TECHNOLOGIES CANON 2014

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TECHNOLOGIES
CANON 2014
CANON INC.
30-2, Shimomaruko 3-chome, Ohta-ku, Tokyo 146-8501, Japan www.canon.com
©Canon Inc. 2014 PUB. CTH16F 0514
TECHNOLOGIES CANON 2014
TABLE DES MATIÈRES
Message de la Direction ········································································ 1
La R&D de Canon
Une dynamique d’innovation permanente ·················································· 2
Thématiques de R&D
Un capteur CMOS révolutionnaire ······························································
Imagerie médicale ······················································································
Un correcteur de foyer principal pour le télescope Subaru ··························
Technologie de traitement d’image de prochaine génération ······················
Recherche préconcurrentielle ·····································································
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Historique des pionniers du traitement d’image
— Retour sur les technologies développées par Canon — ············ 16
Technologies phares de Canon aujourd’hui
Technologies de produits
Périphériques d’acquisition
Reflex numériques ·································································
Objectifs interchangeables ·····················································
Compacts numériques ····························································
Caméscopes numériques ························································
Caméras cinéma numériques ··················································
Équipements Broadcast ··························································
Caméras réseau ·····································································
Équipements médicaux ··························································
Scanners ················································································
Périphériques de restitution
Systèmes de réalité mixte (RM) ···············································
Imprimantes jet d’encre ··························································
Imprimantes jet d’encre grand format ·····································
Imprimantes photo de production ···········································
Imprimantes laser/Imprimantes laser multifonctions ················
Périphériques multifonctions d’entreprise ·······························
Systèmes d’impression de production numérique ····················
Projecteurs multimédias ·························································
Équipements lithographiques
Équipement lithographique à semi-conducteurs ······················
Équipement lithographique pour écrans plats ··························
Technologies de gestion de la qualité ···············································
Technologies dites de plate-forme ·····················································
Technologies environnementales ·······················································
Technologies d’ingénierie de production ··········································
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Index ········································································································ 44
Message de la Direction
Une approche globale des
innovations, en phase avec les
évolutions de notre temps
Canon met actuellement en place une série d’innovations dans le domaine
de la gestion, dans le cadre de la Phase IV de son plan de gestion à moyen
et long termes, « Excellent Global Corporation Plan », lancé en 2011.
Dans le monde actuel, tout change rapidement et la concurrence
mondiale ne cesse de s’intensifier. Nous avons donc décidé de favoriser
la transformation de toutes nos activités d’entreprise en élaborant une
nouvelle stratégie axée sur la croissance et la réalisation de nos objectifs.
Notre premier objectif vise à devenir le numéro un incontesté dans tous nos
cœurs de métier, tout en développant les activités connexes et périphériques.
Outre un calendrier judicieux de lancement de produits innovants, nous
allons impulser de nouvelles activités axées sur nos technologies d’imagerie
stratégiques et développer nos opérations vers des solutions et services de
pointe.
Entre-temps, nous allons aussi dynamiser des secteurs qui formeront de
nouveaux axes d’activité du groupe, notamment les équipements médicaux et
industriels. Nous souhaitons contribuer au progrès de la société en participant
activement à des alliances universitaires et industrielles, tout en développant
les capacités technologiques nécessaires et des technologies propriétaires.
Nous mettrons aussi l’accent sur nos activités de responsabilité sociale,
notamment nos démarches axées sur l’environnement, l’amélioration de
la qualité, la conformité complète de l’entreprise et la contribution sociale.
À travers ces activités, Canon entend croître et prospérer au cours des 100,
voire 200 prochaines années. Notre objectif est de devenir un groupe
international d’excellence, admiré et respecté 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 croître et de se développer, en créant systématiquement des
produits compétitifs basés sur des technologies originales. En fait, tout au
long de son histoire, le groupe Canon s’est développé au rythme de ses
innovations technologiques.
Conformément à notre politique de gestion innovante inscrite dans notre
plan d’excellence « Excellent Global Corporation Plan », nous continuons
d’encourager l’innovation dans toutes les activités du groupe, à commencer
par la fabrication.
Même dans le domaine du développement technologique, il n’est pas
exagéré d’affirmer que notre capacité à créer des technologies originales
tient à notre insatisfaction permanente vis-à-vis de nos réalisations et
à notre volonté de faire toujours mieux.
En développant et approfondissant les technologies nécessaires à nos
futures activités, nous renforcerons nos atouts technologiques et serons
à la pointe de la recherche, y compris dans le domaine préconcurrentiel,
tout en visant la pérennité de nos activités. Par ailleurs, nous intégrerons
rapidement les résultats de cette démarche dans nos produits, afin qu’ils
deviennent numéro 1 dans le monde.
Le groupe Canon envisage l’avenir à travers une « diversification à
l’échelle mondiale ».
Dans cette optique, le groupe souhaite mettre en place un système
de gestion basé sur trois sièges régionaux. Le premier axe concernera
l’activité R&D, et instaurera des centres d’innovation chargés d’exploiter
les gisements économiques issus des innovations technologiques, au Japon,
mais aussi en Europe et aux États-Unis. En respectant les spécificités de
ces trois régions, nous mettrons sur pied des équipes R&D constituées de
personnalités brillantes, qui déploieront leurs efforts dans tous types de
travaux, de la recherche fondamentale à la recherche appliquée. Le fruit
du travail des équipes régionales servira de fondation aux futures activités
mondiales du groupe.
L’activité R&D de Canon continuera d’évoluer, afin d’offrir à la société les
bienfaits de progrès sans précédent, issus des innovations technologiques,
et d’enrichir le quotidien de tous.
Toshiaki Ikoma
Vice-Président Exécutif et Directeur de la Technologie
Canon Inc.
2
Technologies Canon 2014
La R&D de Canon
Une culture et une organisation axées
sur des technologies originales
Canon doit sa croissance à ses technologies originales. Le groupe s’est engagé dans la recherche et le développement
de technologies étroitement liées à ses principaux produits actuels, notamment l’exposition, le traitement d’image,
l’électrophotographie, l’affichage et l’impression jet d’encre.
Les synergies technologiques au service des produits
Outre les piliers technologiques de premier plan tels que l’optique et
la commande de précision, Canon possède de nombreuses technologies
originales, notamment la conception de systèmes d’intégration à grande
échelle, ou encore les technologies de traitement d’image et d’imagerie,
ainsi que les technologies de matériaux, de simulation, d’analyse et de
logiciels associées. 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 de 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, ou encore 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.
Canon bénéficie d’une solide culture d’entreprise et d’une structure
organisationnelle qui lui permettent de partager ses différentes
ressources entre ses services, ceux-ci collaborant pour concevoir des
produits leaders sur le marché. Savoir associer les différentes forces en
présence fait partie des principaux points forts du groupe.
es technologies d’intégration issues de longues années
D
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, et 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.
Extension de la portée 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’applications et de résolution des problèmes techniques grâce
à l’adoption d’approches différentes.
Recherche et développement en technologie des matériaux
Approfondissement des 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
La R&D de Canon
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.
En quête d’innovation
Actuellement, Canon exploite ses technologies propriétaires, tout en
proposant des technologies originales aux entreprises de différents
secteurs d’activité, à des instituts de recherche et à des universités,
afin de créer de nouveaux systèmes et d’avoir une démarche active en
faveur de l’innovation ouverte.
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
Une vision mondiale
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.
Les États-Unis sont à la pointe mondiale de la technologie médicale
et représentent un marché important dans le domaine de la santé.
Canon y a établi un centre de R&D, dédié aux technologies applicables
aux sciences médicales. Par le biais d’études réalisées conjointement
avec des hôpitaux universitaires et des instituts de recherche, le groupe
souhaite raccourcir le délai entre la R&D et le lancement de produits.
D’autres centres de R&D Canon dans le monde, notamment le
Canon Research Centre France et Canon Information Systems Research
Australia, exploitent les spécificités de leurs régions respectives pour
mener des activités de R&D dans leurs domaines technologiques
d’excellence.
Les défis 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.
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.
Une communication active entre 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 organise chaque année des ateliers technologiques,
afin d’élargir encore les compétences technologiques du groupe.
Les ingénieurs et chercheurs remplissant diverses fonctions mais
travaillant dans le même domaine technique se rassemblent et
discutent de thèmes d’actualité dans le cadre de présentations, de
conférences et de tables rondes.
Un système d’études à l’étranger pour former les ingénieurs
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.
La technologie, véritable ADN de l’entreprise
« 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 de R&D et ratio dépenses de R&D/chiffre d’affaires
net du groupe Canon
(Yen)
500 milliards
Ratio dépenses de R&D/CA net (axe de droite)
400 milliards
6,0
200 milliards
4,0
100 milliards
2,0
Dépenses de R&D (axe de gauche)
Des initiatives en faveur des inventeurs
Après avoir établi les orientations technologiques et sa stratégie
générale, Canon 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 Gradeup 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 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.
l
Top 10 des entreprises qui se sont vues délivrer des brevets
aux États-Unis en 2012
Classement
Société
10,0
8,0
300 milliards
0
(％)
Ateliers technologiques
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 (Année)
Nombre de
brevets
1
IBM
6 453
2
SAMSUNG ELECTRONICS
5 080
3
CANON
3 179
4
SONY
3 033
5
PANASONIC
2 781
6
MICROSOFT
2 618
7
TOSHIBA
2 448
8
HON HAI PRECISION INDUSTRY
2 016
9
GENERAL ELECTRONICS
1 650
10
LG ELECTRONICS
1 631
* D’après le nombre de brevets hebdomadaire indiqué par le Département
américain du commerce.
5
Enregistrement vidéo haute sensibilité
Un capteur CMOS révolutionnaire
Relever les défis pour améliorer les performances des capteurs CMOS
et les exploiter dans la pratique
Canon a été l’une des premières entreprises du secteur à identifier les
avantages des capteurs CMOS. Le groupe commence à orienter ses efforts
de recherche et développement sur cette technologie dans les années 1990,
période où les capteurs CCD dominent encore le marché des capteurs d’image.
Bien que les capteurs CMOS offrent de nombreux avantages par rapport aux
capteurs leaders du marché, notamment en matière de vitesse de lecture, de
consommation d’énergie et de compatibilité avec des puces de plus grandes
dimensions, les premières générations sont caractérisées par des niveaux de
bruit élevés en comparaison des capteurs CCD.
En conséquence, Canon concentre ses efforts de recherche et développement
sur la mise au point de solutions à ce problème et développe une technologie
de réduction du bruit, appelée méthode d’élimination du bruit par double
échantillonnage*1, basée sur une nouvelle structure de pixels et une nouvelle
technique de lecture. En 2004, cette technologie reçoit un prix de l’invention
dans le cadre du « National Commendation for Invention » (récompenses
décernées à des inventions remarquables au Japon).
Dès lors, Canon intègre ses capteurs CMOS dernière génération à ses appareils
photo numériques et ses caméscopes, tout en continuant d’étudier leur potentiel.
Les recherches se concentrent notamment sur l’acquisition d’images par ultrafaible luminosité. En 2010, Canon développe un capteur CMOS haute sensibilité
sur une puce de 202 × 205 mm, les plus grandes dimensions*2 qu’il est possible
d’obtenir à partir d’une tranche de 300 mm de diamètre environ. En janvier 2011,
ce capteur CMOS est installé dans le télescope de Schmidt de 105 cm de diamètre
de l’observatoire de Kiso, à l’Institut d’astronomie de l’université de Tokyo, où
il réussit à acquérir des images vidéo de météores d’une magnitude apparente
de 10. Cette performance, présentée lors de la réunion 2011 de la Société
japonaise d’astronomie, est saluée avec enthousiasme.
Partie de lecture des pixels
S+N+n
Bruit aléatoire
*1 Une méthode d’élimination du bruit qui échantillonne les signaux et le bruit.
*2 Selon l’état des connaissances au 19 novembre 2013. Sur la base d’une étude réalisée par Canon.
Signal+mémorisation du bruit
N+n
Bruit fixe
Émission
du signal
（S+N+n）
（N+n）
=S
Mémorisation du bruit
Principe de la méthode d’élimination du bruit par double échantillonnage
Capteurs CMOS haute sensibilité
pour l’imagerie vidéo d’objets invisibles à l’œil nu
Une méthode efficace pour augmenter la sensibilité des capteurs CMOS consiste
à augmenter la taille des pixels et à démultiplier ainsi la quantité de lumière
qu’ils peuvent capter. Sur le tout dernier capteur CMOS grand format de 35 mm
à haute sensibilité, les pixels mesurent 19 µm de côté, soit une surface multipliée
par 7,5 par rapport aux pixels d’environ 7 µm de côté du capteur CMOS qui
équipe l’EOS-1D X, le reflex numérique haut de gamme de la marque. Cette
augmentation de taille permet d’améliorer la sensibilité du capteur en proportion.
Afin de confirmer les performances réelles de ce capteur CMOS haute
sensibilité, il a été monté sur un prototype de
caméra et soumis à divers tests d’imagerie.
À l’heure actuelle, les corps astraux pouvant faire
l’objet d’un enregistrement vidéo à l’aide d’un
capteur CCD à multiplication d’électrons courant
se limitent à des astres de magnitude 6 (ce qui
équivaut à la capacité de perception de l’œil nu).
En comparaison, le capteur CMOS haute sensibilité
est en mesure d’enregistrer des images vidéo
d’astres faibles d’une magnitude de 8,5, voire
plus.*3 Dans une vidéo tournée avec ce capteur,
qui met en scène une personne tenant trois bâtons
*3 La luminosité d’une étoile est divisée par 2,5 chaque fois
que la magnitude augmente de 1.
6
d’encens allumés dans une pièce très sombre (0,05–0,01 lux), le visage et la plus
grande partie du torse du sujet sont visibles. En outre, des prises de vue en
extérieur à la pleine lune (0,3 lux) ont permis d’obtenir des images qui semblent
tournées avec un éclairage supplémentaire. Le prototype de caméra a reçu
les éloges des opérateurs de ZERO CORPORATION, la société de production qui
a aidé au tournage de la vidéo test. Les employés ont en effet déclaré que ses
performances sont « supérieures à celles de toute autre caméra actuellement sur
le marché en termes de conditions de prises de vue par faible luminosité ».
Comparaison d’images avec pour seul éclairage trois bâtons d’encens allumés
(À gauche : capteur CCD à multiplication d’électrons/à droite : capteur CMOS haute sensibilité)
Thématiques de
Les capteurs CMOS développés par Canon intègrent quelques-unes des technologies les plus
perfectionnées au monde. Composants essentiels des produits Canon, ils représentent un avantage
concurrentiel décisif. Pendant plus de 10 ans, Canon s’est efforcé d’améliorer en permanence les
performances de base de ses capteurs CMOS et poursuit son travail de recherche et développement,
pour s’ouvrir de nouveaux horizons.
L’évolution permanente
des capteurs CMOS de Canon
Sur environ 12 ans à compter de l’an 2000, année où Canon commercialise un
capteur CMOS destiné à ses reflex numériques, les densités de pixels sont multipliées
par plus de six. Alors que la surface d’un pixel est divisée par plus de six, les
performances par faible luminosité progressent d’un facteur de un à dix (comparaison
de la sensibilité ISO basée sur des critères internes à Canon). Ce résultat a nécessité
des recherches et le développement de technologies ciblées sur l’optimisation de
l’exploitation de la lumière et sur la réduction du bruit, notamment la méthode
d’élimination du bruit par double échantillonnage mentionnée plus haut.
S’agissant de la technologie de traitement à semi-conducteurs, le courant de fuite
devait être réduit de 2 à 3 ordres de grandeur pour les mémoires DRAM et de 5
à 6 ordres de grandeur pour
les circuits numériques LSI.
En conséquence, Canon s’efforce
de réduire au minimum la
contamination par les métaux
lourds et les défauts de la
structure cristalline dans ses
nouveaux processus.
Le nouveau capteur CMOS grand
format de 35 mm pour la vidéo
Canon parvient également à maintenir un niveau de performances très élevé en
améliorant en permanence les circuits de lecture, afin de réduire le bruit, d’optimiser
la structure des photodiodes et de perfectionner les technologies de traitement à
semi-conducteurs.
En 2011 et 2012, le groupe, qui tente d’améliorer la vitesse et de réduire
la consommation d’énergie, concentre ses efforts sur l’optimisation du signal
numérique restitué. Cette technologie est intégrée au compact numérique
PowerShot S100 (commercialisé en décembre 2011), dont l’exceptionnelle qualité
d’image par faible luminosité fera l’unanimité. La même technologie est également
employée sur l’EOS C300, caméra cinéma numérique lancée en janvier 2012,
qui marque l’implantation effective de Canon sur le marché de la production
cinématographique. L’EOS C300 est récompensée par un prix décerné par les
professionnels de l’industrie hollywoodienne pour sa haute qualité d’image,
même dans des conditions de prises de vue par faible luminosité. Grâce à cette
technologie de capteur CMOS, Canon remporte également un Emmy® Award dans
la catégorie « Technologie et ingénierie » en 2012.
À l’approche des Jeux olympiques de 2020 qui seront célébrés à Tokyo, le secteur
de la technologie d’imagerie devrait passer de la Full HD à la technologie 4K, qui
multipliera par quatre le nombre total de pixels, puis à la Super HV, avec laquelle
le nombre de pixels quadruplera à nouveau. Anticipant cette évolution, Canon
va poursuivre le développement des technologies fondamentales sous-jacentes
aux capteurs CMOS. Le groupe ambitionne également d’appliquer ces progrès
technologiques aux produits grand public, contribuant ainsi à de nouvelles avancées
sur le plan des fonctionnalités et des performances des caméras et appareils photo.
Capacité à acquérir des images par ultra-faible luminosité prouvée
Canon parvient à tourner une vidéo des lucioles Yaeyama-hime de nuit
En mars 2013, Canon annonce le développement d’un capteur CMOS grand format
de 35 mm à haute sensibilité pour l’enregistrement vidéo. Suite à cette annonce,
le groupe reçoit de nombreuses demandes de curieux au sujet de la technologie,
y compris un courrier d’un chercheur étudiant la luciole Yaeyama-hime. Malgré
plusieurs tentatives à l’aide d’une caméra traditionnelle, le chercheur n’a jamais
réussi à tourner des images de l’habitat naturel des lucioles. À la différence de
la luciole Genji, plus grande, la luciole Yaeyama-hime mesure moins de 5 mm de
longueur, ce qui en fait la plus petite espèce de luciole au Japon. Étant donné que
la luciole Yaeyama-hime ne se met à émettre de la lumière qu’une fois un certain
niveau d’obscurité atteint, le chercheur est jusque-là seulement parvenu à enregistrer
le scintillement des insectes volant dans l’obscurité, mais n’a pas réussi à enregistrer
l’objet de ses recherches : le milieu environnant, dans lequel vivent les lucioles.
En juin 2013, Canon relève le défi d’enregistrer une vidéo de la luciole Yaeyamahime dans son habitat. Aucun éclairage artificiel n’est utilisé pendant les prises
de vue, qui sont réalisées après le coucher du soleil, dans les montagnes de l’île
d’Ishigaki, située au large de la côte nord-est de Taïwan. Avec un éclairement
lumineux ambiant inférieur à 0,01 lux, le niveau d’obscurité est tel qu’il est
impossible de discerner les objets environnants à l’œil nu.
Le prototype de caméra équipé du capteur CMOS haute sensibilité a pu enregistrer
des images nettes, non seulement de la couleur de la lumière émise par les lucioles
Lucioles Yaeyama-hime dans la végétation de la jungle
et de leurs mouvements, mais aussi de la végétation environnante, qui constitue le
milieu de vie de l’espèce.
Outre l’observation astronomique et de la nature, ce capteur CMOS haute
sensibilité, qui peut enregistrer des vidéos en couleur dans des conditions dans
lesquelles l’œil nu ne peut même pas discerner les objets qui l’entourent, offre
des possibilités d’application dans des domaines tels que la recherche médicale
ou encore la surveillance et la prévention de la criminalité. La capacité à capturer
des images auparavant impossibles à enregistrer va ouvrir la voie à de nouvelles
utilisations et applications, tandis que la technologie de capteur CMOS de Canon va
continuer à évoluer pour répondre aux futurs besoins de divers secteurs.
7
R&D
Au service de nouvelles approches
de diagnostic de pointe
Imagerie médicale
Ophtalmoscope à balayage laser
avec optique adaptative
L’examen de la rétine au niveau cellulaire
340 μ m
Image capturée avec le système AO-SLO
d’imagerie de Canon, à l’instar des technologies optiques et de traitement
d’image dans lesquelles le groupe excelle, permettent désormais d’obtenir
des images dynamiques extrêmement précises d’une résolution d’environ
5 μm. L’observation détaillée des photorécepteurs individuels devient ainsi
possible, de même que celle des globules blancs présents dans les vaisseaux
sanguins de la rétine. La prochaine génération d’appareils d’ophtalmologie
tant attendue par les professionnels va bientôt arriver.
Technologies d’imagerie facilitant le diagnostic de très haute
précision des troubles oculaires et autres pathologies
La technologie AO-SLO se divise en trois composantes essentielles :
un système d’ophtalmoscope configuré avec un laser, un miroir et des lentilles ;
un système de contrôle à optique adaptative (AO) avec un capteur de front
d’onde et un dispositif de correction de front d’onde ; et, enfin, un système
d’analyse des images capturées de la rétine.
Plusieurs obstacles majeurs doivent être surmontés pour pouvoir capturer
avec fiabilité des images haute définition des photorécepteurs. Les aberrations
oculaires sont un de ces obstacles. L’aberration désigne le flou ou la
déformation d’une image pendant sa formation via un objectif. Puisque l’œil,
à l’instar d’une lentille, présente des aberrations, un flou ou des déformations
se produisent immanquablement sur les images obtenues lors de l’observation
extérieure de celui-ci au moyen d’un ophtalmoscope. Les aberrations de l’œil
humain varient d’une personne à l’autre et en fonction de l’état de l’œil
pendant l’examen. L’optique adaptative (AO) est une technologie de pointe qui
permet une correction précise des aberrations.
Canon a développé un système de contrôle AO qui mesure les aberrations au
moyen d’un capteur de front d’onde et commande un dispositif de correction
8
820 μ m
820 μ m
Les technologies d’imagerie médicale de Canon appliquées à l’ophtalmologie
sont aussi intégrées à un nouvel appareil d’examen. L’ophtalmoscope à
balayage laser avec optique adaptative (AO-SLO) a été mis au point en
collaboration avec l’université de Kyoto et devrait améliorer la qualité de
l’examen de la rétine, lequel est essentiel pour le diagnostic des pathologies
oculaires.
La rétinopathie et d’autres maladies de l’œil peuvent être héréditaires et
liées à l’âge, mais aussi être provoquées par le diabète. Comme elles peuvent
entraîner une perte de l’acuité visuelle, voire une cécité, un diagnostic
précoce est tout aussi essentiel que pour n’importe quelle autre partie du
corps.
Parmi les nombreux organes du corps, le fond d’œil est le seul dont la
vascularisation est clairement visible par observation directe. Les examens
de la rétine révèlent non seulement des états vasculaires associés à
des pathologies oculaires, mais éventuellement aussi l’incidence d’une
hypertension, d’une sclérose artérielle et d’autres pathologies de l’œil.
La détection précoce d’anomalies au niveau de la rétine requiert un
ophtalmoscope qui puisse identifier les photorécepteurs. Les technologies
Image obtenue au moyen d’un rétinographe
340 μ m
Visualisation des photorécepteurs individuels et du
déplacement des globules blancs
Source lumineuse d’optique adaptative
Miroir de balayage
Dispositif de
correction de
front d’onde
Fibre optique
Source lumineuse
d’imagerie
Capteur
optique
Système de
génération
d’image
Appareil de
mesure de
front d’onde
Système de contrôle
à optique adaptative
Présentation schématique du système AO-SLO
de front d’onde, pour des corrections ultra-rapides. Ce système est intégré à
l’ophtalmoscope à balayage laser (SLO).
Thématiques de
Les systèmes d’imagerie destinés au diagnostic non intrusif et capables de réaliser des tomographies ou
des images 3D d’organes d’un patient jouent un rôle essentiel dans le secteur de la santé.
Canon apporte une nouvelle contribution à la médecine de pointe, grâce à ses technologies d’imagerie
propriétaires mises au point au fil des années. Parmi les domaines R&D importants figurent un ophtalmoscope
à balayage laser (SLO) avec optique adaptative (AO) pour l’examen précis de l’évolution d’une maladie oculaire
et le contrôle fiable des traitements médicaux administrés. Dans un autre domaine essentiel, un système de
mammographie photoacoustique permet de détecter rapidement et précisément les cancers du sein sans
douleur pour les patientes, ni exposition aux rayonnements. Les technologies de Canon visent à contribuer à
une mission d’une importance cruciale, grâce à des équipements d’imagerie médicale exceptionnels capables
d’améliorer les communications et la santé au quotidien de tous les professionnels du secteur médical.
Canon met également au point un système d’analyse des images
capturées par le système AO-SLO. Ce système détecte et corrige un flou ou
une déformation éventuels des images dynamiques des photorécepteurs
ainsi que des vaisseaux capillaires dus aux mouvements de l’œil du patient
pendant l’enregistrement. Cette approche facilite l’analyse et le comptage
des photorécepteurs, ainsi que l’analyse du sang afin de déterminer la vitesse
d’écoulement dans les vaisseaux capillaires.
Le système actuel est au stade du prototype et s’inscrit dans un projet de
collaboration entre Canon et un certain nombre d’universités et d’instituts de
recherche médicale du Japon et d’autres pays.
Un nombre croissant de présentations scientifiques dans les conférences
internationales ont démontré l’utilité du système AO-SLO pour l’imagerie
diagnostique par l’identification des corrélations entre les résultats d’analyse
des images AO-SLO et les états pathologiques. Canon a l’intention de
contribuer à différents champs de la médecine en appliquant les connaissances
acquises à partir des évaluations cliniques réalisées avec ce système.
Mammographie photoacoustique
Laser proche de l’infrarouge
Identification de l’état de cellules cancéreuses par une
exposition des vaisseaux sanguins à une source lumineuse
Visualisation de l’état d’angiogenèse
associée au cancer au moyen des
ultrasons et de la lumière
Canon utilise pleinement ses technologies et applique son expertise à
l’imagerie diagnostique des glandes mammaires, afin de permettre la détection
précoce du cancer du sein et d’améliorer le diagnostic qualitatif du cancer.
Une détection précoce du cancer du sein augmente considérablement les
chances de réussite du traitement. De nombreux types de cellules cancéreuses
forment de nouveaux vaisseaux sanguins autour du tissu tumoral, afin de
nourrir le tissu en question. On pense qu’une technologie de visualisation des
nouveaux vaisseaux sanguins nourriciers d’une tumeur faciliterait la détection
précoce des cancers et améliorerait la précision du diagnostic.
Dans ses études ciblant les caractéristiques des cancers, Canon travaille
de concert avec l’université de Kyoto à la mise au point d’une technique de
mammographie photoacoustique, afin de visualiser les nouveaux vaisseaux
sanguins au moyen du rayonnement laser et des ultrasons.
Lorsque les tissus observés sont exposés à une lumière proche de l’infrarouge
(laser à impulsion), l’hémoglobine du sang absorbe l’énergie lumineuse et
se dilate sous l’effet de la chaleur. Ce faisant, le tissu émet des ultrasons de
faible puissance. Le nouveau processus de mammographie de Canon visualise
l’angiogenèse tumorale en détectant les ultrasons au moyen de capteurs et en
Écran
Absorbeur de lumière
(angiogenèse)
Ondes
ultrasonores
Jeu de capteurs à ultrasons
Processeur de signal
Présentation conceptuelle du système d’imagerie photoacoustique
reconstituant des images 3D à partir des données collectées.
Un tissu cancéreux à croissance rapide présente généralement une
concentration en oxygène plus faible que les tissus sains avoisinants. Ainsi,
le sang irriguant ce tissu cancéreux devrait aussi présenter une concentration
plus faible en oxygène. Si c’est le cas, il peut être possible d’évaluer si une
tumeur est bénigne ou maligne en mesurant la saturation en oxygène de
l’hémoglobine dans le sang circulant autour de la tumeur à l’aide de rayons
laser de différentes longueurs d’onde.
Technologies d’imagerie de Canon
pour des traitements médicaux d’avant-garde
Canon vient de construire un prototype pour la Graduate School of Medicine
de l’université de Kyoto, afin de réaliser des évaluations cliniques de l’utilité
de la mammographie photoacoustique.
Si elle se concrétise, la mammographie photoacoustique apportera une
réponse à deux carences de la mammographie traditionnelle, largement
employée pour les examens de routine du cancer du sein : l’exposition aux
rayonnements ionisants et la difficulté de visualiser les microcalcifications du
fait de la densité mammaire. Cette technologie devrait également s’avérer
intéressante pour l’évaluation des premiers effets de la chimiothérapie, grâce
à l’exploitation des données sur les caractéristiques spécifiques du cancer du
sein, notamment la saturation en oxygène de l’hémoglobine du sang.
Canon s’efforce d’aider les professionnels de la santé travaillant sur
des traitements d’avant-garde contre le cancer, ainsi que les patients et
leurs familles, en mettant à profit ses compétences dans les technologies
optiques et de traitement d’image, et en développant des systèmes médicaux
révolutionnaires capables de faire avancer la médecine.
9
R&D
L’étude des mystères de l’univers lointain avec
les technologies propriétaires de Canon
Un correcteur de foyer principal pour le télescope Subaru
Correcteur de foyer principal pour la caméra Suprime-Cam (1999)
Détection d’une galaxie située à près de 13 milliards d’années-lumière de la Terre
La galaxie SXDF-NB1006-2 se trouve à 12,91 milliards d’années-lumière
de la Terre*1. Le temps nécessaire à sa lumière pour atteindre notre planète
et la distance ainsi parcourue sont à peine imaginables. Elle a commencé à
émettre de la lumière environ 750 millions d’années après le Big Bang qui a
donné naissance à l’univers (il y a près de 13,7 milliards d’années), bien avant
la naissance de la Terre (il y a environ 4,6 milliards d’années). Le télescope
Subaru est capable de détecter les faibles signaux de lumière provenant des
confins de l’univers, notamment de cette galaxie, et de les transformer en
images perceptibles par l’œil humain. Exploité par l’Observatoire astronomique
national du Japon (NAOJ), il est à l’avant-garde de l’exploration spatiale.
La grande spécificité de ce télescope de 8 mètres tient à l’intégration d’un
instrument d’observation au foyer principal. La caméra Suprime-Cam (SC)
du système d’observation est équipée d’un correcteur de foyer principal, une
lentille complexe mise au point et fabriquée par Canon. Le correcteur rectifie
non seulement les aberrations optiques du miroir primaire, mais inclut aussi
une fonction visant à corriger la dispersion atmosphérique de la lumière
stellaire, afin de fournir des images de haute qualité et un large champ de
vision de 0,5 degré, soit l’équivalent du diamètre de la pleine lune. Depuis
leur mise en service en 1999, ces éléments ont permis au télescope Subaru de
fournir plusieurs résultats impressionnants.
Lumière réfléchie par le miroir primaire
Système de lentille de correction
du foyer principal
Foyer principal
Miroir secondaire
Cassegrain optique
Miroir secondaire
Nasmyth optique
Miroir secondaire
infrarouge
Foyer Nasmyth
(optique)
Remplacement du système
de lentilles de correction
du foyer principal
Foyer Nasmyth
(infrarouge)
Miroirs tertiaires
(lumière visible
et infrarouge)
Foyer Cassegrain
*1 SXDF-NB1006-2
Le télescope Subaru et le télescope Keck ont découvert SXDF-NB1006-2, une galaxie située à
12,91 milliards d’années-lumière de la Terre. Annonce effectuée le 4 juin 2012, par l’Observatoire
astronomique national du Japon (NAOJ).
Miroir
primaire
Conception du télescope Subaru
Correcteur de foyer principal pour la nouvelle caméra Hyper Suprime-Cam (2012)
La quête des secrets de l’univers à travers l’exploration de la matière noire et de l’énergie sombre
Depuis 1999, la recherche spatiale et en astrophysique progresse rapidement.
Les découvertes scientifiques ont montré que seul un faible pourcentage de
l’univers est composé d’atomes et d’autres formes de matière connues, alors
que la matière noire et l’énergie sombre, qui constituent la majeure partie de
l’univers, demeurent un mystère pour l’humanité. En étudiant et en déterminant
la véritable nature de ces phénomènes, nous espérons découvrir des pistes
prometteuses sur les origines et sur l’avenir de l’univers. Les astrophysiciens
espèrent accélérer leurs travaux grâce à des systèmes d’observation à champs
plus larges que celui de la caméra SC (Suprime-Cam) du télescope Subaru.
L’Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ) s’est consacré à
la mise au point d’une caméra ultra-grand angle de foyer principal intitulée
Hyper Suprime-Cam (HSC). Le champ élargi du nouveau système HSC permet
d’observer encore plus de galaxies, notamment des galaxies lointaines émettant
peu de lumière, dans une région plus étendue de l’univers, et ce, dans un laps
de temps plus court. Les observations réalisées avec la caméra HSC aideront
les scientifiques à calculer plus précisément les dimensions des galaxies et
à créer des cartes 3D de répartition spatiale de la matière noire à partir de
distorsions d’images stellaires provoquées par l’effet de lentille gravitationnelle.*2
Ces avancées devraient permettre de mieux comprendre la vraie nature de la
matière noire et de l’énergie sombre.
La mission de Canon a été de mettre au point et de fabriquer le correcteur pour
la caméra ultra-grand angle HSC. Pour installer cette caméra sur le télescope
Subaru existant, le groupe devait concevoir le correcteur de foyer principal en
respectant des contraintes de poids et de dimensions particulièrement strictes.
Pour corser les choses, Canon devait aussi obtenir un champ de 1,5 degré,
tout en respectant ces contraintes. Le champ de vision de la caméra HSC
représente trois fois celui du système SC et est suffisamment large pour englober
instantanément l’équivalent de trois pleines lunes.
*2 Lentille gravitationnelle
Phénomène selon lequel les rayons lumineux émis par des étoiles fixes, des galaxies et d’autres corps
célestes semblent courbés et déformés par rapport à l’observateur, ou sont fractionnés en images
dédoublées du fait de l’attraction gravitationnelle des corps célestes situés sur le trajet de ces rayons.
Des technologies optiques, de mesure et de traitement exceptionnelles
La clé pour relever un certain nombre de défis
Si le diamètre du correcteur de la caméra SC était trois fois plus grand, le champ
de vision serait, en théorie, lui aussi multiplié par trois. Toutefois, dans la pratique,
cette approche ne respecterait pas les deux contraintes strictes imposées à
10
l’instrument HSC pour l’installation sur le télescope Subaru existant : un correcteur
de foyer principal ne pesant pas plus de 900 kg et un diamètre extérieur inférieur
ou égal à 1 000 mm.
Thématiques de
Naissance et mort programmée de l’univers : la matière noire et l’énergie sombre peuvent
nous aider à percer les secrets de l’univers, dont la naissance est bien antérieure à celle de
l’humanité. Les astrophysiciens entendent découvrir la véritable nature de cette matière et de
cette énergie avec le télescope Subaru, installé en haut du mont Mauna Kea, sur l’île d’Hawaii.
Les technologies propriétaires de Canon dans les domaines de l’optique, de la mesure et du
traitement de précision ont considérablement amélioré les performances du télescope Subaru et
ont contribué à accélérer les avancées du projet.
Différentes technologies propriétaires de Canon ont permis de surmonter les
défis rencontrés pendant la mise au point de la caméra HSC. Pour le système de
lentille, Canon a employé des éléments asphériques, lesquels sont plus difficiles à
fabriquer à mesure que l’ouverture augmente. Cette approche a permis d’utiliser
un nombre inférieur de lentilles et de réduire au minimum le poids total sans
incidence sur le pouvoir de résolution. Par rapport à l’instrument SC, l’ouverture
de lentille est près de 1,6 fois plus grande (diamètre effectif de 820 mm), tout en
multipliant par trois le champ de vision.
Une conception d’instrument optique idéale porte ses fruits lorsque la réalisation
est conforme aux attentes. Canon a amélioré sa machine de mesure de forme
libre à contact propriétaire (A-Ruler), afin de mesurer la surface asphérique d’une
lentille avec plus de précision. En outre, le groupe a mis au point une méthode
d’assemblage permettant de mesurer le profil de la lentille par segments, puis
d’assembler avec précision les données de mesure de chaque segment. Cette
méthode permet de mesurer avec une précision
de l’ordre du nanomètre la forme globale
d’une grande lentille de plus d’un mètre de
diamètre, sans modifier la zone de segment
traditionnelle pour la mesure. L’expertise
technologique de Canon, fruit de nombreuses
années consacrées à la fabrication de systèmes
pour les équipements lithographiques à semiconducteurs, a permis ce traitement haute
précision de grandes lentilles asphériques. En
combinant des technologies de pointe, Canon
a surmonté les défis technologiques rencontrés
Conception de barillet de lentille
employé pour le correcteur de
lors de la fabrication des lentilles asphériques
foyer principal destiné à la caméra
de grandes dimensions.
Hyper Suprime-Cam
Technologies clés de Canon
À près de 4 200 mètres d’altitude
Le correcteur de foyer principal de la
caméra HSC met en œuvre plusieurs
technologies exclusives et une expertise
technologique hors pair. La correction
de la dispersion atmosphérique (ADC)
permet une correction ultra-précise de
la dispersion de la lumière lorsqu’elle
traverse l’atmosphère terrestre*3, tandis
que le revêtement antireflet à large
bande spectrale (W-ARC) augmente le
facteur de transmission de la lumière et
réduit au minimum les images fantômes,
afin d’obtenir une haute résolution de
Correcteur de foyer principal
la caméra HSC, homogène sur toute la
plage d’observation.
Pour rendre le correcteur plus léger, Canon devait aussi réduire
significativement le poids du barillet supportant les lentilles haute précision.
La sélection des matériaux a joué un rôle décisif dès le début du projet. Pour
le correcteur de la caméra HSC, Canon a sélectionné un matériau céramique
léger et ultra-rigide, avec un coefficient de dilatation thermique proche de celui
du quartz employé dans certaines lentilles. Même dans le climat subtropical
d’Hawaii, les températures sur un sommet montagneux élevé peuvent parfois
devenir négatives. Deux matériaux distincts combinés sont généralement
soumis à des contraintes lorsque des fluctuations de température provoquent
leur dilatation et leur contraction. Les coefficients de dilatation thermique
similaires du quartz et de la céramique dans le système HSC annulent presque
complètement ces contraintes. Pour les lentilles du système, réalisées en verre
optique, Canon a mis au point un mécanisme de centrage de lentille intitulé
S-Lec (Subaru LEns Centering mechanism), afin de conserver le positionnement
des lentilles au centre de l’axe optique. Cette technologie contribue elle aussi aux
performances d’imagerie supérieures du correcteur du système HSC.
*3 Dispersion atmosphérique
Flou des images stellaires provoqué par des différences d’indice de réfraction entre les longueurs d’onde
de lumière stellaire. Ce phénomène résulte de la dispersion de la lumière stellaire traversant l’atmosphère.
Canon est toujours prêt à relever des défis
Le télescope à ouverture ultra-large de prochaine génération
Les essais d’observations au moyen de la caméra ultra-grand angle HSC installée
sur le télescope Subaru ont démarré en août 2012. En juillet 2013, une première
image lumineuse claire de presque toute la galaxie d’Andromède M31 en une
seule prise a été publiée pour démontrer les performances élevées sur l’ensemble
du grand angle.
Canon s’est déjà attelé à son prochain défi. Cette fois, le groupe participe à la
construction du TMT (Thirty Meter Telescope), un télescope de très grande taille,
ayant une ouverture de 30 m. Le TMT est un projet conjoint entre le Japon, les
États-Unis et le Canada, qui devrait s’achever en 2021. Le miroir primaire du TMT
comportera 492 miroirs segmentés de 1,44 m de diagonale chacun. Canon vient
de terminer le premier prototype de miroir segmenté.
La société poursuit
résolument sa politique
d’innovations technologiques
afin de répondre aux attentes
croissantes des astronomes.
Des technologies et systèmes
optiques entièrement
nouveaux sont en cours
de développement pour le
traitement et les mesures de
précision.
©Télescope Subaru/NAOJ
Galaxie d’Andromède M31 capturée
par la caméra HSC
11
R&D
Le nec plus ultra de
l’imagerie réaliste
Technologie de traitement d’image de prochaine génération
Les nouvelles frontières du traitement d’image
Réaliser l’impossible
Les technologies de traitement d’image servent généralement à corriger
les données d’images capturées au moyen de l’ajustement de paramètres
tels que la résolution, le contraste, la tonalité et le dégradé. Canon
s’intéresse désormais à de nouvelles technologies qui vont au-delà de tels
ajustements, et décomposent les images capturées en composantes de base,
pour ensuite les reconstituer.
La photographie est rendue possible par l’acquisition des rayons lumineux
qui traversent un objectif d’appareil photo. Si, dans l’idéal, tous les rayons
lumineux qui existent dans une zone déterminée (champ lumineux)
pouvaient être capturés, un traitement d’image réputé inaccessible avec les
technologies actuelles deviendrait possible. Un changement de perspective
ou d’angle de vue après l’acquisition d’une image, par exemple, ou
d’emplacement ou d’angle de la lumière éclairant un sujet permettrait de
rééclairer ledit sujet. Il deviendrait alors possible de modifier la répartition
de la lumière et de l’ombre, ainsi que les formes et densités des ombres et
d’autres conditions d’éclairage.
Un tel traitement d’image requiert une technologie capable de capturer
et de recréer les rayons lumineux, une technologie d’acquisition de textures
qui fournisse des informations sur l’aspect d’un sujet et une technologie
d’infographie (CG) photoréaliste pouvant reconstituer des images
extrêmement détaillées sur la base des informations de texture.
Canon effectue des recherches poussées sur ces technologies, l’objectif
étant de créer une dimension totalement nouvelle du traitement d’image.
Rééclairage
Technologie d’acquisition de textures
Acquisition d’informations détaillées sur des sujets photo
Lors de la création d’une image CG d’un objet, le rendu est basé sur les
données concernant trois aspects de l’objet en question : sa géométrie
tridimensionnelle (3D), la réflectance de sa surface et la source de lumière.
Si ces trois composantes sont obtenues avec suffisamment de détails, les
utilisateurs peuvent reconstituer ou rééclairer les images (par ex., déplacer
ou ajuster la source de lumière) sur la base de principes similaires à ceux du
rendu CG.
Pour aider la recherche sur les textures complexes, Canon a préparé un
environnement de recherche facilitant les mesures haute précision, afin
de permettre l’acquisition directe d’informations de texture. La texture
dépend des propriétés de réflectance de la lumière sur la surface d’un
objet, des propriétés modifiées en fonction de l’angle incident de la
lumière, du matériau et de la forme de l’objet, ainsi que de l’angle de vue.
Par conséquent, les mesures sont effectuées en modifiant les angles des
récepteurs optiques et des sources lumineuses, afin d’acquérir des données
appelées BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function).
12
Récepteur optique
Source lumineuse
Composante
de brillant
Échantillon
Mesure du brillant
Échantillons présentant différents
niveaux de brillant
Pour préparer le moment où l’acquisition de textures sera possible via le
traitement d’image, Canon a commencé à s’intéresser à la technologie de
rendu inverse. Si elle devait se concrétiser, une telle technologie permettrait
de proposer des appareils photo numériques et d’autres équipements grand
public disposant de capacités d’acquisition de textures.
Thématiques de
Canon a consacré de nombreuses années au développement des technologies d’imagerie, notamment dans le domaine
de l’acquisition d’images, de la reconnaissance d’objets et du traitement des données, pour une multitude d’applications.
Parmi celles-ci, ses technologies de traitement d’image de pointe jouissent d’une réputation mondiale d’excellence.
À cet égard, un domaine auquel Canon consacre désormais ses efforts de R&D est la nouvelle technologie de traitement
d’image permettant de reconstituer des images fixes et vidéo, ainsi que la synthèse automatique réaliste de telles images
fixes et vidéo via l’infographie (CG) en fonction des besoins des utilisateurs. Ce faisant, Canon vise à atteindre une réalité
de l’imagerie qui surpasse les technologies classiques.
La technologie CG photoréaliste
Reconstitution d’images réalistes à partir de données d’analyse
Lors de la reconstitution d’images, notamment d’un rééclairage ou d’autres
ajustements utilisateur spécifiques basés sur les trois composantes de données
extraites, le facteur déterminant est la qualité de l’image. Canon travaille actuellement
sur la technologie CG photoréaliste, avec des possibilités de restitution haute
précision visant à reconstituer des images photo comparables en qualité aux photos
réelles, sans les aspects artificiels généralement associés aux images retouchées.
Une des clés du développement de la technologie CG photoréaliste est le recours
à des informations de couleurs spectrales. Tandis que l’infographie (CG) classique
restitue la plage de lumière visible en RVB (rouge, vert et bleu), les trois couleurs
primaires de la lumière, la nouvelle technologie de Canon améliore la précision de la
reproduction des couleurs en dispersant les rayons de lumière dans la région visible,
afin de restituer des dizaines de couleurs fondamentales. Cette approche assure une
reproduction fidèle des textures d’objets réels, la synthèse transparente entre images
photo réelles et infographie, ainsi que la reproduction d’un objet tel qu’il est vu avec
les paramètres de source de lumière souhaités.
Une autre clé est la quête de la haute résolution. Les images CG sont composées
de formes triangulaires appelées polygones. Plus une image comporte de polygones,
plus sa résolution est élevée. Canon met au point une technologie de traitement
par dispersion capable
de gérer un milliard de
polygones, soit plus
de 100 fois le nombre
Image composite haute définition créée avec la
contenu dans une image
technologie CG photoréaliste
cinématographique
moyenne.
La troisième clé est le traitement à grande vitesse. La vitesse est essentielle afin de
traiter les vastes quantités de données nécessaires pour atteindre les performances
de couleurs et la haute définition exigées. Canon mène actuellement des recherches
sur un traitement à grande vitesse au moins 100 fois plus rapide que l’approche
classique.
La technologie CG photoréaliste de Canon est également efficace pour la synthèse
d’images photographiques et CG. Cette synthèse homogène est automatique,
ce qui élimine les problèmes de manipulation manuelle de chaque image en vue
d’obtenir des résultats réalistes. Cette technologie est potentiellement capable de
créer facilement des images composites révolutionnaires pour le cinéma, la publicité
et d’autres projets.
Fusion des technologies réelles et des cybertechnologies
L’association des technologies réelles (basées sur des périphériques) dans lesquelles Canon excelle, notamment la technologie
d’acquisition de textures et la technologie CG photoréaliste, avec les cybertechnologies (informatique) ouvre la voie à des
technologies pratiques avant-gardistes et à un nouveau champ de R&D pour Canon : l’Advanced IRT. Sur le long terme, la technologie
Advanced IRT devrait pouvoir être appliquée à différents domaines d’activité. Une application pour laquelle elle est particulièrement
prometteuse est la robotique intelligente basée sur les technologies de reconnaissance 3D sophistiquées de Canon.
Nouvelle activité de R&D concernant les robots
industriels intelligents centrée sur les technologies
de reconnaissance et de mesure 3D
En 2012, Canon a introduit un nouveau concept de R&D intitulé « Advanced
IRT ». IRT est un terme hybride combinant l’abréviation anglaise IT (Information
Technology) issue des cybertechnologies et l’abréviation RT, désignant les
technologies du monde réel. RT recouvre les domaines d’expertise technologique
de Canon dans l’interfaçage avec le monde réel, notamment les technologies
d’acquisition de textures et CG photoréaliste. IT fait référence aux domaines
actuellement en pleine accélération, comme l’analyse des Big Data via le cloud
computing et l’application pratique des techniques d’intelligence artificielle via
les réseaux. En fusionnant les aspects IT et RT, Canon entend mettre au point les
technologies appliquées qui permettront la future expansion des domaines métier
du groupe.
Les quatre domaines porteurs de croissance sont : l’imagerie et les informations,
la sécurité, la santé, ainsi que les machines et les robots intelligents industriels.
Ce dernier domaine représente un secteur sur lequel le groupe cible actuellement
ses efforts. Un robot intelligent comprend trois éléments de base : la vision (sens
de la vue = technologie réelle) pour reconnaître son environnement physique ;
l’intelligence (cybertechnologie) pour penser et agir de manière autonome ;
et le mouvement (technologie réelle) pour effectuer des actions. Des progrès
technologiques significatifs sont nécessaires concernant ces trois éléments afin de
créer des robots intelligents adaptés à une utilisation pratique.
Canon a déjà employé différentes technologies de reconnaissance, telles que la
reconnaissance de caractères, la reconnaissance faciale et l’extraction d’images.
Depuis 2005, ses chercheurs travaillent sur la mise au point d’yeux artificiels et
sur l’approche Super Machine Vision. Leurs recherches portent sur la technologie
de vision artificielle à travers l’application de technologies optiques, d’acquisition
d’images et de reconnaissance. En ajoutant l’intelligence informatique à ces
capacités visuelles de pointe, Canon va de l’avant dans la mise au point de
robots intelligents sophistiqués. Des robots intelligents capables de détecter des
changements dans leur environnement et dans les situations, puis de prendre
des décisions en conséquence, mais aussi d’apprendre et de modifier leur
comportement de manière empirique, joueront dans l’avenir vraisemblablement
un rôle important dans une multitude de domaines.
Concernant les trois domaines de croissance en dehors de la robotique (imagerie
et informations, sécurité et santé), Canon associera les synergies des technologies
réelles (RT) dans lesquelles le groupe excelle et des technologies informatiques (IT)
d’avant-garde afin d’aboutir à des technologies appliquées entièrement nouvelles.
Sa vision Advanced IRT constitue un nouveau concept de la R&D et apportera une
contribution non négligeable à la société dans un avenir proche.
13
R&D
La création des marchés de l’avenir
De nouvelles pistes technologiques
Recherche préconcurrentielle
Pour s’assurer une croissance constante, une entreprise doit mener des activités
de recherche préconcurrentielle, qui se concentrent sur des domaines dont les
bénéfices et les problèmes n’ont pas encore été tout à fait définis.
Les activités de recherche et développement de Canon ne portent pas
uniquement sur ses appareils photo et autres produits actuels, et notamment
sur les technologies fondamentales et les technologies dites de plate-forme
qui sous-tendent ces produits ; le groupe mène aussi des recherches sur le
long terme, qui requièrent plus de 10 ans de développement pour aboutir.
Les résultats de ces activités sont utilisés pour déposer des brevets, publier des
articles de recherche universitaires et développer encore la technologie pour les
futures activités de Canon.
Canon se concentre actuellement sur trois thématiques de recherche :
l’imagerie térahertz (THz), qui autorise l’imagerie de l’intérieur d’un objet ;
la microscopie numérique de masse, qui permet de visualiser la distribution
de substances organiques dans le cadre du diagnostic pathologique ; et une
technologie de détection des gaz sécrétés par la peau, qui favorise un diagnostic
très précoce basé sur l’analyse des composants des gaz émis par la peau
humaine. D’autre part, Canon jouit d’une grande réputation pour ses recherches
dans une multitude d’autres domaines et de nombreuses sociétés scientifiques
dans le monde lui demandent d’effectuer des présentations. Le groupe relève le
défi consistant à créer les pistes technologiques qui aboutiront à de nouveaux
marchés adossés à de véritables innovations technologiques.
Imagerie térahertz
Une fraction inexplorée de la lumière qui rend visible la
matière invisible
14
Lumière
Rayonnement
THz
Micro-ondes
Ondes millimétriques
10 MHz 100 MHz
Radio FM
1 GHz
10 GHz
100 GHz
1 THz
Lumière Lumière Lumière
UV
infrarouge visible
10 THz
TV Téléphone Diffusion
cellulaire par satellite
100 THz
1 PHz
Communications
optiques
Rayons X
10 PHz
100 PHz
Fréquence
Équipement
médical
Plage de fréquences du rayonnement térahertz
Rayonnement térahertz (THz)
Antenne planaire
Matériau
diélectrique
Région active
Électrode
Batterie
Sortie (unité arbitraire)
Jusqu’à présent, la recherche sur les ondes électromagnétiques de fréquences
inférieures ou égales à 100 GHz s’est focalisée sur les applications de type
communication, tandis que l’étude des fréquences de 10 THz ou plus a mis
l’accent sur les technologies optiques. Ces dernières années, toutefois, une zone
de fréquences inexplorée située entre les ondes radio et la lumière visible et
appelée térahertz (THz), est placée sous le feu des projecteurs.
Le rayonnement THz est remarquable car il traverse les matériaux et effectue
la distinction entre différents types de matériaux. Il traverse le papier, les textiles
et même le béton de faible épaisseur, de la même manière que les ondes radio.
Lorsqu’il passe à travers un matériau, il laisse une empreinte spectrale constituée
d’un ensemble de bandes d’absorption et de bandes de réflexion spécifiques, ce
qui facilite l’identification du matériau.
De nombreux domaines fondent de grands espoirs sur cette technologie en
termes d’imagerie, puisqu’elle peut rendre visible l’invisible. Les applications
du rayonnement THz sont étendues, allant de la détection de substances
organiques dans les emballages alimentaires au contrôle qualité non intrusif
de produits et aux applications médicales, telles que les tests sanguins et le
diagnostic pathologique de cellules cancéreuses, ou encore le contrôle qualité de
médicaments de type comprimés. Cette technologie d’imagerie devrait également
s’appliquer aux contrôles de sécurité, afin de garantir la sécurité et la maîtrise des
procédés liés aux produits chimiques.
En comparaison d’autres plages de fréquences, la mise en pratique du
rayonnement THz, qui présente une multitude d’applications intéressantes, a
été retardée pour un certain nombre de raisons. L’une d’elles était l’absence
d’oscillateur pouvant constituer une source de lumière effective dans le domaine
du THz.
Canon, qui a identifié les possibilités du rayonnement THz dans le domaine
de l’imagerie, s’est attelé très tôt à la conception d’un oscillateur. Après de
nombreuses années de R&D basée sur les technologies de procédé mises au
point dans le cadre de la conception et du développement d’équipements laser à
semi-conducteur, le groupe a réussi à générer un rayonnement THz sur des puces
à semi-conducteurs. Il a créé un type d’équipement d’émission de surface unique,
Ondes radio
4000
3000
(c) x/L=0,1
1,40 THz
2000
1000
0
0,5
1
1,5
2
Fréquence
Structure de l’oscillateur térahertz (à gauche) et spectre d’oscillation (à droite)
* 1,4 THz correspond à la fréquence d’oscillation la plus élevée au monde utilisée
comme base pour produire des ondes térahertz à des températures ambiantes
(selon l’état des connaissances en novembre 2013).
capable de rendre l’invisible visible en émettant un rayonnement THz depuis
la surface de l’équipement au moyen d’une antenne planaire. Une fréquence
record de 1,4 THz a été atteinte à des températures ambiantes, permettant ainsi
la génération d’ondes térahertz à des fréquences d’environ 100 GHz et plus*.
Ce résultat a été présenté au cours d’une conférence internationale et dans des
magazines de sciences et technologies et a été salué avec enthousiasme par des
spécialistes de divers domaines. L’équipement émetteur de lumière THz de Canon
devrait accélérer l’utilisation pratique d’une plage étendue du rayonnement THz.
* Données de novembre 2013
Thématiques de
Canon mène des recherches actives dans les domaines préconcurrentiels à fort potentiel sur le
long terme. Le groupe met l’accent sur des horizons inexplorés susceptibles de fournir des pistes
technologiques pouvant déboucher sur de nouveaux marchés et une extension de l’activité.
Conformément à sa vision de création de valeur, Canon respecte les idées et perspectives uniques
des chercheurs, quels que soient les besoins spécifiques et les coûts associés. Canon travaille à la
préparation des produits d’avenir par le biais d’activités de recherche ciblant des degrés encore plus
élevés d’innovation.
Microscopie numérique de masse
Rouge : lipides uniquement
Vert : lipides formés en 24 heures
Visualisation de la distribution de substances biologiques et aide
au diagnostic pathologique approfondi
Détection des gaz sécrétés par la peau
Un nouveau domaine de l’imagerie médicale
Canon travaille à l’élaboration de la technologie Skin Gas Sensing, qui
permet le diagnostic de maladies par la détection et l’analyse de composants
spécifiques présents à l’état de trace dans les gaz sécrétés par la peau. Par
exemple, le gaz émis par la peau d’un diabétique contient plus d’acétone
que le niveau normalement observé chez une personne en bonne santé. La
recherche a également montré que les patients atteints d’un certain type de
cancer émettent une substance appelée diméthyltrisulfure.
Canon a développé une technologie d’analyse des gaz sécrétés en
très faibles concentrations par la peau, afin d’y détecter un maximum de
composants liés à des pathologies. Le groupe s’est également associé à des
instituts de recherche médicale externes pour ses recherches dans ce domaine.
Ces activités de R&D ont permis d’identifier des centaines de corrélations entre
les composants du sang et les composants gazeux sécrétés par la peau. Par
exemple, une étude a montré une nouvelle corrélation entre les concentrations
de gaz sécrétés par la peau (autres que l’acétone) et la glycémie sanguine (voir
schéma). Canon va s’atteler à améliorer la précision de mesure des données
destinées aux analyses de corrélation entre les composants du sang et les
composants gazeux sécrétés par la peau, afin d’établir des critères permettant
Neurite
Corps cellulaire
100 μm
100 μm
Mesure d’une cellule neuronale modèle (à gauche, image d’un microscope optique ; à
droite, image capturée par un microscope numérique de masse)
* Cette image montre que les neurites cultivés avec des lipides de masse moléculaire
différente sont formés avec des lipides nouvellement synthétisés (en vert).
des mesures haute résolution très rapides. La technologie optique de Canon est
mise à profit sur le système de projection optique pour l’agrandissement des ions.
Canon a également développé une technologie de coloration numérique pour le
traitement chimique d’échantillons, de façon à améliorer la sensibilité de détection et
la coloration numérique, afin de visualiser les répartitions des substances en fonction
de données spectrales bidimensionnelles. Ces avancées ont été présentées lors du
congrès de l’International Mass Spectrometry Conference (Conférence internationale
sur la spectrométrie de masse), de la Japan Society for Industrial and Applied
Mathematics (Société japonaise de mathématiques industrielles et appliquées) et de
la Japanese Society of Pathology (Société japonaise de pathologie). Le microscope
de masse de Canon est conçu pour contribuer à des diagnostics pathologiques
de pointe et pourrait faciliter la mise au point de médicaments pour thérapies
moléculaires ciblées et technologies similaires à l’avenir.
de détecter des maladies et, en fin de compte, démontrer l’utilité de cette
technologie dans le diagnostic pathologique.
Lorsque le diagnostic basé sur la détection des gaz sécrétés par la peau
deviendra réalité, il sera peut-être possible d’identifier des pathologies sans avoir
à réaliser des prises de sang ou d’autres examens invasifs. Par ailleurs, avec des
systèmes de détection et d’analyse nettement plus compacts et légers, le suivi des
patients devrait pouvoir se dérouler confortablement à domicile à tout moment
de la journée. La technologie Canon de détection des gaz sécrétés par la peau
deviendra ainsi un outil incontournable au service de la santé.
Valeur relative de la concentration
du composant gazeux sécrété par la peau*
Au cours d’un diagnostic pathologique, un pathologiste place un spécimen de
tissu ou de cellules sur une lame de verre et l’observe au microscope optique, afin
de déterminer la morphologie et l’alignement des cellules et de diagnostiquer
ainsi la présence ou l’absence de cancer ou d’autres maladies. Dans le diagnostic
d’un cancer du sein ou de l’estomac, le pathologiste recherche l’expression
anormale de protéines dans les cellules cancéreuses. Les résultats de cette
recherche permettent ensuite de sélectionner le traitement post-opératoire du
patient. Comme la pathologie englobe aussi l’étude précise des causes possibles
d’une maladie, elle contribue à la recherche médicale fondamentale.
Récemment, des progrès importants ont été réalisés dans le domaine de la
recherche sur la microscopie de masse (imagerie par spectrométrie de masse).
À la différence des microscopes optiques et des microscopes électroniques
conventionnels, un microscope de masse détecte une masse de molécules
et forme une image, permettant aux utilisateurs d’identifier les répartitions
bidimensionnelles des substances dans les tissus. La principale fonctionnalité de
la microscopie de masse est sa capacité à détecter simultanément et de façon
exhaustive les nombreuses substances présentes dans les tissus.
L’examen de la forme et de la fonction des cellules individuelles est important pour
le diagnostic pathologique. Par conséquent, Canon mise sur la technologie TOF-SIMS
(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry), une technologie d’imagerie
caractérisée par une résolution spatiale élevée. La technologie TOF-SIMS analyse
la masse des ions secondaires obtenus à partir d’un échantillon en mesurant leur
temps de parcours. Un système de projection optique pour l’agrandissement des
ions et une méthode de détection bidimensionnelle sont utilisés pour permettre
10
8
6
4
2
0
50
100
150
200
Glycémie sanguine
Composants gazeux sécrétés par la peau corrélés à la glycémie sanguine
* L’axe des ordonnées indique la valeur relative lorsque la plus faible
concentration du composant gazeux sécrété par la peau est de 1
(nombre de sujets participant à l’étude : 30 personnes).
15
R&D
— 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 exploiter 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 connaissaient
un véritable engouement, 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 faire progresser les 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 dessinateurs.
16
Les ingénieurs Canon s’efforcent constamment de repousser les limites,
travaillent d’arrache-pied pour acquérir davantage de savoir-faire 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 la collecte par les ingénieurs d’informations conceptuelles
sur de nombreuses lentilles.
Canon a également créé son propre logiciel de conception de lentilles
dès le début des années 1960 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 1970, Canon a réussi à mettre au point une lentille à dispersion
ultra-faible (UD) à l’aide de ce nouveau verre.
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, afin de définir les
technologies de conception, de traitement et de mesure de précision
nécessaires. En 1971, Canon fut le premier fabricant au monde à
commercialiser un objectif
pour appareil photo reflex
intégrant des lentilles
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
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 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 a été
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
PPC-1 : premier outil lithographique
tolérait pas les nouvelles générations
à semi-conducteurs du Japon
de tranches de silicium de 3 pouces.
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 implanté 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 1980.
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 de la ligne i de la lampe, puis aux 248 nm 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 verriers 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. La commercialisation 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
17
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 commença à déployer 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 le
matériau photosensible utilisé n’était pas le sélénium, mais le sulfure
de cadmium (CdS), composant de révélateurs photographiques 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 support 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 à
fort potentiel, quels que soient les défis à relever.
Tambour
Tambour
Toner
Support
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 procédé d’impression électrophotographique
Les imprimantes laser/imprimantes laser multifonctions, les périphériques multifonctions d’entreprise et les systèmes
d’impression de production numérique emploient tous le même principe.
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 amené 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 principaux composants
18
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.
Le jet d’encre : du concept à la conviction
Au milieu des années 1970, Canon fut l’un des premiers à prendre conscience
du véritable potentiel de la technologie jet d’encre et à se lancer dans son
développement. 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. En 1981,
Canon lançait donc 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 a commencé à être considérée très sérieusement.
Il s’ensuivit 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
Le fer à souder et la seringue
jet d’encre thermique
à l’origine de l’invention
(Bubble Jet, ou Bulle d’encre) au monde.
Résolution des nombreux défis de l’impression jet d’encre
Avant de pouvoir effectivement commercialiser cette technologie,
de nombreux obstacles devaient encore être surmontés, notamment
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 hautes performances 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
Réchauffeur
soient pas simplement la réunion
de composants distincts. Cette
technologie novatrice, qui utilisait
la lumière pour créer les buses, a
été baptisée FINE (p. 30). Elle a
été méthodiquement perfectionnée
au cours des sept années qui ont
Buse
suivi, jusqu’à sa commercialisation
Orifice
en 1999, avec la BJC-8500. Offrant
d’éjection
une qualité d’image exceptionnelle,
de l’encre
elle marquait le début d’une nouvelle
La buse FINE
génération d’imprimantes jet d’encre.
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 1960, 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.
19
Technologies phares de Canon aujourd’hui : périphériques d’acquisition
Reflex numériques
Depuis sa création, Canon s’efforce de produire l’appareil photo reflex idéal. Canon 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 d’image propriétaires.
Verre de visée
Capteur de mesure
Pentaprisme
Déclencheur
Filtre passe-bas
Capteur d’image
Carte mémoire
⬇
⬇
Miroir principal
C
apteur CMOS
grand format
CMOS AF Dual Pixel
Obturateur
Miroir secondaire
Capteur de zone
d’autofocus
Processeur de
traitement d’image
Technologie de
détection du sujet
Lentille de formation
secondaire de l’image
Les technologies entourées d’un
sont présentées sur le site ci-dessous.
Système de nettoyage du capteur
Canon Technology : www.canon.com/technology
Fonctionnement d’un appareil photo reflex numérique
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
Capteur 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 des technologies propriétaires pour son développement et sa production.
Ses capteurs CMOS se caractérisent par une grande taille et une résolution élevée (jusqu’à
22,3 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 14 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.
Capteur CMOS grand format de 35 mm
CMOS AF Dual Pixel
Mise au point rapide et fluide grâce au nouveau système AF
« CMOS AF Dual Pixel » désigne une technologie révolutionnaire d’autofocus à détection de phase
sur le capteur d’image, qui met en œuvre un capteur CMOS à la structure innovante, dont tous
les pixels peuvent à la fois être utilisés pour l’imagerie et pour l’autofocus à détection de phase.
Chaque pixel du capteur CMOS se compose de deux photodiodes indépendantes, qui permettent
l’émission d’un signal utilisable pour l’autofocus à détection de phase en même temps qu’un signal
d’imagerie. Les deux photodiodes peuvent capter la lumière de façon indépendante. Les deux
signaux des deux photodiodes sont lus pendant l’autofocus à détection de phase, puis combinés en
un signal, sous forme d’un seul pixel pour l’imagerie et la restitution pendant la prise de vue.
Photodiode A
Capture de la lumière
Photodiode B
Pendant l’autofocus
Les signaux sont détectés par
chaque photodiode et utilisés
pour le capteur AF à
détection de phase.
Pendant la prise de vue
Photodiode A
Photodiode B
Les deux photodiodes de chaque
pixel peuvent capter la lumière de
façon indépendante.
20
1 pixel
Les signaux des deux
photodiodes sont combinés
pour produire un signal d’image
sous forme d’un seul pixel.
Objectifs interchangeables
Les objectifs interchangeables de Canon pour les reflex et les caméras cinéma font appel à des technologies exclusives
et à un savoir-faire de pointe. Cette page présente quelques-unes des technologies mises en œuvre dans la gamme EF.
Stabilisateur d’image
Bague de mise au point manuelle
Bague de zoom
Sélecteur de mode
de mise au point
Commutateur de
stabilisateur d’image
Moteur ultrasonique (USM)
de type annulaire
Lentille
Diaphragme électromagnétique
⬇
Lentille SWC/DO
⬇
Stabilisateur d’image hybride
Fonctionnement d’un objectif interchangeable
Les objectifs interchangeables sont constitués d’une lentille individuelle, d’un moteur, d’un diaphragme et de divers autres composants conçus pour amener la lumière
jusqu’au capteur d’image du reflex numérique. La configuration des lentilles et la sélection des meilleurs matériaux en fonction de la distance focale et de la luminosité
permettent d’obtenir une qualité d’image optimale, grâce à une correction efficace des aberrations chromatiques et sphériques et de la distorsion. Canon s’efforce
d’améliorer encore la qualité des images obtenues en adoptant de nouvelles technologies, comme les lentilles asphériques et les lentilles à dispersion ultra-faible (UD).
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), composée de réseaux de diffraction précis imprimés à la surface de la lentille, permet
de supprimer les aberrations chromatiques, l’aberration chromatique produite par les éléments
réfractifs étant en effet de direction opposée à celle produite par les éléments diffringents. Canon
est ainsi parvenu à réduire considérablement la taille et le poids de ses téléobjectifs.
La lumière incidente est guidée comme
si elle était attirée de la pointe vers la
base des prismes.
Lumière incidente
Air
Verre
Structure du revêtement SWC
Stabilisateur d’image hybride
Stabilisateur d’image hybride permettant de corriger
simultanément le bougé angulaire et le bougé linéaire
Canon a développé un stabilisateur d’image hybride afin de corriger simultanément le
bougé angulaire lié à l’objectif et le bougé linéaire provoqué par un déplacement de
l’appareil parallèle au sujet, fréquents lors des prises de vue rapprochées (notamment
en macrophotographie). Dans l’objectif avec stabilisateur hybride, le capteur de vitesse
angulaire existant (détection des mouvements angulaires) est complété par un détecteur
d’accélération pour les déplacements linéaires. La stabilisation optimale de l’image en
macrophotographie est calculée par un nouvel algorithme mis au point par Canon, qui
prend en compte le bougé détecté dans les trois dimensions par les deux capteurs.
Bougé angulaire
Bougé linéaire
21
Compacts numériques
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.
Sélecteur de mode
Commande de zoom/déclencheur
Processeur de traitement d’image
⬇
DIGIC 6
Technologie de détection
des visages
des mouvements
des scènes
Capteur d’image
iSAPS
Carte mémoire
Objectif
⬇
Un objectif ultra-compact avec stabilisateur
d’image par décentrement de lentille
Fonctionnement d’un appareil photo numérique compact
Un appareil photo numérique compact allie l’optique, avec l’objectif et son ouverture, à l’électronique, avec des composants tels que le capteur
d’image, le processeur de traitement d’image et l’écran LCD. La lumière qui passe par l’objectif est convertie en un signal électrique par le capteur
d’image (CCD ou CMOS), qui correspond à la pellicule dans un appareil argentique. Le processeur de traitement d’image traite le signal de diverses
manières pour produire une image de qualité, qui est 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 6
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 qui exploite une architecture unique. Il réduit
rapidement les fausses couleurs, les moirures et le bruit. Le processeur DIGIC 6 garantit une
qualité d’image et une vitesse de traitement supérieures, à la fois pour les photos et pour les
films, en améliorant la réduction du bruit et la correction du signal. Il prend également en
charge la stabilisation d’image électronique avancée.
22
Processeur de traitement d’image DIGIC 6
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
⬇
Codec
O
bjectif
vidéo HD
Capteur AF
(autofocus) externe
⬇
Fonction autofocus
Processeur de
DIGIC DV 4
Traitement d’image pour
les caméscopes numériques
4
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.
4
Capteur d’image
Conversion en signaux
4
Processeur de traitement d’image
Génération de l’image
4
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 du caméscope]
[Avec stabilisation optique
par décentrement de lentille]
Flou
Lentille de
correction
Décentrement
Capteur CMOS
Stabilisation d’image par décentrement 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.
Capteur CMOS pour caméscopes HD
23
Caméras cinéma numériques
Les caméras cinéma numériques de Canon offrent non seulement une image de qualité élevée, mais aussi une mobilité et
une extensibilité hors pair, afin de répondre aux exigences très fortes des professionnels du cinéma et de la publicité. Les
technologies de pointe de Canon ouvrent tout un éventail de nouvelles possibilités pour la production cinématographique.
Capteur d’image
⬇
Capteur CMOS équivalent
au Super 35 mm
Carte mère
Processeur de
Compartiment de batterie
⬇
Monture d’objectif
interchangeable
Canon Log
Fonctionnement d’une caméra cinéma numérique
Les caméras cinéma numériques sont équipées d’un grand capteur CMOS qui convertit en données numériques la lumière traversant l’objectif. Grâce à des processeurs de
traitement d’image spécialement conçus pour l’acquisition vidéo, ces caméras réalisent des images haute résolution, aux couleurs éclatantes et aux dégradés extrêmement
riches. Associées aux plus de 60 objectifs interchangeables des gammes EF et EF Cinema de Canon, les caméras cinéma offrent des images de qualité élevée, aux nombreuses
possibilités d’expression.
Capteur CMOS équivalent au Super 35 mm
Le nouveau capteur CMOS est synonyme de sensibilité élevée et d’image de haute tenue
Canon a récemment mis au point un nouveau capteur CMOS équivalent au
Super 35 mm, utilisable sur ses caméras cinéma numériques destinées à
l’industrie cinématographique. Les pixels, plus grands que ceux des caméras vidéo
professionnelles conventionnelles, captent mieux la lumière. En plus du nombre
de pixels élevé et de la vitesse de lecture du signal supérieure, caractéristiques du
capteur CMOS, ce nouveau modèle réduit la déformation due à l’effet « rolling
shutter ».
Capteur CMOS équivalent au Super 35 mm
Canon Log fournit des dégradés d’image particulièrement riches
De nombreuses productions cinématographiques adoptent le format
d’enregistrement numérique Log. Son principal atout : les utilisateurs effectuent
une gestion numérique des informations visuelles, pour une plage dynamique plus
étendue qu’avec le gamma vidéo standard. Le nouveau gamma Canon Log fournit
des images plus vraies que nature et exploite pleinement le potentiel du capteur
CMOS, pour une plage dynamique d’environ 800 % et des dégradés riches.
SORTIE
Canon Log
Gamma vidéo
Canon Log
ENTRÉE
Courbe de gamma
24
Équipements Broadcast
Outre les objectifs de télédiffusion pour la télévision haute définition (HDTV), les caméras 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.
Multiplicateur de focale intégré
Encodeur haute résolution
Lentille asphérique haute
précision à grande ouverture
CI de commande
d’objectif
⬇
Objectif zoom 100x autofocus HDTV
⬇
Objectif zoom SHV
Fonctionnement d’un équipement Broadcast
Canon apporte une réponse aux attentes très fortes de performances optiques des studios de production vidéo professionnels en fournissant des images
Hi-Vision sans distorsion géométrique ou sans flou des couleurs grâce à des lentilles à surface asphérique, à la fluorine ainsi qu’à d’autres éléments optiques
et technologies de conception optique de pointe qui autorisent une configuration optimale de dizaines d’éléments d’optiques. Les objectifs Broadcast de
Canon assurent aussi une maniabilité époustouflante, avec des éléments de détection de position (encodeurs) et CI de commande haute précision.
Objectif zoom 100x autofocus HDTV
Les meilleurs objectifs zoom de télédiffusion au
monde avec technologie autofocus
Le modèle phare d’objectif de caméra de télédiffusion de Canon est le premier objectif
zoom 100x compatible HDTV au monde. Les technologies optiques sophistiquées
aboutissent à un zoom 100x, pour un objectif maniable, aux dimensions pratiques.
Le dernier objectif zoom Broadcast de Canon, le DIGISUPER 100AF, intègre aussi un
système d’autofocus propriétaire. Grâce à une mise au point ultra-précise et rapide,
ainsi qu’au suivi remarquable des objets se déplaçant rapidement, cet objectif séduira
les professionnels travaillant avec des caméras HDTV.
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, telles 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 zoom SHV 10X. 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.
DIGISUPER 100AF
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
25
Caméras réseau
Les caméras 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, des fonctionnalités optimales et des
performances élevées.
Capteur d’image
Objectif
Mécanisme
d’orientation verticale
Processeur vidéo réseau
Processeur de
⬇
⬇
DIGIC NET II
DIGIC DV III
Moteur d’orientation horizontale
Moteur d’orientation verticale
Mécanisme
d’orientation horizontale
⬇
Logiciels d’enregistrement
vidéo en réseau
Caméras réseau haut de gamme offrant une qualité d’image élevée
Fonctionnement d’une caméra réseau
Le capteur d’image d’une caméra réseau convertit les rayons lumineux traversant l’objectif en signaux numériques. Ensuite, le processeur de
traitement d’image convertit les signaux numériques en images haute définition et les transmet aux PC connectés à un réseau au moyen d’un
processeur réseau et de compression d’images. Les utilisateurs peuvent commander à distance l’orientation et le zoom de la caméra, tandis que des
fonctions intelligentes détectent différents événements d’une scène.
DIGIC DV III et DIGIC NET II
Les caméras réseau Canon utilisent le même processeur de traitement d’image DIGIC DV III
que les caméras cinéma numériques Canon, pour des images d’une qualité exceptionnelle,
un bruit réduit, une reproduction époustouflante des couleurs et des dégradés parfaits.
Le processeur vidéo réseau DIGIC NET II assure une transmission optimale des images Full HD
à une fréquence maximale de 30 images par seconde. Par ailleurs, les caméras réseau intègrent
des fonctions intelligentes qui détectent différentes modifications d’une scène, notamment le
passage d’un sujet devant la caméra, un intrus ou un objet pénétrant dans le champ de vision,
une tentative de vandalisme de la caméra, le retrait d’un objet ou le franchissement d’une ligne.
Logiciels d’enregistrement vidéo en réseau
Signal de
capteur
Transmission
de données
via le réseau
Une qualité d’image élevée, une transmission d’image rapide, des
fonctions haut de gamme
Données
d’images
DIGIC DV III
Processeur de
traitement d’ image
Caméra
DIGIC NET II
Processeur vidéo
réseau
Notification par e-mail
Contrôle et enregistrement à distance de vidéos via le réseau
Réseau
Les logiciels d’enregistrement vidéo en réseau peuvent servir à contrôler à distance des
Observateur
caméras réseau disséminées et à enregistrer leurs images vidéo 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 intelligente de détection d’événements de la caméra. Ils prennent Objet en déplacement détecté
Enregistrement automatique
Téléchargement vers
en charge le format H.264 qui permet un taux de compression élevé pour enregistrer des
par serveur d’enregistrement
serveur FTP
séquences vidéo de haute qualité, tout en limitant le volume des données stockées et en
Exemple de système de caméras réseau
réduisant ainsi les coûts liés au système, tels que ceux d’un disque dur.
26
Équipements médicaux
Canon utilise ses technologies exclusives en matière d’optique et de traitement de l’image numérique pour proposer
des périphériques autorisant la numérisation et la mise en réseau dans le secteur médical, notamment des systèmes
numériques de radiographie et des équipements ophtalmiques.
⬇
Système de radiographie numérique sans fil
Cache en PRFC
Feuille d’absorption
des chocs
Feuille en aluminium
Scintillateur
Substrat de matrice
⬇
Appareil de tomographie par cohérence optique (OCT)
Rétinographe numérique hybride mydriatique/non mydriatique
Fonctionnement d’un équipement médical (système de radiographie numérique)
Les rayons X traversant le corps humain sont convertis en lumière visible par le scintillateur, puis sont lus directement par un grand capteur plan.
Le scintillateur associe une imagerie haute résolution et un faible dosage de rayons X, grâce à de l’iodure de césium (Csl) qui assure une conversion très
performante de la lumière. Les images radiographiques numérisées s’affichent sur un écran en seulement 3 secondes, pour une imagerie très performante et
un diagnostic rapide.
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.
CXDI-70C sans fil/80C sans fil
(Batterie et chargeur à gauche)
Appareil de tomographie par cohérence optique (OCT)
Restitution claire des sections transversales de la rétine
L’OCT-HS 100 est le premier appareil de tomographie par cohérence optique
commercialisé par Canon. Les images tomographiques produites par la technologie OCT
de Canon détectent les anomalies rétiniennes telles que les œdèmes avec une résolution
élevée. Malgré son design compact, l’OCT-HS 100 réalise 70 000 A-scans par seconde
avec une résolution de 3 μm. Simple à utiliser, cet équipement produit rapidement des
tomogrammes à bruit réduit et haute qualité d’image, offrant ainsi une plus grande
précision pour le diagnostic des maladies du fond de l’œil.
OCT-HS 100
* OCT signifie Optical Coherence Tomography (tomographie par cohérence optique).
27
Scanners
Canon, qui a œuvré au développement d’une technologie de numérisation de haute précision, a associé plusieurs de ses
technologies de pointe exclusives dans les domaines de l’optique, de l’électronique et des logiciels pour créer des scanners
capables de convertir en données numériques de haute qualité des négatifs, des tirages photo et des documents.
Miroirs réfléchissants
Source lumineuse
Source lumineuse pour
la numérisation de films
⬇
Lentille
Guide de lumière DEL blanche
Chariot
Verre FARE
Capteur CCD
Moteur d’entraînement du chariot
Scanner CCD
Scanner CIS
Contrôleur
Source
lumineuse Direction de la numérisation
Verre
Miroir
Lentille
CCD
Guide
lumineux
⬇
Direction de la numérisation
DEL
Filtre RVB
Verre
Lentille
SELFOC
Photorécepteur
Technologie de
correction de
l’image
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’image. 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
de la 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 temp. ambiante)
Pression sur le bouton de numérisation
Arrêt de
la lampe
Début de la numérisation
Intensité lumineuse de
la lampe CanoScan
9000F MarkII
Pression sur
Arrêt de la lampe
le bouton de numérisation 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 rôle majeur. 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 de Canon, celles-ci ont été tout spécialement adaptées pour
être exploitées dans les scanners. Elles ont fait l’objet de nombreuses modifications
au fil de l’évolution constante des scanners de Canon.
28
Avant et après élimination de la poussière et des rayures
Technologies phares de Canon aujourd’hui : périphériques de restitution
Systèmes de réalité mixte (RM)
Le système RM (Réalité Mixte) de Canon ouvre de toutes nouvelles perspectives dans le domaine de l’imagerie. Cette
technologie affiche des images infographiques (CG) dans des environnements du monde réel, donnant ainsi l’impression
que des objets virtuels existent vraiment.
⬇
Visiocasque MREAL
Affichage
Prisme de forme libre
Caméra vidéo
Prisme
⬇
Plate-forme MREAL
Fonctionnement des systèmes RM
Le système MR mélange des images du monde réel, filmées avec la caméra vidéo intégrée au visiocasque MREAL, à des images d’infographie (CG).
En mettant à jour en temps réel les images CG en fonction du mouvement et de la position de l’utilisateur, le système crée des sensations
comparables au monde réel, qui diffèrent peu de la réalité physique.
Visiocasque MREAL
Un visiocasque compact et léger
Affichage
Prisme de forme libre
L’image projetée sur la partie supérieure du visiocasque MREAL est agrandie
par réflexion et réfraction répétées dans le prisme de forme libre. En termes
d’échelle, une image restituée par le visiocasque compact (qui ne pèse que
640 g) est comparable à la même image affichée sur grand écran (équivalent à
130 cm) à une distance de 1,4 m.
Images
réelles
Caméra vidéo
Signal émis vers le contrôleur
Plate-forme MREAL
Caméra
Logiciel médiateur du système MREAL
Image RM
Plate-forme MREAL
Paramètres liés à la
synchronisation de la caméra
et de la cible
Paramètres liés aux dispositifs
d’enregistrement tels que le
visiocasque MREAL et à l’affichage
Informations sur
la disposition du
marqueur
MREAL
Paramétrage
du capteur
Conﬁguration RM
Lancement et fermeture
du moteur MREAL
Image
Valeur
d’action mesurée par
en direct le capteur
Informations sur la
position et
l’orientation de la
caméra et de la cible
Informations de
configuration liées aux
dispositifs
d’enregistrement tels
que le visiocasque
MREAL et à l’affichage
Calcul de
la position
et de
l’orientation
pour le
point
de vue
Moteur MREAL
API de la plate-forme MREAL
La plate-forme MREAL peut être facilement configurée pour collecter des
informations de position numériques. Les données obtenues et générées sont
envoyées à l’application par l’API de la plate-forme MREAL. Lorsque la méthode
d’alignement de la position doit être modifiée en raison de changements dans
l’environnement d’utilisation, les utilisateurs peuvent procéder aux ajustements
nécessaires en adaptant simplement les paramètres de la plate-forme, sans avoir
à modifier l’application.
Capteur
Position et
orientation
virtuelles
(CG)
de la
caméra
Application
29
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.
Scanner
Chariot
⬇
Technologie
FINE(FullPhotolithography
Inkjet Nozzle
Engineering)
⬇
Auto Photo Fix II
ChromaLife 100+
Réservoirs d’encre
Technologie PgR (par réaction des pigments)
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.
FINE (Full-Photolithography Inkjet Nozzle Engineering)
Environ 9 µm de diamètre
Technologies jet d’encre fondamentales, 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.
Buse 5 pl
Buse 1 pl
Buse 2 pl
Tête d’impression avec vue agrandie de la configuration 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. La détection des zones
sous-exposées permet de surcroît d’optimiser avec précision la luminosité.
30
Images prises
(exemples)
Optimisation de la scène
Résultats optimisés
(exemples)
a Identifie les zones de
Rétrovisage de l’image.
éclairage
b Analyse l’image
et en déduit le
type de scène.
Sousexposition c Optimise l’effet de
correction à partir des
résultats de l’identification
des scènes.
Procédé Auto Photo Fix II
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
Tête d’impression
Réservoirs d’encre
auxiliaires
Capteurs multiples
Moteur de mise en
page dynamique
Chariot
Fonctionnement d’une imprimante jet d’encre grand format
Selon le même principe que pour une imprimante jet d’encre traditionnelle, un réchauffeur crée des 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
Encre V
LUCIA/LUCIA EX
Encres à pigments 12 couleurs haute qualité répondant aux
exigences des professionnels
Canon a mis au point les 12 encres pigmentées LUCIA, qui associent l’aspect brillant des
encres à base de colorants à des couleurs éclatantes et à des propriétés de 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.
Encre J
Mélange
V&J
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
31
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 multifonctions professionnelles.
Réservoir d’encre de réserve
Tête d’impression
Trieuse grande capacité
Trieuse compacte
⬇
⬇
Réservoir d’encre principal
Des technologies synonymes
de qualité d’image supérieure
Des technologies à haut rendement
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.
Des technologies synonymes de qualité d’image supérieure
Quatre encres
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 des 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 les textes, même en petits caractères.
* D’après les recherches effectuées par Canon
Sept encres
C
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 à haut rendement
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.
32
Système de double magasin papier
Imprimantes laser/Imprimantes laser multifonctions
Pour répondre aux exigences actuelles, Canon continue de développer des imprimantes laser/imprimantes laser multifonctions,
en s’efforçant de les améliorer non seulement sur le plan de leurs 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
⬇
⬇
Architecture sans configuration
Technologie de détection automatique du support
Tampographe
Technologie de conception ultra-compacte
Technologie d’image haute définition par tampographie
Fonctionnement d’une imprimante laser/imprimante laser multifonction
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.
Architecture sans configuration
Un système qui permet de combiner librement les fonctions
de divers périphériques, du monofonction au multifonction
Canon a conçu une architecture de développement des produits à la fois compacte et légère, qui permet aux
développeurs de combiner librement périphériques, panneaux de commande et fonctionnalités pour obtenir
une gamme complète de produits, allant des imprimantes monofonctions aux périphériques multifonctions,
et ce, à moindre coût et dans le cadre de cycles courts. Cette architecture sans configuration regroupe des
périphériques et des fonctions au sein de blocs. Ceux-ci peuvent être associés avec une grande souplesse,
afin d’obtenir des structures de plus grande taille, plus élaborées, et de créer ainsi divers modèles. Cet
environnement de développement autorise également les améliorations liées à des fonctionnalités de pointe,
comme les fonctions d’authentification. L’architecture sans configuration de Canon inclut un bloc linguistique
totalement indépendant, qui permet de réaliser les développements dans plus de 30 langues.
Technologie de détection automatique du support
Détermination automatique du type de support afin d’optimiser
les paramètres d’impression
Périphériques
Panneaux de commande
Fonctions
IMPRESSION
Scanner
COPIE
Interface
utilisateur N&B
NUMÉRISATION
Mobile
PULL
PUSH
Support
Support
Imprimante
Interface
utilisateur
couleur
TÉLÉCOPIE
USB
Réseau
local
UFRII LT
E-mail
PDF
FTP
PS
TÉLÉCOPIE
Sans panneau
Wi-Fi
Cloud
ENVOI
SMB
ENVOI
PCL
Authentification
Impression sécurisée
Flux
Administration
Schéma conceptuel de l’architecture sans configuration
DEL
Capteur CMOS et CI
de commande
Les imprimantes laser/imprimantes laser multifonctions de 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.
Support
Les résultats sont comparés aux données stockées dans la bibliothèque de l’imprimante,
DEL
issue de l’analyse de plusieurs milliers de surfaces. Le type de support est alors déterminé
Vue d’ensemble de la technologie de détection automatique du support
automatiquement et l’impression se fait avec une définition optimale des paramètres.
33
Périphériques multifonctions d’entreprise
Les périphériques multifonctions 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
⬇
Technologie de
numérisation recto verso
en un seul passage
Architecture du contrôleur
Module laser
Toner PQ (Pure Quality Color)
Module tambour
Système de cartouche
compact équipé d’un
tambour robuste et durable
intermédiaire
Technologies collaboratives
imageRUNNER ADVANCE
Technologies de sécurité de l’information
Technologies d’impression dans le Cloud
Système d’impression
Module de fixation
⬇
Technologie de traitement des documents
MEAP/Connecteur MEAP/Web MEAP
Fonctionnement d’un périphérique multifonction d’entreprise
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
Une mise en œuvre efficace du traitement aléatoire sur les
périphériques multifonctions d’entreprise
Les périphériques multifonctions d’entreprise assurent le traitement simultané de
plusieurs tâches et gèrent d’énormes quantités de données. Le contrôleur iR évolué
développé par Canon comprend un processeur de traitement d’image et un processeur
de traitement des informations. Le processeur de traitement d’image garantit une qualité
d’image et une vitesse de traitement élevées pour l’impression et la numérisation.
Le processeur de traitement des informations offre une excellente compatibilité avec
l’environnement réseau et assure un traitement efficace des données.
Bus haut débit
(PCI Express)
Interface
utilisateur
Traitement
de sécurité
Fonctions
serveur
Disque dur
grande capacité
Processeur de
Rendu
Imprimante
Scanner
Traitement
des images
Télécopie
Vue d’ensemble du contrôleur iR évolué
Système métier (Serveur d’application Web)
Développement d’architectures d’entreprise
34
Traitement
Adobe PDF
Processeur d’informations
Réseau
MEAP/Connecteur MEAP/Web MEAP
La plate-forme « MEAP » est une plate-forme applicative intégrée aux périphériques
numériques multifonctions 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 multifonctions et les systèmes métier reposant sur le Web, en
permettant d’appeler les fonctions de ces périphériques à partir d’applications Web.
USB
Carte
mémoire
Serveur d’authentification personnel
Logique de
présentation
Logique métier
Authentification ID utilisateur
validée
Périphérique numérique multifonction
Application
Navigateur Web intégré
Fournisseur de services
d’ouverture de session au panneau de commande intégré pour le contrôle
Authentification validée
ID/Mot de passe
de l’utilisateur
utilisateur
Utilisateur
Informations d’authentification utilisateur 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.
Vue d’ensemble de la structure du Web MEAP
Systèmes d’impression de production numérique
Le système d’impression de production numérique imagePRESS est la première imprimante couleur à la demande de Canon destinée à un
usage professionnel. Il 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 remarquables 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
Transport sur coussin d’air
intermédiaire
Tambour photosensible
Fonctionnement d’un système d’impression de production numérique
Le système d’impression de production numérique 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 à 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.
Pour garantir le bon déroulement des processus post-impression, 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.
Premier
module
de fixation
Voie de contournement
Pour papier ordinaire de 150 g/m2 maximum
Système de fixation double
Synchronisation automatique
Positionnement précis de l’image imprimée en recto verso
Double trajet
Pour papier couché,
gaufré et ordinaire
de plus de 150 g/m2
Second
module
de
fixation
Corrige l’orientation
du papier
Sens
d’alimentation
du papier
Papier
Rouleau de
correction
d’inclinaison
Plaque de
référence
latérale
Synchronisation active
35
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
Fonctionnement d’un projecteur multimédia
La lumière émise par la lampe, séparée en trois couleurs primaires (rouge, vert et bleu) et dirigée vers les panneaux LCOS correspondant à ces
couleurs, est réfléchie dans les proportions nécessaires pour reproduire l’image, puis combinée et projetée en agrandissement sur un écran par
l’intermédiaire de l’objectif.
AISYS (Aspectual Illumination System)
Système optique pour projecteur multimédia combinant une taille
compacte et une grande qualité d’image
Vue latérale (direction verticale) / Rôle du système optique : augmentation de la luminosité, réduction de la taille
[Coupe verticale]
Canon a développé le système optique AISYS en tirant parti des capacités des panneaux
Lentille convexe Objectif à
Lentille de
PBS Panneau LCOS
à cristaux liquides réfléchissants LCOS (Liquid Crystal On Silicon) utilisés dans ses
anti-explosion
perspective spatiale champ collectif
périphériques d’affichage. Ce système fait converger la lumière selon un angle plus
[Coupe horizontale]
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,
Vue du dessus (direction horizontale) / Rôle du système optique : augmentation du contraste
d’où une augmentation de la luminosité. Le système AISYS intègre de nombreuses
avancées techniques, comme l’objectif à perspective spatiale avec lentilles disposées
Vue d’ensemble du système optique d’éclairage AISYS de quatrième génération
horizontalement et verticalement, qui le rend beaucoup plus compact.
Objectifs de projection
Lentille asphérique en plastique moulé
Lentille UD
Objectifs hautes performances offrant un faible niveau de distorsion
et d’aberration chromatique
La série UD (à dispersion ultra-faible) de Canon est une gamme de lentilles asphériques de
conception optique très évoluée, offrant des performances supérieures. Employées dans les
objectifs des projecteurs multimédias de Canon, elles garantissent une absence de distorsion
de même qu’un faible niveau d’aberration chromatique de grandeur et d’aberration
chromatique axiale sur toute la plage de zoom. Le système flottant/à mise au point interne
adopté pour les lentilles individuelles permet de réduire au minimum les répercussions sur la
qualité lorsque les images sont projetées de façon décentrée, près du bord.
36
Groupe 1A Groupe 1B
2e groupe 3e groupe 4e groupe 5e groupe 6e groupe
Configuration d’objectif zoom standard du WUX4000
Technologies phares de Canon aujourd’hui : équipements lithographiques
Équipement lithographique à semi-conducteurs
Les semi-conducteurs ne cessent d’évoluer. 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
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 exact 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’encapsulation 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’encapsulation, 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
Observation
60 de la face
40
avant à la
lumière visible
20
0
400
Observation de la
translucidité du silicium
à la lumière infrarouge
Repère
de positionnement
Tranche de silicium
Élément
semi-conducteur
600
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Longueur d’onde de la lumière (nm)
Vue d’ensemble de la technologie TSA-scope
37
Technologies phares de Canon aujourd’hui : équipements lithographiques
Équipement lithographique pour écrans plats
Les panneaux LCD employés dans les téléviseurs LCD de grandes dimensions 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 plats de Canon
permettent d’exposer en une seule fois des écrans allant jusqu’à 57 pouces. Canon est le principal fabricant mondial de ces équipements.
Masque
Source lumineuse
Support de masque
Support de substrat
⬇
Très grand support
Système optique à projection par miroir
Substrat en verre
⬇
Grand miroir concave
Fonctionnement des équipements lithographiques pour écrans plats
Les équipements lithographiques pour écrans plats transfèrent de fins motifs de pixels et de circuits imprimés tracés sur des masques 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 plats de Canon offrent une productivité élevée.
Grand miroir concave
Fabrication de miroirs haute précision présentant
le plus grand diamètre au monde*
Le système de projection des équipements lithographiques pour écrans plats 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 2 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 900 mm par seconde
L’équipement lithographique pour écrans plats 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 900 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.
38
Équipement lithographique pour écrans plats destiné
aux substrats en verre de huitième génération
Technologies phares de Canon aujourd’hui : technologies de gestion de la qualité
Technologies de gestion de la qualité
Pour préserver et améliorer la qualité qui est au fondement de 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 : la qualité recherchée par Canon
La qualité est un gage de « sécurité », d’« intelligence » et de « satisfaction » pour les clients.
La « sécurité » signifie que les produits Canon fonctionnent correctement, en toute sécurité, et qu’ils sont exempts de défauts,
de sorte que les clients peuvent pleinement se fier à leur qualité.
L’« intelligence » signifie que les produits Canon sont dotés de caractéristiques avantageuses, par exemple : facilité d’utilisation,
conception bien pensée, confort et fiabilité.
Enfin, la « satisfaction » signifie que Canon est capable de donner un sentiment de satisfaction aux clients, de sorte qu’ils se
félicitent de leur décision d’acheter un produit Canon, qu’ils auront toujours plaisir à utiliser.
C’est ainsi que le groupe définit les critères de qualité qu’il tente de remplir.
Laboratoire de tests et d’évaluations du site de Tamagawa
Installations de test certifiées conformes à la réglementation
Le laboratoire de tests du site Canon de Tamagawa est l’un des centres d’essai les plus
performants du secteur. Il comprend des installations de test, notamment des salles
anéchoïques, qui permettent de mesurer les niveaux de rayonnement électromagnétique
émis par les produits, et une salle semi-anéchoïque, qui est utilisée pour mesurer leur
niveau de bruit en fonctionnement et leurs autres propriétés acoustiques. Il comporte
également une salle d’évaluation de la sécurité servant à tester les propriétés ignifuges.
Ce laboratoire est certifié conforme à la réglementation. En réalisant des évaluations
dans ces installations de test, Canon détermine non seulement sa propre conformité à
la réglementation, mais vérifie également la sécurité et choisit des composants et des
matériaux sûrs dès la phase de conception.
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 d’aptitude à l’emploi en associant des
mesures des mouvements oculaires et des simulations de la charge musculaire/articulaire à
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, comme les composés
organiques volatils (COV), la poussière, l’ozone, les particules et autres
substances chimiques émises 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/IEC 17025 et la certification
l’autorisant à réaliser des mesures conformément aux normes écologiques
allemandes. Ce laboratoire a permis à de nombreux produits Canon d’obtenir des
labels environnementaux, 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.
Appareil de mesure des particules
Une réaction OBIRCH se produit (emplacements verts et rouges), Analyse IR-OBIRCH de la surface recto
mais il est impossible d’obtenir des informations
de position précises car le faisceau laser ne
traverse pas la couche de câblage supérieure.
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
39
Technologies phares de Canon aujourd’hui : technologies dites de plate-forme
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.
Technologie de système de gestion des couleurs
Des couleurs uniformes et de qualité supérieure sur tous les périphériques Canon
Écrans (sRVB)
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.
Technologie de reconnaissance des images
Comprendre les images pour créer des fonctions intelligentes*
Imprimantes laser
Imprimantes jet d’encre
Différences de reproduction des couleurs entre les
périphériques d’acquisition et de restitution
Trois prises de vue consécutives
Canon s’efforce d’améliorer les aspects fonctionnels et pratiques de ses produits en
développant des technologies de reconnaissance qui « comprennent » le contenu des données
d’image. Ses appareils photo peuvent ainsi détecter les visages des sujets photographiés et
déterminer si ces derniers ont les yeux fermés ou s’ils sourient, ce qui permet d’éviter les erreurs
de prise de vue et d’obtenir d’excellents résultats. Le groupe optimise ses technologies de
reconnaissance des sujets et des scènes afin d’étendre leur champ d’application, notamment au
traitement d’image haute qualité et à la sécurité, avec les caméras de surveillance.
* Fonctions intelligentes
Fonctions capables d’un discernement égal ou supérieur à celui de l’être humain, et qui sont notamment
employées dans les systèmes autofocus, les interfaces utilisateur, l’extraction d’images, etc.
Meilleure photo enregistrée en taille normale
Sélection
automatique
Bougé de
l’appareil
Degré de sourire
• Yeux fermés
•
•
Exemple d’application de la technologie de reconnaissance des images
Technologies d’interface utilisateur
Une maniabilité qui tient toutes ses promesses
Canon développe diverses technologies destinées aux interfaces utilisateur afin d’en
faciliter la mise en œuvre par la prise en compte des intentions et objectifs des utilisateurs.
Pour obtenir ce fonctionnement intuitif, la société conçoit des technologies de saisie
multimodale* qui permettent de détecter et de reconnaître le texte écrit, la voix et les gestes.
Elle met également au point des technologies de restitution permettant une présentation
optimale du texte, des images et autres informations nécessaires aux opérations ultérieures
en fonction du type d’affichage utilisé et de son format, ainsi que des technologies de
synthèse vocale afin de transmettre les informations sous une forme non visuelle.
Système collaboratif qui utilise la reconnaissance des gestes
* Utilisant différents sens comme la vue, l’ouïe et le toucher.
Entreprise
Cloud
Mobile
Communications
sans fil proches
Technologies de communication en réseau
Assurer la connectivité des produits Canon
Réseau
local
Canon développe actuellement des technologies de communication sans fil, de
communication vidéo haute qualité et de réseau à ondes millimétriques afin de
faciliter et de simplifier la connexion entre les appareils photo, imprimantes et
autres produits Canon, les services de Cloud et les périphériques mobiles en réseau
(smartphones, etc.). Dans le cadre d’un projet, le groupe conçoit actuellement une
plate-forme sans fil à haut débit sobre en énergie, afin d’intégrer des technologies de
réseau local (LAN) sans fil standard dans ses produits. Il met également au point des
logiciels réseau médiateurs en vue d’établir aisément des connexions sécurisées avec
des périphériques d’acquisition/restitution d’images de haute qualité.
Internet
Réseau
local
Domicile
Centre médical, cinéma, etc.
Vue schématique de la connectivité avec
technologies de communication en réseau
Services de Cloud de Canon
Collaboration entre les appareils numériques et les services de Cloud
40
millimétriques
Réseau local
sans fil
Technologies de plate-forme pour les services de Cloud
Canon développe une plate-forme pour services de Cloud afin de fournir des solutions
pour la collaboration entre ces services et les périphériques numériques. Cette plateforme s’appuie sur les technologies employées dans ses services documentaires et
d’imagerie, domaines dans lesquels le groupe excelle, notamment la conversion des
données, l’authentification, l’analyse de Big Data, le traitement réparti et la sécurité.
Grâce à une coordination avec les services de Cloud, cette plate-forme permettra de
restituer (afficher, imprimer) les données des smartphones et autres appareils numériques.
Réseau Réseau sans
local fil à ondes
Services
d’imagerie
Services
documentaires
Autres services
Services de Cloud d’autres sociétés
Technologies de plate-forme pour les services de Cloud
Salesforce
Google
Single Sign-On
Single Sign-On
Conversion
de données
Authentification
Traitement
distribué
Gestion des
périphériques
Téléchargement /
restitution
Analyse de
Big Data
Sécurité
Single Sign-On
Présentation conceptuelle de la collaboration entre
les appareils numériques et les services de Cloud
Technologies phares de Canon aujourd’hui : technologies dites de plate-forme
Technologies de visualisation en cours de processus/
Technologies de simulation
Source lumineuse
Rouleau de
développement
Rouleau de charge
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.
Moteur ultrasonique (USM)
Lumière
Appareil photo haute sensibilité
Vue d’ensemble de la technologie de visualisation en cours de
processus pour le développement du toner
Mécanismes de mise au point et de zoom gérés par ultrasons
Sens de rotation du rotor
Sens de rotation elliptique
Rotor
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.
Plate-forme de technologies des matériaux
Fonctionnement du moteur ultrasonique
Faire progresser les technologies des matériaux et augmenter
l’efficacité du développement des matériaux
Canon renforce et consolide sa plate-forme de technologies des matériaux, subdivisée en
cinq entités : « technologie de mise au point et de synthèse des molécules fonctionnelles »,
« technologie de mise au point et de synthèse des polymères fonctionnels », « technologie
de contrôle des surfaces et interfaces », « technologie de préparation et de dispersion
des micro- et nanoparticules » et « technologie de stratification hybride ». Grâce à ces
entités, Canon développe les matériaux fonctionnels évolués pour les toners d’encres
électrophotographiques et pour imprimantes jet d’encre. Canon établit également les
infrastructures correspondantes, par exemple la banque de matériaux Canon, et favorise le
développement des ressources humaines. Les matériaux fonctionnels qui ont été développés
par Canon et les informations sur leurs propriétés sont stockés dans la banque de matériaux,
en tant qu’actifs technologiques destinés à faciliter le développement des matériaux.
Infrastructure technologique
(banque de matériaux)
Développement des ressources
humaines (programme
de formation)
Technologie de stratification hybride
Infrastructure
technologique
(banque
de matériaux)
Détection précise et sans contact des irrégularités de vitesse et de rotation
Matériaux
fonctionnels
Banque
de matériaux
Matériaux/données
Y
Un vélocimètre laser Doppler mesure la vitesse d’un objet en mouvement ou en rotation
sans entrer en contact avec celui-ci. Pour ce faire, il l’éclaire avec un faisceau laser, par
l’intermédiaire d’un système optique afocal*. La vitesse est mesurée à partir du signal de
battement (fréquence Doppler) de la lumière réfléchie, obtenue à partir de la lumière laser
séparée. Ce système mesure la vitesse d’objets qui se mettent en mouvement à partir
d’un état de repos initial. Cette technologie est utilisée en recherche et développement et
sur les lignes de production afin de détecter la vitesse de transport du papier ainsi que les
irrégularités de vitesse des imprimantes, de même que pour détecter les irrégularités de
rotation et d’alimentation des unités d’entraînement des machines-outils.
Z
• Créer un nouveau projet
• Utiliser les matériaux et
les technologies pour
‘ d autres
développements
Photodiode
X
Décaleur de fréquence
électro-optique
Réseau de diffraction
Lentille
collimatrice
Objet cible
Lentille collectrice
Laser à semi-conducteur
Système optique afocal
Vue d’ensemble d’un vélocimètre laser Doppler
Encodeur rotatif
galvanonumérique
(axe des X) + moteur
Scanner galvanonumérique
Miroir (X)
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 réaliser des tâches
d’alésage, de découpage ainsi que d’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.
Technologie de mise au point et de synthèse Technologie de mise au point et de synthèse
des polymères fonctionnels
des molécules fonctionnelles
Technologie de préparation et de dispersion
Technologie de contrôle des
des micro- et nanoparticules
surfaces et interfaces
Plate-forme
de technologies
des matériaux
Vélocimètre laser Doppler
* Système optique afocal
Système optique sans foyer (distance focale à l’infini) dans lequel le faisceau de lumière parallèle
qui pénètre dans l’objectif est identique à celui qui en sort. Il est employé dans les télescopes et
les dilatateurs de faisceau (modules optiques qui augmentent le diamètre du faisceau laser).
Sens des ondes
ultrasoniques
Stator
Laser
Encodeur rotatif
galvanonumérique
(axe des Y) + moteur
Miroir (Y)
Lentille f θ
Substrat résiduel
Exemple d’application du scanner galvanonumérique :
perçage laser d’un trou interstitiel
41
Technologies phares de Canon aujourd’hui : technologies environnementales
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
multifonctions 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
multifonctions 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
multifonctions.
* Données du 10 août 2011. D’après les recherches effectuées par Canon et Toray.
Technologie de développement sans nettoyeur [Production]
Création de périphériques multifonctions plus compacts, à l’efficacité
énergétique accrue
Dans les périphériques multifonctions, 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 permet de stabiliser la quantité de toner résiduel qui repasse sur
le rouleau de développement, supprimant la nécessité de mécanismes de nettoyage dédiés,
d’où des périphériques multifonctions plus compacts, à l’efficacité énergétique accrue.
Bioplastique présentant le plus haut niveau de résistance à la
flamme au monde
[Transfert principal]
Toner résiduel
intermédiaire
[Brosse auxiliaire supérieure]
Stabilisation du potentiel électrique
du tambour
Tambour
photosensible
[Brosse auxiliaire inférieure]
Charge négative du toner résiduel
[Module de développement]
Réutilisation 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
Sur les imprimantes laser et les périphériques multifonctions 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 le tambour
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 multifonctions 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.
Technologie de recyclage des cartouches de toner
[Réutilisation]
Fil corona
O3
O3
O3
Rouleau de
charge
O3
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] [Méthode de fixation à la demande]
Rouleau de fixation
Film de fixation
Fixat
ion
Réchauffeur
Papier
Surfa
ce de
Fixat
ion
l’imag
e
Toner
Chauffage
céramique
Rouleau de pression
Papier
Surfa
ce de
l’ima
ge
Toner
Rouleau de pression
Système de fixation de toner à la demande
Recyclage sans mise en décharge
Canon a montré la voie à l’industrie internationale des cartouches de toner avec la
construction, en 2002, d’une usine de recyclage des matériaux. Les diverses étapes de
traitement sont automatisées, 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.
42
Aluminium après
Acier après séparation
Granulés
séparation (tambours)
plastiques recyclés
Recyclage des cartouches de toner
Technologies phares de Canon aujourd’hui : technologies d’ingénierie de production
Technologies d’ingénierie de production
Les technologies d’ingénierie de production sont tout aussi importantes que celles 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.
Technologies des composants chimiques
Cartouche de toner monobloc
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 multifonctions et les imprimantes 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
multifonctions 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 axisymétriques 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.
Machine de traitement des formes libres (forme A)
Technologies de moulage
Production en série de lentilles asphériques et diffringentes (DO)
de haute précision
Les lentilles asphériques et les lentilles optiques diffringentes* (DO, dont la
microstructure de surface dévie la lumière) sont le fruit de technologies Canon,
et notamment de sa technologie de pointe pour la fabrication des moules.
Canon s’attache à satisfaire les besoins des consommateurs en appliquant ces
technologies à la fabrication des lentilles, et cela, en respectant la précision et le
diamètre requis, dans la gamme de prix souhaitée.
* Lentille combinant des systèmes optiques réfractifs et diffringents afin d’améliorer les
performances optiques.
Technologies d’encapsulation haute densité
Création de produits plus petits et plus légers
L’évolution des semi-conducteurs, qui deviennent plus petits, plus rapides et plus
fonctionnels, permet de réduire la taille et le poids des produits numériques.
Les semi-conducteurs y sont placés sur des cartes de circuits imprimés, sachant
que, plus ils sont sophistiqués, plus il est nécessaire d’accroître leur densité
d’implantation. Canon a donc conçu sa propre technologie d’encapsulation avec
système SiP (System in Package). En intégrant plusieurs semi-conducteurs dans un
même boîtier, la méthode SiP a permis de réduire la taille et le poids des appareils
photo et des caméras vidéo numériques.
Moules pour la fabrication des lentilles asphériques
Mémoire flash
2e couche
SDRAM
1re couche
Concept SiP employé dans les appareils photo numériques
43
Index
A
L
AISYS (Aspectual Illumination System)··········································· 36
Laboratoire de tests et d’évaluations (site de Tamagawa)··············· 39
Alignement recto verso·································································· 37
L-COA··························································································· 31
Analyse des défauts des LSI··························································· 39
Lentille DO (diffringente)······························································· 21
Appareil de tomographie par cohérence optique (OCT)·················· 27
Logiciels d’enregistrement vidéo en réseau···································· 26
Architecture du contrôleur····························································· 34
LUCIA/LUCIA EX··········································································· 31
Architecture sans configuration····················································· 33
Auto Photo Fix II··········································································· 30
B
M
MEAP/Connecteur MEAP/Web MEAP············································· 34
Moteur ultrasonique (USM)··························································· 41
Bioplastiques à hautes performances············································· 42
Moulage······················································································· 43
O
C
Canon Log···················································································· 24
Capteur CMOS équivalent au Super 35 mm··································· 24
Capteur CMOS grand format························································· 20
Capteur CMOS révolutionnaire······················································
6
Capteurs CMOS Full HD································································ 23
Charge électrique sans dégagement d’ozone································· 42
CMOS AF Dual Pixel······································································ 20
Communication en réseau····························································· 40
Composants chimiques·································································· 43
Contrôle de la synchronisation des supports··································· 37
Correcteur de foyer principal pour le télescope Subaru··················· 10
Correction de l’image···································································· 28
D
Détection automatique du support················································ 33
Développement sans nettoyeur······················································ 42
DIGIC DV III et DIGIC NET II··························································· 26
DIGIC 6························································································· 22
E
Encapsulation haute densité·························································· 43
Évaluation de la sécurité chimique················································· 39
Évaluation et mesure du point de vue de l’utilisateur······················ 39
F
FINE (Full-Photolithography Inkjet Nozzle Engineering)··················· 30
Fixation double············································································· 35
Fixation du toner··········································································· 42
G
Grand miroir concave···································································· 38
Guide de lumière DEL blanche······················································· 28
I
Imagerie médicale·········································································
8
Interface utilisateur······································································· 40
Objectif ultra-compact avec stabilisateur d’image par
décentrement de lentille································································ 22
Objectif zoom 100x autofocus HDTV·············································· 25
Objectif zoom SHV········································································ 25
Objectifs de projection··································································· 36
Objectifs vidéo HD avec stabilisation d’image et fonction autofocus (AF)······ 23
P
Plate-forme de technologies des matériaux···································· 41
Plate-forme MREAL······································································· 29
Plate-forme pour les services de Cloud··········································· 40
R
Recherche préconcurrentielle························································· 14
Reconnaissance des images··························································· 40
Recyclage des cartouches de toner················································ 42
S
Scanner galvanonumérique···························································· 41
Simulation····················································································· 41
Stabilisateur d’image hybride························································· 21
SWC (Subwavelength Structure Coating)········································ 21
Synchronisation automatique························································· 35
Système de fabrication des cartouches de toner····························· 43
Système de gestion des couleurs···················································· 40
Système de radiographie numérique sans fil··································· 27
Systèmes de traitement et de mesure············································· 43
T
Technologies à haut rendement····················································· 32
Technologies synonymes de qualité d’image supérieure·················· 32
Traitement d’image de prochaine génération·································· 12
Très grand support········································································ 38
V
Vélocimètre laser Doppler······························································ 41
Visiocasque MREAL······································································· 29
Visualisation en cours de processus··············································· 41
44
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 Windows est une marque commerciale ou déposée de Microsoft Corporation, aux États-Unis et/ou dans d’autres pays.
l Adobe est une marque commerciale ou déposée d’Adobe Systems Incorporated, aux États-Unis et/ou dans d’autres pays.
l Wi-Fi est une marque de la Wi-Fi Alliance.
l D’autres noms de produits ou services sont mentionnés à titre indicatif uniquement, et peuvent être des marques
d’enregistrement de leurs propriétaires respectifs.
déposées ou des marques commerciales en attente
TECHNOLOGIES
CANON 2014
CANON INC.
30-2, Shimomaruko 3-chome, Ohta-ku, Tokyo 146-8501, Japon www.canon.com
©Canon Inc. 2014 PUB. CTH16F 0714

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