[News] Des phototransistors des milliards de fois plus sensibles

[Adrien]

En combinant une couche de graphène avec des quantum dots (points quantiques), des chercheurs de l'Institut de Ciencies Fotoniques (ICFO) ont mis au point des phototransistors radicalement plus sensibles que ceux à base de silicium employés actuellement. Ces nouveaux composants pourraient venir rapidement révolutionner les capacités en photodétection avec des applications très large allant de l'optoélectronique à l'imagerie médicale. Le graphène était déjà en lice pour la produ...

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[Spirit of Nicopol]

Enfin pouvoir faire des photos correct dans le noir et sans flash ? Des lunettes de vision nocturne a un prix abordable ? Quel pied, vivement que ca se commercialise...

[cisou9]

Enfin pouvoir faire des photos correct dans le noir et sans flash ?

Effectivement ça me plairait beaucoup, car le flash je m'en sert le moins possible car il dénature la photo.

[buck]

Suffit de bien l'utiliser le flash ;)
Cool cette nouvelle , pour une fois que ca dit que la taille des photosites ne fait pas tout ... ca change

[kace]

Enfin pouvoir faire des photos correct dans le noir et sans flash ? Des lunettes de vision nocturne a un prix abordable ? Quel pied, vivement que ca se commercialise...

L'article ne me semble pas assez détaillé ... En effet, ça laisse penser au principe des lunettes de vision nocturne qui seraient "plus efficaces" grâce à ce process. Reste le problème du bruit thermique qui impose un refroidissement si on veut exploiter de très faibles luminosités, et sinon, quelle est la différence avec les capteurs CCD qui sont déjà assez efficaces ?
Je sais notamment que pour les capteurs CCD pour l'astronomie, l'efficacité est nettement supérieure à 50% sur une large plage de longueurs d'ondes (tout le visible et plus) : en gros, presque chaque photon est capté, et le bruit est limité grâce au refroidissement.

Au passage, une question sur les photos en environnement sombre : qqn sait-il pourquoi les appareils photos "standards" (compacts et souvent bridges) n'arrivent pas à faire d'images correctes sans poses longues (genre 1/4s, et donc souvent floues ...) alors même que les caméras vidéos pas chères arrivent à prendre 25 images/s sans trop de difficultés (malgré un objectif souvent moins ouvert) !?! J'ai eu cette situation à plusieurs reprises, et ça m'étonne bcp !
Est-ce simplement dû au nombre de pixels (nettement supérieur sur les appareils vs caméras) ? Auquel cas, vivement qu'un constructeur nous sorte un bon appareil avec un capteur de "seulement" 4M pixels : ça suffit amplement pour 95% des utilisateurs (4Mp, c'est quand même la résolution d'un écran 30 pouces 2560x1600 ... : pas si mal !), et si ça permet de prendre des bonnes photos sans flash en environnement sombre, je signe tout de suite ;-)

[Victor]

La réponse est dans la qualité de l'optique
une optique IR c'est une optique minérale en verre de quartz donc plus chère
Les objectif courants sont faits en matière organique qui est opaque aux IR
et c'est principalement des IR qui nous permettent de voir dans le noir

[kace]

La réponse est dans la qualité de l'optique
une optique IR c'est une optique minérale en verre de quartz donc plus chère
Les objectif courants sont faits en matière organique qui est opaque aux IR
et c'est principalement des IR qui nous permettent de voir dans le noir

Hello Victor,
Merci pour ces éléments.
Mais si c'est bien une réponse à ma question (pourquoi les caméras ont de meilleures résultats que les appareils photos en environnement sombre ?) : ne le prends pas mal, mais j'ai un doute sur le fait que ce soit la bonne réponse ... Je veux bien te croire sur la transparence aux IR des verres minéraux, mais pourquoi les appareils photos n'en utiliseraient pas si ça permettait de faire de nettement meilleures photos en environnement sombre ? Je parle bien à prix "équivalent".
Dans mon cas, ma caméra (achetée en 2000 !) pour ~700€ est bcp plus sensible que mon bridge acheté 500€ en 2007 ! En gros, j'arrive à filmer quand je ne peux pas prendre de photo sans flash !?! Tu penses vraiment que la caméra aurait un objectif transparent aux IR et pas le bridge. Par ailleurs, j'imagine que prendre en compte les IR fausserait les couleurs (comment rendre les fréquences IR sans fausser les couleurs ?), ce que je n'ai pas constaté.
Mais ce n'est qu'un avis ;-). Si tu as plus d'éléments, je suis preneur. Tu ne crois pas que le nb réduit de pixels augmente la sensibilité et pourrait expliquer cet écart ?

[buck]

Il y a le meme filtre en face du capteur sur apn ou camera video ...
Non, oui c'est bien le nombre de pixels qui joue, enfin plutot leur taille.
Mais un capteur APSC ou FF fait mieux que la camera sur puce bcp plus petite ;). La encore photodiode plus grande donc plus grande capacite de captage de photon, donc plus sensible. (a techno egale, a techno differente et en changeant les effets de bord ce principe change)
Il y a aussi l'electronique derriere (traitement du bruit. Perso je prefererais presque un traitement regroupant plusieurs pixels numeriques differenties pour faire un pixel camera, on ira bcp plus loin au niveau bruit, sensibilite, qualite colorimetrique ...
Pour la deniste de pixels: ca depend de quel capteur, oui sur compact moins de pixels serait un mieux, non pour plus large car on perd les qualite de rendu, transitions net/flou ... force des reflexs et de plus on imprime plus grand en qualite photo (a 300dpi)

[Victor]

Est ce que tu as comparé le poids des objectifs ?
dès que la focale grandit, le nombre des lentilles grandit
ce qui fait que pour certain objectif, c'est beaucoup trop lourd
et c'est assez cher parce que ce n'est pas facile à monter...
Depuis qu'on utilise des verres optiques organiques qui sont plus légers,
les possibilités de ces objectifs au point de vue focale
sont beaucoup plus dense mais aussi bien plus léger,
les grande focale avec utilisation IR, elles restent les plus chères et se sont les plus lourdes
Pour te répondre sur la différence caméra et appareil photo
Les caractéristiques des capteurs ne sont pas pour le même usage
Les capteurs de caméra sont aussi sensés travailler dans l' IR
Alors que les appareils photos sont volontairement bridés par l'optique

[kace]

Est ce que tu as comparé le poids des objectifs ?
dès que la focale grandit, le nombre des lentilles grandit
ce qui fait que pour certain objectif, c'est beaucoup trop lourd
et c'est assez cher parce que ce n'est pas facile à monter...
Depuis qu'on utilise des verres optiques organiques qui sont plus légers,
les possibilités de ces objectifs au point de vue focale
sont beaucoup plus dense mais aussi bien plus léger,
les grande focale avec utilisation IR, elles restent les plus chères et se sont les plus lourdes
Pour te répondre sur la différence caméra et appareil photo
Les caractéristiques des capteurs ne sont pas pour le même usage
Les capteurs de caméra sont aussi sensés travailler dans l' IR
Alors que les appareils photos sont volontairement bridés par l'optique

Je comprends tes arguments, mais ça n'explique pas vraiment pourquoi les constructeurs d'appareils n'utilisent pas la même approche que pour les caméras, si ça permet d'etre bcp plus sensibles à prix et poids équivalent.
La seule explication qui me semble plausible, ce serait que ce soit le corollaire non voulu de la course aux pixels ... Si c'est le cas c'est franchement dommage : non seulement 10 ou 15Mpx ne servent à rien sur un compact, mais en plus, si c'est au détriment de la sensibilité, c'est complètement stupide ... ;-(. Mais entre intérêt réel et argument marketing, ils ont apparemment choisi le marketing. Perso, je préfèrerais largement un compact à seulement 3 ou 4Mpx qui permet de bonnes photos pas floues dans la pénombre, plus qu'un 15Mpx qui ne permet pas de photographier sans flash !!!

[Caponord]

Et la possibilité d'utiliser cette photorésistante en tant que générateur de courant?

[ignotus]

Bon(jour+soir) à Tou(te)s
Il y a me semble-t-il une autre application en appareil de mesure.
En effet, les détecteurs de rayonnement alpha utilisent des étages photomultiplicateurs derrierre le capteur où a lieu la collision des particules avec le détecteur. Multiplier la sensibilité du photomultiplicateur, c'est augmenter la précision de mesure de l'appareil : ce n'est peut-être pas primordial en détection sur le terrain, mais par contre cela peut s'avérer utile en laboratoire ...
Enfin ce n'est qu'une idée qui m'est venue à la lecture de l'article, mais j'aimerai avoir une opinion beaucoup plus compétente que la mienne : celle d'un spécialiste en métrologie.Cordialement à vous,
Ignotus

[buck]

La réponse est dans la qualité de l'optique
une optique IR c'est une optique minérale en verre de quartz donc plus chère
Les objectif courants sont faits en matière organique qui est opaque aux IR
et c'est principalement des IR qui nous permettent de voir dans le noir

Que viens faire les IR la dedans ? ...
Bon le principal filtre IR qu'il y a sur un apn est le filtre Anti aliasing place devant le capteur, c#est lui qu'on vire en general quand on veux prendre des cliches d'astronomie (et en plus de placer un filtre Halpha) ce n#est pas l'objectif place devant qui les filtres qu'ils soient organique ou mineraux voir meme huileux.
Ensuite sur un apn la montee en iso se fait par une amplification du signal recu sur les photosites. A fort iso ce signal qui est tres faible est fortement amplifie et avec lui le bruit electronique (courant de fuite sur les photodiode ou dark current). Comme a la base on a une faible conversion en electricite des photons recus, le ratio signal sur bruit reste pourri.
Ca s'ameliore techniquement par de meilleures amplification electroniques, par une diminution du dark current, ou une augmentation de la surface du photosite (attention dans ce cas on a aussi une augmentation des courants de dfuite donc un ration signal sur bruit qui augmente relativement peu) ou une augmentation de la densite de pixels ou certes le ration reste pourri mais comme on a plus de pixels on a un noyage du bruit sur le rendu global de la photo d'ou la course aux pixels (qui permet aussi une plus grande finesse dans les details, de faire de recoupages plus important et d'imprimer plus grand en qualite photo).
Si sur une camera video on a moins de bruit: il y a aussi un lissage du bruit fait par la video, en plus que les pixels sont plus gros.

Caponord: oui mais le courant me semble faible pour une utilisation standard (mais ca depend aussi de quel techno on a) les pompes de charges (pas sur que ca soit le bon terme en francais) on encore de beaux jours devant eux

Ignotus: oui possible

[Victor]

Je parle des IR pour la bonne raison que dans le noir le spectre des IR est quasi le seul

[buck]

sauf qu'on reste dans le domaine du visible ici, donc les IR n'apportent pas grand chose vu que c'est au dela du spectre et n'impactent pas sur le bruit.

[Spirit of Nicopol]

Je ne suis pas un expert en optique, ni photo mais je suis étonné que personnes ne parlent de certaines choses...

Ce qui va influer sur la qualité photo dans le noir :
- La taille de l'optique (un compact avec petite lentille c'est autre chose qu'un réflex avec objectif). Pour un capteur de meme taille si vous faites rentrer + de lumiere forcement ca aide.
- La taille du capteur, je n'ai plus les chiffres en tete mais il existent plusieurs tailles de capteur indépendante du nombre de pixel. Dans ce cas la ca joue moins vu que c'est l'optique qui défini la quantité de lumiere recu mais de "gros pixels" diminueront le bruit dans la monté en ISO (comme l'a expliqué Buck).
- La densité de pixels, comme ca a été dit, a objectif et taille de capteur équivalent, un "gros" pixels recevra + de lumiere. En théorie sur un capteur dense il serai possible de baisser la résolution pour avoir moins de pixels mais autant de sensibilité, le bruit serai atténué en utilisant plusieurs pixels physique pour 1 pixel numérique, sauf que d'apres ce que j'ai vu, les APN réduisent l'utilisation du capteur (ils n'utilisent que le centre) pour éviter des moyennage douteux.
Après l'électronique, la puce de traitement, tout un tas de choses peut jouer...

Pourquoi ton camescope film dans le noir correctement alors que ton APN a temps de pose long ?
J'te propose de t'en rendre compte par toi meme, un soir prend ton APN, ta cam, et test les cote a cote, ton APN (sans flash bien sur) sortira une image sombre mais exploitable (du moins j'espere que t'a un APN mieux qu'un fisherprice ). Prend ta cam, ne met pas le mode nuit, laisse la en automatique (comme l'APN), tu veras que de lui meme pour augmenter la sensibilité il va baisser le nb d'image seconde et ne supportera pas de mouvements trop brusque (tu va retrouver le flou de ton APN), si tu le regles comme le jour (manuellement) tu veras... bin pas grand chose, t'aura pas de flou mais t'aura une image très sombre, bien plus que sur ton APN ou en mode nuit.

J'te propose de regarder les images d'étoiles prise de nuit par des particulié (pas avec des telescope et autres matos de malade mais des APN "classique" si on peut dire (c'est pas un compact a 100€ de chez auchan non plus), pour voir la voie lactée et les milliard d'étoiles ces photographes utilisent des temps de pose très long (plusieurs secondes voir plusieurs minutes). Il existent meme des films de nuit réalisé en timelapse, d'une part ske la terre bouge pas vite a l'oeil nu et d'autre part ske filmé a 25FPS de nuit tu veras jamais tes étoiles...

Pour ce qui est des IR, je suis assez surpris également que vous en parliez autant, je vais tester mon APN sur le captage IR, je sais d'expérience que les camescopes les recoivent mais savez vous pourquoi ? Ce ne sont pas les étoiles qui vont éclairer votre nuit en IR pour y voir clair, c'est en partie parceque l'IR est invisible a l'oeil humain et permet donc d'éclairé pour la caméra (faiblement) sans éclairer de facon visible pour nous et c'est donc utilisé beaucoup en sécurité (regarder les caméras interphone ou sécurité des batiments, les diode autour de l'objectif sont des diodes IR), certains camescopes ont la meme chose, cela permet d'avoir des images N&B de nuit avec un éclairage LED faible mais sufisant.
Je n'ai pas trouver d'explication mais selon le mode nuit des caméra mais je pense qu'elles utilisent la totalité du spectre (IR compris) transformé en N&B pour obtenir une meilleurs sensibilité en sacrifiant la couleur.
Autre chose, l'IR est associé à la chaleur, pour l'avoir testé, filmer quelqu'un de nuit est assez marrant, le visage est très lumineux, les vetements reste très sombre de meme que les objets environnant.

En esperant avoir éclaircie un peu ce sujet sans avoir raconté trop de bétises ^^

[buck]

zut mon boss veux pas qu'on essaie d'utiliser cette technique pour notre projet actuel :(

Spiri: la vitesse en effet j'en n'ai pas parle, je resonnais a vitesse constante et a 1/25 mais en effet ca joue :
a 30sec F8 iso 5000 http://fredetsev.eu/galeriesLR/Fred_sel ... nuit03.jpg (pas de retraitement de bruit si je me souviens bien)
a 61s F4 iso 400 http://fredetsev.eu/galeriesLR/Fred_sel ... G_5994.jpg
En film : tu ne verras que les etoiles les plus brillantes

Pour les IR, en fait plus la longueur d'onde est grande plus elle pénètre le silicium et donc moins elle peut generer de courant dans al photodiode vu qu'elle est optimisee soit pour le bleu (proche de la surface, soit pour le vers 2-3µm en profondeur soit le rouge 5-6 µm, Les IR demarrant juste apres.
Par contre sur le capteur le filtre AA sert aussi de filtre IR, ce qui emmerde aps mal de monde d'ailleurs dont les gens qui font la traque aux nebuleuses.
En general les apn pour ces pdv sont defiltre et on remet un filtre (le halpha qui est tres bien pour ca vu que c'est al frequence type des nebuleuses) pour ne laisser passer que les longueurs d#ondes qu'on veut