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CANON : HORIZONS 2017/2018L’actualité de la technologie et de la R&D

La passion de l’innovation

Les innovations sont ancrées dans les technologies qui constituent l’ADN du

groupe Canon et elles se nourrissent de la passion de ses concepteurs. Au-delà

des appareils photo et équipements bureautiques, nos innovations englobent

l’impression commerciale, les caméras réseau, et même les équipements

médicaux et industriels.

Nous n’avons de cesse d’explorer de nouveaux horizons et de relever

de nouveaux défis. En partageant nos découvertes, nous avons la conviction

de défendre notre philosophie « Kyosei », selon laquelle tous les êtres humains,

peu importe leur origine, leur religion ou leur culture, peuvent vivre et travailler

ensemble en harmonie pour bâtir l’avenir. Nous entendons ainsi contribuer

à la richesse de la société.

C h a p i t r e1

Table des matières

Chapitre1La passion de l’innovation

3 Dossier spécialLes technologies d’acquisition et d’impression de l’aspect des matériaux de Canon

7 Caméras 4K haute résolution

9 Interview spécialeUne nouvelle phase pour l’IA : des changements profonds ouvrent des opportunités pour les entreprises de production

13 Impression commerciale

15 Caméras réseau

17 Tomographie photoacoustique

19 Solutions biomédicales

21 Nanolithographie

23 Vision artificielle 3D

25 Des capteurs CMOS de pointe révolutionnaires

Chapitre2Canon continue de faire ce qu’il sait faire de mieux

29 Design Canon

31 Activités de propriété intellectuelle

33 Recherche sur les matériaux

35 Le Projet Tsuzuri

37 Une contribution à la résolution des mystères de l’univers

39 Technologies phares de Canon aujourd’hui

41 R&D mondiale

À propos de la page de couverture

Captation d’un arc-en-ciel lunaire par une nuit sombre. Ce phénomène est tellement rare qu’il est censé apporter le bonheur et la prospérité à celui ou celle qui en verra un. La photo a été réalisée avec une caméra multifonction Canon équipée d’un capteur CMOS à très haute sensibilité.

Admirez !

CANON : HORIZONS 2017/2018 CANON : HORIZONS 2017/20181 2

Satoru Torii Chika Inoshita Atsushi Totsuka Hitomi Sano

Rejoint Canon en 2004.

Domaine d’études à l’université :Traitement d’images médicales

Domaine actuel :Traitement d’image (acquisition)


Domaine d’études à l’université :Informatique

Domaine actuel :Traitement d’image(analyse des propriétés de réflectance)


Domaine d’études à l’université :Informatique

Domaine actuel :Traitement d’image (impression)

Présentatrice indépendante

Rejoint NHK JOHO NETWORK, Inc. en 2001. A travaillé à la station de radiodiffusion NHK Niigata avant de devenir indépen-dante. Collabore entre autres à l’émission « great gear » (NHK WORLD TV) et aux diffusions en direct de l’Assemblée métro-politaine de Tokyo (TOKYO MX TV).

Dossier spécial / Les technologies d’acquisition et d’impression de l’aspect des matériaux de Canon

Canon cherche à mettre au point des technologies capables de reproduire les couleurs, mais aussi le relief et l’éclat de l’original. La présentatrice indépendante Hitomi Sano nous amène au cœur de l’événement.

Toucher

les frontières de l’évolution technologique

« Incroyable ! Cela ne pose-t-il vraiment au-cun problème de toucher cet objet ? », s’est exclamée Hitomi Sano, alors qu’elle étendait la main vers le chef-d’œuvre du peintre hol-landais Johannes Vermeer, « La Jeune Fille à la perle ». Bien évidemment, il est interdit de toucher l’original, lequel est conservé sous bonne garde au Cabinet royal de pein-ture Mauritshuis, aux Pays-Bas. Néanmoins, grâce aux technologies d’acquisition et d’impression de l’aspect des matériaux actuellement mises au point par Canon, chacun pourra établir un rapport intime et personnel avec une reproduction parfaite de l’original. Celle-ci n’est pas sous cloche. Vous pouvez la voir de vos propres yeux et, effectivement, même la toucher. Tout est re-créé fidèlement, l’image mais aussi les coups de pinceau sur la toile, les couches de pein-ture, l’éclat du vernis de finition et même les craquelures superficielles normales pour un tableau qui a 350 ans. La texture imite à la perfection celle de l’original.

« Les couleurs de ‘La Jeune Fille à la perle’ sont uniques, notamment les bleus, les jaunes et la carnation. À l’examen, vous avez la sensation que les couleurs n’ont pas simplement été reproduites en les mélan-geant, mais qu’elles ont été superposées une par une. Même la reproduction de l’éclat et des craquelures est fidèle, d’où

la quasi-impossibilité de discerner la copie de l’original. Si vous collectionniez un cer-tain nombre de ces copies, vous pourriez presque ouvrir votre propre musée d’art. L’effet diffère totalement des photos ou im-pressions ordinaires. Le fait d’avoir la tex-ture de l’original, et de pouvoir la voir et la sentir produit une émotion totalement diffé-rente », déclare Sano.

Les peintures ne sont pas les seules à bénéficier des technologies d’acquisition et d’impression de l’aspect des matériaux

de Canon. Celles-ci permettent aussi de reproduire des textures de matières telles que le velours ou le jean, le cuir, le rotin, la feuille d’or et bien plus encore. Ces textures pourraient être employées pour l’extérieur et l’intérieur des bâtiments, les emballages de produits et bien d’autres domaines. Examinons de plus près les particularités de ces technologies d’acquisition et d’impres-sion de l’aspect des matériaux.

Acquisition des informations de couleur, de relief et de brillant au moyen de photos haute résolutionSano : Maintenant que j’ai examiné plu-sieurs reproductions de peintures, je n’arrive honnêtement pas à croire qu’il s’agit en fait d’impressions. Elles n’ont rien à voir avec l’image que l’on se fait d’impressions or-dinaires. Pouvez-vous me dire quel type de technologie vous avez utilisé pour parvenir à ce résultat ?

Inoshita : La texture est à la fois un élément visuel et tactile que chaque personne per-çoit en regardant un objet. Les technologies d’acquisition et d’impression de l’aspect des matériaux de Canon sont en mesure de réa-liser une reproduction en utilisant les carac-téristiques de relief et de brillant d’un objet, en plus de ses couleurs. Cela fait appel aux processus d’acquisition d’image, de traite-ment d’image et d’impression.

Sano : Lors de la première étape de l’acqui-sition de l’image, utilisez-vous une caméra spéciale ?

Torii : Nous utilisons un reflex numérique hautes performances Canon pour l’acquisi-tion. Dans le cas de la peinture de Vermeer, nous avons fait appel à plusieurs appareils EOS 5Ds. Pour acquérir les informations de couleur, de relief et de brillant, nous avons

changé plusieurs fois la position de la source de lumière et des appareils photo.

Sano : Comment se déroule l’acquisition des données de relief ?

Torii : Pour cette opération, nous projetons, au moyen d’un projecteur, un motif rayé qui alterne des zones noires ne laissant pas pas-ser la lumière et des zones blanches la lais-sant passer. Si la surface de l’objet est lisse, le motif rayé est réfléchi sous forme de ligne droite. En cas de surface irrégulière, le mo-tif réfléchi est déformé. L’appareil capture cette déformation sous forme de données de relief.

Sano : Je vois. Cette méthode semble effi-cace pour acquérir les données de relief. Pouvez-vous expliquer comment vous pro-cédez pour les données de brillant ?

Inoshita : Le brillant est la sensation d’éclat qui émane d’un objet. Pour l’évaluer, il est nécessaire de mesurer l’intensité de la lu-mière réfléchie par l’objet, puis de numé-riser cette valeur. En changeant la position de l’éclairage et des appareils photo, nous pouvons réaliser des prises de vue tout en procédant à des réglages fins pour acquérir les données selon l’angle et l’intensité de la lumière réfléchie par l’objet.


C h a p i t re1 | La passion de l’innovation Les technologies d’acquisition et d’impression de l’aspect des matériaux de Canon

Un appareil photo Canon est utilisé pour capturer les images nécessaires à l’acquisition des informations de texture.

Trois jeunes ingénieurs et Mme Sano (à gauche) à côté d’une reproduction du tableau « La Jeune Fille à la perle » (de gauche à droite : Satoru Torii, Chika Inoshita, Atsushi Totsuka)

Reproduction haute résolution du tableau « La Jeune Fille à la perle » de Johannes Vermeer (Cabinet royal de peinture Mauritshuis, La Haye).

Torii : Un aspect important à mentionner ici est la haute résolution employée pour l’ac-quisition des images. Pour reproduire une texture identique à l’original, il faut une ré-solution des données correspondant à celle de l’œil humain. À cet effet, nous avons utilisé les appareils EOS 5Ds 50 mégapixels pour photographier en continu et de près des zones de la taille d’une carte postale. En combinant et traitant ces images, nous avons, au final, obtenu des données de relief et de brillant d’une résolution de plusieurs dizaines de micromètres*.

Estimation du relief et du brillant superficielsSano : Donc, en photographiant la peinture, vous êtes en mesure d’acquérir des données d’image, afin de calculer la couleur, le relief et le brillant. L’étape suivante est le traite-ment d’image. Comment se déroule spécifi-quement cette étape ?

Inoshita : Lorsque nous traitons les images, nous sommes capables d’estimer le relief et le brillant de la peinture à partir des clichés. Concernant le relief, l’appareil capture la dé-formation du motif rayé et, à partir de là, nous calculons le degré de déformation et donc la hauteur du relief à des points spéci-fiques de la peinture.

De même, pour le brillant, nous ex-trayons les différences de réflectance géné-rées par les différents angles de vue et nous convertissons les données en paramètres quantifiables, enregistrés ensuite en tant que données de brillant. Les données de re-lief et de brillant ainsi obtenues sont ensuite utilisées pour le processus d’impression.

L’imprimante à séchage UV : Pour des reliefs tout en finesseSano : Vient ensuite l’étape finale de l’im-pression. Utilisez-vous un type spécial d’imprimante ?

Totsuka : Pour cette reproduction, nous avons fait appel à une imprimante à sé-chage UV mise au point par Océ, une société du groupe Canon. Cette imprimante utilise les rayons ultraviolets pour sécher l’encre. Le processus répété consistant à superposer l’encre et à la sécher produit l’effet de relief.

Sano : Je vois. Donc, vous prenez les don-nées de couleur, de relief et de brillant, et vous les restituez avec cette imprimante à séchage UV. Pourriez-vous expliquer le déroulement du processus ?

Totsuka : La reproduction d’une texture sous forme d’image imprimée fait appel à un processus qui convertit les caractéristiques quantifiées de couleur, de relief et de brillant en données d’impression.

Commençons par les couleurs. D’ordinaire, lorsque vous réalisez des pho-tos numériques, vous obtenez des données d’images RVB, auquel cas les couleurs sont exprimées sous forme de combinaisons de rouge, de vert et de bleu. L’imprimante, quant à elle, restitue les couleurs au moyen des quatre encres cyan, magenta, jaune et noire, appelées CMJN. En substance, il faut réaliser la conversion de RVB en CMJN. Canon avait déjà mis au point les techno-logies propriétaires de correspondance des couleurs pour l’impression photo et nous les avons utilisées.

Comme expliqué précédemment, nous imprimons l’une après l’autre les couches d’encre à séchage UV pour créer le relief. Pour l’essentiel, la hauteur du relief est contrôlée par le volume d’encre appliqué. La corrélation entre la hauteur et le volume d’encre a été enregistrée dans une base de données, qu’il est ensuite possible de réfé-rencer pour reproduire le relief.

Le troisième aspect de l’impression est le brillant. Celui-ci est variable selon la régu-larité de la surface de l’objet. Par exemple, une surface en métal brillant est extrême-ment lisse, d’où une brillance élevée, tandis que les tissus ont des surfaces rugueuses et ont donc un éclat moindre. Il est, par consé-quent, possible de contrôler la brillance en contrôlant la régularité de la surface im-primée. Nous avons mis au point une telle méthode. Celle-ci consiste à modifier la ré-gularité de la surface imprimée par un ajus-tement du mode d’application de l’encre. Comme la finesse de relief à contrôler est de l’ordre de quelques micromètres, soit un niveau imperceptible pour l’œil humain, le processus doit prendre en compte le vo-lume de l’encre, mais aussi son positionne-ment et la superposition des couches.

Sano : Cela donne l’impression d’un niveau de difficulté très élevé. Le brillant constitue-t-il le progrès clé des technologies d’acqui-sition et d’impression de l’aspect des maté-riaux de Canon ?

Torii : Assurément, la reproduction du bril-lant au-delà de celle des couleurs et du relief constitue un aspect majeur des technologies

d’acquisition et d’impression de l’aspect des matériaux de Canon. Un autre atout tient au fait que Canon possède les technologies et fabrique les équipements nécessaires pour l’acquisition et le rendu final, autrement dit les appareils photo et les imprimantes hautes performances.

Sano : Je vois. Il s’agit en effet de points forts de Canon. Pour conclure, pouvez-vous me dire ce que vous avez éprouvé en participant au développement de cette technologie ?

Torii : Les technologies d’acquisition et d’impression de l’aspect des matériaux de Canon ont permis des réalisations encore impensables il y a peu. En créant ce type de nouvelle technologie, j’espère que nous sommes capables d’enrichir l’existence de nos clients. C’est ce qui me fait réellement ressentir l’utilité de mon travail.

Inoshita : Pendant mes études, j’ai vu des exemples de reproduction de texture par infographie. Lorsque j’ai rejoint Canon,

l’impression des textures était aussi deve-nue une réalité. Aujourd’hui, nous pouvons reproduire la texture d’objets plats, et, dans l’avenir, j’aimerais essayer avec les objets tridimensionnels.

Totsuka : À mon avis, beaucoup de per-sonnes qui ont vu les possibilités des im-primantes 3D éprouvent, en ce moment même, le sentiment d’une redéfinition des limitations de l’imprimante telle que nous la connaissons. Les technologies d’acquisition et d’impression de l’aspect des matériaux de Canon ouvrent de nouvelles perspectives pour l’impression. Dès que les personnes verront le potentiel de ces technologies, elles auront de grands espoirs concernant l’avenir de l’impression.

La reproduction des textures d’une multitude de matériaux devient possible.


C h a p i t re1 | La passion de l’innovation Les technologies d’acquisition et d’impression de l’aspect des matériaux de Canon

Scannez pour accéder à une vidéo spéciale et découvrir plus avant les technologies d’acquisition et

d’impression de l’aspect des matériaux de Canon.

* micromètre (μm)= un millionième de mètre

Imprimante à séchage UV d’Océ en cours de développement

Mme Sano est émerveillée par la reproduction fidèle du relief, du brillant et des couleurs.

Mme Inoshita procède au traitement de l’image.

Les dernières régions isolées du monde filmées en très haute définition« The World Heritage » est un programme télévisé populaire produit par la TBS (Tokyo Broadcasting System Television, Inc.). Il a présenté plus de 600 sites du patrimoine mondial en 20 ans. Naohiko Ogawa, producteur du programme 4K, décrit ce travail en ces termes : « Nous souhaitons préserver un ‘héritage visuel’ des sites les plus précieux du patrimoine mondial pour les générations futures. D’autre part, nous voulons les enregistrer dans les meilleures conditions, avec les meil-leurs équipements disponibles. Cela a toujours été notre démarche et chaque fois qu’une nouvelle technologie a fait son apparition, nous l’avons adoptée et mise en œuvre. »

Le parc national Canaima au Venezuela est l’un de ces sites à la beauté exceptionnelle. Le programme « The World Heritage » l’a cou-vert en 1999 et en 2010, mais la meilleure technologie de l’époque était une caméra haute définition. Le personnel du programme avait à cœur de préserver en 4K l’une des dernières régions isolées du monde. C’est pourquoi une équipe est partie filmer le site une troi-sième fois et a vécu sous la tente pendant l’ascension jusqu’au som-met de l’Auyán-tepui, « la montagne du diable ». Un de ses objectifs était le Salto Angel (ou Chute de l’ange en français), qui est la chute d’eau la plus haute du monde.

Pour restituer toute la puissance de la chute en images, l’expé-dition s’est déroulée à la saison des pluies, une période pendant la-quelle le volume d’eau est le plus élevé. Toutefois, le tournage s’est révélé périlleux. « Lors du dernier tournage, nous avons escaladé le Tepui (montagne à sommet plat) et avons été pris dans une violente tempête. Au milieu de la nuit, il y a eu des trombes d’eau avec de fortes rafales de vent. La foudre semblait frapper juste à côté de nous et une tente s’est même envolée. La seule chose à faire était de prier

pour en ressortir vivant. Je n’ai jamais rien vécu de tel de toute ma vie », a déclaré le caméraman 4K Nobuo Yaguchi.

Pour une expédition dans un environnement aussi difficile, il est nécessaire de réduire le poids des équipements portés. L’équipe a donc dû se passer des grands écrans et des équipements de contrôle des vibrations. Alors qu’elle recherchait l’équipement le plus léger possible, l’équipe a opté pour la caméra 4K C300 Mark II et l’appareil photo reflex numérique EOS-1D X Mark II, conçues avec la technolo-gie de pointe de Canon. Ces produits garantissent un haut niveau de performances et de fonctionnalité, tout en étant compacts et légers.

Les caméras 4K de Canon enregistrent l’invisible« Pour moi, le plus impressionnant avec la vidéo en 4K est le fait de filmer des choses que vous ne voyez même pas. Des choses invisibles à l’œil nu sont filmées et apparaissent clairement lorsque vous vision-nez ensuite la séquence sur l’écran », explique M. Yaguchi.

Toutefois, toutes les caméras 4K ne proposent pas cette techno-logie impressionnante. Avec certaines, si vous essayez d’éviter une surexposition des zones claires, il y a un risque de sous-exposition des zones sombres. De même, si vous réglez l’exposition pour capturer les zones sombres, certaines zones claires peuvent être surexposées. Avec les caméras 4K de Canon, ce problème est simplement inexis-tant. Cela tient au réglage de gamma de la fonction Canon Log pro-priétaire. Celui-ci autorise l’enregistrement de vidéos dans une plage dynamique élevée équivalente à celle d’un film et avec la post-pro-duction (étalonnage), même des détails au départ invisibles peuvent être préservés convenablement.

Une autre fonctionnalité qui a permis de travailler dans cet en-vironnement difficile a été la fonctionnalité d’autofocus originale CMOS Dual Pixel de Canon. « La mise au point est cruciale lors d’un

tournage en 4K très haute résolution. Le problème de cette qualité élevée de l’image est que la main de l’homme n’est pas suffisamment rapide pour ajuster la mise au point sur des objets se déplaçant rapi-dement. Une autre limitation a été l’impossibilité pour nous d’utiliser un grand écran, de sorte que notre planche de salut était l’autofo-cus basé sur un capteur d’image et les fonctions de suivi d’objet », explique M. Yaguchi.

Le film tourné par l’équipe de production a été diffusé en juin 2016. Certes, l’épisode a ensuite été converti en HD (haute définition) car la télévision numérique terrestre au Japon ne gère pas encore le format 4K. Pourtant, la beauté époustouflante des images a déclenché une multitude de réactions après la diffusion du programme. La diffu-sion 4K par satellite (BS) est prévue pour 2018 et nous sommes impa-tients de voir le programme « The World Heritage » avec une qualité d’image encore supérieure.

Caméras 4K haute résolution

Avec les caméras 4K très haute définition de Canon, il devient possible de préserver les sites du patrimoine naturel mondial et de transmettre cet « héritage visuel » aux générations futures via la technologie la plus évoluée à l’heure actuelle.

Préservation

du patrimoine mondial avec la vidéo 4K


C h a p i t re1 | La passion de l’innovation Caméras 4K haute résolution

Naohiko Ogawa (à gauche)

Directeur général adjoint, Media Business Unit, producteur exécutif de TBS Vision (producteur 4K)

Nobuo Yaguchi (à droite)

Président, Heat One Inc. (caméraman 4K)

Programme « The World Heritage » diffusé sur la TBS tous les dimanches à 18 h 00 (heure du Japon)

Le Salto Angel (ou Chute de l’ange en français) est la plus grande chute ininterrompue au monde, avec une hauteur de 979 mètres. Elle constitue l’un des temps forts du parc national Canaima au Venezuela, un site inscrit au patrimoine mondial de l’UNESCO

Un système d’enregistrement à plage dynamique élevée et un objectif à distance focale hautes performances sont utilisés pour les images 4K très haute définition.

Une caméra EOS C300 Mark II est fixée à un hélicoptère pour les prises de vue aériennes de la chute Salto Angel.

Interview spéciale

Aujourd’hui, aucun vocable technique n’est plus porteur de grandes attentes que l’intelligence artificielle (IA). L’utilisation de l’IA ouvre des perspectives d’avenir qui vont au-delà de notre ima-gination la plus folle. Dans ce domaine toutefois, les entreprises japonaises ont été lentes à se mettre en marche. Seront-elles en mesure de combler leur retard ? Nous avons discuté de l’avenir de l’IA avec M. Junichi Tsujii, Directeur du centre de recherche sur l’in-telligence artificielle au National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), et M. Yasuhiro Tani, Canon Inc. Senior Managing Executive Officer et Digital System Technology Development Headquarters Group Executive.

L’IA évolue : une chance pour les entreprises de production

Pouvez-vous expliquer la notion d’IA (intelligence artificielle) en termes simples ?

Tsujii : Aujourd’hui, l’IA est un terme em-ployé dans de nombreux domaines, de sorte que sa définition s’est fortement élargie. Mais, pour faire simple, elle recouvre la no-tion de « penser, décider et agir de manière autonome ».

Quand l’IA a-t-elle été développée pour la première fois ?

Tsujii : Cela remonte au milieu du 20e siècle. En même temps que les ordinateurs modernes arrivaient à grands pas est apparue l’idée selon laquelle l’intelligence est basée sur le calcul. Alan Turing, qui est connu comme le père de l’intelligence artificielle, a entre autres émis la supposition suivante : si l’intelligence humaine s’apparente à un traitement des informations, une machine pourrait simuler n’importe quel processus de raisonnement formel, et le débat est parti de là.

Mais, à l’époque, ils n’ont pas réfléchi de manière très approfondie au fait que cela constituait précisément l’intelligence humaine. Bien plus tard, avec la généralisa-tion rapide du terme « IA », les domaines de recherche sur l’IA se sont imposés.

Quel type de méthodes la recherche sur l’intelligence artificielle employait-elle ?

Tsujii : Les chercheurs en IA avaient défi-ni l’intelligence comme un type de calcul, mais au départ ils ne savaient pas spécifi-quement quoi chercher. Ils se sont donc mis à développer des programmes de calcul pour traiter des sujets considérés comme des problèmes de l’intelligence humaine. Des exemples pertinents récents sont les ordinateurs qui jouent au Go et au Shogi (et battent les champions humains).

Donc, en substance, comme l’intelli-gence n’est pas facile à définir, les cher-cheurs ont d’abord basé leur modèle sur les êtres humains. Ils ont converti en calculs des comportements considérés comme basés sur l’intelligence, et les ont traités au moyen d’ordinateurs. Cela nécessitait des programmes. Ainsi, pour l’essentiel, la recherche sur l’IA portait sur le développe-ment de programmes.

Il semblerait que récemment, l’intérêt porté à l’IA ait connu un brusque coup d’accélérateur. Qu’est-ce qui, à votre avis, est à l’origine de ce phénomène ?

Tsujii : La raison de cet intérêt soudain est le Big Data. Avec les progrès de l’Internet des objets en particulier, nous sommes en-trés dans une ère où il est facile d’alimenter des systèmes informatiques avec d’énormes volumes de données. Ces dernières sont analysées et les régularités qu’elles recèlent

sont extraites, ouvrant ainsi la possibilité de porter des jugements situationnels et d’agir.

Prenons l’exemple du diagnostic et du traitement d’une pathologie. Si vous collec-tez et accumulez des données sur un grand nombre de patients, lorsque de nouveaux patients arrivent à l’hôpital, vous serez capable de diagnostiquer leur pathologie à partir des résultats de l’analyse des don-nées amassées. Pour le traitement, si vous stockez sous forme de données les connais-sances sur les traitements antérieurs, vous saurez à l’avance lequel a été très efficace pour un certain profil de patient.

Cela constitue un progrès considérable car vous êtes en mesure d’associer un ju-gement à une action. Les ordinateurs ne se contentent pas d’offrir un diagnostic. Ils trouvent un traitement efficace adap-té au profil du patient. Cela constitue une forme de jugement qui aboutit à l’action consécutive du traitement. Autrement dit, l’ordinateur détermine l’action à mettre en place lors de l’arrivée de nouveaux patients à l’hôpital. Ce processus revient à dire que l’ordinateur est intelligent et c’est la défini-tion même de l’IA.

Pourquoi le Big Data a-t-il déclenché ce changement dans l’IA ?

Tsujii : Jusqu’alors, la recherche sur l’IA était basée sur le modèle humain et visait

à simuler notre raisonnement. Mais, l’entrée du Big Data dans l’équation a fait accepter l’idée que le jugement et l’action ne doivent pas nécessairement reposer sur le modèle humain.

Prenons, par exemple, le processus de recherche des régularités dans les données accumulées sur les traitements pour un grand nombre de patients. Les personnes n’excellent pas dans l’exécution de cette tâche, à la différence des machines. En dé-léguant cette tâche aux machines, il est ap-paru que les ordinateurs pourraient aboutir à un jugement et en déduire des actions via des méthodes différentes du mode de pensée des êtres humains. Nous pourrions exploiter cette assistance dans les domaines qui posent problème aux êtres humains et dans lesquels les résultats pourraient être utiles. Ainsi, en particulier dans le domaine du jugement, ce développement a provoqué un « véritable essor de l’IA ».

Intégrer l’imagerie dans les applications d’IAComment Canon définit-il l’IA ?

Tani : Lors de la deuxième expansion de l’IA dans les années 1980, Canon a même lan-cé un ordinateur de poche appelé AI Note. Mais, à cette époque, Canon n’avait pas une définition claire de l’IA. Plusieurs années

auparavant, Canon avait esquissé une vision et le développement technologique a com-mencé en mettant l’accent sur la fusion du monde réel (équipements) et du cyberes-pace (technologies de l’information et de la communication) pour planter les germes de nouvelles activités.

Canon est une société spécialisée dans l’imagerie. Elle a bâti son activité sur ce cœur de métier. Les appareils photo, les caméras, les imprimantes, les copieurs, les équipe-ments médicaux et la majorité des autres produits réalisés par Canon utilisent des données visuelles. La vision du groupe por-tait sur l’interconnexion de cette gamme étendue d’équipements d’acquisition et de restitution avec le cyberespace, afin de gé-nérer une nouvelle valeur. Ainsi, un appareil photo ou d’autres périphériques d’acquisi-tion collectent les données visuelles, puis via le cyberespace vous accumulez et analysez les données, vous extrayez les connaissances qu’elles recèlent, vous portez un jugement et, avec une imprimante, un copieur ou un autre équipement d’information, vous réinjectez ces informations dans le système. La techno-logie visant à concrétiser la vision du groupe a été dénommée Advanced IRT (Advanced Information & Real-world Technology).

Tout autour de nous se produit désor-mais la troisième expansion de l’IA. Après une analyse approfondie, nous avons réalisé que notre concept R&D d’Advanced IRT est

en phase avec cette nouvelle tendance de l’IA. Nous sommes parvenus à la conclusion que l’approche visant à combiner les tech-nologies de l’information et les technolo-gies du monde réel constitue, pour Canon, le meilleur axe de recherche sur l’IA.

Quel est le principal objectif de Canon en matière de recherche sur l’IA ?

Tani : Jusqu’à aujourd’hui, l’activité de Canon s’est axée sur l’accroissement de la qualité des images dans les différents équipements que nous produisons et com-mercialisons. À partir de là, notre démarche vise à incorporer l’IA dans les technolo-gies d’amélioration de la qualité d’image, afin de renforcer notre activité dans les équipements et de l’étendre à de nou-veaux systèmes et solutions, autrement dit à passer des produits aux solutions. Nous envisageons les possibilités de l’IA dans le domaine commercial, mais aussi pour nos processus de fabrication, d’approvisionne-ment et de qualité, et pour notre infrastruc-ture informatique.

Les images vidéo et statiques ont-elles un rôle important à jouer pour l’IA ?

Tani : Il existe une affinité particulière entre la reconnaissance des images et l’IA. Canon possède les technologies de reconnaissance


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Junichi TsujiiDirecteur de l’Artificial Intelligence Research Center (AIRC) au National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)

Dr Tsujii est devenu directeur de l’AIRC en mai 2015 et il s’implique acti-vement dans la recherche sur l’intelligence artificielle (IA). Il compte à son actif de nombreuses réalisations dans la linguistique informatique et est un chercheur international renommé dans le domaine de la traduction au-tomatique. Il a enseigné à l’université de Tokyo à partir de 1995 et à l’uni-versité de Manchester à compter de 2005. En avril 2011, il a été nommé chercheur en chef chez Microsoft Research Asia (MSRA).

Yasuhiro TaniDigital System Technology Development Headquarters Group Executive et Canon Inc. Senior Managing Executive Officer

Rejoint Canon en 1980. En 1994, il est nommé en poste chez FirePower Systems, Inc. aux États-Unis. Il devient directeur du SOC Design Center en 2003 et SGM du secteur Platform Development en 2007. En 2012, il devient Group Executive du Digital System Technology Development Headquarters. M. Tani a longtemps pris part à la conception de produits numériques, notamment lorsqu’il était en poste aux États-Unis.

faciale et d’autres technologies de reconnais-sance d’image, et reste très compétitif dans ce domaine. Évidemment, les sociétés infor-matiques américaines ont des technologies de reconnaissance d’image nettement plus avancées dans certains domaines et Canon est plus en avance dans d’autres domaines. Je souhaite voir le groupe tirer pleinement parti de ces atouts. Une des raisons mention-nées précédemment de la généralisation de l’IA a été l’évolution rapide des technologies de l’Internet des objets (IoT). Dans le plan à cinq ans pour le groupe Canon lancé en 2015, le Président et Directeur général Fujio Mitarai a émis la proposition selon laquelle l’ère de l’IoT constituera une opportunité formidable pour Canon si l’on considère le « I » dans IoT comme étant l’« Imagerie ». Cela tient au fait que nous possédons de nombreuses technologies nécessaires pour l’acquisition et la restitution des données d’images vidéo et d’images statiques, no-tamment les objectifs, capteurs et proces-seurs. À partir de ce moment, nous avons commencé à considérer l’« Imagerie des objets » comme une définition supplémen-taire de l’IoT pour orienter notre travail de développement technique.

Quels résultats la recherche sur l’IA a-t-elle déjà permis d’obtenir ?

Tani : Le premier aspect sur lequel nous avons travaillé a été les technologies de reconnaissance, idéalement en vue d’une application à la fabrication. En effet, Canon excelle dans ce domaine et nous avons donc choisi un axe de recherche sur les « yeux » des robots.

L’œil humain et les « yeux » des ro-bots semblent identiques, mais ils sont en fait différents. Les robots peuvent exploiter les données informatiques, de sorte que les données d’image enregistrées par l’œil peuvent être rapprochées avec des données de CAO. Les êtres humains établissent aussi naturellement ce rapprochement au niveau cérébral, mais nous n’avons pas la précision des robots et ils sont meilleurs pour cette

tâche. Avec cette technologie, nous avons déjà commercialisé le système de vision ar-tificielle 3D, lequel peut identifier les pièces à prélever par les robots via un référence-ment des données de CAO.

Une nouvelle phase dans l’IA constitue une opportunité pour les entreprises japonaisesQuelle incidence la prolifération de l’IA aura-t-elle sur les entreprises japonaises à l’avenir ?

Tsujii : Un changement de phase se déroule actuellement au niveau de la technologie d’IA. Jusqu’à présent, les sociétés infor-matiques américaines devançaient tout le monde dans la recherche, le principal champ de bataille étant le cyberespace. Ces socié-tés excellaient dans la collecte de données à ce niveau.

Mais, depuis quelque temps, la collecte de gros volumes de données ne se limite plus au cyberespace, mais concerne aussi le monde réel. C’est là où se situe le change-ment de phase. Cette nouvelle étape n’est pas à l’avantage des grandes entreprises expertes du cyberespace. Canon et d’autres fabricants sont susceptibles de devenir des acteurs clés de l’IA.

Les véhicules autonomes en consti-tuent un exemple manifeste. Ces véhicules s’appuient sur les données du monde réel et non du cyberespace. C’est la raison pour laquelle les sociétés informatiques améri-caines doivent envisager une diversifica-tion du cyberespace vers le monde réel. Les entreprises japonaises étant fortement ancrées dans le monde réel, elles cherchent le meilleur moyen de passer de celui-ci vers le cyberespace. Dans ce contexte, les Japonais ont le potentiel pour étendre l’IA dans des directions différentes du mo-dèle américain.

Pourquoi les entreprises américaines sont-elles en tête dans le développement de l’IA ?

Tsujii : Pour trouver la réponse, il faut prendre en compte trois composantes qui sous-tendent la technologie d’IA.

Les deux premières sont le Big Data et les ressources de calcul. Vous avez besoin de la puissance de calcul pour traiter l’énorme quantité de données collectées dans le cy-berespace. Cela requiert des centres de données à grande échelle, ce dont disposent les sociétés informatiques américaines. La troisième composante est le modèle éco-nomique, c’est-à-dire la méthodologie pour intégrer l’IA à l’activité économique.

Les géants américains de l’informatique ont combiné avec succès ces trois compo-santes, d’où leur réussite. Mais comme nous venons de le mentionner, un changement de phase est en train de se produire dans l’univers de l’IA. S’il est possible d’entrer de vastes quantités de données à partir du monde réel, le fossé entre les sociétés infor-matiques américaines et japonaises concer-nant le Big Data finira par disparaître.

Qu’en est-il des ressources de calcul ?

Tsujii : Les sociétés japonaises sont un peu à la traîne en termes de ressources de calcul. Le Japon dispose certes de la technologie des supercalculateurs, avec des équivalents de l’ordinateur K, mais l’IA requiert une ap-proche orientée données pour le Big Data et aussi l’informatique accélérée par GPU, laquelle utilise le processeur graphique pour l’apprentissage automatique. Ces réalités amènent l’informatique à évoluer dans une autre direction que l’ordinateur K.

Il y a aussi le modèle économique. Celui-ci constitue la clé du succès pour l’avenir. Les sociétés informatiques amé-ricaines et d’autres ont, jusqu’à présent, fourni des fonctions de recommandation basées sur l’IA. Cela impose la sélection des informations les plus pertinentes à fournir

sur la base de mots-clés en entrée et l’ex-ploitation du corpus de données disponible pour le meilleur résultat. Cette fonction est optimale pour leur modèle économique.

Toutefois, avec l’élargissement des ap-plications de l’IA, de nouvelles questions se posent, notamment sur le type de techno-logies d’IA les plus appropriées pour l’in-dustrie de la production industrielle et les modes d’application de l’IA pour la décou-verte de médicaments et de traitements mé-dicaux. Ces types de solutions d’entreprise ne font pas vraiment bon ménage avec les forces et le modèle économique des sociétés informatiques américaines. Les entreprises japonaises ont de fortes chances d’être compétitives dans ce domaine.

Tani : À cet égard, Canon envisage aussi d’utiliser des caméras sur le marché inte-rentreprises (B-to-B). Les clients profession-nels sont confrontés à une multitude de problèmes, et comme nous venons de l’indi-quer, nous pensons que l’IA peut constituer un moyen pour les résoudre.

Canon serait alors en mesure de pro-poser des systèmes de caméra et des ser-vices allant au-delà des performances des caméras proprement dites, afin d’inclure les fonctions de reconnaissance et de traite-ment d’image de pointe autorisées par l’IA. Personne n’a envie de payer pour la main-tenance des caméras seules, mais si nous proposons des systèmes de caméra haut de gamme et des services adaptés aux besoins spécifiques des clients, nous pourrions avoir un modèle économique intégrant le chiffre d’affaires de la maintenance.

Jusqu’à quel point l’IA améliore-t-elle les capacités de production du Japon ?

Tani : La forme ultime de production est d’avoir des robots qui effectuent toutes les opérations d’assemblage, y compris en lots réduits et multivariétés, sans aucune inter-vention humaine. Le travail des personnes consiste à développer la structure de tels systèmes. Une fois cela accompli, je suis persuadé que le Japon, qui est une nation industrielle, retrouvera de nouveau une po-sition forte.

Toutefois, nombre de personnes sont méfiantes vis-à-vis de cette vision de l’ave-nir. Aujourd’hui, dans les usines japonaises, la compétition vise à cultiver des compé-tences individuelles de haut vol dans l’as-semblage, l’usinage et d’autres domaines. Elle a aussi une fonction de promotion. Par conséquent, si les robots assurent les tâches d’assemblage, les personnes se de-mandent si de telles compétences devien-dront inutiles à l’avenir. Personnellement, je pense que les personnes ne perdront pas l’envie de repousser les limites de leurs compétences. Je suppose aussi que le plus efficace sera une utilisation de la main-d’œuvre humaine aux étapes initiales pré-cédant la production de masse. C’est là où le haut niveau de qualification pourrait être exploité au mieux. Dès que les volumes de

production augmenteront, les robots pour-ront prendre la relève. Si vous avez ce type de flux, je crois que cela peut constituer la base d’un système de production robuste.

Tsujii : Je vois les choses de la même ma-nière. À côté de mon lieu de travail se trouve le centre de recherche Robotic Biology Institute, Inc., créé par une société de capital-risque. Il a mis au point un robot humanoïde réalisant des expériences bios-cientifiques. Selon le postulat, il fallait des personnes de haut niveau pour accomplir certaines tâches, mais ils ont réussi à trans-férer ces compétences élevées à un robot. Par conséquent, les expériences ont gagné en qualité et il a été possible de collecter un gros volume de données. Tout le monde sait que lorsque des personnes accomplissent une tâche, cela induit inévitablement des va-riations. Les expériences montrent une forte possibilité qu’au final, même des tâches ex-trêmement difficiles censées être réalisables uniquement par des êtres humains seront transférables à des robots.

Pourtant, il ne faut pas perdre de vue le fait que des personnes restent nécessaires pour modéliser ces compétences élevées, faute de quoi il sera impossible d’apprendre aux robots à exécuter ces tâches. Supposons que vous conceviez une nouvelle expérience bioscientifique. Il faut d’abord une personne capable de déterminer si l’expérience fonc-tionnera ou non. De même, si une personne peut apprendre une compétence, elle est transférable à un robot pour le traitement de masse. Lors de l’utilisation de l’IA pour faire passer la production au niveau supérieur, il faudra toujours des personnes qui intervien-dront et effectueront des arbitrages dans le processus, afin que les progrès soient pos-sibles. Il s’agit, à mon sens, d’un processus de développement très naturel.

Tani : Vous avez parfaitement raison. Même dans les usines de Canon, nous avons des ouvriers hautement qualifiés et des experts, dont le travail fait appel à des compétences techniques élevées. Lorsque vous asso-ciez de tels professionnels à la rédaction de propositions d’amélioration, le niveau

technique de ces propositions progresse fortement. Ensuite, si vous utilisez l’IA et les robots durant la phase d’automatisation et de réduction de la main-d’œuvre, il est possible d’obtenir des avancées supplémen-taires dans la production.

À quels autres problèmes les entreprises japonaises sont-elles confrontées en utilisant l’IA ?

Tsujii : Comme discuté précédemment, l’IA sera incorporée dans des systèmes plus complets. Cela nécessitera une collabora-tion entre les personnes de différentes in-dustries pour bâtir un tel système global. Et pour que cela soit réalisable, il faudra une capacité de planification étendue. Le problème est qu’il n’y a pas beaucoup de Japonais capables d’effectuer une planifica-tion exhaustive. Le travail en dehors d’une structure organisationnelle verticale et la connexion de votre activité à quelque chose de totalement différent ne sont pas des tâches effectuées fréquemment. Par consé-quent, il sera nécessaire de cultiver le talent nécessaire pour créer des connexions trans-versales, simultanément à la capacité de planification.

Autrement dit, il faut une intelligence humaine pour utiliser l’intelligence artificielle.

Tsujii : C’est exactement cela. Les techno-logies de composants du Japon ont atteint un très haut niveau, mais la capacité de les connecter pour créer quelque chose de nou-veau est faible.

Tani : Nous sommes aussi confrontés à ce type de problème. Dans le domaine des ca-méras et des périphériques multifonctions, nous fabriquons des produits de classe internationale qui sont employés dans le monde entier, mais il nous manque l’imagi-nation et les capacités de planification pour créer des systèmes qui utilisent ces produits. Une fois que nous parviendrons à franchir ce cap et à développer ces capacités, la produc-tion japonaise sera encore plus forte.


C h a p i t re1 | La passion de l’innovation Interview spéciale

« Les compétences en production des ingénieurs de Canon accéléreront le développement de l’IA. »

« Le passage de l’IA du cyberespace au monde réel permettra aux entreprises japonaises de rebondir. »

Impression commerciale

[Contrôleur]PRISMAsync optimise les performances

du moteur d’impressionCe contrôleur d’impression de pointe est équipé de fonctionnalités de gestion des travaux d’im-pression. En calculant la durée des tirages et le moment du réapprovisionnement en papier et

du remplacement des consommables, il réduit au minimum les temps d’arrêt.

[Stabilité]La technologie avancée d’alimentation

par flux d’air englobe les trois opé-rations air d’alimentation, aspiration

d’air et air de séparation

2

1

3

1

Technologie avancée d’alimentation par flux d’air

Réceptacle de récupération

Détection de double alimentation

Vers le réceptacle de récupération

Ultrasons

Aspiration d’air

Air d’alimentation

Air d’alimentation

Air de séparation

Double alimentation

[Qualité élevée]Le toner CV de nouvelle génération

assure une excellente reproduction des couleurs, grâce à des caractéristiques

de fixation optimisées

[Productivité]Un système de fixation double ajuste le trajet du papier à la qualité du support

Collaboration avec Océ

L’exploitation des atouts de l’impression numérique, pour percer sur le marché de l’impression commercialeMême si les impressions commerciales incluent des tirages entre quelques dizaines de milliers et plusieurs millions d’exemplaires, il existe une demande croissante concernant les petits tirages à haut niveau de mixité. Par ailleurs, les supports d’impression se sont di-versifiés et incluent le papier brillant, le papier multicouche de type « sandwich », le papier autocopiant et le bristol. Ces réalités du mar-ché actuel de l’impression commerciale posent aussi des défis pour l’impression offset traditionnelle.

Cela explique l’attention accrue dont bénéficie l’impression nu-mérique. Celle-ci permet l’impression directe à partir des données source et offre des avantages tels que les petits tirages individuali-sés et l’impression de données variables, laquelle permet de changer de contenu d’une page à l’autre. Pour répondre à la demande d’un marché de l’impression numérique en pleine expansion, Canon ne ménage pas ses efforts pour améliorer la qualité, la productivité et la fiabilité.

Une gamme complète couvrant l’ensemble du secteur de l’impression commercialeLa force de Canon réside dans sa capacité à fournir les produits en phase avec les objectifs individuels des clients. Le groupe Canon, qui inclut Océ, propose une gamme de produits impressionnante, allant des systèmes à alimentation continue et feuille à feuille aux impri-mantes jet d’encre grand format. Un avantage clé tient au fait que tous ces produits ont des modes de fonctionnement et des interfaces utilisateur communs, pour une même familiarité d’utilisation.

Alors que Canon cherche à étendre les applications de ses sys-tèmes d’impression à alimentation continue pour les tirages longs, en incluant l’impression à grande vitesse, l’impression de données variables et l’impression sur des papiers spéciaux, les imprimantes feuille à feuille du groupe destinées aux petits tirages offrent la mo-dularité nécessaire pour toutes les tâches allant de l’impression de livres et manuels aux impressions offrant une qualité d’image élevée. En mettant l’accent sur la vitesse, la qualité d’image et la longévité, Canon propose une gamme de produits variée, capable de s’adapter aux besoins de tous les clients.

Avec sa vision tournée vers l’avenir, Canon s’intéresse au secteur de l’impression industrielle et vise à étendre le potentiel de l’impres-sion numérique à l’impression sur des supports et emballages utili-sant d’autres matériaux que le papier, notamment les céramiques et les métaux.

Dans le secteur de l’impression commerciale, l’offset a longtemps été la principale méthode de réalisation de documents imprimés tels que les affiches, les catalogues, les livres et les journaux. Aujourd’hui, l’impres-sion numérique effectue une percée rapide dans ce secteur.

Changer

le futur de l’impression

Océ, une entreprise fière de son histoire longue de plus de 130 ans, a rejoint le groupe Canon en 2010. Les imprimantes compétitives développées par Océ ont reçu un formidable accueil sur le marché, du fait de leur fiabilité et de leur capacité de production. La collaboration avec Océ, qui jouit d’une forte présence sur le segment de l’impression commerciale haut de gamme en Europe, représente pour Canon une nouvelle étape dans l’instauration du système de gestion de trois sièges régionaux, destiné à promouvoir l’innovation aux États-Unis et en Europe.

D’autre part, le Customer Experience Center Tokyo (CEC Tokyo) a ouvert ses portes à Shimo-maruko, dans l’arrondissement Ota-ku de Tokyo, en avril 2017. Les clients peuvent apporter leurs propres données et leurs supports pour tester par eux-mêmes les produits Océ.


C h a p i t re1 | La passion de l’innovation Impression commerciale

Des tests d’impression grandeur nature au CEC Tokyo

imagePRESS C10000VP

AXIS Q1659 (illustrée avec un objectif EF85mm f/1.2L II USM)

Plus d’applications des caméras réseau, grâce à la qualité élevée des imagesL’utilisation des caméras réseau s’est généralisée à de multiples appli-cations en combinant les services de cloud et l’analyse d’images. Outre des technologies de caméra clés, telles que l’optique, les capteurs CMOS, les processeurs d’image et les logiciels d’analyse d’images dé-veloppés par Canon au fil des ans, le groupe exploite ses atouts dans les domaines du contrôle réseau et des services de cloud, domaines qu’il a développés pour ses équipements bureautiques. L’objectif est de réaliser des solutions métier qui exploitent le Big Data dans l’ima-gerie au-delà de la simple prévention du crime et de la surveillance.

Par exemple, les caméras réseau permettent d’analyser les flux de personnes à des fins marketing pour le commerce de détail ou d’analyser les déplacements du personnel dans une usine ou un en-trepôt, afin d’améliorer la configuration d’une chaîne de production ou l’implantation des rayonnages.

L’analyse avancée des images extrait les informations utiles en-fouies dans les images et offre des potentialités très fortes pour les caméras réseau dans une multitude de secteurs, notamment la logis-tique, l’enseignement, la santé et les soins infirmiers.

L’association des technologies du groupe pour devenir le leader mondial grâce à des produits innovantsAvec le développement rapide du marché, Canon considère les ca-méras réseau comme un secteur d’activité très prometteur. Pour ex-ploiter cette opportunité, le groupe Canon a accueilli en son sein Axis Communications (Suède), une société qui excelle dans les technolo-gies de traitement vidéo en réseau, et Milestone Systems (Danemark), une société réputée pour son logiciel de traitement d’images. Canon enrichit cette combinaison avec une technologie d’imagerie de pointe, afin de produire certains des systèmes de caméras réseau les plus innovants du domaine.

La fusion des technologies de Canon et d’Axis aboutit à la surveillance haute résolutionL’AXIS Q1659, qui associe les technologies optiques et d’imagerie haut de gamme de Canon avec la technologie de traitement d’image en réseau d’Axis, constitue le premier produit mis au point conjointe-ment par Canon et Axis.

Cette caméra réseau utilise le capteur d’images et le moteur de traitement d’image hautes performances mis au point par Canon, lesquels équipent déjà sa gamme EOS d’appareils à objectifs inter-changeables. Elle permet une surveillance à une résolution élevée d’environ 20 mégapixels et à une vitesse de 8 images par seconde.

L’AXIS Q1659 permet de sélectionner et d’utiliser sept objectifs EF interchangeables, allant du grand angle au téléobjectif pour une multitude de scénarios de surveillance. Ce système, qui associe le meilleur des technologies Canon, enregistre des images nettes et de haute qualité pour les espaces urbains, les aéroports et les stades, dès lors que des objectifs grand angle et des téléobjectifs sont de mise.

Caméras réseau

Les caméras réseau deviennent des équipements standard pour la surveillance des catastrophes et la prévention de la criminalité. Elles sont aussi de plus en plus demandées dans le domaine du marketing et pour rehausser la productivité. Dans ce contexte économique favorable, outre les caméras réseau hautes performances qui exploitent au mieux les technologies optiques et de traitement d’image du groupe, Canon travaille d’arrache-pied au développement de logiciels d’analyse des contenus vidéo.

Technologie d’imagerie pour la

sécurité et la sûreté

Image enregistrée avec l’AXIS Q1659


C h a p i t re1 | La passion de l’innovation Caméras réseau

Surveillance grand angle en ville

VB-M50B VB-S30VE VB-H761LVE

Synergie avec les systèmes médicaux ToshibaEn 2016, Toshiba Medical Systems Corporation (TMSC) a fait son entrée dans le groupe Canon. TMSC est une société internatio-nale de pointe dans le domaine des équipements médicaux et son cœur de métier concerne les systèmes d’imagerie de dia-gnostic tels que les systèmes de TDM, d’IRM et de diagnostic par ultrasons. Canon apporte des technologies de production de pointe sur la table, y compris des technologies de conception de

précision et de microfabrication qui décupleront la qualité ainsi que la compétitivité des prix et amélioreront l’efficacité mana-gériale. Par ailleurs, les capteurs d’imagerie par rayons X haute vitesse originaux et la technologie PAT de Canon, laquelle a été retenue pour le projet national ImPACT, serviront à mettre au point la nouvelle génération d’équipements médicaux haute-ment innovants.

Tomographie photoacoustique

Des sources laser de pointe et des capteurs à ultrasons associés à la technologie de traitement d’image donnent naissance à un nouveau type d’équipement d’imagerie pour le diagnostic médical.

Nouvelles avancées de la technologie médicale

Image des vaisseaux sanguins de la main enregistrée en 3D avec la tomographie photoacoustique

L’imagerie 3D non invasive des vaisseaux sanguins sans exposition à des rayonnementsLes vaisseaux sanguins jouent un rôle vital dans le transport de l’oxy-gène et des nutriments à l’ensemble du corps. Il est également admis que l’apparition et l’évolution de différentes maladies sont obser-vables à travers les changements au niveau des vaisseaux sanguins. Par conséquent, la visualisation de ces derniers a une importance médicale majeure. Jusqu’à aujourd’hui, pour visualiser les vaisseaux sanguins, un tomodensitomètre (TDM) ou un système d’angiographie était employé comme modalité (équipement médical d’enregistre-ment d’images).

Avec ces équipements, un produit de contraste est injecté dans les vaisseaux sanguins et des rayons X sont employés pour enregistrer les images. Toutefois, ces méthodes présentent des risques de dom-mages corporels.

En tant que modalité visant à résoudre ces problèmes, la tomogra-phie photoacoustique (PAT) suscite l’intérêt. Lorsqu’un objet absorbe la lumière, il subit une dilatation thermique et émet des ultrasons. L’idée de base de la tomographie photoacoustique est de détecter ces ultrasons, puis de visualiser l’objet sur cette base. Lorsqu’un laser dans le proche infrarouge est utilisé sur un sujet vivant, l’hémoglobine dans les vaisseaux sanguins absorbe la lumière et émet des ondes ultrasonores. Celles-ci sont détectées par des capteurs à ultrasons

et l’image 3D des vaisseaux sanguins du sujet est ensuite visualisée après la reconstruction des ondes en question. La technologie de to-mographie photoacoustique (PAT) n’est pas invasive et n’utilise pas de rayonnement, de sorte qu’elle devrait être appliquée au diagnostic de plusieurs pathologies, telles que le cancer, le diabète sucré et les rhumatismes.

Le développement technique des équipements et systèmes au service de l’imagerie photoacoustiqueUn système PAT est constitué d’une source de lumière laser, de cap-teurs à ultrasons, d’un module de réception pour la conversion des signaux reçus des capteurs en images numériques, d’un module de reconstruction d’image pour créer l’image à partir des données nu-mériques, d’un module d’exploitation/affichage pour visualiser les images des vaisseaux sanguins, etc.

Canon a mis au point des sources de lumière laser haut de gamme, des capteurs à ultrasons très sensibles, des algorithmes de reconstruction 3D rapides pour la conversion des données numé-riques et des technologies de traitement d’image haute résolution qui augmentent le rapport signal/bruit. À partir de ces technologies, Canon met au point des systèmes précommerciaux pour faire de la tomographie photoacoustique une nouvelle modalité. Ils incluent le système de mammographie photoacoustique mis au point en collabo-ration avec l’université de Kyoto. La mammographie photoacoustique vise à détecter plus précocement le cancer du sein en visualisant la formation anormale de nouveaux vaisseaux sanguins.

Technologie PAT de Canon utilisée dans un projet national au JaponLa technologie PAT de Canon est utilisée dans le programme ImPACT (Impulsing PAradigm Change through disruptive Technologies) du Conseil pour la Science, la Technologie et l’Innovation du bureau du Conseil. Le directeur du programme est Takayuki Yagi, lequel a parti-cipé au développement de la mammographie photoacoustique chez Canon. Le travail mené à travers le programme vise à visualiser le réseau de capillaires sanguins et l’état du sang en temps réel à des ré-solutions supérieures. La mammographie photoacoustique de Canon constitue le socle de ce travail de recherche.

« Dans le programme ImPACT, nous travaillons sur l’imagerie des vaisseaux sanguins dans lesquels des anomalies apparaissent à la suite de pathologies telles que le cancer, l’artériosclérose, le dia-bète sucré et les troubles arthritiques. Les points clés sont comment

enregistrer des images des capillaires sanguins et à quelle vitesse. En atteignant une résolution supérieure à celles des méthodes d’imagerie par contraste existantes telles que la TDM et l’IRM, un dépistage plus précoce de ces maladies sera possible et les dépenses médicales pourront être réduites », explique M. Yagi. L’IRM fournit des images de vaisseaux sanguins d’environ 1 mm de diamètre et la TDM descend juste au-dessus de 1 mm, en utilisant un produit de contraste. L’objectif du système PAT en cours de mise au point dans le programme ImPACT est de voir les vaisseaux de 0,2 mm de diamètre et la saturation en oxygène sans produit de contraste.

L’imagerie photoacoustique génère les images en détectant les ondes acoustiques faibles et en les accumulant de manière répétée. Il y a quelques années, le temps de détection était d’environ deux minutes. Aujourd’hui, la recherche a ramené à moins d’une seconde le temps nécessaire à la détection et à la formation de l’image.

Dans le cadre du programme ImPACT, Canon est chargé du dé-veloppement des algorithmes de reconstruction d’image, du méca-nisme et du système optique, ainsi que de la conception des capteurs à ultrasons. Et M. Yagi d’ajouter : « Les algorithmes de reconstruction d’images et la conception des capteurs sont les techniques les plus importantes qui déterminent la résolution du système et le temps d’imagerie, et ces domaines requièrent aussi le plus d’expertise. Il n’est pas exagéré de dire que Canon dispose de technologies de premier plan mondial en la matière. »

Tomographie photoacoustique


C h a p i t re1 | La passion de l’innovation Tomographie photoacoustique

Diagnostic avec la PAT

Toshiba Medical Systems Corporation

Système de TDM 320 détecteurs

Système d’IRM 3 Tesla

Takayuki YagiDirecteur du programme ImPACT

Rejoint Canon en 1983. Il est nommé directeur du programme ImPACT en septembre 2014. Il est actuellement détaché par Canon pour le programme ImPACT.

Solutions biomédicales

Le groupe Canon coopère avec des instituts de recherche aux États-Unis, un pays à l’avant-garde de la médecine moderne, et il utilise ses atouts dans les technologies optiques et de l’imagerie dans le domaine biomédical.

À l’avant-garde

de la technologie biomédicale

Endoscope ultra-miniature

Produits de tests génétiques

Systèmes de guidage d’aiguille

Des cibles génétiques complexes testées avec des solutions de génotypage simplesLes tests génétiques sont utiles pour identifier des susceptibilités in-dividuelles de malformations congénitales, la possibilité de contracter une maladie et les effets secondaires de traitements. Aux États-Unis, Canon développe des produits de tests génétiques capables de réa-liser des tests complexes en moins d’une heure. Canon U.S.A. a créé Canon BioMedical, Inc. (CBMI) en mars 2015, pour commercialiser des instruments et réactifs qui exploitent les technologies clés de Canon, notamment les capteurs CMOS et les technologies d’impression jet d’encre, afin d’apporter une réponse aux besoins non satisfaits des généticiens moléculaires. En septembre 2015, CBMI a lancé les essais de génotypage Novallele* et leurs réactifs associés, afin de tester des séquences d’ADN spécifiques. Depuis, CBMI a lancé plus de 350 es-sais uniques qui testent une multitude de variations génétiques. Ces tests rapides amplifient l’ADN, afin de rendre possible la détection de ces variations impactant la biologie humaine. L’équipe de CBMI continue de développer des essais ciblant des variations génétiques difficiles à détecter, afin de venir en aide aux chercheurs généticiens.

Au Healthcare Optics Research Laboratory à Boston, Massachusetts, Canon collabore avec le Massachusetts General Hospital ainsi que le Brigham and Women’s Hospital, qui sont deux organismes d’enseignement affiliés à la Harvard Medical School, pour développer et commercialiser des produits tels que des endoscopes de pointe et des équipements médicaux robotisés plus efficaces que les équipements manuels.

Un endoscope d’un diamètre inférieur à 1 mm pour ouvrir la voie à de nouvelles applicationsCanon exploite ses atouts technologiques dans des domaines tels que la technologie de fabrication avec micro-optiques, la simulation d’op-tiques diffractives et la technologie de conception d’optiques, pour mettre au point un endoscope ultra-miniature d’un diamètre inférieur à 1 mm. Pour réaliser cette innovation, l’endoscope est équipé d’un système d’optique unique comprenant une microlentille et un réseau de diffraction à l’extrémité de la fibre optique.

En commercialisant un endoscope haute résolution qui est net-tement plus fin que les appareils traditionnels et qui est suffisam-ment robuste pour préserver son intégrité à l’intérieur de l’organisme, Canon vise à faciliter le traitement précoce et de nouvelles applica-tions de diagnostic. Cette technologie permettra aux médecins de ré-aliser des observations à l’intérieur des articulations ou des sinus, des zones inaccessibles auparavant en temps réel.

* Essais de génotypage NovalleleDes essais de génotypage Novallele permettent la dé-tection de variations génétiques spécifiques. Ces varia-tions incluent des changements mononucléotidiques ou des insertions et suppressions de segments plus grands d’ADN.Remarque : Pour les applications de recherche uniquement. Non destiné aux procédures de diagnostic.

Glossaire

Logiciel de navigation guidée par l’image et robot pour l’insertion précise de l’aiguilleCanon met aussi au point un système garantissant l’insertion précise d’aiguilles dans les organes. En général, un docteur examinant les images de TDM ou d’IRM en dehors du bloc opératoire confirme l’em-placement d’une zone cancéreuse ou la position cible d’une aiguille.

Avec ce système, en revanche, le médecin spécifie la cible de l’ai-guille à insérer dans la cavité abdominale ou thoracique au moyen d’un logiciel de navigation guidée par l’image. L’équipement définit alors l’angle d’insertion correspondant et guide le médecin pour ga-rantir la pénétration au point cible de l’organe.

En plus de ce système éprouvé, Canon met aussi au point des moteurs et capteurs qui fonctionnent dans un environnement d’IRM. Ce système aidera les médecins à gagner en efficacité et à réaliser avec plus de précision des procédures telles que les biopsies ou les ablations (traitement utilisant une température élevée ou basse pour la destruction de cellules cancéreuses) qui s’appuient largement sur la mémoire du médecin.


C h a p i t re1 | La passion de l’innovation Solutions biomédicales

Essais de génotypage en cours de développement chez CBMI

Mise au point d’un endoscope ultra-miniature commercialisableDéveloppement d’un système prototype incluant un logiciel de navigation guidée par l’image et un robot

Produits de tests génétiques en cours de développement

Nanolithographie

Alors que nous approchons des limites perceptibles de la miniaturisation, la technologie de nanolitho-graphie de Canon est sur le point de révolutionner la fabrication des semi-conducteurs.

Au-delà

des limites de la miniaturisation

La nanolithographie : la technologie de microfabrication ultimeL’évolution des puces à semi-conducteurs est directement corrélée à la miniaturisation des circuits. La clé de cette miniaturisation a été un raccourcissement des longueurs d’onde des sources lumineuses et un développement des technologies de lithographie. Au début des années 1990, Canon a introduit ses « steppers » i-line de longueur d’onde 365 nm (nm = un millionième de mètre) et a ainsi permis une résolution de 350 nm pour une multitude d’applications d’ima-gerie. Vers la fin des années 2000, de nouvelles sources lumineuses à longueur d’onde plus courte ont été mises au point, qui ont amené à la création d’un système de lithographie par immersion avec laser à fluorure d’argon (ArF) autorisant des motifs d’une résolution de 38 nm. À cette époque, tout le monde pensait que la miniaturisation avait atteint sa limite technologique.

En guise d’alternative aux longueurs d’onde plus courtes, Canon travaille actuellement à une nouvelle approche de la miniaturisation des circuits. Cette approche est la nanolithographie (NIL), laquelle va au-delà des limites de la lithographie classique, pour un coût moindre. Capable de réaliser des pistes de seulement 15 nm, voire encore plus petites, la nanolithographie est sur le point de révolutionner l’indus-trie des semi-conducteurs.

De nombreux défis technologiques à surmonterÀ la différence de la lithographie traditionnelle, qui utilise une lumière pour exposer les motifs de circuit, la nanolithographie fabrique des motifs de taille nanométrique en transférant le masque (moule) des motifs sur la résine à la surface de la tranche pour former les cir-cuits. Comme le processus n’utilise pas de système optique, il permet une reproduction fidèle des minuscules motifs de circuit du masque sur la surface de la tranche. Toutefois, les motifs de circuit étant for-més par transfert direct, le processus requiert des technologies de contrôle nanométrique pour un positionnement précis du masque et de la tranche, afin d’éliminer les particules contaminantes et d’autres opérations. Le développement poussé des technologies concernant le matériel, les logiciels et les matériaux, ainsi que des technologies de contrôle de l’environnement pour la surveillance des particules mi-croscopiques, a permis à Canon de surmonter ces nombreux obstacles.

Une des technologies mises au point par Canon pour la nanolitho-graphie contrôle la quantité et l’emplacement de la résine appliquée

à la surface de la tranche. Cette technologie contrôle précisément la quantité et l’emplacement d’application de la résine, de sorte qu’elle n’est pas comprimée vers l’extérieur lors de l’application du masque, ce qui garantit aussi une épaisseur uniforme de la couche de résine. De même, lorsque le masque est retiré de la tranche, leurs positions relatives doivent être contrôlées et optimisées pour éviter une défor-mation des motifs de circuit convexes formés dans la résine.

Des synergies multiculturellesPour réaliser son objectif de produire en masse des systèmes de nanolithographie, Canon collabore avec la société américaine Canon Nanotechnologies, Inc. (CNT), qui possède certaines des technologies exclusives les plus pointues au monde pour la microfabrication d’équi-pements dans le domaine de la nanolithographie. Outre les techno-logies de contrôle et de mesure associées, l’expertise du service et du support cultivée jusqu’à présent est essentielle pour que Canon puisse développer les systèmes de lithographie à semi-conducteurs. En fusionnant ces aspects avec les technologies de nanolithographie de pointe de CNT, Canon vise à aller au-delà des limites physiques actuelles de la miniaturisation.


Alors que la largeur des pistes a été divisée par deux à peu près tous les cinq ans, les progrès ont marqué le pas depuis la fin des années 2000.

Source lumineuse(longueur d’onde)

i-line(365 nm)

Piste de 350 nm

Début des années 1990

Histoire de la miniaturisation des semi-conducteurs

KrF(248 nm)

Piste de 150 nm

Fin des années 1990

ArF(193 nm)

Piste de 65 nm

Début des années 2000

Immersion avec ArF(193 nm)

Piste de 38 nm

Fin des années 2000

ArF avec immersion

(version améliorée)(193 nm)

Piste de 19 nm

Actuellement

Nanolithographie

En développement

C h a p i t re1 | La passion de l’innovation Nanolithographie

Principe de la nanolithographie CanonAlors que la photolithographie a contribué à réduire le coût des puces à semi-conducteurs, grâce à des pistes sans cesse plus étroites, il est devenu sans cesse plus difficile d’obtenir une définition plus nette des motifs de circuit. Par conséquent, une miniaturisation encore plus poussée nécessitait différentes solutions de contournement, le résultat étant des systèmes de lithographie encore plus gros et plus onéreux.

A contrario, la nanolithographie ne né-cessite pas de sources lumineuses à longueur d’onde plus courte, mais privilégie l’approche simple consistant à appliquer physiquement les motifs d’un masque sur la résine. En tant que telle, cette approche autorise la création de sys-tèmes lithographiques relativement compacts et susceptibles de réduire significativement les coûts. De même, comme elle produit des motifs de circuit d’une netteté extrême, elle devrait ai-der à réduire les taux de rebut de puces.

Photolithographie

Nanolithographie

Réserve (résine)

Tranche

Tranche

Masque (moule)

Lumière UVMasque Retrait

Une réaction chimique se produit

Réserve (résine)

Lumière Élimination

1 La réserve (résine) pour l’exposition à la lumière est appliquée sur la surface de la tranche.

2 Une lentille de projection sert à réduire et projeter sur la tranche de silicium les motifs de circuit dessinés sur le réticule, ce qui provoque une réaction chimique au niveau de la réserve.

3 Après le développement, la réserve exposée à la lumière est éliminée pour créer un motif de circuit.

1 La technologie de jet d’encre sert à appliquer des gouttelettes de résine liquide sur la surface de la tranche, en suivant le motif de circuit.

2 Un moule, appelé masque, sur lequel les circuits ont été découpés, est pressé à l’instar d’un tampon contre la résine appliquée sur la surface de la tranche.

3 Une lumière ultraviolette sert à solidifier la résine et à former les motifs du circuit, puis le masque est séparé de la résine.

Workflow de système de vision artificielle 3DVision artificielle 3D

L’identification hautement précise de l’emplace-ment et de l’orientation de pièces à empilement aléatoire en trois dimensions facilite l’automati-sation et l’accélération des chaînes de production pour l’approvisionnement des pièces.

1 Différents motifs sont projetés sur des pièces à empilement aléatoire.

2 Les données de distance sont mesurées pour les pièces à empilement aléatoire.

3 Un dictionnaire de motifs préenregistrés et des modèles de CAO 3D sont em-ployés pour détecter le positionnement et l’orientation des pièces.

4 Le système détermine si la main du robot peut prendre la pièce sans toucher les autres pièces.

5 Les données sont envoyées à la com-mande de robot.

Résolution

des problèmes de fabrication

Projection de motif1

Mesure de distance2

Détection des pièces

3Transmission des données

5Ajustement du modèle CAO 3D

Résu

ltats de m

esure

d’em

placem

ent et

d’o

rientatio

n d

es pièces

Détermination de la préhensibilité des pièces4

Pièces à empile-ment aléatoire

DictionnaireBras de préhension de robot

Commande de robot

Pupitre de programmation

Données de CAO 3D

Utilisation de la vision artificielle 3D pour résoudre les problèmes au niveau de l’atelierLes robots jouent un rôle essentiel dans le secteur industriel, mais ils ne sont pas adaptés pour certaines tâches. L’une d’elles est la sélec-tion et le prélèvement de pièces individuelles sur des piles aléatoires dans une caisse ou sur une palette.

Cela nécessitait que des ouvriers placent chaque pièce à un em-placement désigné pour le prélèvement par le robot, d’où un goulet d’étranglement nuisant aux efforts de rationalisation et d’automati-sation des chaînes de production.

Le système de vision artificielle 3D de Canon résout ce problème. La vision artificielle fait référence à l’utilisation de capteurs d’image industriels. Le type le plus courant est la vision artificielle 2D, laquelle identifie difficilement l’emplacement et l’orientation de pièces à empilement aléatoire. En guise de solution, Canon a mis au point le RV1100, un système de vision artificielle capable d’effectuer une reconnaissance 3D ultrarapide et ultraprécise des objets. Ce système rend possible l’automatisation de l’approvisionnement des pièces sur les chaînes de production, une tâche qui devait traditionnellement être effectuée manuellement, et ouvre de nouvelles perspectives en termes de production. En juillet 2015, Canon a étendu sa gamme de produits de vision artificielle avec le RV500 et le RV300, deux produits rendant possible le prélèvement des pièces plus petites. Par consé-quent, la gamme de produits de vision artificielle de Canon est bien adaptée aux besoins d’une multitude d’applications de production, y compris au secteur de l’électronique, qui doit manipuler des pièces et composants de petite taille.

Une installation facilitée avec le projecteur intégré et le capteur d’imageLes systèmes de vision artificielle 3D de Canon projettent des mo-tifs de détection sur des pièces à empilement aléatoire et analysent les images projetées. En se basant sur l’analyse des différences entre

les images des pièces et les multiples motifs projetés, les systèmes sont capables d’identifier les objets cible en trois dimensions. Avec les systèmes de vision artificielle 3D classiques, le projecteur de motifs et le capteur d’image sont séparés, ce qui nécessite des étalonnages soigneux et rend difficile l’installation des systèmes. À titre de compa-raison, le système de vision artificielle 3D de Canon s’installe facile-ment, sans ajustements complexes de l’étalonnage, car le projecteur de motifs et le capteur d’image sont intégrés dans une seule et même unité. Cette conception légère et compacte facilite aussi l’installation en cas de modification d’une chaîne de production ou de déplacement de cette dernière. Par ailleurs, le boîtier du système est étanche à la poussière et à l’eau, pour un fonctionnement sans maintenance.

Des vitesses et une précision supérieures pour la détection des piècesLe système de vision artificielle 3D de Canon offre une précision de re-connaissance inégalée. Les utilisateurs peuvent facilement enregistrer des pièces ayant des surfaces incurvées, présentant peu de caracté-ristiques distinctives, voire ayant des formes plus complexes, simple-ment en entrant les données de CAO et en capturant des images des pièces à empilement aléatoire. De même, une nouvelle approche qui établit une correspondance entre les données de CAO et les données de mesure de distance et les images en échelle de gris permet au système de reconnaître une multitude de pièces avec une précision élevée. Canon a reçu des commandes de fabricants d’une multitude de secteurs, notamment dans l’industrie automobile, l’électronique, la métallurgie, l’industrie des plastiques et la chimie. Le groupe vise aus-si à étendre à l’avenir son activité par l’introduction de systèmes pour les processus d’assemblage et pour l’automatisation des inspections de détection de défauts.

CANON : HORIZONS 2017/2018 24CANON : HORIZONS 2017/201823

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la vision artificielle 3D

Des capteurs CMOS de pointe révolutionnaires

Pour mettre au point une caméra multifonction à très haute sensibilité, Canon s’est appuyé sur ses technologies optiques développées à travers ses appareils photo reflex numériques et son cap-teur CMOS à très haute sensibilité, lequel joue le même rôle que le film dans un appareil photo à film traditionnel.

Arc-en-ciel lunaire capté près de chutes de 55 mètres de haut, dans la Préfecture de Niigata

Capturer

les images éclatantes du monde réel

Un capteur CMOS capable d’enregistrer des images couleur nettes à la clarté d’un croissant de luneDe la surveillance à l’observation des phénomènes naturels, la de-mande en matière d’enregistrement de vidéos dans l’obscurité com-plète se développe. Canon a développé un capteur à très haute sen-sibilité capable d’enregistrer des vidéos Full HD en couleur avec un bruit réduit, y compris dans une quasi-obscurité, là où il est difficile à l’œil humain de distinguer quoi que ce soit.

Pour améliorer l’enregistrement d’images nettes en lumière ré-duite, une approche consiste à agrandir les pixels du capteur CMOS afin d’accroître la lumière reçue par chacun d’eux. En 2013, Canon a annoncé le développement d’une caméra prototype équipée d’un capteur CMOS grand format de 35 mm. Les grands pixels du capteur avaient une taille de 19 μm (μm = micron, soit un millionième de mètre) carrés. Par rapport au capteur CMOS intégré au reflex numé-rique haut de gamme EOS-1D X de la marque, les pixels de ce capteur CMOS ont une surface plus de 7,5 fois supérieure et reçoivent donc plus de lumière.

Outre l’enregistrement de vidéos dans une pièce éclairée unique-ment par des bâtons d’encens (environ 0,05 à 0,01 lux), le capteur CMOS grand format de 35 mm à très haute sensibilité a réussi à filmer

de nuit (dans des conditions de grande obscurité, avec un éclairage de moins de 0,01 lux) les lucioles Yaeyama-hime, sur l’île japonaise d’Ishigaki.

Canon a affiné davantage les performances du capteur et l’a in-corporé à la première caméra multifonction à très haute sensibilité de la marque, la ME20F-SH. Lancée en 2015, elle peut enregistrer des vidéos en couleur avec un éclairage minimum des sujets de moins de 0,0005 lux, soit une sensibilité ISO équivalente de 4 millions (avec un gain maximum de 75 dB).

En 2016, cette caméra multifonction a réussi à filmer, à la seule clarté de la lune, une vidéo d’un arc-en-ciel lunaire, un phénomène rarement visible au Japon.

Les caméras multifonctions utilisables dans une obscurité quasi totale peuvent enregistrer des images dans des lieux autrement diffi-ciles d’accès. Outre la prévention des catastrophes et de la criminalité, leurs applications incluent aussi les instruments de mesure et les machines industrielles, ou encore l’enregistrement de vidéos sur la faune sauvage dans son habitat naturel.

Cinq ans après l’exploit du nombre de pixels le plus élevé au monde avec 120 mégapixels*Canon a lancé rapidement l’activité de R&D sur les capteurs CMOS dès les années 1990. En 2010, le groupe a réalisé un capteur CMOS de 120 mégapixels, ce qui correspond à la résolution de l’œil humain, et cet exploit a intéressé au plus haut point les acteurs du secteur. En 2015, Canon a réussi à développer un capteur CMOS APS-H d’envi-ron 250 mégapixels (19 580 x 12 600 pixels), soit le plus grand nombre de pixels au monde pour ce format. Cette résolution est près de 125 fois supérieure à celle de la vidéo Full HD (1920 x 1080 pixels) et près de 30 fois supérieure à celle de la vidéo 4K (3840 x 2160 pixels).

Malgré les dimensions de pixel compactes, la sensibilité a été préservée par la création d’une structure qui optimise la quantité de lumière capturée. D’autre part, même si le nombre accru de pixels

augmente le volume du signal, ce qui peut provoquer des retards de signal et des décalages temporels, il a été possible d’atteindre une vitesse de lecture de 1,25 milliard de pixels par seconde, grâce à des progrès tels que la miniaturisation des circuits et une technologie améliorée de traitement du signal. Par consé-quent, le capteur peut enregistrer des vidéos à très grand nombre de pixels, à une vitesse de cinq images par seconde.

* Selon l’état des connaissances au 7 septembre 2015. Sur la base d’une étude réalisée par Canon

Nouveau produit Capteur CMOS Global ShutterCanon a annoncé la sortie de son capteur CMOS à obturateur global, lequel capture instan-tanément toutes les données d’image, pour l’industrie, l’instrumentation et la production cinématographique. En exposant simultanément tous les pixels, ce nouveau capteur CMOS élimine l’effet d’« rolling shutter », une déformation provoquée par la capture ligne par ligne de sujets se déplaçant rapidement, tout en améliorant la sensibilité et la réduction du bruit.

Capteur CMOS grand format de 35 mm à très haute sensibilité

Capteur CMOS de 250 mégapixels très haute résolution

CANON : HORIZONS 2017/2018 26CANON : HORIZONS 2017/201825

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ME20F-SH

Capteur CMOS d’environ

250 mégapixels

Image enregistrée avec une caméra prototype équipée d’un téléobjectif EF 800mm utilisant un zoom numérique. L’image a fait l’objet d’un agrandissement numérique et a bénéficié d’un traitement d’image supplémentaire.L’image résultante permet d’identifier des lettrages sur le fuselage d’un avion à une distance de 18 km de distance, ce que l’œil humain pourrait difficilement percevoir.

Comparaison d’images enregistrées dans des conditions identiques

Vidéo à usage professionnel classique Arc-en-ciel lunaire filmé avec la ME20F-SH, la caméra

multifonction à très haute sensibilité de Canon

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plus avant les capteurs CMOS révolutionnaires de Canon.

Canon continue de faire ce qu’il sait faire de mieux

L’image de marque dynamique de Canon s’appuie sur sa formidable assise

technologique dans le développement de produits, de la conception de produits

très originaux aux encres. Cette section présente les efforts assidus réalisés par

Canon pour développer davantage notre marque mondiale.

C h a p i t r e2


Design Canon

L’image de marque ne se limite pas aux produits et aux services ; les impressions faites par la publicité et la promotion jouent également un rôle important dans sa construction. En effectuant de nouvelles propo-sitions de valeur et en créant de nouveaux designs haute qualité en harmonie avec toutes les initiatives à travers lesquelles Canon interagit avec ses clients, l’équipe Design Canon contribue à améliorer l’image de marque du groupe.

Un design

qui valorise la marque

Le design pour la qualité des produitsCanon offre un portefeuille de produits va-rié qui inclut non seulement une gamme étendue d’appareils photo, de caméscopes et d’imprimantes jet d’encre pour les pro-fessionnels et le grand public, mais aussi un large éventail de produits d’entreprise, tels que des photocopieurs et des projecteurs, auxquels s’ajoutent des produits industriels comme des équipements médicaux et des systèmes de lithographie à semi-conduc-teurs. Le groupe propose aussi des services Web qui permettent aux utilisateurs de pro-fiter pleinement des possibilités offertes par la photographie.

Afin de garantir une facilité d’emploi optimale dans une multitude de scénarios d’utilisation, Canon étudie et analyse les en-vironnements d’utilisation, les besoins et les préférences des clients, tout en cherchant

à élaborer des designs attrayants qui amé-liorent la convivialité.

Grâce à l’effort coordonné des services responsables du design des produits, du de-sign d’interface utilisateur, du design ergo-nomique et du design visuel, Canon met au point chacun de ses produits avec un soin méticuleux.

Le design dans les activités de l’entrepriseMis à part les produits, le design joue éga-lement un rôle essentiel dans des domaines tels que les initiatives écologiques, les ac-tivités en matière de responsabilité sociale et les efforts de recrutement de Canon. Les messages que le groupe envoie à ses clients, ainsi qu’à ses employés, doivent être informatifs et faciles à comprendre, la qualité du design s’avérant encore ici indispensable.

Le design pour préparer l’avenirÀ quoi ressemblera notre monde dans cinq ou dix ans ? Quels changements peut-on s’attendre à voir sur les lieux de travail et dans nos modes de vie ? Et quelle influence le design aura-t-il sur ces évolutions ? Résolument tournée vers l’avenir, l’équipe Design Canon essaie de visualiser ce que ce dernier réserve et de créer de nouvelles propositions, une autre tâche importante qui est essentielle pour le groupe Canon de demain.

Programme d’études à l’étranger pour les ingénieursDans le cadre de ses efforts de mondialisa-tion de la R&D, Canon propose à ses ingé-nieurs un programme d’études à l’étranger. Le Centre de design de Canon utilise aussi ce programme pour les designers du groupe. L’expérience découlant de telles études est ainsi considérablement mise à profit dans le processus d’élaboration du design.

Prix du designLe Centre de design de Canon participe proactivement aux concours de design or-ganisés au Japon et à l’étranger et s’est vu décerner le Good Design Award, l’iF Design Award et de nombreux autres prix. La possibilité d’une évaluation des designs par des instances extérieures compétentes améliore non seulement la qualité du travail de conception de Canon, mais favorise aussi l’essor des designers du groupe.


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Activités de propriété intellectuelle

Au sein du service de recherche et développement de Canon, on entend souvent des refrains comme « Consultez les bulletins des brevets plutôt que la documentation de recherche » et « Rédigez des brevets plutôt que des rapports ». Il est inscrit dans l’ADN de Canon d’éviter les brevets détenus par d’autres socié-tés et de mettre plutôt au point des technologies originales, puis de protéger celles-ci à travers des brevets.

Protection

de notre propriété intellectuelle

Canon, première société japonaise détentrice de brevets américains depuis 12 années consécutives grâce à ses activités proactives de propriété intellectuelleCanon est convaincu que l’acquisition des droits de brevet de ses technologies propriétaires est un aspect essentiel du développement de ses activités à l’international.

Chaque année, les ingénieurs Canon soumettent plus de 10 000 idées avec des demandes de brevet déposées dans chaque pays et chaque région. Aux États-Unis, Canon figure en tête du classe-ment des sociétés japonaises détentrices de brevets depuis 12 années consécutives.

Il existe deux aspects à la stratégie de propriété intellectuelle de Canon. Le premier est défensif : il vise à protéger les technolo-gies stratégiques propriétaires de Canon contre les violations de tiers. Le second est offensif : il consiste à créer des avantages pour les activités de Canon en acquérant plusieurs brevets dont d’autres entreprises, et non pas simplement Canon, ont besoin, et de négocier ensuite des licences pour leur utilisation. À travers une gestion de la propriété intellectuelle à la fois défensive et offensive, Canon renforce ses capacités de développement de produits.

Nombre de brevets déposés aux États-Unis

Année Classement global

Classement parmi les sociétés japonaises

Nombre de brevets

2016 3e 1er 3 665*2015 3e 1er 4 1342014 3e 1er 4 0482013 3e 1er 3 8202012 3e 1er 3 1732011 3e 1er 2 8182010 4e 1er 2 5512009 4e 1er 2 2002008 3e 1er 2 1072007 3e 1er 1 9832006 3e 1er 2 3662005 2e 1er 1 829

Chiffres compilés par Canon sur la base des informations annuelles pu-bliées par le Département américain du commerce* Chiffre pour 2016 obtenu auprès de l’IFI Claims Patent Services

Une stratégie des brevets élaborée pour mettre fin au monopole de XeroxL’accent mis par Canon sur les droits de propriété intellectuelle remonte aux années 1960 et à son entrée sur le marché des photocopieurs.

Afin de briser le mur hermétique de brevets dressé par l’Améri-cain Xerox pour ses photocopieurs, Canon a inventé la méthode NP, une toute nouvelle technologie électrophotographique qui ne violait pas les brevets de Xerox. En acquérant les droits de brevet de cette technologie, Canon a pu protéger la technologie propriétaire qui la démarquait des autres entreprises. De plus, en acquérant des techno-logies périphériques, Canon s’est retrouvé dans la position de pouvoir négocier des accords de concession de licences pour des technolo-gies requises par d’autres entreprises. Cette expérience a instauré les fondements de la stratégie de propriété intellectuelle de Canon et a été transmise aux générations suivantes avec l’ADN d’entreprise de Canon.

Les ingénieurs travaillent en étroite collaboration avec les ingénieurs des brevets pour développer les idéesUne caractéristique importante de la stratégie de propriété intellec-tuelle de Canon est la communication active entre les ingénieurs et les ingénieurs des brevets, lesquels sont chargés de la propriété intel-lectuelle. Quelque 300 ingénieurs des brevets répartis sur les sites d’exploitation de Canon à travers le Japon examinent les nouvelles idées et les résultats de recherche des ingénieurs sous des angles dif-férents, cherchant à maximiser le nombre d’inventions qui peuvent être générées.

Collaborations avec des multinationalesÀ une époque où les voitures sont équipées de multiples caméras et où près de 100 000 brevets existent pour les smartphones, il devient toujours plus difficile pour Canon de protéger seul ses technologies.

Afin d’affirmer la légitimité du groupe et d’éviter les conflits in-ternationaux sur les brevets, Canon a signé un accord de concession croisée de licences* avec Microsoft en juillet 2014. Par ailleurs, dans l’optique de réduire les risques de litiges portant sur les brevets et faisant intervenir des entités de revendication brevets (des sociétés spécialisées dans les procès liés aux brevets en vue de collecter des droits de licence), six entreprises, dont Canon et Google, ont mis en place le réseau LOT (License on Transfer). En janvier 2017, ce réseau comptait 107 entreprises membres. Canon cherche ainsi à coordonner ses efforts avec d’autres entreprises pour renforcer sa compétitivité internationale grâce à la propriété intellectuelle.

Politique de base concernant les activités de propriété intellectuelle de Canon

Les activités de propriété intellectuelle sont vitales pour les activités économiques

Les fruits des activités de R&D sont les produits et les droits de propriété intellectuelle

Les droits de propriété intellectuelle de tiers doivent être respectés et gérés de manière appropriée

Historique des prix reçus par les inventions de CanonLes inventions de Canon ont souvent reçu le prix « National Commendation for Invention » du Japon (financé par l’Institut japonais de l’invention et de l’innovation), qui vient récompenser les inventions de grande valeur au Japon. À travers son propre système de « Commendation for Invention », Canon récompense tout spécialement les efforts des ingénieurs et d’autres employés méritants pour leurs inventions exceptionnelles.

Prix National Commendation for Invention du Japon et prix internes de l’innovation reçus par Canon ces 20 dernières années

Nom de l’inventionPrix spécial, National Commendation for Invention, Institut japonais de l’invention et de l’innovation

Prix internes de l’innovation

Année Nom de la récompense/du prix Année Nom de la récompense/du prix

Invention d’une technologie de réduction d’ombrage pour les capteurs CMOS

2015Prix du président de la Fédération des organisations économiques japonaises

2005 Prix d’encouragement du Président

Conception d’une caméra cinéma numérique légère et compacte, offrant une mobilité exceptionnelle

2014 Prix du Premier ministre 2013Prix du Président pour la réussite en matière de propriété intellectuelle

Invention d’une imprimante utilisant un élément de transfert intermédiaire, sans mécanisme de nettoyage

2013Prix du Ministère de l’Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie du Japon

2004Prix du Président pour la réussite en matière de propriété intellectuelle

Imprimante jet d’encre rectangulaire 2006 Prix Asahi Shimbun 2005 Prix de l’excellence du Président

Capteur grand format pour système de radiographie numérique temps réel

2005 Prix impérial de l’innovation 2001 Prix de l’excellence du Président

Invention d’un système optique de petite taille, capable d’effectuer des zooms rapides

2003 Prix Asahi Shimbun 2004 Prix de l’excellence du Président

Scanner à plat compact 2002 Prix du président de Hatsumei Kyokai (JIII) 2001Prix du Président pour la réussite en matière de propriété intellectuelle

Méthode de charge exempte d’ozone 1999 Prix du commissaire du Bureau des brevets japonais 1991 Prix de l’excellence du Président

Invention d’un équipement de mesure active de la distance

1997 Prix Asahi Shimbun 1996Prix du Président pour la réussite en matière de propriété intellectuelle

* Dans un accord de concession croisée de licences, les détenteurs de droits de licence (entreprises, etc.) s’octroient mutuellement une licence afin d’autoriser l’utilisation d’une ou de plusieurs licences détenues par l’autre partie.


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Demande de brevet publiée (extrait)

Recherche sur les matériaux

Les technologies de matériaux fondamentales, telles que celles utilisées pour les colorants, les to-ners et le verre optique, sont essentielles pour amé-liorer la compétitivité des produits. Capitalisant sur ses nombreuses décennies de recherches portant sur ce type de matériaux, Canon a compilé son ex-pertise et son savoir-faire au sein de la banque de matériaux Canon, une ressource précieuse exploi-table dans tout le groupe.

Favoriser

l’originalité des produits

Un rouge éclatant qui ne se décolore jamaisPar le passé, les fabricants d’imprimantes ne développaient pas leurs propres colorants en interne. Au lieu de cela, ils se procuraient des colorants standard auprès d’autres entreprises. Il était donc difficile pour eux de se démarquer de leurs concurrents du point de vue des couleurs. Canon a toutefois choisi de concentrer ses efforts de déve-loppement sur des colorants à base de xanthène, qui présentent des propriétés de coloration supérieures, afin de créer un colorant capable de produire des rouges à haute visibilité. Trouver une application pra-tique aux colorants à base de xanthène s’est avéré compliqué en rai-son de problèmes de stabilité (résistance des couleurs à la lumière), mais le travail de recherche de Canon a fini par payer avec la mise au point d’un colorant magenta permettant l’impression de rouges à la fois stables et éclatants.

Utilisation d’une conception moléculaire propriétaire en vue d’améliorer la stabilitéCanon a commencé à développer de nouveaux colorants dans les an-nées 1980 et a à ce jour amassé plus de 10 000 types de colorants dans sa banque de matériaux. La banque de matériaux Canon constitue une base de données technologiques diverses qui, en plus d’informations sur les propriétés synthétiques et physiques, inclut des données sur les mécanismes de dégradation des colorants en cas d’exposition à des stimuli tels que la lumière extérieure ou l’ozone. Au cours du dévelop-pement des colorants, Canon a mené des simulations, des conceptions moléculaires, des synthèses, des évaluations et des analyses de façon répétée, disposant des substituants spécifiques de manière optimale afin d’obtenir les performances et la stabilité de coloration recher-chées. De tout ce travail sont nés de nouveaux colorants.

Du laboratoire à la production en sérieAprès la création des colorants à base de xanthène en laboratoire, le défi consistait à assurer leur production en série. Alors que des ré-cipients à réaction compacts de 300 ml sont utilisés en laboratoire, la production en série fait appel à des récipients d’une tout autre échelle, avec une capacité supérieure à une tonne. Dans le cas des imprimantes jet d’encre en particulier, pour lesquelles l’éjection d’encre doit être contrôlée avec une précision de l’ordre du picolitre, la moindre infiltra-tion d’impuretés durant la synthèse était susceptible de provoquer le colmatage des buses d’encre de la tête d’impression. Par conséquent, le service de développement et le Business Group de Canon dédiés aux éléments ont mené ensemble des recherches visant à réduire les impuretés à moins d’une partie par million. Ce travail de collaboration a ouvert la voie à la commercialisation en garantissant une qualité d’encre homogène, même pour la production en série.

Matériau piézoélectrique : un matériau précieux à l’impact considérable sur l’environnementLes matériaux piézoélectriques, essentiels pour les moteurs et les cap-teurs, sont capables de transformer l’énergie électrique en énergie mécanique. Cependant, la plupart de ces matériaux ont pour compo-sant principal le plomb. Le plomb ayant un impact négatif sur l’envi-ronnement, de nombreuses voix se sont élevées pour que des maté-riaux piézoélectriques sans plomb soient utilisés au sein de l’industrie. En plus des objectifs et du métal d’apport, Canon cherche à éliminer le plomb des matériaux piézoélectriques, travaillant à la mise au point de nouveaux matériaux sans plomb en vue de les inclure dans de fu-turs produits.

Participation à un projet national au JaponDe 2007 à 2012, Canon a participé à un projet national intitulé « Initiative stratégique en matière d’éléments », lancé par le Ministère de l’Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie du Japon. Ce projet visait à créer de nouveaux matériaux hautement fonctionnels en faisant la lumière sur les mécanismes de manifestation des fonctions en étudiant les rôles et les propriétés des éléments qui composent les substances. Dans le cadre de ce projet, Canon avait pour objectif de proposer de nouveaux matériaux piézoélectriques sans plomb qui possèdent des propriétés piézoélectriques dépassant celles des matériaux piézoélectriques à base de plomb couramment utilisés. Ce travail sert aujourd’hui de base aux activités de recherche et développement en la matière.

Préparation d’échantillons d’éléments piézoélectriques sans plomb à des fins d’analyse en frittant des particules brutes

Analyse et évaluation d’un échantillon synthétisé pour déterminer son adéquation en tant que matériau

Colorants à base de xanthène à hautes performances en matière de couleurs

Matériaux piézoélectriques sans plomb


Les lunettes de protection ont été retirées uniquement pour les besoins de la photo

Photo imprimée avec de l’encre utilisant les nouveaux colorants à base de xanthène

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Permettre des impressions éclatantes grâce à des performances améliorées en matière de couleurs

Produit antérieur

Par rapport aux produits Canon antérieurs, les encres pour imprimante jet d’encre BCI-351 offrent des performances supérieures pour la couleur magenta.

Impression à l’aide des nouveaux colorants à base de xanthène BCI-351

HN

HNO

SO3

SO3Na

O O

O

SO3

H3C H3CCH3CH

CH3CH3

NH

NHHN

NH

NaO3S SO3Na

3

Structure moléculaire des nouveaux colorants à base de xanthène synthétisés

[Colorant de base]

Anneau B Anneau B

Anneau A

L’optimisation de la disposition des substituants permet d’obtenir une stabilité et des performances en matière de couleurs élevées.

[Nouveau colorant à base de xanthène]

Le Projet Tsuzuri

Le Projet Tsuzuri est une initiative qui combine les dernières technologies numériques et le travail artisanal japonais pour reproduire des œuvres précieuses de l’art japonais rarement exposées au public. Elle promeut l’appréciation de la culture en permettant à des œuvres artistiques antiques d’entrer de plain-pied dans l’avenir.

Faire entrer

l’art de l’Antiquité dans l’avenir

La préservation du patrimoine culturel, grâce à des copies réalisées pour le grand publicLe Japon possède un grand nombre de trésors culturels, notamment des peintures qui utilisent de l’encre de Chine et des pigments mi-néraux naturels, et sont réalisées sur des paravents et des portes coulissantes. Ces œuvres d’art sont fragiles et s’endommagent plus facilement. Les temples japonais éprouvent les plus grandes difficul-tés à préserver leurs fragiles reliques, tout en les exposant à des flux constants de visiteurs.

Le Projet Tsuzuri a été lancé par Canon et l’Association culturelle de Kyoto (NPO) en 2007. Cette initiative offre la possibilité de créer des copies haute résolution de ces œuvres culturelles, afin de préser-ver les œuvres culturelles originales dans un environnement contrôlé et de faire profiter au plus grand nombre de répliques proches de la perfection.

Un appareil reflex numérique Canon EOS 5D Mark III est em-ployé pour photographier les œuvres d’art. Les données d’image ac-quises subissent la correction des couleurs propriétaire de Canon et l’image traitée est ensuite imprimée à l’échelle sur une imprimante jet d’encre grand format Canon imagePROGRAF. Les maîtres-artisans de Kyoto ajoutent les diverses touches finales nécessaires, telles que

l’application de feuilles d’or et le montage de l’œuvre. Le résultat est une réplique haute résolution quasiment parfaite de l’œuvre originale.

En avril 2016, des copies haute résolution de quelque 34 œuvres avaient déjà été réalisées. Cela inclut des trésors nationaux tels que « Les dieux du vent et du tonnerre » de Tawaraya Sotatsu, « Pins » de Hasegawa Tohaku, et « Les trois portraits du temple Jingo-ji », attri-bués à Fujiwara no Takanobu.

Nombre des reproductions produites dans le cadre du Projet Tsuzuri sont données à des organisations municipales, des musées ou aux propriétaires présents ou passés des originaux, et font souvent l’objet d’expositions publiques. En permettant à de plus en plus de personnes d’admirer ces trésors culturels de l’ancien Japon, le Projet Tsuzuri joue un rôle clé dans la redécouverte de la culture japonaise.

Certaines reproductions sont utilisées dans des environnements éducatifs, tels que des salles de classe ou des ateliers autour de l’his-toire, de la culture ou de l’art japonais. Les technologies de pointe utilisées pour le projet ont été saluées pour leurs résultats, qui sur-passent ceux de l’archivage numérique classique.

Acquisition segmentée des données haute résolution d’une grande peinture sur une porte coulissante

Restitution sur site et correspondance rapide des couleurs avec l’original

Les couleurs dégradées par le temps sont reproduites au moyen de techniques artisanales traditionnelles

Technologie d’impression de classe mondiale employée pour reproduire les textures fines

Les maîtres-artisans de Kyoto utilisent une technique de montage traditionnelle

AcquisitionProcédé de production 1 RestitutionProcédé de production 3 Feuilles d’or, peinture d’or et micaProcédé de production 4 MontageProcédé de production 5Correspondance

des couleursProcédé de production 2


Copie haute résolution des « Tigres dans le bosquet de bambous » de Kano Sanraku/Sansetsu sur une porte coulissante du temple Tenkyu-in

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C h a p i t re2 | Canon continue de faire ce qu’il sait faire de mieux Le Projet Tsuzuri

Une contribution à la résolution des mystères de l’univers

Un travail important sur un projet collaboratif internationalSoutenu par le Japon, les États-Unis, le Canada, la Chine et l’Inde, le TMT est un projet collaboratif international dont la finalité est la construction d’un très grand télescope de 30 mètres de diamètre. Ayant fait ses preuves dans la mise au point et la fabrication d’op-tiques pour le télescope Subaru, Canon s’est vu attribuer un rôle dans la confection des segments de miroir du TMT.

Le miroir primaire de 30 mètres de diamètre du TMT sera consti-tué d’un ensemble de 492 segments (574 si on compte les segments de rechange), dont la fabrication est réalisée au Japon, aux États-Unis, en Chine et en Inde. Le Japon est chargé de produire environ 30 % des segments de miroir. Le projet prévoit de confier à Canon des tâches telles que le meulage et le polissage des surfaces réflé-chissantes, la découpe de la forme extérieure et le montage sur le support. En 2014, le groupe a commencé les procédés de meulage asphérique en série.

Les segments hexagonaux sont réalisés en verre à ultra-faible di-latation, chacun ayant une diagonale de 1,44 mètre et une épaisseur de 45 millimètres. L’asphéricité maximum est de 0,2 millimètre, ce qui nécessite une précision de moins de 2 microns PTV (peak-to-valley). La machine de mesure de forme libre à contact propriétaire (A-Ruler) de Canon permet de confirmer le résultat du polissage de haute pré-cision souhaité.

La mise au point de spectromètres infrarouges plus performants pourrait faire la lumière sur l’histoire de l’universPour extraire les informations contenues dans la lumière émise par les corps célestes, les télescopes astronomiques et les satellites artificiels sont équipés de spectroscopes qui décomposent la lumière en ses dif-férentes fréquences et jouent un rôle essentiel dans l’observation spa-tiale. Le spectroscope contient un élément réflexif appelé réseau à im-mersion et Canon a réussi à en mettre au point trois types, fabriqués en germanium monocristallin, en tellurure de cadmium et zinc, et en phosphure d’indium. Ceux-ci permettent de séparer les différentes composantes spectrales de la lumière et couvrent presque toutes les longueurs d’onde de la région de l’infrarouge. Le phosphure d’indium

pourrait réduire le volume des spectromètres à environ 1/27e de celui des spectromètres équipés d’éléments réfractifs habituels couvrant les mêmes fréquences. L’élimination des restrictions de poids et de taille (qui, jusqu’à présent, rendent difficile le lancement de satellites artificiels équipés de spectromètres hautes performances) devrait étendre davantage les possibilités de l’observation spatiale. Cette ré-alisation ouvre aussi des perspectives de performances supérieures pour les télescopes spatiaux existants et la prochaine génération de télescopes terrestres.

TMT Réseaux à immersion pour l’infrarouge

L’astronomie est un domaine qui requiert des technologies d’imagerie de pointe, ce qui constitue le cœur de métier de Canon. Ces dernières années, Canon a participé au projet TMT de construction d’un très grand télescope de 30 mètres de diamètre à Hawaii. Canon a aussi travaillé de son côté à la mise au point d’un élément d’optique diffractive à immersion censé réduire considérablement la taille des spectromètres infrarouges.

À la découverte

des origines de l’univers


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Illustration photo du TMT achevé (avec l’aimable autorisation de l’Observatoire astronomique national du Japon, en collaboration avec Mitsubishi Electric Corporation)

Méthode du miroir segmenté utilisée pour le miroir primaire

Miroir primaire de 30 mètres, constitué d’un

ensemble de 492 segments

Observatoire international du TMT

Configuration du miroir primaire à 492 segments

Prototype fabriqué par Canon d’un segment du miroir primaire

Élément de diffraction par immersion en phosphure d’indium (env. 50 mm (L) x 20 mm (l) x 15 mm (h))

Vue de la surface du réseau à travers un microscope électronique de grossissement de 1000x

IndustrieParticuliers

Professionnels Bureautique

Technologies phares de Canon aujourd’huiTechnologies innovantes au service des modes de vie, de l’activité économique et de l’industrie

Au fil des plus de 70 ans d’histoire de Canon, la priorité à la technologie a fait partie intégrante de l’ADN du groupe et constitue la source de ses technologies innovantes. Les technologies clés exclusives développées par le groupe au fil des années ont abouti à la création de huit domaines de R&D, lesquels incluent les technologies optiques et les technologies de communication basées sur l’image. Le groupe segmente ses activités de produits et services en quatre principaux pôles d’utilisation : professionnels, particuliers, bureautique et industrie. Porté par la volonté de créer de nouvelles technologies et nouveaux produits uniques en leur genre, Canon associe la créativité de ses ingénieurs avec les technologies clés du groupe pour générer une valeur sans précédent.

Systèmes de production

Technologies d’assemblage

Technologies de mesure et d’inspection

Technologies d’usinage

Technologies d’équipements de production et de procédés

Automatisation

Technologies d’ingénierie

de production

Technologies optiques

Technologies de machine et de

commande/contrôle

Technologies de communication

basée sur l’image

Technologies d’impression

Technologies de périphériques

Ingénierie logicielle et matérielle

Technologies des matériaux

Conception optique

Mesure optique

Éléments optiques

Théorie optique

Analyse optique

Conception mécanique

Contrôle mécanique

Contrôle et commande d’équipements de

précision

Dispositifs mécatroniques

Traitement d’image haute qualité

Traitement et retouche d’image

Codage d’image

Traitement des informations d’image

Domaines R&D

Technologies clés

Procédés de formation d’image

Conception optimale de modules et systèmes

Éléments de traitement d’image

Éléments d’affichage

Miniaturisation

Technologie MEMS

Systèmes d’exploitation et logiciels médiateurs

Contrôleurs IP

Informatique via le cloud

Substrats LSI et PKG

Technologies de communication

Matériaux pour l’optique

Toners et encres

Matériaux pour l’électronique

Matériaux pour le domaine médical et biomatériaux

Matériaux hautement fonctionnels

Nanomatériaux


Appareils photo reflex numériques professionnels

Équipements ophtalmiques Systèmes de diagnostic par TDM aux rayons X

Systèmes de diagnostic par ultrasons

Radiographie numérique

Équipements Broadcast

Caméras cinéma numériques

Caméscopes numériques à usage professionnel

Écrans à usage professionnel

Objectifs interchangeables Imprimantes jet d’encre professionnelles

Scanners d’image

Appareils photo numériques compacts

Imprimantes photo compactesConnect Station

Appareils photo reflex numériques Imprimantes jet d’encre

Appareils photo compacts

Caméscopes numériques

Imprimantes jet d’encre grand format

Services cloud de gestion des documents

Imprimantes jet d’encre professionnelles

Périphériques multifonctions d’entreprise

Calculatrices

Scanners de documents

Cartouches de toner

Solutions logicielles

Imprimantes laser multifonctions

Imprimantes laser

Télécopieurs

Systèmes de vision artificielle 3D

Microsoudeuses de puces

Projecteurs multimédias Caméras réseau

Imprimantes à alimentation continue haute vitesse

Équipements lithographiques à semi-conducteurs

Imprimantes photo de production

Caméras industrielles

Caméras multifonctions Équipements de fabrication d’écrans Organic LED (OLED)

ComposantsImprimantes d’étiquettes

couleur/cartes couleur

Équipements de lithographie pour écrans plats

Systèmes de réalité mixte (RM)

Équipements de pulvérisation cathodique pour MRAM

Terminaux portables

Systèmes d’impression de production numérique

C h a p i t re2 | Canon continue de faire ce qu’il sait faire de mieux Technologies phares de Canon aujourd’hui

R&D mondialeLe groupe Canon exerce des activités dans plus de 220 pays et régions autour du monde. Aujourd’hui, les ventes hors du Japon représentent plus de 80 % du chiffre d’affaires net consolidé de Canon. Pour être certain que les activités de recherche menées par chacun de ces sites aboutissent à des activités économiques, Canon collabore activement et entretient des échanges avec des instituts de recherche extérieurs.

Système de gestion de trois sièges régionaux pour favoriser la création de nouveaux secteurs d’activitéDans l’optique d’étendre ses centres d’innovation, chargés de dé-velopper les domaines d’activité du groupe, au-delà des frontières du Japon afin d’inclure l’Europe et les États-Unis, Canon œuvre à la mise en place d’un système de gestion de trois sièges ré-gionaux. Canon vise à exploiter les caractéristiques et capacités propres à ces trois régions, à savoir le Japon, les États-Unis et l’Eu-rope, en effectuant de la recherche fondamentale, de la recherche appliquée et d’autres activités de R&D pour créer de nouvelles activités dans l’avenir.

Aux États-Unis, le Healthcare Optics Research Lab. (HORL) de Canon réalise des travaux de recherche collaborative avec les établissements médicaux affiliés à Harvard sur les techno-logies optiques dans le domaine médical. Par ailleurs, en 2015, Canon U.S.A. a créé Canon BioMedical, afin d’établir un lien stra-tégique entre les domaines des sciences du vivant et des tests génétiques, lesquels emploient les technologies existantes et nouvelles de Canon, afin de développer de nouvelles activités.

En Europe, Océ étend sa collaboration avec Canon au Japon et met au point des technologies autour de l’encre et des proces-sus pour l’impression commerciale.

Développement de technologies optiques de pointe à travers la recherche collaborative avec les universitésPour renforcer son activité de R&D, Canon noue des liens étroits avec les universités. En 2007, le groupe a créé le Center for Optical Research & Education (CORE) au Japon, conjointement avec l’uni-versité d’Utsunomiya, afin de soutenir la formation d’ingénieurs en optique et la recherche sur les technologies optiques.

En 2015, Canon a rejoint le programme ImPACT (Impulsing PAradigm Change through disruptive Technologies) du gouver-nement japonais, dont l’objectif est de vérifier la valeur clinique des équipements photoacoustiques mis au point en collaboration avec l’université de Kyoto. Canon continuera de promouvoir la re-cherche conjointe avec les universités et instituts de recherche au Japon et à l’étranger, en vue de développer et de commercialiser les sciences et les technologies.

Amélioration des compétences linguistiques et techniques grâce à un programme d’études dans des universités étrangèresDepuis 1984, Canon propose à ses ingénieurs un programme d’études à l’étranger, dans le cadre de ses initiatives de mondia-lisation de ses opérations de R&D. Les ingénieurs qui participent à ce programme étudient des technologies de pointe ou spéciali-sées pendant deux ans dans des universités à l’étranger. L’objectif de ce programme est de former des ingénieurs internationaux et d’acquérir des technologies qui joueront un rôle central dans l’avenir de Canon. À ce jour, plus de 90 ingénieurs Canon ont étudié à l’étranger dans plus de 40 universités, notamment au Massachusetts Institute of Technology (U.S.A.), à l’Université Carnegie-Mellon (U.S.A.) et à l’Université de Cambridge (R.-U.).


Canon Research Centre France S.A.S.Rennes, France

Thèmes de recherche : Communications sans fil, transmission vidéo

Canon Information Systems Research Australia Pty. Ltd.Sydney, Australie

Thèmes de recherche : Traitement des informations d’image, graphiques

Healthcare Optics Research Lab.(Canon U.S.A.)Cambridge, MassachusettsThèmes de recherche : Imagerie optique biomédicale, robotique médicale

Canon BioMedical, Inc.Rockville, MarylandThème de recherche : Tests génétiques

C h a p i t re2 | Canon continue de faire ce qu’il sait faire de mieux R&D mondiale

canon : horizons 2017/2018 équipée d’un capteur cmos à très haute sensibilité. admirez ! 1...

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