................................................................31 Technologies dites de plate-forme.......................................................32 Technologies environnementales..........................................................33 Technologies de gestion de la qualité..................................................34 Technologies d’ingénierie de production..............................................35 Index...........................................................................................................36 Message de la Direction Améliorer notre qualité de vie et repousser les frontières de l’innovation technologique dans un monde en pleine évolution En démarrant la phase IV de son plan « Excellent Global Corporation » de gestion à moyen et long terme lancé en 2011, Canon déploie aujourd’hui une série d’innovations dans le domaine de la gestion. À notre époque où tout évolue rapidement, où la concurrence est de plus en plus vive et se mondialise, nous encourageons des mutations dans tous nos secteurs d’activité, afin d’établir de nouvelles bases de croissance saine pour notre groupe. Nous ambitionnons de devenir le numéro un incontesté sur le marché du traitement de l’image, qui représente le cœur de métier de Canon aujourd’hui, tout en développant des activités connexes et périphériques. En outre, afin d’assurer le lancement sans délai de produits innovants, nous avons pour objectif de créer une activité centrée sur le développement de solutions et de services de pointe. En parallèle, Canon accentue ses efforts de recherche et développement dans des domaines qui constitueront les secteurs d’activité clés du groupe à l’avenir, tels que l’équipement médical et industriel. Notre but est d’améliorer la qualité de vie de chacun, en perfectionnant et en combinant différentes technologies, tout en développant celles de demain. S’agissant des activités du groupe qui ont trait à sa responsabilité sociale, notamment les initiatives en faveur de la protection de l’environnement, le contrôle de la qualité, la conformité et la participation à la société, nous entendons mettre au point de nouvelles innovations avec un effectif mondial, car notre objectif est de devenir une multinationale qui a réellement atteint l’excellence, qui est respectée et fait figure d’exemple dans le monde entier. Fujio Mitarai Président Directeur Général Canon Inc. La R&D de Canon Une dynamique d’innovation permanente Canon a toujours donné la priorité au développement technologique, qui est le fondement de son identité. Depuis sa création, le groupe n’a eu de cesse de s’agrandir et se développer, en concevant des produits toujours compétitifs, qui reposent sur des technologies performantes. En fait, la croissance de Canon coïncide avec le développement de ses technologies. Dans le cadre de notre plan « Excellent Global Corporation » et des efforts de mutation qu’il implique dans le domaine de la gestion, nous continuons à encourager l’innovation dans tous nos secteurs d’activité, en commençant par la production. Même dans le domaine du développement technologique, je peux affirmer sans exagérer que notre capacité à mettre au point des technologies performantes repose sur notre insatiabilité : nous ne nous contentons jamais du niveau de perfectionnement atteint, c’est pourquoi nous essayons sans cesse de repousser les frontières de l’innovation. En étendant les technologies requises pour nos futures activités et en les approfondissant, nous consoliderons notre capacité à innover et à mener des recherches de très haut niveau, notamment dans des secteurs préconcurrentiels, ce qui nous permettra de préparer l’avenir. En outre, nous intégrerons rapidement ces évolutions à nos produits, afin de proposer la gamme la plus sophistiquée au monde. À l’avenir, Canon s’oriente vers une « diversification à l’échelle mondiale ». Pour atteindre cet objectif, le groupe a l’intention de se réorganiser en trois sièges régionaux. L’implantation de centres d’innovation axés sur la recherche et le développement dans chacune de ses régions : Japon, Europe et États‑Unis, favorisera notre développement technologique. En tenant compte des particularités régionales du Japon, de l’Europe et des États-Unis, nous allons associer des esprits talentueux qui vont se concentrer sur la R&D, de la recherche fondamentale à la recherche appliquée, et dont les efforts seront par la suite porteurs d’activité dans le monde entier. Chez Canon, notre recherche et développement continuera d’évoluer et de progresser, nous offrant un niveau de performance encore jamais atteint grâce à la technologie, contribuant ainsi à améliorer la qualité de vie de tous. Toshiaki Ikoma Vice-Président Exécutif et Directeur de la Technologie Canon Inc. 2 Une culture et une organisation dédiées au développement de technologies performantes Canon doit sa croissance à ses technologies performantes. Le groupe s’est engagé dans la recherche et le développement de technologies étroitement liées à ses principaux produits actuels, notamment l’équipement d’exposition (stepper), le traitement d’image, l’électrophotographie, l’affichage et l’impression jet d’encre. Des produits issus de synergies technologiques Outre les axes majeurs que constituent l’optique et l’ingénierie de précision, Canon est propriétaire de nombreuses technologies performantes, notamment dans les domaines de la conception LSI, du traitement d’image et des systèmes d’imagerie, ainsi que des technologies initiales nécessaires à leur mise en œuvre, dont les matériaux, la simulation, l’analyse et le développement logiciel. Les synergies qui existent entre ces savoir-faire nous permettent de concevoir des produits compétitifs, comme les objectifs interchangeables des appareils photo reflex numériques, qui combinent de nombreuses technologies : commande de précision et mesure optique utilisées sur le moteur de mise au point, diverses technologies des matériaux destinées à optimiser les performances, technologies de production pour corriger les aberrations et concevoir des composants plus compacts, ainsi que les technologies numériques permettant de transmettre l’information de l’objectif à l’appareil photo. La recherche et le développement liés à ces différentes technologies ne sont pas forcément concentrés au sein du même département de Canon. Canon bénéficie d’une solide culture d’entreprise et d’une structure organisationnelle qui lui permet de partager ses différentes ressources entre ses services, qui collaborent pour concevoir des produits leaders sur le marché. Savoir associer les différentes forces en présence fait partie des principaux points forts du groupe. Des technologies d’intégration issues de longues années d’expérience À mesure que les solutions développées deviennent de plus en plus « modulaires », les technologies d’intégration offrent de nombreux avantages, permettant des ajustements mineurs des composants et matériaux des produits, ce qui contribue à accroître leur compétitivité. La technologie électrophotographique fournit aujourd’hui une qualité stable en gérant de manière ingénieuse l’électricité statique, jusqu’alors considérée comme étant extrêmement difficile à maîtriser. De son côté, la technologie jet d’encre combine des composants complexes, dont la taille est de l’ordre du micromètre, à des dispositifs de régulation de la température et d’éjection des gouttelettes. Mises au point grâce aux technologies d’intégration, ces techniques n’auraient pas pu voir le jour sans les compétences et l’ingéniosité, deux valeurs essentielles du groupe. De telles technologies constituent de réels points forts qui se sont consolidés tout au long de l’existence de Canon. Elles n’existeraient pas sans les années d’expérience et le savoir-faire acquis par le groupe, qui ne s’est jamais contenté de la théorie. Renforcer notre capacité à innover en développant et en approfondissant le champ d’application des technologies existantes Afin de perfectionner encore ses technologies, Canon ne cesse de développer et d’approfondir les champs d’application de ses technologies clés. Développer l’étendue des technologies Étendre une technologie signifie élargir son domaine d’application. S’agissant par exemple de la technologie optique, l’extension des plages de longueurs d’onde de la lumière visible à la lumière infrarouge et ultraviolette a permis à Canon de perfectionner ses technologies liées aux pôles d’excellence historiques du groupe. De nouvelles opportunités s’ouvrent ainsi à Canon, notamment en matière d’application et de résolution des problèmes techniques grâce à l’adoption d’approches différentes. Recherche et développement en technologie des matériaux Approfondir les technologies Approfondir une technologie signifie s’assurer que celle-ci est exploitée de manière aussi complète que possible au sein d’un même domaine. Ainsi, pour un même type de matériau de revêtement optique, il peut exister diverses méthodes d’application, telles que le dépôt d’une solution chimique ou l’utilisation d’un film mince poreux. Diverses technologies peuvent être choisies, en fonction de la méthode la plus efficace qui permet d’obtenir les caractéristiques et les spécifications recherchées pour ce matériau. Alors que nous évoluons dans une époque caractérisée par une concurrence technologique intense et l’évolution très rapide des marchés, il est nécessaire de disposer de capacités de recherche et développement suffisamment flexibles pour s’adapter aux changements. Il est essentiel de développer autant de technologies que possible pour pouvoir s’en inspirer et se positionner de façon à répondre immédiatement à toutes les demandes. Ainsi, Canon continuera d’étendre et d’approfondir ses technologies fondamentales pour en développer d’autres qui constitueront le socle de nouvelles activités très rentables et pour encourager l’établissement de plates-formes technologiques en mesure de répondre immédiatement aux besoins du marché. 3 Conserver sa position de leader mondial L’innovation technologique progresse chaque jour. Canon ne se contente jamais des résultats obtenus et mise sur les activités de R&D collaboratives, en association avec d’autres organismes de recherche, qui font appel à des compétences issues du monde entier. Le groupe est également engagé dans la recherche fondamentale sur le long terme, afin de poser dès aujourd’hui les jalons de ses futurs domaines d’activité. Une innovation ouverte sur l’extérieur À l’heure actuelle, Canon utilise ses technologies brevetées et fournit également des technologies performantes à diverses entreprises industrielles, instituts de recherche et universités, afin de concevoir de nouveaux systèmes et appliquer ainsi activement son approche d’innovation ouverte sur l’extérieur. La plate-forme technologique innovante pour l’imagerie biomédicale intégrée, ou Projet CK, a été lancée dans le cadre du programme Creation of Innovation Centers for Advanced Interdisciplinary Research Areas du Ministère de l’Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie du Japon. Associant la fondation pour la recherche scientifique fondamentale de l’université de Kyoto aux capacités de développement de produits de Canon, ce projet a pour objectif la mise au point d’applications pratiques pour des équipements d’imagerie médicale innovants. Le groupe encouragera activement d’autres collaborations entre l’industrie et les milieux universitaires, dans le but de voir aboutir de nombreuses technologies prometteuses. Laboratoire du Projet CK à l’hôpital universitaire de Kyoto au Japon Mondialisation Canon souhaite que le Japon ne soit plus la seule source d’innovations technologiques et vise à étendre cette activité à l’ensemble du groupe, en incluant également l’Europe et les États-Unis, grâce à l’établissement d’un système de gestion de la recherche et du développement à trois sièges régionaux. Cette décision a pour objectif de mettre en contact les centres de recherche et de développement du monde entier et de combiner leurs efforts pour obtenir des résultats concrets. À l’heure actuelle, Canon U.S. Life Sciences, Inc. encourage la recherche et développement dans le domaine des systèmes de diagnostic génétique. L’entreprise a pour objectif de développer des applications pratiques de ces systèmes aux États-Unis, un pays leader dans le secteur des biotechnologies, avec un marché très étendu dans ce domaine. Dans le même temps, ces efforts sont soutenus par le Japon, qui a mis au point un grand nombre de technologies de fabrication, notamment par le développement de méthodes de production en série utilisant des technologies optiques et d’ingénierie de haute précision. En outre, les centres de recherche du groupe hors Japon, tels que Canon Research Centre France S.A.S et Canon Information Systems Research Australia Pty. Ltd., mettent à profit leurs spécificités régionales pour mener des activités de recherche et développement dans les domaines technologiques dans lesquels ils excellent. Canon U.S. Life Sciences, Inc. Des défis à relever dans le domaine de la recherche préconcurrentielle Canon ne se concentre pas uniquement sur la recherche et le développement pour ses produits actuels, ainsi que sur les technologies fondamentales et les technologies dites de plate‑forme sur lesquelles ils reposent. La société mène également des activités de recherche préconcurrentielle, un domaine qui requiert souvent au moins 10 ans de développement pour aboutir à de premiers résultats. En s’engageant dans la recherche fondamentale de domaines encore inexploités, le groupe souhaite favoriser l’innovation et créer de tout nouveaux marchés qui n’existent pas encore à l’heure actuelle. 4 Canon Research Centre France S.A.S. La R&D de Canon Un environnement de R&D centré sur l’humain Le principal point fort du service de recherche et développement de Canon est son environnement qui met l’humain en valeur. Chaque employé est imprégné de la culture d’entreprise du groupe, qui met l’accent sur un haut sens des responsabilités et une motivation à toute épreuve dans un environnement caractérisé par une grande ouverture d’esprit. Communication active entre les ingénieurs Afin de s’adapter à l’évolution constante des technologies, Canon mène activement diverses actions de formation technologique, en plus des activités propres à la « communauté technologique », qui concernent les ingénieurs travaillant dans le même domaine mais répartis dans plusieurs services. La société souhaite accroître les compétences de ses ingénieurs, en les faisant bénéficier de la connaissance et de la sagesse de chaque employé, et en impliquant ces derniers dans les discussions. Canon tient son Innovative Technology Forum (Forum des technologies innovantes) une fois par an. Cette initiative, semblable à une conférence scientifique interne, inclut des présentations et des ateliers qui se concentrent sur les thématiques de recherche et développement qui progressent actuellement le plus rapidement. De nombreux ingénieurs employés à divers niveaux de responsabilité et travaillant dans des domaines différents se rencontrent pour discuter et échanger leurs points de vue sur la technologie, dans le cadre d’une initiative qui vise à renforcer la capacité d’innovation générale du groupe. Formation des ingénieurs grâce à un système d’études à l’étranger Canon renforce son système d’études à l’étranger pour ses ingénieurs, afin de former des spécialistes capables de s’imposer face à la concurrence internationale, mais aussi de coopérer à des projets d’envergure mondiale. Anticipant sur l’avenir, le groupe développe ainsi plus rapidement ses prochaines technologies au sein de ses secteurs d’activité actuels, de même que des technologies avancées dans des domaines de recherche qui lui seront indispensables dans le futur. Les ingénieurs qui ont acquis des compétences technologiques de pointe se familiarisent également avec les cultures et les langues des pays et régions dans lesquels ils étudient, pour étendre leur champ d’activité à leur retour au Japon. Un groupe fondamentalement tourné vers la technologie « Nous rêvons de fabriquer le meilleur appareil photo du monde. » C’est dans cet esprit qu’est née l’activité de recherche et développement de Canon. Depuis lors, le groupe a constamment amélioré ses technologies et transmis cet esprit tourné vers l’innovation, mettant l’accent sur l’originalité des techniques mises au point. Afin de continuer à obtenir d’excellents résultats en matière de R&D, Canon réalise en permanence d’importants investissements dans ce domaine et alloue les ressources appropriées de manière stratégique, selon les lignes directrices définies par la direction. lDépenses du groupe Canon en matière de R&D et dépenses de R&D par rapport au chiffre d’affaires net (yen) 500 milliards Rapport dépenses de R&D/CA net (axe de droite) 400 milliards 8,0 300 milliards 6,0 200 milliards 4,0 100 milliards 0 (%) 10,0 2,0 Dépenses de R&D (axe de gauche) 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 (Année) Innovative Technology Forum (Forum des technologies innovantes) Soutien aux inventeurs Après avoir établi les orientations technologiques et la stratégie générale de la direction de Canon, le groupe convertit activement les résultats de sa recherche et développement en propriété intellectuelle et s’efforce d’accroître sa compétitivité au niveau de toutes les activités concernées. Une initiative tout à fait propre à la société est la PGA (Patent Grade‑up Activity, activité d’optimisation des brevets). Les inventeurs, ainsi que d’autres ingénieurs, collaborent avec les employés du service de la propriété intellectuelle pour discuter de manière approfondie d’une invention particulière. Ce procédé n’améliore pas seulement la qualité des brevets déposés, mais peut également mener à la découverte d’autres inventions. Grâce à la collaboration entre le service technologie et le service de la propriété intellectuelle, Canon se classe régulièrement parmi les premières entreprises qui se voient accorder des brevets sur le territoire américain. En outre, Canon a reçu à deux reprises le « Prix impérial de l’innovation », décerné par l’Institut japonais de l’invention et de l’innovation pour récompenser des inventions remarquables, offrant des résultats particulièrement exceptionnels. L’imprimante Bulle d’encre et le capteur large pour la radiographie numérique en temps réel mis au point par Canon ont chacun reçu un prix et constituent toujours des technologies phares du groupe à l’heure actuelle. l10 premières sociétés en termes de brevets accordés aux États-Unis en 2010 Classement 1 Société IBM Nombre de brevets 5 879 2 SAMSUNG ELECTRONICS 4 549 3 MICROSOFT 3 089 4 CANON 2 543 5 PANASONIC 2 469 6 TOSHIBA 2 229 7 SONY 2 152 8 INTEL 1 656 9 HEWLETT-PACKARD 1 491 10 LG ELECTRONICS 1 487 * D’après le nombre de brevets hebdomadaire indiqué par le Département du commerce américain. 5 Détection précoce des tissus cancéreux invisibles Imagerie médicale Mettant à profit les technologies de traitement d’image que le groupe a développé au fil des ans, Canon mène des activités de recherche et développement sur les appareils d’imagerie médicale avancés qui contribuent à réduire l’exposition aux rayons X des patients et à faciliter le travail des hôpitaux impliqués dans les traitements médicaux de pointe. Bénéficiez de soins complets plus facilement dans votre centre de soins Les appareils médicaux (ou modalités) permettant de produire des tomogrammes ou des images en 3D des organes d’un patient de façon non invasive jouent un rôle essentiel dans le secteur de la santé. Les appareils actuels reposent généralement sur des technologies telles que la tomodensitométrie à rayons X (CT) et l’IRM (imagerie par résonance magnétique), qui rendent les examens à la fois lourds et onéreux. De plus, si l’on tient compte de la surexposition aux rayons X et des autres effets potentiels sur le corps humain, ce type d’équipement doit être installé dans des zones particulièrement contrôlées au sein des locaux médicaux, ce qui demande une prise en compte particulière dès la conception des plans des bâtiments. En exploitant pleinement des technologies de traitement d’image perfectionnées depuis plusieurs décennies, Canon souhaite contribuer aux traitements médicaux de pointe et s’efforce de développer des appareils entièrement nouveaux, moins volumineux, plus économiques, pour des examens indolores, sans irradiation des patients et du personnel et qui ne présentent aucun danger pour la santé. Collaboration entre l’industrie et les milieux universitaires : recherche et développement en association avec l’université de Kyoto Le Projet CK est une initiative de Canon et de l’université de Kyoto, qui vise à faire avancer la recherche et le développement en imagerie médicale. Il a été lancé en 2006 dans le cadre du programme Creation of Innovation Centers for Advanced Interdisciplinary Research Areas, financé par le Ministère de l’Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie du Japon. Prévu pour durer dix ans, ce projet vise des applications pratiques de la recherche, en commençant par la recherche fondamentale. À l’heure actuelle, plus de 200 ingénieurs Canon et chercheurs de l’université de Kyoto spécialisés en médecine, ingénierie, pharmacie et informatique, unissent leurs efforts pour relever des défis variés et complexes dans le cadre de la recherche et du développement de solutions de diagnostic par imagerie médicale. Implanté sur le site de l’hôpital universitaire de Kyoto, le Clinical Research Center for Medical Equipment Development (centre de recherches cliniques pour le développement d’équipements médicaux) a ouvert ses portes en 2011. Le Projet CK utilise ses installations pour faire évoluer ses recherches cliniques plus rapidement. Imagerie photoacoustique pour la détection de lésions à un stade extrêmement précoce L’imagerie photoacoustique est l’une des deux thématiques couvertes par le projet CK. Elle utilise l’effet photoacoustique, phénomène par lequel les tissus du corps humain produisent des ultrasons du fait de leur absorption de l’énergie lumineuse et de la dilatation thermique qui s’ensuit. Elle 6 Laser proche de l’infrarouge Écran Absorbeur de lumière (angiogenèse) Ondes ultrasonores Jeu de capteurs à ultrasons Processeur de signal Représentation conceptuelle d’un système d’imagerie photoacoustique utilise un laser proche de l’infrarouge comme source lumineuse et de nouveaux capteurs pour détecter les ultrasons générés, ce qui permet de visualiser les vaisseaux sanguins sans produit de contraste. Canon souhaite dans un premier temps appliquer cette technologie aux mammographies, pour le dépistage du cancer du sein. Cette technique permet d’éliminer tout risque d’irradiation pendant les examens et de soulager ainsi les patients. Dans le même temps, les appareils développés à l’aide de l’imagerie photoacoustique seront moins volumineux et moins onéreux que ceux utilisés aujourd’hui. Par rapport aux solutions actuellement disponibles, le dispositif d’imagerie photoacoustique permet de dépister des tumeurs cancéreuses de plus petite taille, ce qui permet de détecter les lésions à un stade précoce, lorsqu’elles sont difficiles à identifier. Une technologie d’imagerie médicale qui s’adresse au monde entier Les progrès rapides des technologies de l’information ont révolutionné les soins de santé. Les innovations technologiques faisant progresser l’ensemble des sciences de l’information, les fabricants ont désormais la possibilité de lancer de nouveaux appareils sur le marché. Pour autant, le marché des solutions d’imagerie médicale conserve un important potentiel de croissance, en particulier du fait de facteurs sociétaux tels que l’intensification de la demande pour une meilleure qualité de vie et la combinaison entre un faible taux de naissances et une population vieillissante au Japon et dans d’autres pays. Bien sûr, le Japon n’est pas le seul pays du marché des soins de santé, celui-ci s’étendant non seulement à l’Asie, mais également au reste du monde. En poursuivant la collaboration industrie/milieux académiques avec l’université de Kyoto et d’autres centres d’enseignement japonais, Canon a l’intention de promouvoir et de disséminer un processus d’ouverture à l’innovation dans le monde entier. Thématiques de R&D Nouvelles perspectives pour le diagnostic des maladies génétiques héréditaires Systèmes de diagnostic génétique Nous comprenons de mieux en mieux le lien qui relie diverses maladies et notre code génétique. Les outils de diagnostic génétique seront donc sans doute amenés à jouer un rôle majeur dans la détection précoce des maladies génétiques et l’élaboration de thérapies ciblées sur le gène défaillant. C’est dans cette optique que Canon consacre une partie de sa recherche et développement à ce domaine. Les États-Unis au centre de la recherche et du développement dans le domaine des systèmes de diagnostic génétique Les possibilités en matière de diagnostic génétique se multiplient de manière exponentielle, permettant de déterminer les causes de certaines maladies, de développer des thérapies ciblant un gène particulier et de tester et de diagnostiquer les risques de développer une pathologie, en analysant l’ADN, le « code » de la vie. Ainsi, le diagnostic génétique commence à jouer un rôle essentiel dans le domaine médical, en permettant le dépistage des maladies héréditaires et l’analyse de l’efficacité et des effets secondaires des médicaments contre le cancer et d’autres maladies. De même, il facilite la recherche de virus et autres agents pathogènes. Aux États-Unis, où le recours au diagnostic génétique est très répandu, les résultats des tests de centres d’analyses spécialisés contribuent d’ores et déjà à déterminer l’approche à adopter pour le traitement des maladies. Canon, par le biais de sa société Canon U.S. Life Sciences, Inc., basée dans le Maryland, mène des activités de recherche et développement pour mettre au point un système de diagnostic génétique innovant. génétique de Canon devait être utilisé dans la pratique, il permettrait probablement de réaliser des tests complexes en quelques heures. Par ailleurs, un dépistage efficace et des tests améliorés permettraient de réduire considérablement les coûts des analyses et d’encourager dès le départ des habitudes de vie qui réduisent le risque d’apparition de maladies génétiques liées à l’âge. Contribution au diagnostic génétique grâce à une collaboration internationale Aux États-Unis, pays très actif sur le plan de la recherche dans le domaine des biotechnologies, Canon U.S. Life Sciences collabore avec des universités et d’autres instituts de recherche afin d’élaborer des caractéristiques de produits adaptées à une utilisation clinique, et mène des recherches pour développer des dispositifs et des réactifs de test plus précis. En parallèle, Canon poursuit également la recherche et le développement au Japon, afin de mettre au point des techniques de production en série et d’élaborer ainsi des méthodes de test exclusives, qui s’appuient sur des technologies de production avancées. Les activités de recherche et de développement en matière de systèmes de diagnostic génétique correspondent par conséquent à un effort commun des chercheurs japonais et américains. Une première étape vers une application pratique a été franchie avec l’installation d’un système prototype sur le campus de l’université de l’Utah en novembre 2010. Il est prévu que d’autres systèmes soient installés sur d’autres sites. Ces installations seront suivies par des évaluations de performances et le développement conjoint d’applications, afin d’aboutir rapidement à la commercialisation du système. Canon a l’intention de contribuer de manière significative à l’amélioration des soins médicaux par le développement et la production d’un système de diagnostic génétique rapide et de haute précision, issu d’une collaboration mondiale sur le plan de la recherche et du développement. La technologie de traitement d’image de Canon au service du diagnostic génétique Le système de diagnostic génétique de Canon utilise une technologie de traitement haute précision du verre et un équipement d’exposition des semi-conducteurs pour former des microcanaux mesurant environ 20 µm de profondeur dans le verre. La création de séquences réactives entre l’ADN et les réactifs de test dans ces microcanaux permet d’amplifier les réactions et de traiter rapidement de minuscules échantillons d’ADN. En outre, un capteur CMOS haute sensibilité, semblable à ceux qui équipent la gamme d’appareils photo reflex numériques EOS de Canon, permet au système de mesurer exactement la quantité d’ADN fluorescent, afin de détecter les mutations génétiques en alliant rapidité et précision. Le système offre la possibilité d’étudier automatiquement et en continu les mutations sur plusieurs sections d’ADN et permet Zone d’amplification de l’ADN ainsi de procéder de manière rapide Ouvertures pour Zone de détection et pratique à des tests complexes, l’insertion initiale de l’ADN d’ADN qui seraient difficilement réalisables avec les méthodes conventionnelles. De plus, même en utilisant les appareils les plus récents, le diagnostic génétique Ouvertures nécessite plusieurs dizaines de minutes pour l’insertion d’ADN et pour obtenir des résultats simples et du réactif de test il requiert plusieurs heures, voire plus par le robot Interface de régulation de la pression d’une journée en cas de tests plus complexes. Si le système de diagnostic Plateau de réactif de test Écran à interface tactile Cartouche de diagnostic génétique Système de diagnostic génétique (maquette) 7 Donner la vue à des robots intelligents Vision haute précision Anticipant le jour où des robots intelligents joueront activement de nombreux rôles au sein de la société, Canon poursuit le développement d’une technologie de Super vision via une machine, grâce au savoir-faire que l’entreprise a acquis dans les domaines du traitement d’image, de la reconnaissance, du traitement de l’information et d’autres technologies. Développement de la Super vision via une machine : un véritable défi Dès que des informations visuelles parviennent à notre œil d’humain sous forme de luminosité, de couleur, de contraste, de texture, de structure ou autre, notre expérience nous permet de les analyser instantanément et de déterminer notamment si l’objet perçu est grand ou petit, s’il s’agit d’un animal ou d’une autre personne, d’un homme ou d’une femme, s’il représente un danger ou pas. Ce type d’informations visuelles est toutefois généralement très volumineux et leur analyse et leur évaluation exige un traitement très rapide et très efficace pour nous permettre de réagir instantanément. Canon s’efforce actuellement d’atteindre la « Super vision via une machine » (SMV), un système de vision nouvelle génération qui surpasse les capacités de la vision humaine. Pour ce faire, la société s’appuie sur les technologies de mise au point automatique (AF) perfectionnées tout au long du développement de ses appareils photo et matériels professionnels, et sur l’exploitation des technologies de reconnaissance d’images et de traitement des données employées par les systèmes de détection des visages et de reconnaissance des caractères. Le développement de la SMV s’articule en deux domaines : la Vision via une machine industrielle et le Contrôle de la vision via une machine, afin d’aboutir à une vision robotique intelligente, capable non seulement de fonctionner sur commande, mais également de détecter, d’évaluer et d’apprendre, comme les êtres humains, sur la base d’un historique mémorisé (expérience), en fonction des changements environnementaux et de situation. cela rendait difficile l’identification de composants individuels dans un grande pile. Mais avec la Vision via une machine industrielle, le développement met l’accent sur la mise au point de capacités de vision permettant de fournir et d’assembler de tels composants à grande vitesse et avec une précision élevée. Canon envisage d’apporter d’autres améliorations à la technologie SMV destinée aux machines industrielles, de manière à pouvoir l’exploiter sur des robots encore plus intelligents. Conception de robots intelligents grâce à la Vision via une machine industrielle Avec la Vision via une machine industrielle, Canon ambitionne de mettre au point des systèmes de vision pour les robots de production automatique utilisés dans les processus d’assemblage et de contrôle qualité d’un large éventail de produits. Exerçant les mêmes fonctions que l’œil humain, l’unité d’éclairage et d’enregistrement employée dans ces systèmes exploite certaines des technologies optiques et de traitement d’image les plus évoluées de Canon. En parallèle, l’unité de traitement, qui joue le rôle de cerveau du système, met en œuvre diverses technologies de reconnaissance et de traitement de l’image développées par la société. De plus, pour obtenir des capacités d’apprentissage intelligent, les algorithmes de l’unité ont été développés à partir de l’apprentissage de la machine via l’enregistrement de statistiques : une approche par laquelle l’estimation et l’apprentissage deviennent possibles grâce à l’analyse de données statistiques. Un grand nombre de composants utilisés dans les appareils photo et autres produits étant de couleur achromatique (souvent noirs ou blancs) ou fabriqués dans un matériau brillant ou transparent, Contrôle de la vision via une machine pour les robots pouvant cohabiter avec les humains Le Contrôle de la vision via une machine, qui se concentre sur la sécurité et la sûreté, cible des secteurs de plus en plus importants pour améliorer la qualité de vie, notamment dans les domaines de la gestion sanitaire et de la rééducation, en détectant les risques menaçant la sécurité des enfants et des personnes âgées. Les prochains progrès des systèmes de contrôle de la vision devraient donner naissance à une nouvelle génération de caméras en réseau simulant l’intelligence humaine, en particulier avec la reconnaissance et l’apprentissage des postures, gestes et comportements. Canon envisage d’exploiter ce système dans le domaine de la santé, de l’assistance aux personnes et dans de nombreuses activités de soutien qui permettront aux gens de mener leurs activités quotidiennes avec un sentiment de sécurité bien plus important. En outre, le groupe poursuivra le développement de cette technologie dans le but de fabriquer un œil robotique coexistant harmonieusement avec l’œil humain. Anticipant le jour où les robots intelligents joueront activement de nombreux rôles au sein de notre société, Canon se dévoue entièrement au développement de la Super vision via une machine. 8 Robot (capteurs) Contrôleur Traitement d’image 3D/ Traitement des mesures Détection et identification Éclairage et capture Échange de données Échange de données Contrôle intelligent Apprentissage Objets ciblés Présentation conceptuelle de la fonction d’identification Thématiques de R&D Ouvrir de nouveaux horizons à l’industrie et aux milieux universitaires Capteurs d’image CMOS Outre les capteurs d’image utilisés sur ses appareils photo numériques grand public, Canon explore de nouvelles opportunités pour les milieux universitaires et le secteur industriel, grâce au développement de capteurs d’image CMOS ultra-haute sensibilité et de capteurs d’image CMOS ultra-haute résolution. Le plus grand capteur d’image CMOS ultra-haute sensibilité au monde Un certain niveau de luminosité est requis lorsque vous prenez des photos ou réalisez des vidéos avec un appareil photo ou un caméscope numérique. Sans cet éclairage minimum, les images ne peuvent pas être saisies, en raison d’une sensibilité trop faible. Afin d’améliorer ses éléments d’imagerie, Canon s’est efforcé d’atteindre des niveaux de sensibilité supérieurs et d’accroître les dimensions de ses composants, tout en maintenant des performances de lecture à grande vitesse. Le résultat : le capteur d’image CMOS le plus grand du monde, qui mesure environ 20 cm². À l’heure actuelle, le diamètre standard des tranches de silicium à partir desquelles les capteurs CMOS sont fabriqués est de 12 pouces (environ 30 cm). Le capteur de 20 cm de côté est donc la plus grande taille qui puisse être fabriquée à partir de ce type de tranche, et équivaut à environ 40 fois la taille d’un capteur CMOS grand format de 35 mm. Augmenter la taille des capteurs CMOS implique de résoudre des problèmes tels que la distorsion de l’image et les retards de transmission des signaux électriques générés par conversion de la lumière. Afin d’y remédier, Canon a non seulement utilisé un circuit de traitement en parallèle, mais a également dû faire preuve d’ingéniosité pour ce qui est de la méthode de transmission des signaux. Ainsi, le capteur permet l’enregistrement de vidéos à une vitesse de 60 images par seconde avec une luminosité de 0,3 lux seulement (à peu près le même niveau de clarté qu’à la pleine lune). Outre les caméras de surveillance nocturne, les applications potentielles de ce capteur CMOS ultra-haute sensibilité incluent l’enregistrement vidéo de corps célestes de nuit, l’observation du comportement nocturne des animaux et l’étude des aurores polaires. Une fois installé sur le télescope de Schmidt de 105 cm de diamètre de l’observatoire de Kiso, qui dépend de l’Institut d’astronomie de l’université de Tokyo, le capteur ultra-haute sensibilité a permis de réaliser pour la première fois des vidéos de météores d’une magnitude apparente de 10, un niveau d’éclairement si faible qu’il n’avait pas encore été possible d’enregistrer des images dans ces conditions. Il a ainsi prouvé que la fréquence à laquelle les météores de faible luminosité passent dans le ciel coïncide avec les estimations théoriques actuelles. En contribuant à l’enregistrement et à l’analyse statistique plus détaillés des météores, cette technologie pourrait permettre de mieux comprendre leur incidence éventuelle sur le développement de la vie sur Terre. Capteur d’image CMOS ultra-haute résolution de 120 millions de pixel Canon a consacré de nombreuses années de recherche à tenter de réduire la taille des pixels de ses capteurs d’image CMOS. Ces efforts ont permis d’aboutir à des résultats époustouflants : la taille d’un pixel atteint 2,2 µm, pour un total de 120 millions de pixels environ Comparaison de tailles : le grand capteur d’images CMOS ultra-haute sensibilité et l’appareil photo reflex numérique EOS 600D (EOS Rebel T3i) sur un seul capteur. Par rapport aux capteurs de même taille intégrés à des produits existants, le capteur CMOS au format APS-H (approximativement 29 x 20 mm) affiche environ 7,5 fois plus de pixels et une résolution multipliée par 2,6. Ce capteur se caractérise par un traitement en parallèle, qui prend en charge la lecture à haute vitesse du grand nombre de pixels. En modifiant le mode de commande de la synchronisation du circuit de lecture, Canon a également pu obtenir une lecture à grande vitesse des signaux du capteur. En conséquence, le capteur permet une vitesse de lecture maximale d’environ 9,5 images par seconde et prend en charge l’enregistrement continu d’images ultra-haute résolution. Les images enregistrées avec le capteur CMOS ultra-haute résolution maintiennent des niveaux de définition et de netteté élevés lorsqu’elles sont recadrées ou agrandies numériquement. Ce capteur offre donc diverses possibilités d’applications industrielles, notamment pour les appareils photo utilisés pour les prises de vue destinées à la réalisation d’affiches grand format, les caméras servant à l’inspection visuelle de composants de haute précision, les caméras de surveillance aérospatiale et les caméras omnidirectionnelles. La résolution extrêmement élevée de 120 millions de pixels du capteur CMOS de Canon pourrait permettre de mettre au point des applications industrielles totalement nouvelles qui étaient autrefois du domaine de la fiction. 9 Une maniabilité qui tient toutes ses promesses Technologie d’interface utilisateur Recherche dans une base de données d’images en s’appuyant sur la technologie sémantique Système collaboratif qui utilise la reconnaissance des gestes Les interfaces utilisateur des terminaux informatiques mobiles et autres appareils évoluent rapidement. En qualité de pionnier du développement de technologies d’interfaces utilisateur avancées, Canon travaille actuellement sur de nouvelles innovations dans ce domaine. L’importance croissante des technologies d’interfaces utilisateur Comprendre les intentions de l’utilisateur À l’heure actuelle, les terminaux informatiques mobiles tels que les smartphones et les tablettes PC sont dotés d’interfaces utilisateur qui vont au-delà de la simple convivialité intuitive et efficace : ces systèmes rendent l’utilisation du périphérique agréable, reflétant une évolution qui offre des fonctionnalités nouvelles et crée une relation entre les utilisateurs et leur système. Canon a fait partie des premières sociétés à lancer des produits innovants intégrant des technologies d’interfaces utilisateur avancées, tels que la première calculatrice électronique à 10 touches en 1964, une interface utilisateur graphique utilisant un écran tactile en 1987 et, en 1989, la reconnaissance manuscrite et vocale, de même que la commande oculaire. Aujourd’hui, la société investit dans le développement de diverses technologies, y compris la reconnaissance des gestes et la réalité mixte (MR), afin de mettre au point des interfaces utilisateur compatibles avec les fonctions et services avancés. 10 La Canola 130, la première calculatrice électronique à 10 touches au monde (1964) Le NAVI avec interface utilisateur à écran tactile (1987) L’Ai Note qui permet une saisie manuscrite (1989) Le téléphone télécopieur CF-H7CL fonctionnant par commande vocale (1998) Les interfaces utilisateur de Canon visent à offrir des performances répondant aux attentes des utilisateurs, ce qui implique de comprendre exactement leurs instructions et de transmettre correctement au système leur but, leur signification et les intentions de l’émetteur. Pour remplir cet objectif tout en réduisant les efforts à fournir par l’utilisateur et en permettant un accès universel à ses appareils, Canon tente d’étendre le domaine d’application des technologies de détection et de reconnaissance de l’écriture manuscrite, de la voix et des gestes, qui sont essentielles pour mettre au point des interfaces utilisateur multimodales (utilisant différents sens, tels que la vue, l’ouïe et le toucher). Technologie d’affichage pour guider les utilisateurs Il est essentiel que les interfaces utilisateur n’offrent pas seulement un retour sensoriel correspondant aux instructions de l’utilisateur, mais qu’elles affichent (indiquent) également avec précision l’état du système et les résultats des commandes, ainsi que les informations nécessaires pour les opérations suivantes. Pour rendre ce retour d’information possible, Canon a créé une série de technologies sous-jacentes qui fonctionnent indépendamment de la taille ou du type d’affichage utilisé, notamment une technologie de restitution pour optimiser l’affichage des résultats, une technologie d’affichage 3D, vidéo et d’animation homogène pour dynamiser les données et une technologie de visualisation qui permet l’affichage visuel d’informations qu’il est généralement impossible d’exploiter de cette manière. Prochaines évolutions des interfaces utilisateur À l’avenir, les interfaces utilisateur ne devront pas seulement automatiser diverses fonctions, mais aussi permettre une personnalisation plus simple et plus intelligente. Afin d’offrir un niveau de performances correspondant à celui recherché par les utilisateurs, il est important de mettre en œuvre des technologies étrangères au domaine des interfaces utilisateur, encore inutilisées dans ce secteur, y compris l’apprentissage de la machine, la technologie d’authentification, la recherche sémantique et la liaison entre bases de données. De surcroît, pour réellement améliorer les fonctionnalités de pointe d’un produit, une interface utilisateur doit être incorporée et exploitée en garantissant que ces nouvelles technologies fonctionnent sans problème et de manière interactive, sans impact négatif sur les performances du produit ou du système. Le développement de la technologie Canon se poursuit, avec pour objectif de mettre au point des interfaces utilisateur qui offrent un niveau de perfectionnement encore jamais atteint, en établissant une relation positive entre l’utilisateur et le système. Thématiques de R&D À la recherche de pistes technologiques menant à l’innovation La recherche préconcurrentielle Canon se concentre sur la recherche préconcurrentielle afin de créer de nouveaux marchés et consolider ainsi sa croissance à long terme. Faire naître de nouveaux marchés par le biais de pistes technologiques Pour s’assurer une croissance constante, une société doit mener des activités de recherche préconcurrentielle, qui se concentrent sur des domaines dont les bénéfices et les applications n’ont pas encore été tout à fait définis. Canon ne se concentre pas uniquement sur la recherche et le développement de ses produits actuels, ainsi que sur les technologies fondamentales et les technologies dites de plateforme qui sous-tendent ces produits, mais mène aussi des recherches sur le long terme, qui requièrent plus de 10 ans de développement pour aboutir à des résultats. Animé par la volonté de mener une recherche de haut niveau, le groupe s’efforce de développer des pistes technologiques en vue de créer de nouveaux marchés grâce à de réelles innovations technologiques. Rayonnement térahertz Antenne plaque Matériau diélectrique Région active Electrode Batterie Structure de la puce semi-conductrice émettant un rayonnement térahertz Température ambiante 517 GHz Émission Définir des thématiques qui respectent la vision des chercheurs Si le domaine technologique est stratégique pour l’avenir de Canon, les chercheurs sont libres de proposer des thématiques de recherche dans des domaines préconcurrentiels. Les besoins du marché et les coûts ne sont pas pris en compte à ce stade de la recherche, on considère plutôt l’originalité des idées et la vision des chercheurs. Les résultats des activités de recherche sont utilisés pour déposer des brevets et publier des articles de recherche universitaires. Ensuite, lorsque la compétitivité technologique a été évaluée, la technologie est développée plus avant pour les futures activités de Canon. Afin de mener une recherche préconcurrentielle de qualité, les chercheurs doivent non seulement disposer de connaissances approfondies sur les technologies connexes, mais également partir de zéro pour se fixer des objectifs, un calendrier ou des méthodes de recherche appropriés. Les efforts de Canon ont déjà été salués dans plusieurs domaines de recherche, avec la publication des résultats dans des revues scientifiques universitaires renommées et l’intervention de chercheurs du groupe lors d’événements organisés par des associations scientifiques et de recherche du monde entier. Canon continuera de concentrer son énergie sur les activités de recherche, pour innover davantage encore et consolider son statut de groupe qui se développe et prospère pour les 100, voire les 200 années à venir. lCas pratique : Imagerie térahertz Situé entre les ondes radio et la lumière visible, le rayonnement térahertz peut traverser les objets de la même manière que les ondes radio, mais voyage en ligne droite comme la lumière. Il permet de procéder à l’imagerie (créer un visuel) de l’intérieur d’un objet. En raison de sa faible énergie, ce rayonnement offre également l’avantage d’avoir peu d’effets sur le corps humain. Jusqu’à présent, il n’existe que quelques exemples de développement d’émetteurs ou de capteurs du rayonnement térahertz, c’est pourquoi certains le considèrent comme la « lumière encore inexplorée ». Canon a mené un grand nombre de recherches dans ce domaine et est parvenu à générer un rayonnement térahertz sur une puce semi‑conductrice. À l’avenir, la société souhaite développer un large choix d’applications dans des domaines tels que la médecine et la sécurité, tout en mettant également au point des dispositifs d’imagerie utilisant le rayonnement térahertz. 0 0,2 0,4 0,6 Fréquence (THz) 0,8 1 Propriétés d’oscillation d’un émetteur de rayonnement térahertz 11 La technologie au service de la préservation et de la transmission du patrimoine culturel japonais aux générations futures Projet Tsuzuri Le Projet Tsuzuri a pour objectif de transmettre les éléments les plus précieux du patrimoine culturel japonais, tels que des paravents décoratifs et des peintures sur portes coulissantes, en créant des reproductions haute résolution de ces œuvres d’art. Canon participe à ce projet avec ses technologies d’acquisition des données, d’harmonisation des couleurs et de restitution des résultats. Partager la valeur du patrimoine culturel grâce à des reproductions haute résolution Le projet Tsuzuri (titre officiel : L’héritage culturel comme patrimoine) est un projet conjoint de Canon et de l’Association culturelle de Kyoto (NPO), qui vise à transmettre le patrimoine artistique et culturel japonais aux générations futures. Il implique de réaliser des reproductions haute résolution de véritables trésors culturels, tels que des paravents décoratifs et des peintures sur portes coulissantes datant de l’antiquité japonaise, afin de permettre de conserver et de préserver les œuvres originales dans une atmosphère maîtrisée. Les reproductions haute résolution seront, de leur côté, présentées au public et activement utilisées pour l’enseignement. Lancé en 2007, le projet, dont la quatrième phase s’est achevée en mars 2011, a permis la réalisation de reproductions haute résolution de 21 trésors nationaux japonais au total, ainsi que d’œuvres d’art majeures nées de la main d’artistes tels que Sesshu, Kano Eitoku et Tawaraya Sotatsu. Bien que certaines de ces œuvres originales fassent partie de collections étrangères, les copies haute résolution ont notamment été données aux premiers propriétaires et aux gouvernements des régions locales possédant un lien historique avec l’œuvre d’art. La technologie de traitement de l’image au service de la photographie haute définition De nombreux processus doivent être mis en œuvre pour créer des copies haute résolution d’œuvres d’art. La première étape est l’enregistrement d’images de l’œuvre originale. Pour ce faire, on utilise un appareil photo reflex numérique professionnel EOS-1Ds Mark III de Canon, monté sur une tête panoramique horizontale/verticale spécialement conçue pour cette application, qui intègre des moteurs ultrasoniques pour le réglage précis de la position. Un flash Canon est utilisé pendant la séance, ce qui évite d’exposer l’œuvre à une lumière crue pendant une période prolongée et écarte ainsi tout risque de dégradation. Un logiciel de commande spécialement conçu pour le projet permet de segmenter les images de l’œuvre d’art à enregistrer, tandis qu’un logiciel développé en interne par Canon fusionne les segments avec une très grande précision, pour fournir des données numériques haute résolution. Technologie d’harmonisation des couleurs de haute précision Afin de préparer l’impression, il faut faire coïncider avec précision les couleurs des données numériques avec les couleurs de l’œuvre d’art originale. Cette tâche est extrêmement difficile, car les conditions d’éclairage sont différentes pendant la séance photo et le processus 12 Périphériques d’acquisition Correspondance des couleurs Périphérique de restitution Le processus de réalisation de reproductions haute résolution d’évaluation qui vise à harmoniser les couleurs. En outre, en raison de l’âge et de la fragilité des œuvres d’art, le temps passé à harmoniser les couleurs doit être réduit au minimum, pour éviter d’exposer davantage les originaux à la lumière. Pour pallier ce problème, Canon utilise uniquement les données photographiques afin de calculer les paramètres requis pour la conversion des couleurs, en comparant les données photographique acquises avec un flash et les données d’image enregistrées dans les conditions d’éclairage réelles. Ce processus de conversion des couleurs a abouti à la mise au point d’une technique qui permet de les harmoniser de manière très précise, sans avoir recours à des équipements de mesure. En limitant considérablement le temps nécessaire à l’harmonisation des couleurs, l’exposition des œuvres culturelles est réduite au minimum. Un résultat conforme à l’« âge » des œuvres d’art L’impression des images se fait au moyen d’une imprimante jet d’encre grand format imagePROGRAF, dotée d’un système d’encres à pigments 12 couleurs. Après le traitement de l’image, l’imprimante produit les données d’image au format réel, en reproduisant fidèlement les textures et nuances les plus délicates qui sont apparues sur l’œuvre originale au fil du temps. La feuille d’or, couramment employée sur ce type d’œuvres d’art japonaises, est ensuite appliquée par un artisan traditionnel de Kyoto pour refléter de manière réaliste l’« ère » durant laquelle l’œuvre a été réalisée, ainsi que son vieillissement. Le processus final consiste à fixer l’impression sur des portes coulissantes ou des paravents à l’aide de matériaux japonais authentiques réalisés par des maîtres-artisans spécialisés dans la restauration d’œuvres d’art. De cette manière, il est presque impossible de faire la différence entre les reproductions haute résolution et les œuvres originales. Grâce au Projet Tsuzuri, Canon va continuer à soutenir la préservation et la transmission du patrimoine culturel exceptionnel du Japon aux générations futures. Thématiques de R&D Les technologies optiques de Canon à la conquête de l’espace Système de lentilles de correction du foyer Newton pour le télescope Subaru Le télescope Subaru est situé au sommet du Mauna Kea, à Hawaï. Ce télescope optique à infrarouge intègre les technologies optiques et de haute précision de Canon pour tenter de comprendre, nuit après nuit, les mystères de la naissance de l’univers. La technologie Canon au service de nouvelles Pour mener à bien ce projet, Canon travaille sur le développement découvertes spatiales d’un système optique de correction pour une nouvelle caméra foyer Installé au sommet du Mauna Kea, à Hawaï, le télescope Subaru est exploité par l’Observatoire astronomique national du Japon. Sa fonction la plus remarquable est le système « foyer Newton », unique au monde dans un télescope dont le diamètre dépasse huit mètres. Le système de lentilles de la caméra foyer Newton a été développé par Canon. Grâce à l’excellente résolution de son système optique correctif, le télescope Subaru a permis d’obtenir de nombreux résultats stupéfiants, y compris la découverte d’une galaxie (IOK-1) située à environ 12,88 milliards d’années-lumière de la Terre. Le foyer Newton du télescope Subaru autorise un grand angle de vision de 0,5 degré, quasi identique au diamètre de la Lune et 25 fois plus grand que celui du foyer Cassegrain (angle de vision : 0,1 degré). L’objectif à foyer Newton mis au point par Canon comprend sept grandes lentilles réparties en cinq groupes, et son diamètre de 520 mm pour 170 kg en font le plus gros objectif construit par le groupe, bien qu’il s’agisse également de la caméra à foyer Newton la plus compacte et légère jamais conçue. Le système de lentilles est en outre capable de compenser avec une grande précision la dispersion atmosphérique*1. Son fonctionnement est basé sur un système exclusif de Canon, qui utilise deux lentilles de matériaux aux caractéristiques de dispersion différentes, basculées à angles droits sur l’axe optique pour compenser la dispersion atmosphérique. La technologie Canon à la conquête de l’inconnu dans l’espace On pense que pour lever le mystère sur la naissance de notre univers, il faut comprendre la matière noire, qui en représente près de 23 %, tandis que l’énergie noire, qui constitue près de 73 % de l’univers, devrait être déterminante pour son avenir. Comprendre la véritable nature de ces éléments encore inconnus est par conséquent l’une des priorités des astronomes et des physiciens. L’Observatoire astronomique national du Japon collabore avec l’Institut de physique et de mathématiques de l’univers (IPMU) de Kavli pour découvrir la véritable nature de la matière noire et de l’énergie noire. Le projet exige que le télescope Subaru soit équipé d’une nouvelle caméra foyer Newton présentant un angle de vision de 1,5 degré (contre 0,5 degré actuellement), afin de pouvoir observer plusieurs galaxies en un court délai, notamment des galaxies sombres et distantes, et de mesurer avec précision leurs dimensions. De même, l’effet de lentille gravitationnelle*2 devrait permettre de créer une carte 3D de la matière noire et d’étudier sa véritable nature, ainsi que celle de l’énergie noire. Newton, afin de porter l’angle de vision à 1,5 degré. Le système optique comprend sept lentilles, y compris cinq lentilles asphériques à grande ouverture, de haute précision, dont la plus grande présente une ouverture supérieure à 850 mm. Cet exploit technologique a été rendu possible par les technologies de traitement et de mesure avancées de Canon. On peut citer le polissage ultra-lisse des surfaces asphériques, qui combine d’une part les technologies et le savoir-faire du groupe acquis pendant les nombreuses années de développement des systèmes optiques utilisés sur les équipements d’exposition des semi-conducteurs et, d’autre part, la mesure des grandes surfaces asphériques, qui devient de plus en plus difficile avec les ouvertures de lentilles plus importantes. Lumière réfléchie par le miroir primaire Système de lentille de correction du foyer Newton Foyer Newton Miroir secondaire Cassegrain optique Miroir secondaire Nasmyth optique Miroir secondaire infrarouge Foyer Nasmyth (optique) Remplacement du Système de lentilles de correction du foyer Newton Foyer Nasmyth (infrarouge) Miroir primaire Miroirs tertiaires (lumière visible et infrarouge) Foyer Cassegrain Conception du télescope Subaru *1 Dispersion atmosphérique Phénomène au cours duquel la lumière des étoiles semble floue en raison des différences entre les indices de réfraction de l’atmosphère selon la longueur d’onde de la lumière lorsqu’elle atteint l’atmosphère terrestre. *2 Lentille gravitationnelle Phénomène par lequel la lumière des étoiles, des galaxies et d’autres corps célestes semble être courbée et déformée par la force gravitationnelle des corps célestes situés sur son chemin et qui conduit à l’observation d’images multiples. 13 Historique des pionniers du traitement d’image — Retour sur les technologies développées par Canon— L’histoire de Canon repose sur une succession de défis technologiques. Au cours de ses nombreuses années d’existence, pour accomplir le potentiel de l’imagerie, la société a conduit des activités de Recherche et Développement dans différents secteurs technologiques et a développé ces technologies pour conquérir de nouveaux marchés. Les pages suivantes présentent certains des accomplissements des pionniers de Canon. Du rêve à la réalité : naissance du meilleur appareil photo au monde À l’époque où les appareils photo de haute qualité de Leica, Contax et autres fabricants allemands étaient devenus très populaires, plusieurs jeunes ingénieurs japonais se sont laissé porter par le rêve de créer leur propre appareil photo haut de gamme. En 1933, la première phase de leur quête devint réalité grâce à la création d’un petit laboratoire dans un appartement loué à Tokyo dans le district Roppongi. Un an plus tard, à force de travail acharné, d’essais et d’erreurs, ils achevaient le prototype de l’appareil photo Kwanon. C’était le début de l’histoire de Canon. Des technologies optiques toujours plus perfectionnées La recherche de la lentille idéale : un défi sans fin Les technologies optiques évoluées et l’ingénierie de précision ont largement contribué à la réalisation du rêve des fondateurs de Canon dans leur quête du développement du meilleur appareil photo au monde. Parmi celles-ci, les technologies optiques telles que celles utilisées pour les objectifs sont une combinaison de diverses techniques, par exemple de conception des objectifs, de choix de matériaux et de méthodes de traitement telles que le meulage et le polissage des lentilles. Le but d’une lentille est de reproduire l’image du sujet avec autant de clarté et de précision que possible. Cependant, nous avons rencontré un problème : la lumière ne se concentre pas en un seul point car l’indice de réfraction du verre varie en fonction de la longueur d’onde de cette lumière. On parle dans ce cas d’aberration chromatique. L’aberration sphérique et l’aberration de coma sont d’autres aberrations. Pour les éliminer, il est donc nécessaire de mettre au point des objectifs combinant des lentilles concaves et convexes constituées de diverses variétés de verre présentant une dispersion différente des longueurs d’onde. La conception des objectifs passe par une combinaison précise entre des douzaines de lentilles concaves et convexes et plus d’une centaine de matériaux verriers. Parmi ces innombrables combinaisons, le choix de la solution optimale nécessite non seulement un savoir-faire conceptuel, mais également un sens artistique similaire à celui des 14 dessinateurs. Les ingénieurs Canon s’efforcent constamment de repousser les limites, travaillent d’arrache-pied pour acquérir davantage de savoirfaire et affinent leur perception en concevant un large éventail de lentilles. Pour concevoir des lentilles de qualité supérieure, les ingénieurs doivent eux-mêmes tester la conception d’un grand nombre de lentilles. Cependant, il est tout aussi important de se référer à des lentilles de haute qualité conçues par d’autres ingénieurs. Lorsque Canon conçoit un nouvel objectif, nous maintenons un certain niveau de transparence appelé « revue » afin de conserver l’opportunité de partager les informations, non seulement entre nos ingénieurs chargés de la conception, mais également entre de nombreux autres ingénieurs. La force des technologies optiques de Canon réside dans le partage des expériences et l’accumulation d’informations conceptuelles par les ingénieurs sur de nombreuses lentilles. Canon a également créé son propre logiciel informatique de conception de lentilles dès le début des années 60 et a depuis poursuivi le développement de divers logiciels. Les formidables outils de conception de Canon sont un autre atout des technologies optiques de la société. Dans sa quête de lentilles corrigeant véritablement les aberrations, la société continuera à relever les défis de façon proactive jusqu’à atteindre le niveau idéal. Des lentilles hautes performances obtenues en repoussant les frontières de l’impossible À ce jour, Canon a inventé des centaines de lentilles inégalables. On pourrait citer par exemple la lentille en fluorine qui a longtemps été considérée comme irréalisable dans la pratique. La fluorine se caractérise par des niveaux extrêmement faibles d’aberration chromatique. Elle est idéale pour capturer des images éclatantes et détaillées, que l’optique conventionnelle en verre ne permettrait jamais d’obtenir. Ainsi motivés par leur grand désir d’exploiter ce matériau dans leurs lentilles, les ingénieurs de la société sont parvenus à synthétiser des cristaux de fluorine. Canon a également mis au point des traitements spéciaux pour ces matériaux tellement délicats qu’ils ne pourraient pas être polis de la même façon que les verres optiques normaux. Ces opérations multiplient par quatre le temps nécessaire au processus de polissage. En 1969, Canon a lancé la première lentille au monde contenant de la fluorine. La fluorine était toutefois particulièrement onéreuse. Canon a donc développé un verre présentant des caractéristiques d’indice de réfraction et des propriétés de dispersion similaires à celles de la fluorine afin de corriger les aberrations chromatiques dans plus de lentilles. À la fin des années 70, Canon a réussi à mettre au point une lentille à dispersion ultra-faible (UD) à l’aide de ce nouveau verre. Développement du premier outil lithographique à semi-conducteurs au Japon En 1965, Canon commença à appliquer ses principales technologies optiques au développement de la gamme de lentilles Série U pour la production de semi-conducteurs. Trois ans plus tard, ces efforts prenaient la forme du U170mmF1.8 : une lentille dont la supériorité technique fut de nombreuses fois récompensée. Tout en poursuivant son travail sur la gamme de lentilles Série U, et prenant conscience de la rentabilité de l’industrie mondiale des semi-conducteurs, Canon choisit de se lancer dans le développement d’appareils lithographiques à semi-conducteurs. Cette phase fut, pour la société, une avancée décisive dans un secteur au sein duquel elle n’avait encore aucune expérience. Les circuits intégrés à semi-conducteurs sont créés en prenant un modèle de circuit dessiné sur un photomasque et en le transférant par une méthode optique sur une tranche de silicium. En 1970, la société Vers la reconnaissance en tant que producteur d’équipements lithographiques En 1974, Canon commercialisa le PLA-300F. Dans cet aligneur de masque de proximité, le masque et la tranche de silicium étaient séparés par 10 à 20 μm et l’exposition était réalisée par un faisceau collimaté. Cette méthode, capable de traiter des pistes de circuits d’environ 4 µm, offrait des cadences de productivité élevées grâce à son chargement automatique de tranches de silicium pour des tailles pouvant atteindre 3 pouces. En 1977, la société lança le premier aligneur de masque au monde avec un système d’alignement laser automatique, le PLA-500FA. Cette machine connut rapidement un grand succès et permit à Canon de se faire un nom, à la fois en interne et auprès des autres sociétés, en tant que fabricant d’équipements lithographiques à semi-conducteurs, une décennie seulement après s’être implantée sur le marché. Canon lança ensuite le MPA-500FA, qui utilisait une méthode de projection par miroir pour atteindre une résolution élevée de 2 μm pour les pistes de circuits sur des tranches de silicium pouvant atteindre 5 pouces de diamètre. Vint ensuite le MPA-600FA, qui autorisait la prise en charge de tranches de silicium de 6 pouces. Ce modèle contribua beaucoup à la production en masse de mémoires DRAM de 64 à 256 Ko au cours des années 80. Depuis 1984, les longueurs d’onde des sources lumineuses ont été constamment réduites pour répondre aux besoins des pistes de circuits de plus en plus étroites dans les semi-conducteurs. Elles sont passées des 436 nm (1 nm = un milliardième de mètre) de la ligne g de la lampe à vapeur de mercure, aux 365 nm la ligne i de la lampe, puis aux 248 nm La société commença également à développer des lentilles asphériques. En théorie, avec les lentilles sphériques conventionnelles, le foyer de la partie centrale de la lentille ne coïncide pas avec celui de la zone périphérique. Il est toutefois possible d’éliminer cet écart avec une lentille asphérique. Pour pouvoir atteindre un niveau de précision de 0,1 μm (1 μm = un millionième de mètre), les ingénieurs de Canon ont inlassablement mesuré et formé des lentilles pour en définir la forme, le traitement et les technologies de mesure de précision nécessaires. En 1971, Canon fut le premier fabricant au monde à commercialiser un objectif pour appareil photo reflex contenant des éléments asphériques. Aujourd’hui, nous sommes en mesure de fabriquer des lentilles asphériques avec un degré de précision de traitement de 0,02 μm. Fluorine brute, cristal artificiel et lentilles se lança dans la production d’une lentille à semi-conducteurs, le PPC-1. Cet aligneur de masque à projection 1:1 pour les tranches de silicium de 2 pouces est le premier outil lithographique à semi-conducteurs produit au Japon. Cette approche fut néanmoins abandonnée car le système nécessitait un processus d’alignement manuel et ne tolérait pas les nouvelles générations de tranches de silicium de 3 pouces. PPC-1 : premier outil lithographique à semi-conducteurs du Japon du laser à fluorure de krypton (laser KrF), pour finir avec les 193 nm du laser à fluorure d’argon (laser ArF). Les systèmes optiques connurent également des avancées grâce au développement de nouveaux matériaux de verre pour des sources lumineuses permettant d’atteindre des niveaux de résolution supérieurs. Ces avancées entraînèrent une demande croissante d’amélioration de la précision de l’alignement, et le contrôle des supports de masques (réticules) et des tranches de silicium devint également extrêmement précis. En 1984, Canon lança son premier stepper (outil lithographique par projection-réduction) avec le FPA-1500FA, qui utilisait la ligne g comme source lumineuse. Le lancement du FPA-2000i1, qui utilisait la ligne i, commença en 1990. Il fut suivi en 1997 du FPA‑3000EX4, un stepper qui utilisait un laser excimer KrF comme source lumineuse. Canon a depuis lors élargi sa gamme d’équipements lithographiques. Premier stepper Canon, le FPA-1500FA 15 Création de technologies d’impression révolutionnaires grâce à l’imagination et à un travail acharné Des technologies électrophotographiques qui défient la pensée conventionnelle La technologie à l’origine de l’électrophotographie fut inventée par le physicien américain Chester F. Carlson en 1938. Elle fut ensuite mise en pratique par la société Haloid, basée aux États-Unis et connue aujourd’hui sous le nom de Xerox Corporation, à travers le développement du premier photocopieur au monde, lancé en 1959. Depuis lors, l’électrophotographie est devenue une technologie industrielle majeure, exploitée dans de nombreux domaines. Canon entama ses efforts dans ce domaine en 1962. Trois ans plus tard, alors que les technologies concurrentielles bataillaient au niveau mondial, la société inventa son procédé NP. Le procédé NP de Canon se distinguait de celui de Xerox, car il n’utilisait pas le sélénium comme matériau photosensible. Au lieu de cela, nous avions opté pour le sulfure de cadmium (CdS), un matériau révélateur de photographie déjà largement présent dans la société. Un revêtement isolant dur était appliqué par-dessus le CdS pour créer un seul tambour à trois couches. Ce tambour offrait des caractéristiques de durabilité bien plus élevées comparé à celui au revêtement en sélénium extrêmement délicat qui nécessitait une maintenance fréquente. En 1979, Canon se détourna du mécanisme conventionnel de réglage de la concentration, essentiel pour la méthode à deux composants qui avait été employée jusqu’ici, et choisit d’utiliser du toner de conduction et de la poudre de fer. Canon lança à son tour le NP-200J qui utilisait une approche de développement par transfert à sec monocomposant. Cette nouvelle méthode améliora sensiblement la netteté des images copiées en appliquant avec précision un toner isolant avec une taille de particules fines de plusieurs micromètres (plusieurs millionièmes de mètre) sur le tambour photosensible. Une série d’avancées et d’améliorations ont permis d’en simplifier la structure. En effet, on mit en œuvre un nouveau système optique incorporant une lentille Selfoc. Ceci fut possible grâce au développement d’un nouveau toner contenant un additif externe en quantité extrêmement faible et par l’application d’un courant alternatif au niveau du bloc pendant le développement. Cette approche défiait la pensée conventionnelle. C’est ainsi que nous avons pu produire un appareil extrêmement compact et économique qui connut un succès mondial extraordinaire. Une réussite fondée sur la culture du développement mise en place par Canon, qui encourageait pleinement l’exploitation de toute idée riche en potentiel, quels que soient les défis à relever. Tambour Tambour Toner Liant Lame Aimant Aimant Méthode à deux composants Méthode monocomposant Comparaison entre la méthode de transfert à sec monocomposant et la méthode à deux composants Le processus d’impression électrophotographique Les imprimantes laser, les périphériques numériques multifonction en réseau et les systèmes de production multifonction font tous appel au même principe d’impression. 1. Chargement 2. Exposition 3. Développement 4. Transfert 5. Fixation La surface du tambour photosensible est chargée négativement d’une charge statique. Des rayons laser balaient le tambour photosensible pour former une image. Les zones exposées aux rayons laser perdent leur charge électrique. Le toner est placé à proximité du tambour et adhère aux surfaces non chargées. Le tambour photosensible est placé au contact du papier* et une charge positive est appliquée à l’arrière, ce qui transfère le toner sur le papier. Chaleur et pression sont appliquées pour fixer le toner sur le papier. * La plupart des modèles couleur utilisent un système de transfert où le toner est d’abord transféré du tambour photosensible vers une courroie de transfert intermédiaire, puis de cette courroie vers le papier. La révolution des cartouches de toner monobloc 1982 a ouvert la voie à une invention révolutionnaire dans la manière dont les développeurs considéraient les photocopieurs. Jusque‑là, la maintenance régulière inévitable rendait les photocopieurs inadéquats pour des applications non professionnelles. Toutefois, l’émergence du concept de cartouche de toner monobloc, autorisant le remplacement du toner, du tambour et de tous les autres 16 principaux composants du photocopieur en une seule opération, et le développement de la technologie associée, ouvraient ce marché à une utilisation domestique. Le PC-10/20 de Canon et des modèles de photocopieurs familiaux plus évolués ont eu un impact majeur sur la technologie électrophotographique et sur les activités commerciales de la société, depuis la fabrication jusqu’au marketing. Historique des pionniers—du traitement d’image Retour sur les technologies Le jet d’encre – du concept à la conviction Au milieu des années 70, Canon fut l’un des premiers à prendre conscience du véritable potentiel de la technologie jet d’encre et à se lancer dans le développement de cette technologie. À cette époque, la concurrence entre Canon et un certain nombre de fabricants d’imprimantes nous poussait tous à développer l’impression jet d’encre en utilisant des éléments piézoélectriques, et en 1981, Canon lançait une imprimante calculatrice de bureau monochrome faisant appel à cette technologie. La société poursuivit cependant le développement d’une technologie jet d’encre plus évoluée reposant sur un nouveau principe susceptible de surpasser l’impression à l’aide d’éléments piézoélectriques. C’est à cette époque qu’un incident fortuit s’est produit. Au cours d’une expérience menée par un ingénieur, l’embout d’un fer à souder est entré en contact avec l’aiguille d’une seringue contenant de l’encre et a provoqué un jet de gouttelettes par cet embout d’aiguille. C’est à ce moment-là que l’idée d’utiliser la chaleur est réellement entrée en scène. développées par Canon— Il en suivit un certain nombre d’expériences et de tests, qui entraînèrent à leur tour la création d’une technologie jet d’encre brevetée utilisant la chaleur d’un réchauffeur pour éjecter des gouttelettes d’encre. Le 3 octobre 1977, Canon déposa une demande de brevet simple pour la première technologie jet d’encre thermique (Bubble Jet, ou Bulle d’encre) au monde. Le fer à souder et la seringue à l’origine de l’invention Résolution des nombreux défis de l’impression jet d’encre Avant de pouvoir effectivement commercialiser cette technologie, de nombreux obstacles devaient encore être surmontés, comme par exemple la longévité du réchauffeur. Les résistances situées à l’intérieur des buses microscopiques, chargées d’éjecter l’encre, étaient formées grâce à la technologie de fabrication des semi-conducteurs. Bien que l’humidité et les électrolytes constituent le fléau des composants semiconducteurs, Canon a tenu le pari de mettre de l’encre, qui contient ces deux éléments, en contact avec les réchauffeurs semi-conducteurs pour produire sa vaporisation. De nombreux essais et de nombreuses erreurs ont finalement conduit au développement d’une fine couche d’isolation à haute performance et capable d’isoler électriquement le réchauffeur et l’encre de manière fiable. Elle était aussi capable de supporter la puissante décharge électrique produite par la génération et l’expulsion des bulles. La décomposition thermique des composants de l’encre présentait un autre problème majeur. En portant la surface du réchauffeur à une température de plusieurs centaines de degrés en un millionième de seconde, on décomposait et dénaturait l’encre, ce qui rendait impossible un transfert efficace de chaleur. Ce phénomène fut désigné par le terme de kogation, formé par l’ajout d’un suffixe anglais au mot japonais « koge », qui signifie « roussi » ou « brûlé », une expression qui finit par être adoptée dans le monde entier. Alors que certains pensaient que ce problème était insoluble, la société a fini par trouver une solution à la kogation en développant de nouvelles méthodes analytiques et en répétant un grand nombre de tests. En 1985, huit ans après la première demande de brevet, Canon lança sa première imprimante jet d’encre, la BJ-80. Plus de vingt ans se sont écoulés depuis lors. Au fil du temps, la technologie jet d’encre a évolué du monochrome à la couleur, passant de l’impression des textes à celle des images, pour arriver enfin à une qualité photo. Pour obtenir une impression de qualité photo, il fallait des gouttelettes d’encre très fines, ce qui représentait de nombreux autres défis à relever. Il fallait absolument trouver une technologie permettant de créer plusieurs milliers de buses haute précision. Des limites restreignent toutefois le niveau de précision avec lequel plusieurs milliers de buses peuvent être assemblées. Sans s’y attarder, Canon a rapidement constaté ces limites et déployé des efforts ambitieux pour concevoir une nouvelle technologie de production révolutionnaire dès 1992. En exploitant efficacement ses technologies exclusives dans le domaine des matériaux et les technologies photolithographiques utilisées dans la production des semi-conducteurs, la société a réussi à développer la première méthode au monde de fabrication de buses de haute précision, qui ne soient pas simplement la réunion de composants distincts. Cette technologie novatrice, qui utilisait la lumière Réchauffeur pour créer les buses, a été baptisée FINE (gP. 36). Elle a été méthodiquement perfectionnée au cours des sept années qui ont suivi, jusqu’à sa commercialisation en 1999, avec la BJC-8500. Offrant une qualité d’image exceptionnelle, elle marquait le début d’une Buse nouvelle génération d’imprimantes Orifice jet d’encre. d’éjection de l’encre La buse FINE Les brevets : une stratégie de protection et de promotion des technologies Selon l’un des credo des services de recherche et développement de Canon, il vaut mieux lire un brevet plutôt qu’un journal, et rédiger un brevet plutôt qu’un rapport. Les ingénieurs et les spécialistes des brevets de Canon s’emploient à analyser de manière exhaustive les brevets déjà déposés par les autres sociétés. Cela protège non seulement Canon contre toute violation de brevet, mais a également un effet bénéfique sur les propres prouesses de la société en matière d’ingénierie. En parallèle, l’acquisition du plus grand nombre de brevets possible permet à la société d’être certaine de pouvoir continuer à exploiter les efforts techniques, tout en conservant la propriété intellectuelle en cas de licences croisées. Cela offre ainsi une plus grande liberté en matière de conception et de développement. En 1958, Canon confia pour la première fois à une équipe spécifique la responsabilité des problèmes liés aux brevets avec la création de la section Brevets au cœur du service d’ingénierie chargé du développement. Les stratégies en matière de brevets s’intensifièrent dans la deuxième moitié des années 60, avec les premières incursions de la société sur le marché des photocopieurs. Ces stratégies jouèrent un rôle encore plus important lorsque Canon entreprit de se diversifier. Ainsi, en assurant le plein déploiement des technologies majeures de l’ingénierie et de l’optique de précision, ainsi que de l’ingénierie électronique, des technologies d’enregistrement, de l’ingénierie des systèmes et de la communication, la société réussit à élargir ses horizons. 17 Technologies phares de Canon aujourd’hui Appareils photo compacts Les appareils photo numériques compacts de Canon sont très appréciés pour leur qualité d’image, leur niveau de performance, leur maniabilité et leur simplicité d’utilisation. Leur boîtier intègre les avancées technologiques les plus récentes développées par la société en tant que fabricant d’appareils photo, notamment dans le domaine de l’optique. Commande de zoom / déclencheur Processeur de traitement d’image DIGIC 5 Technologie de détection des visages iSAPS Capteur d’image Carte mémoire Objectif Un objectif ultra-compact avec stabilisateur d’image par décentrement de lentille Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. Technologie Canon : www.canon.com/technology Fonctionnement d’un appareil photo numérique compact Un appareil photo numérique compact allie l’optique, avec l’objectif et son ouverture, à l’électronique, par l’intégration d’un processeur de traitement d’image, d’un capteur d’image et d’un écran LCD. La lumière qui entre par l’objectif est convertie en un signal numérique par le capteur d’image (capteur CCD ou CMOS), qui correspond à la pellicule dans un appareil argentique. Le signal est ensuite soumis à divers traitements de l’image dans le processeur d’image, pour produire un cliché d’excellente qualité. Cette image est ensuite enregistrée sur la carte mémoire. Un objectif ultra-compact avec stabilisateur d’image par décentrement de lentille Pour un boîtier d’appareil photo aux dimensions réduite et une meilleure qualité d’image Les appareils photo numériques compacts de Canon utilisent un stabilisateur d’image par décentrement de lentille. Celui-ci analyse l’amplitude du mouvement sur la base des informations envoyées par un gyrocapteur intégré à l’appareil photo, afin de déplacer la lentille de correction de l’objectif et de l’orienter de manière à annuler le mouvement. Un objectif ultra-compact utilise une lentille asphérique à indice de réfraction ultra-élevé qui intègre un mécanisme à bille en céramique pour déplacer la lentille de correction. Ce mécanisme se caractérise par une faible sensibilité aux effets du magnétisme, une déformation thermique moins importante et une réduction du frottement. Ce type d’objectif permet ainsi d’allier un format d’appareil photo compact à une excellente expressivité des images. La céramique constitue un meilleur substrat que le métal car elle est moins sujette à la déformation thermique et provoque moins de frottements. Système de support à bille en céramique pour le décentrement de la lentille DIGIC 5 Le cerveau des appareils photo numériques de Canon, toujours en pleine évolution Le processeur de traitement d’image DIGIC utilisé sur les appareils photo numériques Canon est un système LSI hautes performances basé sur une architecture développée par la société. Il permet de réduire les fausses couleurs, les moirures et le bruit lors de prises de vues à grande vitesse. Le processeur DIGIC 5 garantit une qualité d’image et une vitesse de traitement supérieures. Il offre également plus de fonctionnalités, telles que la détection des scènes, et optimise la réduction du bruit (pour soustraire seulement le bruit du composant concerné) ainsi que la correction des zones sombres pour éviter les transitions de la clarté à l’obscurité qui paraissent peu naturelles. 18 Périphériques d’acquisition Processeur de traitement d’image DIGIC 5 Technologies phares de Canon aujourd’hui Appareils photo reflex Depuis sa création, Canon s’efforce de produire l’appareil photo reflex idéal. La société est le leader mondial sur ce marché, grâce à ses produits innovants qui offrent une qualité d’image optimale en mettant en œuvre des technologies révolutionnaires, telles que ses objectifs, ses capteurs CMOS et ses processeurs de traitement de l’image brevetés. Capteur de mesure Verre de visée Pentaprisme Déclencheur Filtre passe-bas Capteur d’image Carte mémoire Capteur CMOS grand format Obturateur Miroir secondaire Miroir principal Processeur de traitement d’image Capteur de zone d’autofocus Lentille SWC/DO Lentille de formation secondaire de l’image Technologie de détection du sujet Système de nettoyage du capteur Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. Technologie Canon : www.canon.com/technology Fonctionnement d’un appareil photo reflex La lumière qui entre par l’objectif est réfléchie par le miroir, et l’image affichée sur le verre de visée, placé à égale distance du miroir et du plan focal, est redressée par le pentaprisme pour être visualisée dans le viseur. Lorsque l’on appuie sur le déclencheur, le miroir bascule vers le haut et la lumière atteint directement le capteur d’image sans être réfractée. Il est possible de varier les prises de vue en changeant d’objectif. Capteur CMOS grand format Capteurs d’image haute résolution, haute sensibilité et à faible niveau de bruit Le capteur CMOS est l’un des éléments clés d’un appareil photo reflex numérique. Canon s’appuie sur une technologie brevetée pour son développement et sa production. Les capteurs CMOS de Canon se caractérisent par une grande taille et une résolution élevée (jusqu’à 21,1 millions de pixels environ avec un capteur CMOS grand format de 35 mm), une excellente sensibilité et une large plage dynamique. Ils sont également capables d’effectuer des prises de vues en continu à grande vitesse (environ 10 images par seconde) et de réaliser des vidéos en Full HD. Ils ouvrent ainsi de nouveaux horizons à l’expression photographique et vidéographique et surpassent de loin les performances des appareils argentiques. Lentille SWC (Subwavelength Structure Coating) / DO (Diffractive Optics) Lentilles révolutionnaires issues des nanotechnologies Canon n’a eu de cesse de développer de nouvelles technologies de lentilles révolutionnaires. Le revêtement SWC (Subwavelength Structure Coating) est constitué d’un ensemble de nanostructures créées sur la lentille, qui modifient en permanence les indices de réfraction afin de réduire efficacement les phénomènes de réflexion parasite de la lumière sous tous les angles et de remédier ainsi aux problèmes de halos et d’ombres. De son côté, la lentille DO (optique diffringente) se compose de réseaux de diffraction précis, imprimés à la surface de la lentille, et permet de maîtriser les aberrations chromatiques en couplant celles qui apparaissent dans des directions opposées, entre éléments réfractifs et diffringents. Cette technologie permet de produire des téléobjectifs légers et compacts. Capteur CMOS grand format de 35 mm Lumière incidente Air La lumière incidente est guidée comme si elle était attirée de la pointe vers la base des prismes. Verre Structure du revêtement SWC Périphériques d’acquisition 19 Technologies phares de Canon aujourd’hui Caméscopes numériques Les images vidéo numériques requièrent une technologie de traitement d’image numérique différente de celle utilisée pour la photographie. Canon propose des caméscopes Full HD de pointe, qui peuvent traiter les données à grande vitesse, tout en alliant encombrement réduit et faible consommation d’énergie. Capteur d’image Stabilisateur d’image optique (par décalage de lentille) Capteur CMOS Full HD Stabilisateur d’image Objectif vidéo HD Objectif vidéo HD Moteur de codec Capteur AF (autofocus) externe Fonction autofocus Processeur de traitement d’image DIGIC DV III Traitement d’image pour les caméscopes numériques Objectif Formation de l’image Les caméscopes comportent une fonction appareil photo, qui convertit les signaux des images du sujet en vidéo, et une fonction enregistrement, qui enregistre et lit les images sur le support d’enregistrement. Chaque étape du traitement des images est assistée par les technologies brevetées de Canon. Capteur d’image Conversion en signaux Processeur de traitement d’image Génération de l’image Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. Technologie Canon : www.canon.com/technology Moteur de codec HD Compression / décompression Support d’enregistrement Enregistrement / lecture Fonctionnement d’un caméscope numérique La lumière qui entre par l’objectif est convertie en données numériques par le capteur d’image (capteur CCD ou CMOS). Les données sont compilées en vidéo haute définition par le processeur de traitement d’image, comprimées par le moteur de codec puis stockées en mémoire. Le son est converti en signal électrique par le microphone et mis en mémoire de manière similaire. Étant donné que les caméscopes numériques grand public sont souvent utilisés tenus à la main, ils sont également équipés de stabilisateurs d’image hautes performances. Objectifs vidéo HD avec stabilisation d’image et fonction autofocus (AF) Prise en charge des images haute résolution HD Les caméscopes compatibles avec la vidéo Full HD requièrent non seulement une puissance de résolution élevée, mais également une fonctionnalité de correction du bougé et des mises au point médiocres qui ont un impact considérable sur la qualité des images. Canon utilise non seulement une structure d’objectif qui offre la puissance de résolution élevée exigée, mais aussi un stabilisateur d’image optique qui peut corriger le flou dû au mouvement du caméscope en déplaçant la lentille en parallèle. De surcroît, la fonction AF instantanée, qui utilise les informations du capteur CMOS et du capteur AF externe, permet de procéder à une mise au point rapide et précise de l’image. [Avec le bougé de l'appareil photo] [Avec stabilisation optique par décalage de lentille] Flou Décalage Lentille de correction Capteur CMOS Stabilisation d’image par décalage de lentille Capteurs CMOS Full HD Haute sensibilité, plage dynamique élargie et bruit réduit En adaptant la technologie de capteur CMOS mise au point pour ses appareils photo reflex numériques, Canon a réussi à développer et à produire un capteur CMOS HD PRO pour caméscopes Full HD. La configuration optimisée des pixels pour la vidéo Full HD augmente la courbure des microlentilles sur les pixels, ce qui améliore leur capacité d’absorption de la lumière. Mieux encore, en augmentant la quantité d’électrons pouvant être stockée par les photodiodes, Canon garantit une haute sensibilité, une plage dynamique élargie et un bruit réduit, pour des séquences vidéo qui approchent la haute qualité des images professionnelles. 20 Périphériques d’acquisition Capteur CMOS pour caméscopes HD Technologies phares de Canon aujourd’hui Équipements Broadcast Outre les objectifs de télédiffusion pour la télévision haute définition (HDTV), les caméras en réseau, etc., Canon a mis au point un objectif de télédiffusion SHV (Super Hi-Vision) de nouvelle génération, qui répond parfaitement aux attentes des professionnels. Objectif zoom SHV Un objectif ultra-performant qui multiplie par quatre les performances des objectifs de télévision Full HD Le format SHV contient un volume de données 16 fois supérieur à celui du format Full HD TV. Il impose des exigences très élevées aux objectifs, tels que des capacités de correction des aberrations extrêmes. Canon a travaillé en collaboration avec le Service public de radios et de télévisions du Japon et a réussi à développer un objectif zoom s’appuyant sur le premier rapport d’agrandissement au décuple du système SHV. Ce zoom ne présente pratiquement aucune aberration chromatique ou courbure du plan focal, quelle que soit sa position. Il permet un rendu naturel de haute qualité, tout en restant compact et léger. La mise au point se fait par un nouveau moteur qui garantit une maniabilité maximale de l’objectif. 2 000 HDTV 1 920 × 1 080 4 000 Cinéma numérique 4 000 4 096 × 2 160 8 000 SHV 7 680 × 4 320 Le format SHV offre une résolution 16 fois supérieure au format HDTV actuel Comparaison des résolutions avec le format SHV Caméras de surveillance en réseau Les caméras en réseau de Canon combinent des technologies optiques pour le traitement des images à des technologies de diffusion en réseau développées en interne, afin d’offrir une haute qualité d’image, une fonctionnalité optimale et des performances élevées. Réception d’une notification par e-mail Caméra Logiciels d’enregistrement vidéo en réseau Contrôle et enregistrement de vidéos à distance via un réseau Les logiciels d’enregistrement vidéo en réseau peuvent être utilisés pour contrôler à distance des caméras en réseau installées à divers emplacements et pour enregistrer les images vidéo de ces caméras sur un serveur, tout en affichant simultanément ces mêmes images sur des écrans. Ils peuvent lancer l’enregistrement vidéo et contrôler des périphériques externes tels que les éclairages de sécurité lorsqu’ils sont activés par la fonction de détection d’événement de la caméra. Ils prennent en charge le format H.264 qui permet un taux de compression élevé pour enregistrer des séquences vidéo de haute qualité, tout en limitant le volume des données stockées et en réduisant ainsi les coûts liés au système, tels que ceux d’un disque dur. Réseau Visionnage Détection d’un objet en mouvement Enregistrement automatique par un serveur d’enregistrement Chargement sur un serveur FTP Exemple de système de commande de caméras en réseau Équipements médicaux Canon utilise ses technologies exclusives en matière d’optique et de traitement d’image numérique pour proposer des périphériques autorisant la numérisation et la mise en réseau dans le secteur médical, notamment des systèmes numériques à rayons X et des équipements ophtalmiques. Système de radiographie numérique sans fil Pour faciliter au maximum le diagnostic par rayons X Canon a lancé des systèmes de radiographie numérique sans fil, qui ne nécessitent aucun câblage. Ils peuvent être utilisés non seulement dans les salles de radiologie générales, mais également dans les chambres des patients et les salles d’opération. La société a développé de nouveaux détecteurs de rayons X à panneau plat qui offrent à la fois une taille de pixels réduite et une sensibilité accrue. Ils permettent une imagerie haute résolution, même avec une faible dose de rayons X. La complexité de la transmission des signaux est réduite grâce à des solutions telles que la segmentation de l’image hautes performances, qui permet de prévisualiser les clichés de zones étendues, notamment des membres, de la tête, du buste ou de l’abdomen en trois secondes seulement et d’afficher des images haute résolution dans un délai de cinq secondes environ. Développement du système de radiographie numérique sans fil Périphériques d’acquisition 21 Technologies phares de Canon aujourd’hui Scanners Canon, qui a œuvré au développement d’une technologie de numérisation de haute précision, a associé plusieurs de ses technologies de pointe exclusives en matière d’optique, d’électronique et de logiciel pour créer des scanners capables de convertir en données numériques haute qualité des négatifs, des tirages photo et des documents. Miroirs réfléchissants Source lumineuse Source lumineuse pour la numérisation de films Guide de lumière DEL blanche Objectif Chariot Verre FARE Capteur CCD Moteur d’entraînement du chariot Scanner CCD Scanner CIS Contrôleur Source lumineuse Miroir CCD Lentille Direction de la numérisation Guide lumineux Verre DEL Filtre RVB Direction de la numérisation Verre Lentille SELFOC Photorécepteur T echnologie de correction automatique de l’image Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. Technologie Canon : www.canon.com/technology Fonctionnement d’un scanner Un scanner convertit différents types de supports (négatifs et tirages photo, documents) en données numériques, en les exposant à la lumière pour former une image « lue » par un capteur d’images. Les modèles CCD renferment une optique haute précision et des capteurs en ligne CCD haute densité ; ils éclairent le document grâce à une source lumineuse de type DEL blanche, pour offrir des images haute résolution parfaitement nettes. Les scanners CIS sont des modèles compacts peu gourmands en énergie, qui utilisent une DEL RVB trois couleurs comme source de lumière et lisent les documents grâce à un capteur CIS (Capteur d’images par contact) de même largeur que le document original. Guide de lumière DEL blanche Efficacité accrue et économies d’énergie Les scanners CCD traditionnels, qui emploient des lampes fluorescentes comme source lumineuse, nécessitent un temps de chauffe au démarrage ou à la sortie du mode veille. En exploitant la technologie à guide lumineux par DEL que Canon a développée pour ses scanners CIS et en effectuant des recherches sur les formats d’installation et de guide lumineux, la société a pu mettre au point une lampe DEL à haute luminosité pour les scanners. Cette technologie élimine le temps de chauffe et économise l’énergie. Technologie de correction de l’image Intensité lumineuse de la lampe DEL blanche Non utilisée Temps de chauffe (environ 30 s à température Arrêt de la lampe ambiante) Pression sur le bouton de numérisation Début de la numérisation Intensité lumineuse de la lampe CanoScan 9000F Pression sur le bouton de numérisation Arrêt de la lampe Début de la numérisation Réduction du temps de chauffe grâce à une lampe DEL blanche Une large palette de fonctions de correction d’image pour divers documents Le pilote, qui traite les données du scanner et reproduit les images, joue également un grand rôle. Conçu par Canon, le pilote ScanGear facilite l’utilisation du scanner, mais offre également de nombreuses fonctions de traitement d’image. Reposant sur la technologie dite de plate-forme utilisée dans les autres périphériques d’imagerie numérique Canon, celles-ci ont été tout spécialement adaptées pour être exploitée dans les scanners. Elles ont fait l’objet de nombreuses modifications au fil de l’évolution constante des scanners de Canon. Avant et après élimination de la poussière et des rayures 22 Périphériques d’acquisition Technologies phares de Canon aujourd’hui Imprimantes jet d’encre Les imprimantes jet d’encre, qui permettent à n’importe qui ou presque d’imprimer aisément des photos de grande qualité, renferment des technologies de précision, notamment en ce qui concerne l’encre et les têtes d’impression. La capacité de Canon à combiner les technologies de leurs différents composants a permis à ces périphériques d’atteindre des niveaux de qualité inégalés. Mécanisme de chargement du papier Scanner Chariot Technologie FINE (FullPhotolithography Inkjet Nozzle Engineering) Auto Photo Fix II ChromaLife 100+ Réservoirs d’encre Technologie PgR (par réaction des pigments) Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. Technologie Canon : www.canon.com/technology Fonctionnement d’une imprimante jet d’encre Dans la technologie Bulle d’encre exclusive de Canon, un réchauffeur est utilisé pour créer des bulles dans l’encre, ce qui entraîne l’éjection de gouttelettes microscopiques qui viennent composer l’image sur le papier. Une tête d’impression montée dans le chariot contrôle cette éjection ; lors de l’impression, elle se déplace perpendiculairement au sens de défilement du papier. L’impression haute résolution implique un contrôle nanométrique et un transport précis du papier, ce qui exige des technologies de précision de pointe. Environ 9 µm de diamètre Technologie FINE (Full-photolithography Inkjet Nozzle Engineering) Buse 5 pl Technologies jet d’encre de base, contrôle des gouttelettes d’encre microscopiques C’est sur la technologie FINE que reposent la qualité d’image et la vitesse élevées des imprimantes jet d’encre Canon. Son mécanisme d’éjection d’encre produit des gouttelettes microscopiques projetées avec précision, tout en garantissant l’éjection en une seule fois de toute l’encre située sous le réchauffeur, d’où des images de grande qualité. Pour la fabrication des têtes d’impression, Canon fait appel à ses technologies exclusives dans le domaine des matériaux et à ses technologies de production de semi-conducteurs, gage d’une précision supérieure des buses. Auto Photo Fix II De meilleures retouches photo grâce à la correction de l’exposition multi-zone La technologie Auto Photo Fix de Canon analyse et classe automatiquement les photographies en effectuant les corrections nécessaires. Elle identifie les visages dans l’image et en déduit le type de scène. Des corrections sont ensuite apportées sur la base de ces résultats. Grâce à l’identification des visages et à l’analyse de l’image, la technologie Auto Photo Fix ajuste au mieux les tons chair et la luminosité des portraits et permet d’obtenir des photos d’ambiance colorées et saisissantes. Ladétection des zones sous-exposées permet de surcroît d’optimiser avec précision la luminosité. Buse 1 pl Buse 2 pl Tête d’impression avec vue agrandie de la configuration des buses Images prises (exemples) Optimisation de la scène Rétroéclairage Sousexposition 1 Identifie les zones de visage de l'image. 2 Analyse l'image et en déduit le type de scène. 3 Optimise l'effet de correction à partir des résultats de l'identification des scènes. Résultats optimisés (exemples) Procédé Auto Photo Fix II Périphériques de restitution 23 Technologies phares de Canon aujourd’hui Imprimantes jet d’encre grand format Les têtes d’impression de grande largeur des imprimantes jet d’encre grand format ont été développées avec la technologie de têtes d’impression FINE. L’impression à haut rendement et à haute définition sur des supports de grande dimension trouve un large éventail d’applications, parmi lesquelles l’affichage mural et la CAO architecturale. Réservoirs d’encre de grande contenance L-COA Disque dur haute capacité LUCIA/LUCIA EX Technologie des encres réactives Réservoirs d’encre auxiliaires Tête d’impression Capteurs multiples Moteur de mise en page dynamique Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. Chariot Technologie Canon : www.canon.com/technology Fonctionnement d’une imprimante jet d’encre grand format Selon le même principe que pour une imprimante jet d’encre traditionnelle, un réchauffeur entraîne la formation de bulles dans l’encre, avec éjection de gouttelettes microscopiques s’imprimant sur un support grand format. Les volumes de données importants, notamment pour les documents de format A0, sont stockés temporairement sur le disque dur haute capacité de l’imprimante et analysés par le processeur de traitement d’image. La quantité d’encre éjectée par la tête d’impression et la position d’éjection sont contrôlées au niveau du micromètre, pour une impression haute résolution rapide. L-COA Performances et vitesse, du traitement de l’image au contrôle de l’imprimante Le L-COA, cœur des imprimantes jet d’encre grand format de Canon, est un processeur de traitement d’image mis au point à l’aide de la technologie Canon d’environnement de conception intégré des systèmes LSI. Il traite de gros volumes de données d’images et compile les données d’impression pour assurer un contrôle optimal de l’imprimante. Le processeur L-COA réunit sur une même puce des fonctions qui en nécessitaient précédemment plusieurs, parmi lesquelles le traitement des protocoles, le traitement des images et le contrôle de l’imprimante. Il intègre également le traitement système pour une impression haute résolution à haut rendement. Processeur de traitement d’image L-COA LUCIA/LUCIA EX Encre V Canon a mis au point les 12 encres pigmentées LUCIA, qui associent l’aspect brillant des encres à base de colorants à l’éclat des couleurs et à la résistance aux conditions climatiques. Elles améliorent l’équilibre chromatique global et permettent d’obtenir des couleurs superbes sur toute une gamme de supports. Par ailleurs, les encres LUCIA EX élargissent encore la gamme de reproduction des couleurs grâce à des pigments plus éclatants et à des diamètres de particules variés. Pour répondre à la demande de qualité d’image élevée émanant des professionnels, nous sommes également parvenus à produire un noir sombre grâce à un concept d’encre sophistiqué. 24 Périphériques de restitution Encre J Mélange V&J Encres à pigments 12 couleurs haute qualité répondant aux exigences des professionnels Encre R Mélange J&R Mélange V&J Mélange R&M Mélange B&C Encre C Mélange M&B Encre B Encre M Expression renforcée des couleurs avec les encres CMJRVB Technologies phares de Canon aujourd’hui Imprimantes photo de production L’imprimante DreamLabo que Canon vient de développer pour le secteur de l’impression photo commerciale fait appel à diverses technologies d’imprimante issues des nombreux produits mis au point par la société, et qui englobent à la fois les imprimantes jet d’encre grand public et les imprimantes numériques multifonction professionnelles. Tête d’impression Réservoir d’encre de réserve Trieuse grande capacité Trieuse compacte D es technologies synonymes de qualité d’image supérieure Des technologies haute productivité Réservoir d’encre principal Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. Technologie Canon : www.canon.com/technology Fonctionnement d’une imprimante photo de production La DreamLabo fait appel à une technologie de tête d’impression spéciale, différente de celle des imprimantes jet d’encre grand public et compatible avec des supports de 30 cm de large. L’impression se fait à grande vitesse, en un seul passage du papier et sans déplacement de la tête d’impression. Pour offrir la productivité élevée indispensable aux équipements d’impression professionnelle, la DreamLabo comprend un double magasin papier, qui supprime les immobilisations pour rechargement des rouleaux, ainsi qu’un système assurant une alimentation en encre ininterrompue. Quatre encres Des technologies synonymes de qualité d’image supérieure C Réalisation de tirages offrant une qualité nettement supérieure à celle de la photographie argentique La DreamLabo est équipée d’un système d’encres à sept couleurs, dont une encre grise. Celui-ci permet de reproduire de bleus et des jaunes lumineux, à l’aspect translucide – des couleurs qu’il était difficile d’obtenir avec la photographie argentique traditionnelle* –, et offre d’excellentes gradations avec les images monochromes. Cette imprimante restitue également à la perfection les nuances et la profondeur des zones sombres. Elle analyse automatiquement les images afin d’ajuster les couleurs et les tons chair, et donne des résultats nets et superbes avec * D’après les recherches effectuées par Canon les textes, même en petits caractères. Sept encres N M J CC MC Gris Impression photo monochrome avec agrandissement 100 Richesse et stabilité de la reproduction des images avec les sept encres à base de colorants Des technologies haute productivité Des technologies Canon de pointe pour une impression ultra-rapide et un minimum d’immobilisations, gage d’une productivité élevée Les secteurs de l’impression photo commerciale et de l’impression de labeur exigent une productivité élevée. La tête d’impression haute densité de la DreamLabo, qui est fondée sur la technologie FINE, peut imprimer sur une largeur de plus de 300 mm. Outre la grande rapidité de l’imprimante, ses systèmes de double magasin papier et de double réservoir d’encre garantissent une impression continue de longue durée, puisqu’il est possible de remplacer les rouleaux de papier et les réservoirs d’encre sans interrompre le fonctionnement de la machine. Système de double magasin papier Périphériques de restitution 25 Technologies phares de Canon aujourd’hui Imprimantes laser Pour répondre aux exigences actuelles, Canon continue à développer des produits d’impression laser, en s’efforçant non seulement de les améliorer en termes de performances de base, comme la qualité de l’image, la rapidité et la facilité d’utilisation, mais également en termes de compatibilité réseau, d’évolutivité et de respect de l’environnement. Diode laser Système de lentilles Miroir polygone Courroie de fixation Cartouches monobloc Courroie de transfert intermédiaire CAPT Technologie de détection automatique du support Technologie de conception ultra-compacte Tampographe Technologie d’image haute définition par tampographie Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. Technologie Canon : www.canon.com/technology Fonctionnement d’une imprimante jet d’encre Les lasers reproduisent les images sur des tambours photosensibles à charge statique placés à l’intérieur des cartouches. Le toner est ensuite amené à proximité du tambour ; il adhère aux zones dont la charge statique a été éliminée par le laser. Après son transfert sur le papier, il est chauffé et fixé sur celui-ci par le rouleau de fixation. En impression couleur, quatre couleurs sont appliquées sur la courroie de transfert intermédiaire puis transférées sur le papier en couches superposées. CAPT (Canon Advanced Printing Technology) Technologie de détection automatique du support Détermination automatique du type de support afin d’optimiser les paramètres d’impression Les imprimantes laser Canon acceptent des supports aux surfaces très diverses, allant du papier ordinaire aux transparents, en passant par le papier brillant, et ce, dans de nombreuses épaisseurs. La technologie Canon de détection automatique du support permet d’obtenir une impression de haute qualité sans configuration fastidieuse. Le support est éclairé par une DEL et sa surface photographiée par un capteur CMOS. Les résultats sont comparés aux données stockées dans la bibliothèque de l’imprimante, issue de l’analyse de plusieurs milliers de surfaces. Le type de support est alors déterminé automatiquement et l’impression se fait sur la base d’une définition optimale des paramètres. 26 Périphériques de restitution LDP ordinaire La restitution des données d’images par les imprimantes est gérée par le logiciel CAPT installé dans l’ordinateur et par le contrôleur d’imprimante. La technologie CAPT de Canon permet d’imprimer à grande vitesse des pages contenant de gros volumes de données, même lorsque la mémoire disponible sur l’imprimante est faible. La restitution et la compression des données se font en effet rapidement sur le PC, avant l’envoi au contrôleur, qui n’a donc pas besoin de les traiter. CAPT Réduction de la charge de l’imprimante pour l’impression à grande vitesse PC Windows Application GDI Pilote d’imprimante Imprimante Contrôleur d'imprimante LDP Impression Commande GDI Moteur Bitmap Conversion LDP Rendu Bitmap Rendu Impression Commande (Logiciel GDI « SURF ») Bitmap haute compression (Hi-SCoA ; transfert par pipeline) Schéma conceptuel du traitement des données CAPT Capteur CMOS et CI de commande DEL Support DEL Schéma de la technologie de détection automatique du support Technologies phares de Canon aujourd’hui Périphériques multifonction en réseau Les périphériques multifonction en réseau assurent diverses tâches de traitement d’image en entreprise, telles que l’acquisition, la restitution, le stockage et la transmission de documents. Ils intègrent des technologies Canon évoluées en matière de réseaux, de traitement des documents et de logiciel. Contrôleur iR Module scanner Architecture du contrôleur Technologie de numérisation recto verso en un seul passage Module laser Toner PQ (Pure Quality Color) Module tambour Système de cartouche compact équipé d’un tambour robuste et durable Courroie de transfert intermédiaire Système d’impression Technologie de traitement des documents Solutions documentaires Technologie de tramage de sécurité Module de fixation Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. MEAP/Connecteur MEAP/Web MEAP Technologie Canon : www.canon.com/technology Fonctionnement d’un périphérique multifonction en réseau Le processeur du contrôleur iR évolué dédié de Canon, qui assure le traitement de l’image et de l’information, offre une capacité multitâche permettant de traiter simultanément plusieurs impressions et numérisations. Lors de l’impression, le module laser se sert de la lumière laser pour reproduire l’image à imprimer sur le tambour photosensible, à partir de commandes reçues du contrôleur. Cette opération est suivie de l’application du toner, qui est ensuite transféré sur le papier, sur lequel il est fixé par le module de fixation. Architecture du contrôleur USB Carte mémoire Mise en œuvre efficace du traitement aléatoire sur les périphériques multifonction en réseau Traitement de sécurité Fonctions serveur Processeur d’informations Réseau Les périphériques multifonction en réseau, qui assurent le traitement simultané de multiples tâches, gèrent d’énormes quantités de données. Le contrôleur iR évolué développé par Canon est un processeur intégrant des technologies de traitement d’image de pointe, qui améliorent les vitesses d’impression et de numérisation. Le processeur de traitement des informations offre une excellente compatibilité avec l’environnement réseau et assure un traitement efficace des données. Traitement Adobe PDF Bus haut débit (PCI Express) Interface utilisateur Disque dur grande capacité Processeur de traitement d’image Rendu Imprimante Scanner Traitement des images Télécopie Vue d’ensemble du contrôleur iR évolué MEAP/Connecteur MEAP/Web MEAP Développement d’architectures d’entreprise « MEAP » est une plate-forme applicative intégrée aux périphériques numériques multifonction de Canon, dont les applications peuvent être personnalisées en fonction des besoins des utilisateurs. Avec le « Connecteur MEAP », une technologie basée sur MEAP, les périphériques peuvent restituer directement des formulaires, etc. sur des systèmes métier. Le « Web MEAP » améliore quant à lui largement les liaisons entre les périphériques multifonction et les systèmes métier reposant sur le Web, en permettant d’appeler les fonctions de ces périphériques à partir d’applications Web. Système métier (Serveur d’application Web) Serveur d’authentification personnel Logique de présentation Logique métier Authentification ID utilisateur validée Périphérique numérique multifonction Utilisateur ID/Mot de passe utilisateur Application Navigateur Web intégré d’ouverture de session au panneau de commande Authentification validée de l’utilisateur Informations d’authentification utilisateur Fournisseur de services intégré pour le contrôle ID utilisateur Le périphérique numérique multifonction exécutant l’authentification lors de la connexion au système métier, il est possible d’utiliser l’authentification simple, qui n'exige que l’ID de l’utilisateur pour se servir du système. Structure du Web MEAP Périphériques de restitution 27 Technologies phares de Canon aujourd’hui Presses numériques couleur La presse numérique couleur imagePRESS est la première imprimante couleur à la demande de Canon destinée à un usage professionnel. Elle permet d’obtenir une impression haute définition exceptionnelle, proche de la qualité offset, tandis que sa productivité élevée, mais aussi sa longévité et sa fiabilité exceptionnelles en font un outil de choix pour les travaux d’impression en tirages courts. Module laser Premier module de fixation / Second module de fixation Contrôleur iPR Fixation double Toner V Synchronisation automatique Courroie de transfert intermédiaire Transport sur coussin d’air Tambour photosensible Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. Technologie Canon : www.canon.com/technology Fonctionnement d’une presse numérique couleur La presse numérique couleur imagePRESS offre les fonctionnalités dont ont besoin les imprimeurs spécialisés dans les travaux couleur à la demande. La lumière laser sert à reproduire l’image à imprimer sur le tambour photosensible, à partir de commandes reçues du contrôleur iPR. Le toner adhère à l’image avant de passer sur la courroie de transfert intermédiaire. Un contrôle de positionnement ultra-précis permet ensuite de le transférer sur le papier, sur lequel il est alors fixé par le module de fixation. La courroie de transfert intermédiaire est élastique et permet donc une impression haute résolution, même lorsque le support présente une surface irrégulière. Fixation double Une vitesse d’impression constante pour tous les supports grâce au système à double trajet Grâce à un système de double trajet utilisant deux modules de fixation, l’imagePRESS de Canon peut imprimer sur papier épais et couché. Le premier module de fixation utilise un rouleau de fixation et une courroie de pression, et le second, des rouleaux de fixation et de pression. Le trajet du papier est automatiquement adapté au type de support. Ainsi, le papier ne nécessitant pas de fixation double, tel que le papier fin ou recyclé, passe uniquement par le premier module de fixation. L’imagePRESS peut donc conserver une vitesse d’impression constante indépendamment de l’épaisseur du papier, pour une surface au brillant élevé et uniforme. Double trajet Pour papier couché, gaufré et ordinaire de plus de 150 g/m2 Second module de fixation Premier module de fixation Voie de contournement Pour papier ordinaire de 150 g/m2 maximum Système de fixation double Synchronisation automatique Corrige l’orientation du papier Positionnement précis de l’image imprimée en recto verso Pour des processus post-impression spécifiques, comme le massicotage et la reliure, l’imagePRESS doit permettre un positionnement très précis de l’image sur le papier. Afin d’accroître cette précision, Canon utilise trois fonctions de synchronisation automatique. La synchronisation active utilise des rouleaux de correction d’inclinaison pour pousser le papier chargé contre la plaque de référence latérale, afin d’assurer un alignement rigoureux avec le sens d’impression de l’image. Une mire de synchronisation est imprimée sur la feuille afin de synchroniser le transport du papier. La réduction de l’image verso tient compte du rétrécissement du papier sous l’effet de la chaleur afin de créer une image légèrement plus petite au verso, de sorte que la taille des images imprimées soit identique sur les deux faces du papier. 28 Périphériques de restitution Sens d’alimentation du papier Papier Rouleau de correction d’inclinaison Plaque de référence latérale Synchronisation active Technologies phares de Canon aujourd’hui Équipement lithographique à semi-conducteurs Les semi-conducteurs évoluent en permanence. Canon s’efforce d’être visionnaire dans le développement de technologies pour les équipements lithographiques à semi-conducteurs, afin de répondre aux exigences strictes de ce secteur de pointe. Ces technologies sont le moteur des technologies de contrôle et d’optique de la société. Réticule / Support de réticule Optiques de projection Réglage de réticule Source lumineuse Support de tranche Technologie de contrôle de la synchronisation des supports Alignement recto verso Plate-forme d’application de l’équipement d’exposition Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. Technologie Canon : www.canon.com/technology Fonctionnement des équipements lithographiques à semi-conducteurs Les équipements lithographiques à semi-conducteurs utilisent un objectif pour projeter en réduction, sur les tranches de silicium, les motifs des circuits imprimés tracés sur le réticule. Plus de dix types de réticules entrent dans la production d’une seule puce, et ces équipements jouent un rôle particulièrement important dans la fabrication des puces à semi-conducteurs. Ces outils « évoluant par étape (step) » d’une puce à la suivante pour exposer plusieurs centaines de motifs sur une même tranche, on les appelle également « steppers ». Technologie de contrôle de la synchronisation des supports Productivité et rendement élevés avec les semi-conducteurs Les équipements lithographiques à semi-conducteurs, qui utilisent la méthode d’analyse et de répétition, exposent le motif du réticule tout en synchronisant en permanence les déplacements des supports de tranche et de réticule. Grâce à un contrôle extrêmement précis de toutes les sections en mouvement, Canon obtient un positionnement précis des motifs du réticule sur la tranche pendant l’exposition, avec une mise au point adéquate et une intensité lumineuse uniforme. Le positionnement des deux supports et de l’objectif est corrigé pour chaque prise afin de compenser toute variation, même extrêmement faible, de la surface de la tranche, ce qui permet d’exposer des pistes de circuits microscopiques. Alignement recto verso Les périphériques d’encapsulage 3D placent plusieurs LSI en couches qui fonctionnent comme un seul et même LSI. Ce procédé nécessite un alignement très précis des électrodes verticales qui traversent les LSI à différents niveaux. Canon a mis au point la technologie TSA-scope, qui lit les repères d’alignement placés au dos des tranches en faisant passer une lumière infrarouge depuis l’avant de ces tranches, au lieu de la méthode traditionnelle, qui consiste à les lire directement au dos. Étant donné qu’elle peut être utilisée dans divers procédés d’encapsulage, Canon développe des applications fondées sur cette technologie pour des produits employés dans l’unité de fabrication finale des semi-conducteurs. 100 Niveau de translucidité de la tranche de silicium (%) Technologie de base de l’intégration LSI qu’il est prévu d’étendre à l’unité de fabrication finale Synchronisation des supports de tranche et de réticule Image d’observation de l’échantillon 80 60 la face avant Observation de la translucidité du silicium à la lumière infrarouge 40 Repère de positionnement Observation de à la lumière visible 20 0 400 600 Tranche de silicium Élément semiconducteur 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000 Longueur d’onde de la lumière (nm) Schéma de la technologie TSA-scope Équipements lithographiques 29 Technologies phares de Canon aujourd’hui Équipement lithographique pour écrans LCD Les panneaux LCD employés dans les téléviseurs LCD de grande dimension sont créés grâce à une technologie qui expose avec précision les circuits des pixels sur un substrat en verre de grande taille. Les équipements lithographiques pour écrans LCD de Canon permettent d’exposer, en une seule fois, des écrans plats allant jusqu’à 57 pouces. Canon est le leader mondial des fabricants de ces équipements. Source lumineuse Masque Support de masque Support de substrat Très grand support Système optique à projection par miroir Substrat de verre Grand miroir concave Les technologies entourées d’un sont présentées sur le site ci-dessous. Technologie Canon : www.canon.com/technology Fonctionnement des équipements lithographiques pour écrans LCD Les équipements lithographiques pour écrans LCD transfèrent de fins motifs de pixels et de circuits sur un substrat en verre pour créer des panneaux à cristaux liquides (LCD) destinés aux écrans et aux téléviseurs. Ceux de Canon exploitent la méthode de balayage par miroir développée par la société pour la projection par miroir optique. La lumière émise par la source lumineuse est contrôlée par un système de projection à miroir optique composé notamment d’un grand miroir concave. Compte tenu de leur vaste champ d’exposition, sans aberrations chromatiques ni dégradation des performances de restitution d’image, les équipements lithographiques pour écrans LCD de Canon offrent une productivité élevée. Grand miroir concave Fabrication de miroirs haute précision présentant le plus grand diamètre au monde* * A compter du mois de novembre 2011 Le système de projection des équipements lithographiques pour écrans LCD de Canon utilise une méthode de balayage par miroir. Il présente l’avantage de s’adapter à l’évolution de la taille des substrats et procure un large champ d’exposition, sans aucune dégradation des performances en matière d’image. Les grands miroirs concaves, de diamètre suffisamment important pour obtenir une largeur d’exposition permettant de traiter de grands panneaux en une seule passe, améliorent considérablement la productivité. En exploitant des technologies de traitement de très haute précision, Canon a réussi à développer le miroir concave très haute précision présentant le plus grand diamètre au monde (1 514 mm) avec une précision de traitement en surface de 0,015 μm. Ce miroir autorise une puissance de résolution de 3 μm sur l’ensemble du champ d’exposition. Miroir concave haute précision de grand diamètre Très grand support Exposition de substrats grand format à une vitesse de 750 mm par seconde * A compter du mois de novembre 2011 L’équipement lithographique pour écrans LCD le plus récent de Canon pèse 100 tonnes. Une augmentation du poids des sections mobiles ayant tendance à affecter les performances, Canon développe de très grands supports, qui réduisent le poids total tout en préservant la solidité des composants. Le support du substrat est maintenu par des paliers à air et entraîné par des moteurs linéaires sans contact. Primordiale pour l’exposition, la stabilité de l’entraînement est obtenue à 750 mm par seconde, soit la vitesse la plus élevée au monde.* Cette méthode offre un rendement élevé de 323 panneaux de 55 pouces à l’heure. 30 Équipements lithographiques Aligneur à projection par miroir pour les substrats en verre de huitième génération Technologies phares de Canon aujourd’hui Projecteurs multimédias Les projecteurs multimédias évoluent en permanence afin d’améliorer la netteté et la luminosité des images dans les salles de projection et les lieux à forte luminosité. Pour renforcer encore la qualité d’image, Canon a mis au point le panneau à cristaux liquides réfléchissants LCOS et le système optique AISYS. Système optique d’éclairage Système de séparation / synthétisation des couleurs AISYS Panneau à cristaux liquides réfléchissants LCOS Source lumineuse Objectif de projection AISYS (Aspectual Illumination System) Système optique pour projecteur multimédia combinant une taille compacte et une grande qualité d’image Canon a développé le système optique AISYS en tirant parti des capacités des panneaux à cristaux liquides réfléchissants LCOS (Liquid Crystal On Silicon) utilisés dans ses périphériques d’affichage. Ce système fait converger la lumière selon un angle plus étroit dans le sens vertical, ce qui empêche la déperdition de lumière et améliore le contraste. Dans le sens horizontal, la convergence se fait selon un angle plus large, d’où une augmentation de la luminosité. Le système AISYS intègre de nombreuses avancées techniques, comme l’objectif à perspective spatiale, aux lentilles disposées horizontalement et verticalement, qui le rend beaucoup plus compact. Vue latérale (direction verticale) / Rôle du système optique : augmentation de la luminosité, réduction de la taille [Coupe verticale] Lentille convexe anti-explosion Objectif à perspective spatiale Lentille de champ collectif PBS Panneau LCOS [Coupe horizontale] Vue latérale (direction horizontale) / Rôle du système optique : augmentation du contraste Schéma du système optique d’éclairage AISYS de quatrième génération Technologies d’affichage Les demandes et les attentes en matière de périphériques d’affichage se diversifient toujours davantage et, pour y répondre, Canon fait appel à ses technologies de matériaux et de traitement à très haute précision ainsi qu’à ses technologies électroniques, toutes en quête de la meilleure qualité d’image possible et ce dans un seul but : faire progresser les technologies d’affichage. Technologie RM (Réalité mixte) Capteur de position et de direction (section de mesure) Des technologies de pointe pour fusionner monde réel et monde virtuel Par Réalité Mixte (MR), on entend la technologie d’imagerie qui intègre les mondes du réel et du virtuel en fusionnant des images réelles et des images générées par ordinateur. Le visiocasque Canon, développé en interne par la société, présente des objets virtuels dans des scènes filmées par des caméras internes, comme s’ils existaient dans la réalité. Les progrès réalisés en matière de positionnement ont permis à la technologie MR de surmonter des difficultés telles que les différences de position, de synchronisation et de qualité entre les images réelles et virtuelles. Cette technologie devrait trouver des applications dans des secteurs variés, comme la simulation de prototypes. Visiocasque Monde réel Réalité Mixte (MR) Écrans compacts Caméras vidéo Contrôleur Fusion entre images réelles et images générées par ordinateur Marqueur d’alignement Schéma de la technologie MR Écrans à diodes électroluminescentes organiques (OLED) Vers des périphériques mobiles plus pratiques Les écrans OLED sont basés sur le phénomène d’électroluminescence organique, généré par l’application d’une tension qui stimule des matériaux organiques intercalés entre des électrodes. Outre leur excellente qualité d’image, avec des couleurs très pures et un contraste élevé, ces écrans électroluminescents, qui consomment peu d’énergie, se caractérisent également par leur faible poids et leurs dimensions réduites. Canon a réalisé tout le processus de développement en interne, des matériaux organiques jusqu’aux périphériques et procédés, sans oublier les technologies. L’entreprise travaille actuellement à la production d’écrans OLED présentant des niveaux élevés d’efficacité, de pureté des couleurs et de longévité. Création d’images virtuelles générées par ordinateur Luminescence Verre d'encapsulation Cathode Moins de 0,5 µm Couche de transport de l'injection d'électrons Couche d'émission R Couche d'émission V Couche d'émission B Anode Couche d'émission RVB Couche de transport de l'injection de trous Substrat Schéma d’un écran OLED Périphériques d’affichage 31 Technologies phares de Canon aujourd’hui Technologies dites de plate-forme L’environnement réseau évolue rapidement. Canon crée donc des plates-formes pour les technologies numériques. Leur mise en œuvre dans différents produits lui permet d’accroître le rythme de développement de ces produits et leur qualité. Écrans (sRVB) Technologie de système de gestion des couleurs Une qualité toujours élevée des couleurs Canon Canon a acquis une grande expérience des technologies de mesure, de simulation de conception et d’évaluation d’image. Cette expérience lui permet de reproduire avec fidélité les couleurs d’origine, d’attribuer des valeurs quantitatives aux préférences de couleurs et de définir des couleurs cibles. Le Système d’uniformisation des couleurs haute qualité Canon a été mis en œuvre dans des périphériques d’acquisition et de restitution présentant des gammes distinctes de reproduction des couleurs. La société a poursuivi le développement de cette technologie pour créer Kyuanos, un système de gestion des couleurs haute précision. Celui-ci permet d’obtenir une reproduction très fidèle des couleurs, même sur certains supports d’impression et dans des conditions d’éclairage différentes. Imprimantes laser Imprimantes jet d’encre Différences de reproduction des couleurs entre les périphériques d’acquisition et de restitution Cloud Entreprise Technologies de communication en réseau Terminal mobile Connectivité des périphériques numériques Canon développe actuellement des technologies de communication sans fil, de communication vidéo haut débit et de connexion automatique des périphériques afin de créer un environnement au sein duquel les périphériques d’acquisition / restitution, tels que les imprimantes et les appareils photo, peuvent être utilisés à tout moment et en tout lieu. L’entreprise a ainsi mis au point des méthodes autorisant l’intégration de technologies standard, comme les points d’accès LAN (IEEE802.11g/a/n), dans ses produits. Ces avancées constituent désormais une technologie dite de plate-forme. Canon s’efforce d’améliorer les performances en matière de communication ainsi que de simplifier et de sécuriser les connexions. Technologies de visualisation en cours de processus / Technologies de simulation Réseau local Internet Réseau local Réseau local Domicile Bureau à domicile Vue schématique des technologies de communication sans fil et de connexion automatique des périphériques Source lumineuse Tambour photosensible Rouleau de charge Rouleau de développement Des technologies d’analyse qui font progresser l’innovation technologique Diverses technologies d’analyse ont permis à Canon de réduire le temps nécessaire à la conception de ses produits et d’améliorer leur qualité. Les technologies de visualisation en cours de processus font appel à la prise de photos par des appareils ultra-rapides et à l’analyse des images en vue d’observer directement les processus de fonctionnement, comme le développement du toner, sa fixation ou l’éjection de l’encre, ce qui a permis d’en découvrir le principe. Les technologies de simulation analysent le comportement des produits, permettant d’en évaluer les capacités dès le stade du développement. Scanner galvanonumérique Mise au point d’un traitement laser avancé Les machines à traitement laser sont des périphériques qui font pivoter des miroirs à grande vitesse pour déterminer la position de la lumière laser et mener à bien l’alésage, le découpage et autres opérations. Le scanner galvanonumérique de Canon est un scanner laser qui détecte les angles des miroirs du périphérique. La technologie de codage de Canon assure un positionnement très précis, des capacités de reproduction répétitives et une grande rapidité. Elle joue un rôle important dans le traitement des cartes de circuits imprimés haute densité d’appareils comme les téléphones portables et dans la production d’écrans et de panneaux solaires. Moteur ultrasonique (USM) Mécanismes de mise au point et de zoom gérés par ultrasons Canon a réalisé la première application pratique d’un moteur ultrasonique (USM) dans ses objectifs interchangeables pour appareils photo reflex. Les éléments piézoélectriques provoquent une vibration ultrasonique du stator, qui entraîne une rotation elliptique et déclenche la rotation du rotor. Il en résulte un couple et une réponse de niveau élevé, associés à un fonctionnement pratiquement inaudible. Cette technologie contribue aux caractéristiques qui ont fait la réputation des objectifs de Canon, et notamment leur mise au point rapide et silencieuse. 32 Technologies dites de plate-forme Lumière Appareil photo haute sensibilité Schéma de la technologie de visualisation en cours de processus pour le développement du toner Encodeur rotatif galvanonumérique Encodeur rotatif + moteur Encodeur rotatif galvanonumérique Encodeur rotatif + moteur Miroir (X) Miroir (Y) Lentille fθ Substrat résiduel Laser Exemple d’application du scanner galvanonumérique : perçage laser d’un trou interstitiel Sens de rotation du rotor Sens de rotation elliptique Rotor Stator Sens de l’onde ultrasonique Fonctionnement du moteur ultrasonique Technologies phares de Canon aujourd’hui Technologies environnementales Respectueuse de l’environnement, la société Canon encourage les activités qui permettent de réduire l’impact écologique tout au long des trois phases du cycle de vie d’un produit : production, utilisation et recyclage. Elle soutient également ces efforts par le développement de technologies environnementales exclusives. Bioplastiques à hautes performances [Production] Développement des plus grandes pièces externes pour périphériques multifonction du secteur Les bioplastiques sont très efficaces pour réduire l’impact environnemental. Leurs applications étaient toutefois limitées en raison d’une ininflammabilité, d’une résistance aux chocs et d’une aptitude au moulage inférieures à celles des plastiques traditionnels dérivés du pétrole. En 2008, Canon est parvenu à développer, en collaboration avec Toray Industries, le premier bioplastique au monde ayant obtenu un classement 5V au titre du programme de tests d’inflammabilité UL 94. L’entreprise l’a alors utilisé dans certains composants externes de la gamme de périphériques multifonction imageRUNNER ADVANCE. En 2010, Canon et Toray ont mis au point les plus grands* composants externes jamais réalisés en bioplastique, pour la fabrication des périphériques multifonction. Bioplastique présentant le plus haut niveau d’ininflammabilité au monde * À compter du 10 août 2011. D’après les recherches effectuées par Canon et Toray. Technologie de développement sans nettoyeur [Production] Création de périphériques numériques multifonction en réseau plus compacts, à l’efficacité énergétique accrue Dans les périphériques numériques multifonction en réseau, une partie du toner reste sur le tambour photosensible après transfert sur la courroie de transfert intermédiaire. Pour réappliquer une charge électrique à ce toner résiduel inégalement chargé, Canon a installé des brosses auxiliaires chargées. Cette méthode, qui permet de stabiliser la quantité de toner résiduel qui repasse sur le rouleau de développement, supprime la nécessité de mécanismes de nettoyage dédiés, d’où des périphériques multifonction plus compacts, à l’efficacité énergétique accrue. Sur les imprimantes laser et les périphériques numériques multifonction traditionnels, les charges sont appliquées sur le tambour photosensible par effet corona. Pour éliminer l’ozone généré par ce procédé, il est toutefois nécessaire d’avoir recours à des filtres et à un flux d’air. Canon a développé une méthode par rouleau, qui charge letambour photosensible en appliquant à un rouleau conducteur une tension générée par la superposition d’une tension CA sur une tension CC. Cette méthode réduit la formation d’ozone à environ un millième, et les niveaux de tension à approximativement un cinquième des niveaux antérieurs. En parallèle, elle rend inutiles les systèmes spéciaux chargés de traiter l’ozone, ce qui permet de créer des produits plus compacts. Technologie de fixation du toner [Utilisation] Réduction spectaculaire de la consommation d’énergie en mode veille Dans les imprimantes laser et les périphériques numériques multifonction traditionnels, le toner est fixé sur le papier sous l’effet de la chaleur et de la pression appliquées aux rouleaux de fixation, ces derniers devant rester chauds en permanence. La technologie Canon de fixation à la demande (SURF) utilise quant à elle un film de fixation. Celui-ci est amené au contact d’un réchauffeur céramique, qui n’entre en fonction que lorsque le film pivote afin de fixer le toner sur le papier. Cette méthode permet de réduire considérablement la consommation électrique. La durabilité du rouleau a également été améliorée pour le procédé de fixation avec chauffage par induction, dans lequel c’est le rouleau lui-même qui est chauffé. [Brosse auxiliaire supérieure] Stabilisation du potentiel électriquedu tambour Tambour photosensible [Module de développement] Réutilisation du toner résiduel [Brosse auxiliaire inférieure] Charge négative du toner résiduel Exposition [Rouleau de charge électrique] Uniformisation du potentiel électrique du tambour Système sans nettoyeur Technologie de charge électrique sans dégagement d’ozone [Utilisation] Réduction des émissions d’ozone à environ 1/1000 ou moins [Transfert principal] Toner résiduel Courroie de transfert intermédiaire Fill corona O3 Rouleau de charge O3 O3 O3 Tambour photosensible Tambour photosensible Méthode de décharge par effet corona (ionisation élevée de l’air) Méthode de charge par rouleau (faible ionisation de l’air) Charge électrique sans dégagement d’ozone [Méthode de fixation par rouleau] Rouleau de fixation Fixat ion [Méthode de fixation à la demande] Film de fixation Papier Fixat ion Surfac e de l’ image Réchauffeur Chauffage céramique Toner Rouleau de pression Papier Surfac e de l’ image Toner Rouleau de pression Système de fixation de toner à la demande Technologie de recyclage des cartouches de toner [Réutilisation] Recyclage sans mise en décharge Canon a montré la voie à l’industrie internationale des cartouches de toner avec la création, en 2002, d’une usine de recyclage de matériaux. Les diverses étapes y sont exécutées automatiquement, du broyage des cartouches à la séparation des matériaux et à leur transformation en granulés plastiques. Principalement utilisé pour le boîtier extérieur des cartouches, le plastique fait l’objet d’un tri précis, en fonction de critères comme la couleur et le poids. Il peut ensuite être employé dans le cadre d’un recyclage en circuit fermé, qui se traduit par une réutilisation quasi-permanente des matériaux plastiques. Il est donc possible de le récupérer en évitant l’élimination en décharge contrôlée. Aluminium après séparation (tambours) Acier après séparation Granulés plastiques recyclés Recyclage des cartouches de toner Technologies environnementales 33 Technologies phares de Canon aujourd’hui Technologies de gestion de la qualité Pour préserver et améliorer la qualité qui fonde la confiance dans la marque Canon, l’entreprise a recours à des technologies d’évaluation, de simulation et d’analyse. Son engagement total en faveur de la qualité accompagne l’évolution permanente de ses produits. Assurance qualité Canon Canon s’est donné pour objectif de mettre au point des produits leaders sur le marché mondial, d’offrir des niveaux toujours plus élevés de qualité et de service, et de participer à l’amélioration de la culture dans le monde entier. La qualité fait partie intégrante des produits Canon et constitue, pour ses clients, un gage « de sécurité, d’intelligence et de satisfaction ». Pour leur proposer des produits et des services répondant à ces trois objectifs, Canon effectue des contrôles qualité à chaque étape, depuis la planification jusqu’au développement et à la production, sans oublier le marketing et les services après-vente. Laboratoire de tests et d’évaluations (usine de Tamagawa) Centre d’évaluation contribuant à renforcer les niveaux de qualité des produits Le Laboratoire de tests et d’évaluations de Canon est le centre d’essai le plus performant du secteur. Il comprend des installations de test certifiées comme la salle semi-anéchoïque (EMC), qui permet de mesurer les niveaux de rayonnement électromagnétique émis par les produits, ainsi que la salle semi-anéchoïque (acoustique) et le laboratoire de tests acoustiques, dans lesquels on mesure le niveau de bruit en fonctionnement et les autres propriétés acoustiques de ces produits. Il comporte également une salle d’évaluation de la sécurité servant à tester les propriétés ignifuges. En réalisant des évaluations dans ces installations, dès la phase de conception, Canon est à même de vérifier la sécurité et la conformité aux réglementations, et de ne choisir que des composants et des matériaux sûrs. Mesure du rayonnement électromagnétique émis par les produits : salle semi-anéchoïque (EMC) Technologies d’évaluation et de mesure du point de vue de l’utilisateur Évaluation du confort et de la simplicité d’utilisation Canon fait progresser les technologies d’évaluation des produits, qui permettent de mesurer le potentiel myoélectrique, la circulation sanguine et d’autres réactions physiologiques afin de numériser la réponse des individus aux produits en exploitant leurs sens – vue, toucher, odorat et ouïe – et de combiner ces données physiologiques avec des observations subjectives. La société a par exemple réalisé des évaluations de la charge de travail en associant des simulations de la charge musculaire et des mesures du potentiel myoélectrique avec des valeurs subjectives. De telles évaluations servent à développer des produits qui sollicitent moins les utilisateurs. Mesure de l’effort physique lors de l’utilisation de la cassette papier d’une imprimante multifonction Technologie d’évaluation de la sécurité chimique Préservation de l’environnement lors de l’utilisation des produits Canon mesure la quantité de composés chimiques, ou émissions chimiques, comme les composés organiques volatils (COV), la poussière, l’ozone, les particules et autres éléments chimiques émis lors de l’utilisation d’un produit et exploite ces données lors du développement. En 2005, l’entreprise est devenue l’une des premières du secteur à disposer d’un laboratoire de mesure des émissions chimiques ayant obtenu l’accréditation ISO/IEC17025 et des certifications écologiques allemandes. Ce laboratoire a permis à de nombreux produits Canon d’obtenir des labels écologiques, notamment la certification « Blue Angel ». Technologie d’analyse des défauts des LSI Garantir la fiabilité et la qualité des composants électroniques Chez Canon, l’assurance qualité des circuits intégrés à grande échelle (LSI) et autres composants électroniques mis en œuvre dans les produits de la société passe par l’application de technologies avancées d’évaluation et d’analyse. La technologie d’analyse des défauts des LSI utilise le balayage laser pour déterminer l’emplacement des problèmes. Les lasers infrarouges employés à cet effet traversent le substrat de silicium du LSI, ce qui permet d’effectuer l’analyse sur la face arrière, dépourvue de couche de câblage. Cette méthode est pratique pour détecter les défauts microscopiques, difficiles à repérer par une simple analyse de la surface avant. 34 Technologies de gestion de la qualité Appareil de mesure des particules Une réaction OBIRCH se produit (emplacements verts et rouges), mais il est impossible d’obtenir des informations de position précises. Analyse IR-OBIRCH de la surface recto Couche de câblage Position réelle du défaut Substrat de silicium Il est possible d’identifier avec précision la position des défauts (rouge). Analyse IR-OBIRCH de la surface verso Comparaison de l’analyse des défauts des LSI à partir des surfaces avant et arrière Technologies phares de Canon aujourd’hui Technologies d’ingénierie de production Les technologies d’ingénierie de production sont tout aussi importantes que les technologies utilisées pour le développement. Participant à la mise en place de chaînes de fabrication entièrement automatisées, fonctionnant 24 heures sur 24, 365 jours par an, elles permettent la fabrication en interne de composants et d’outils de traitement essentiels, offrant de nouvelles fonctionnalités et des coûts réduits, de même que des technologies de mesure et de traitement à la précision nanométrique. Système de fabrication des cartouches de toner Répondre aux besoins en termes de coûts, d’encombrement et de fiabilité Canon a automatisé plus d’une centaine de processus requis dans la production des cartouches de toner, depuis le traitement et l’assemblage des pièces jusqu’au contrôle et à l’emballage. Ses équipements de production, qui exploitent ses technologies brevetées, automatisent complètement des processus pour lesquels cela semblait difficile par le passé. En utilisant les dernières technologies, notamment la CAO 3D, la simulation d’analyse et la réalité virtuelle, Canon œuvre activement à la mise en place de chaînes de fabrication entièrement automatisées fonctionnant 24 heures sur 24 et 365 jours par an. Cartouche de toner monobloc Technologies des composants chimiques Des matériaux à la fonctionnalité équilibrée Les composants et matériaux qui permettent l’exécution des fonctions des produits, comme les matériaux de fixation et les courroies de transfert utilisés dans les périphériques multifonction en réseau et les imprimante laser, sont des composants dits fonctionnels. Canon étudie attentivement les propriétés qu’ils doivent posséder et assure le développement en interne des matériaux ainsi que la production des équipements nécessaires à leur traitement. L’entreprise porte une attention particulière aux technologies des composants chimiques et adapte les matières premières à partir de matériaux polymères et organiques, par exemple les plastiques et caoutchoucs, en appliquant des réactions chimiques, des contre-réactions et des mélanges, et en procédant à un traitement qui permet leur utilisation en tant que composants. Courroies de transfert utilisées dans les périphériques multifonction en réseau et les imprimantes laser Technologies des systèmes de traitement et de mesure Une précision nanométrique pour les éléments optiques Grâce aux progrès des technologies de conception, les éléments optiques tels que les lentilles et les prismes continuent d’évoluer, des formes sphériques vers des formes asphériques et des surfaces asymétriques vers des surfaces de forme libre. Traiter et mesurer des surfaces de forme libre présentant d’importantes variations de courbure implique des niveaux de précision nanométriques. Canon a mis au point ses propres machines de traitement avec contrôle haute précision de l’outil de découpe haute vitesse, et ses propres machines de mesure avec sondes de contact pour des mesures ultra-précises de surfaces entières. La société peut ainsi produire des éléments optiques d’une précision extrême. Table rotative de l’axe B Barre coulissante de l’axe Z Système de compensation du poids Pièce travaillée Table rotative de l’axe C Barre coulissante de l’axe X Socle Barre coulissante de l’axe Y Support sur coussin d’air Plaque d’appui X-Y Machine de traitement des formes libres (forme A) Technologie de traitement IBF (Ion Beam Figuring, ou Chiffrage de faisceaux ioniques) Fabrication de miroirs multicouche d’une précision atomique Les équipements d’exposition fonctionnant dans la longueur d’onde EUV nécessitent l’utilisation de miroirs multicouche, qui exigent des niveaux de précision extrêmes, à l’échelle atomique. Les technologies de traitement Ion Beam Figuring (IBF) de Canon, qui utilisent des faisceaux ioniques (IB), permettent de corriger les formes sur une large plage tout en assurant un calcul haute précision des miroirs. Dans les tests utilisant le système IBF exclusif de Canon, un miroir à la moyenne quadratique de 0,36 nm en précision de surface a été corrigé avec succès. Il a atteint une moyenne quadratique de 0,13 nm, ce qui atteste d’une précision de calcul supérieure et du niveau de précision de surface le plus élevé au monde. Précision de surface Précision de surface avant traitement : moyenne après traitement : moyenne quadratique de 0,36 nm quadratique de 0,13 nm Résultats du test de correction de forme à l’aide d’un miroir Technologie de conception de prototypes virtuels Conception sans prototype d’après analyse d’optimisation L’IAO, technologie majeure de prototypage employée dans la conception sans prototype, tire pleinement parti des analyses d’optimisation, d’optimisation à objectifs multiples et d’optimisation robuste afin d’apporter des améliorations au stade de la conception. L’analyse d’optimisation à objectifs multiples est par exemple employée pour les zooms à barillet des appareils photo compacts. Elle optimise simultanément les délais d’entraînement du zoom et sa consommation électrique afin de les réduire. Analyse d’optimisation à objectifs multiples sur un zoom à barillet Technologies d’ingénierie de production 35 Index A M AISYS (Aspectual Illumination System)........................................... 31 MEAP/Connecteur MEAP/Web MEAP............................................. 27 Alignement recto verso.................................................................. 29 Moteur ultrasonique (USM)........................................................... 32 Analyse des défauts des LSI........................................................... 34 Architecture du contrôleur............................................................. 27 Auto Photo Fix II........................................................................... 23 B Objectif ultra-compact avec stabilisateur d’image par décentrement de lentille................................................................ 18 Objectif zoom SHV........................................................................ 21 Bioplastiques à hautes performances............................................. 33 C CAPT (Canon Advanced Printing Technology)................................. 26 Capteur d’images CMOS............................................................... O 9 Capteur CMOS grand format......................................................... 19 Capteurs CMOS Full HD................................................................ 20 Objectifs vidéo HD avec stabilisation d’image et fonction autofocus (AF)............................................................................... 20 P Projet Tsuzuri................................................................................ 12 R Communication en réseau............................................................. 32 Réalité mixte (RM)......................................................................... 31 Composants chimiques.................................................................. 35 Recyclage des cartouches de toner................................................ 33 Conception de prototypes virtuels.................................................. 35 Recherche préconcurrentielle......................................................... 11 Contrôle de la synchronisation des supports................................... 29 Correction d’image (scanners)....................................................... 22 D S Scanner galvanonumérique............................................................ 32 Simulation..................................................................................... 32 Détection automatique du support................................................ 26 SWC (Subwavelength Structure Coating)........................................ 19 Développement sans nettoyeur...................................................... 33 Synchronisation automatique......................................................... 28 DIGIC 5......................................................................................... 18 Système de fabrication des cartouches de toner............................. 35 Système de gestion des couleurs.................................................... 32 E Écrans à diodes électroluminescentes organiques (OLED)............... 31 Système de lentilles de correction du foyer Newton pour le télescope Subaru....................................................................... 13 Évaluation de la sécurité chimique................................................. 34 Système de radiographie numérique sans fil................................... 21 Évaluation et mesure du point de vue de l’utilisateur...................... 34 F FINE (Full-photolithography Inkjet Nozzle Engineering)................... 23 Fixation double............................................................................. 28 Grand miroir concave.................................................................... 30 Guide de lumière DEL blanche....................................................... 22 Charge électrique sans dégagement d’ozone................................. 33 I 6 Interface utilisateur....................................................................... 10 L Laboratoire de tests et d’évaluations (usine de Tamagawa)............. 34 L-COA........................................................................................... 24 Lentille DO (diffringente)............................................................... 19 Logiciels d’enregistrement vidéo en réseau.................................... 21 LUCIA/LUCIA EX........................................................................... 24 36 7 T Technologie de fixation du toner.................................................... 33 Technologies haute productivité (imprimantes photo de production).............................................................................. 25 G Imagerie médicale......................................................................... Systèmes de diagnostic génétique................................................. Systèmes de traitement et de mesure............................................. 35 Technologies synonymes de qualité d’image supérieure (Imprimantes photo de production)................................................ 25 Traitement IBF (Ion Beam Figuring, ou Chiffrage de faisceaux ioniques)................................................................... 35 Très grand support........................................................................ 30 V Vision haute précision..................................................................... 8 Visualisation en cours de processus............................................... 32 Site Web Canon Technology (en anglais) www.canon.com/technology Le site Web Canon Technology contient des informations complémentaires concernant les technologies présentées dans le présent document. Il comprend également des vidéos décrivant les technologies, des entretiens avec des développeurs passionnés évoquant leur travail et des documents exclusifs tels que « Qu’est-ce que la lumière ? », qui explique les mystères de la lumière, élément essentiel de notre vie quotidienne. Marques commerciales d’autres sociétés l IBM est l’abréviation d’International Business Machines Corporation. l Microsoft est une marque commerciale ou déposée de Microsoft Corporation, aux États-Unis et / ou dans d’autres pays. l Adobe est une marque commerciale d’Adobe Systems Incorporated. l D’autres noms de produits ou services sont mentionnés à titre indicatif uniquement, et peuvent être des marques déposées ou des marques commerciales en attente d’enregistrement de leurs propriétaires respectifs. TECHNOLOGIES CANON CANON INC. 30-2, Shimomaruko 3-chome, Ohta-ku, Tokyo 146-8501, Japon www.canon.com ©Canon Inc. 2012 PUB.CTH14F 0712