Des domaines tels que la santé, la biométrie, la conduite autonome, l'agriculture, la détection chimique et le contrôle alimentaire, entre autres, sont concernés. IDTechEx prévoit que l'importance croissante des technologies autonomes portera le marché émergent des capteurs d'image à plus de 500 millions de dollars d'ici 2033.
Extension de la gamme spectrale :
Les détecteurs CMOS classiques pour la lumière visible sont largement utilisés en robotique, en imagerie industrielle et en électronique grand public. Cependant, des opportunités importantes existent pour des capteurs d’image plus complexes offrant des capacités allant au-delà de la simple acquisition des valeurs d’intensité rouge, verte et bleue (RVB). Actuellement, des efforts considérables sont consacrés au développement de nouvelles technologies de capteurs d’image capables de détecter des aspects de la lumière au-delà du spectre visible, dans l’infrarouge à ondes courtes (SWIR, 1 000 à 2 000 nm). L’extension de la longueur d’onde de détection à l’infrarouge à ondes courtes présente de nombreux avantages, car elle permet de différencier des objets et des matériaux visuellement similaires ou identiques dans le spectre visible. Ceci améliore considérablement la précision de la reconnaissance et ouvre la voie à une détection d’image plus performante et plus fonctionnelle.
Une tendance majeure est le développement d'alternatives beaucoup moins coûteuses aux capteurs InGaAs, très onéreux, pour l'imagerie dans l'infrarouge à ondes courtes (SWIR, 1000–2000 nm). Cette évolution permettra d'étendre considérablement le champ d'application de cette technologie. Parmi les applications possibles, on peut citer les véhicules autonomes, où l'imagerie SWIR contribue à distinguer des objets et des matériaux d'apparence similaire dans le spectre visible, tout en réduisant les interférences dues à la poussière et au brouillard.
Plusieurs technologies SWIR émergentes, non basées sur l'InGaAs, sont compétitives. Parmi celles-ci figurent les capteurs d'imagerie hybrides, dans lesquels une fine couche supplémentaire de semi-conducteurs organiques ou de points quantiques absorbe la lumière et est placée sur un circuit de lecture CMOS afin d'accroître la plage de détection des longueurs d'onde dans la région SWIR. Une autre technologie repose sur le silicium à bande interdite étendue, dont les propriétés sont modifiées pour étendre la plage d'absorption au-delà des limites de sa bande interdite. Actuellement dominées par les capteurs InGaAs onéreux, ces nouvelles approches promettent une réduction de prix substantielle, ce qui devrait encourager l'adoption de l'imagerie SWIR pour de nouvelles applications telles que les véhicules autonomes.
Les nouveaux capteurs d'image permettent de nouvelles fonctionnalités.
Outre la capture d'images sur une gamme spectrale plus étendue, d'autres innovations incluent la capture d'images sur une zone plus grande, l'acquisition de données spectrales à chaque pixel et l'augmentation simultanée de la résolution temporelle et de la plage dynamique. La vision événementielle est une technologie prometteuse dans ce domaine. Avec l'imagerie conventionnelle par images, la haute résolution temporelle génère d'importantes quantités de données nécessitant un traitement informatique intensif. La vision événementielle relève ce défi en proposant une approche totalement inédite de l'acquisition d'informations optiques : chaque pixel du capteur enregistre des horodatages correspondant aux variations d'intensité. Ainsi, la vision événementielle permet de combiner une résolution temporelle plus élevée pour les régions d'image évoluant rapidement avec des besoins considérablement réduits en matière de transfert et de post-traitement des données.
Une autre innovation prometteuse réside dans la miniaturisation et la conformité croissantes des capteurs, facilitant plus que jamais leur intégration dans des bras robotisés, des machines d'inspection industrielle ou des appareils électroniques grand public. Ce sont là quelques-unes des applications ciblées par le marché en pleine expansion des spectromètres miniaturisés. Portés par le développement de l'électronique intelligente et de l'Internet des objets, les spectromètres miniaturisés à bas coût gagnent en importance dans divers secteurs. La complexité et les fonctionnalités des capteurs de lumière visible classiques peuvent être considérablement améliorées grâce à l'intégration de spectromètres miniaturisés capables de détecter le spectre allant du visible à l'infrarouge à ondes courtes (SWIR) avec une haute résolution spectrale. Les chercheurs de l'institut Fraunhofer envisagent un spectromètre d'un gramme seulement, pour un dollar. Les spectromètres miniaturisés devraient offrir des solutions économiques pour améliorer l'efficacité des systèmes autonomes grâce à une meilleure différenciation des matériaux, des objets et des couleurs.
