Brevet FR3152062A1 — publié le 20250214

Capteur de profondeur hétérodyne La présente description concerne un capteur hétérodyne comprenant : un ou plusieurs mélangeurs optiques configurés pour combiner un faisceau lumineux de référence avec un ou plusieurs faisceaux lumineux de retour afin de générer un ou plusieurs signaux de battement ; et une matrice de pixels ( ), chaque pixel comprenant - une diode à avalanche à photon unique (SPAD) configurée pour recevoir un signal de battement correspondant parmi les un ou plusieurs signaux de battement et pour générer un signal de sortie en fonction de l'intensité lumineuse du signal de battement reçu ; et - un compteur numérique (CNTR) configuré pour générer une valeur de comptage sur la base du signal de sortie de la diode à avalanche à photon unique (SPAD). Figure abstraite : Fig. 5 Capteur de profondeur hétérodyne La présente description concerne de façon générale le domaine des capteurs de profondeur, et en particulier le domaine des capteurs de profondeur hétérodynes. Art d'arrière-plan Un type de capteur hétérodyne est un système d'imagerie active à ondes continues modulées en fréquence (FMCW), également connu sous le nom de lidar FMCW. Dans un tel système, la source de lumière est une source cohérente, par exemple une source laser, qui émet un rayonnement modulé en fréquence dont la fréquence varie selon une rampe linéaire périodique. Le rayonnement émis par la source est divisé en un faisceau de référence et un faisceau de transmission. Le faisceau de transmission est projeté sur la scène où il est réfléchi par un objet vers le mélangeur optique du capteur, tandis que le faisceau de référence est envoyé vers un mélangeur optique du capteur d'image sans passer par la scène. Le faisceau de référence et le faisceau de transmission interfèrent l'un avec l'autre au niveau du mélangeur optique du capteur d'images, d'où il résulte un signal de battement ayant une fréquence est représentative du retard temporel entre les deux faisceaux, qui est proportionnelle à deux fois la distance entre le capteur d'images et l'objet, permettant ainsi de déterminer la profondeur de l'objet dans la scène. Afin de capturer une image de profondeur sur la base de FMCW, une matrice de pixels d'imagerie est par exemple utilisée pour détecter l'amplitude du signal de retour provenant de la scène. Toutefois, il est techniquement difficile de fournir un capteur d'image adapté à l'imagerie FMCM et présentant une résolution, une précision, une consommation d'énergie et une surface acceptables. Selon un aspect, on prévoit un capteur hétérodyne comprenant : un ou plusieurs mélangeurs optiques configurés pour combiner un faisceau lumineux de référence avec un ou plusieurs faisceaux lumineux de retour afin de générer un ou plusieurs signaux de battement ; et une matrice de pixels, chaque pixel comprenant : - une diode à avalanche à photon unique configurée pour recevoir un signal de battement correspondant parmi un ou plusieurs signaux de battement et pour générer un signal de sortie en fonction de l'intensité lumineuse du signal de battement reçu ; et - un compteur numérique configuré pour générer une valeur de comptage sur la base du signal de sortie de la diode à avalanche à photon unique. Selon un mode de réalisation, la matrice comprend des pixels agencés en lignes et en colonnes, le capteur hétérodyne comprenant un séquenceur configuré pour faire fonctionner les pixels de la matrice pendant une opération d'obturation roulante dans laquelle les compteurs des pixels de chaque ligne de la matrice sont lus pendant une phase de lecture correspondante qui est décalée par rapport aux phases de lecture des compteurs des pixels des autres lignes de la matrice. Selon un mode de réalisation, le capteur hétérodyne comprend en outre un ou plusieurs éléments optiques recouvrant la matrice et configurés pour diriger le faisceau lumineux de retour vers les un ou plusieurs mélangeurs optiques. Selon un mode de réalisation, la fréquence d'échantillonnage du compteur de chaque pixel est inférieure à 500 kHz, et de préférence inférieure à 100 kHz. Selon un mode de réalisation, les un ou plusieurs mélangeurs optiques sont un élément unique recouvrant la matrice de pixels. Selon un autre aspect, il est proposé un système d'imagerie hétérodyne comprenant : - le capteur hétérodyne susmentionné ; - un circuit de modulation configuré pour générer un signal de rampe pour moduler une source de lumière cohérente afin de générer un faisceau lumineux modulé ; - un séparateur optique configuré pour diviser le faisceau lumineux modulé en un faisceau lumineux de référence et un faisceau lumineux de transmission ; et - un système optique d'illumination configuré pour éclairer un champ de vision du capteur hétérodyne avec le faisceau de transmission. Selon un mode de réalisation, le système d'imagerie hétérodyne comprend en outre une mémoire pour stocker une succession d'images générées par le capteur hétérodyne, et un circuit de post-traitement configuré pour effectuer une opération de transformée de Fourier sur les valeurs de pixel capturées par chaque pixel dans la succession d'images afin d'évaluer une variation de fréquence capturée par chaque pixel, et de générer ainsi une valeur de profondeur par pixel. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de capture d'une image de profondeur basé sur un capteur hétérodyne, le procédé comprenant : - la combinaison, par un ou plusieurs mélangeurs optiques, d'un faisceau lumineux de référence et d'un ou de plusieurs faisceaux lumineux de retour afin de générer un ou plusieurs signaux de battement ; - la génération, par une diode à avalanche à photon unique de chaque pixel d'une matrice de pixels du capteur hétérodyne, d'un signal de sortie en fonction de l'intensité lumineuse d'un signal de battement correspondant parmi les un ou plusieurs signaux de battement ; et - la génération, par un compteur numérique de chaque pixel, d'une valeur de comptage basée sur le signal de sortie de la diode à avalanche à photon unique. Selon un mode de réalisation, la matrice comprend des pixels agencés en lignes et en colonnes, le procédé comprenant en outre le fonctionnement, par un séquenceur du capteur hétérodyne, des pixels de la matrice dans une opération d'obturation roulante dans laquelle les compteurs des pixels de chaque ligne de la matrice sont lus pendant une phase de lecture correspondante qui est décalée par rapport aux phases de lecture des compteurs des pixels des autres lignes de la matrice. Selon un mode de réalisation, la fréquence d'échantillonnage du compteur de chaque pixel est inférieure à 500 kHz, et de préférence inférieure à 100 kHz. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre : - la génération, par un circuit de modulation, d'un signal de rampe pour moduler une source de lumière cohérente afin de générer un faisceau lumineux modulé ; - la division, par un séparateur optique, du faisceau lumineux modulé en un faisceau lumineux de référence et un faisceau lumineux de transmission ; et - l'éclairage, par un système optique d'illumination, d'un champ de vision du capteur hétérodyne avec le faisceau de transmission. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en à - le stockage dans une mémoire d'une succession d'images générées par le capteur hétérodyne ; et - l'exécution, par un circuit de post-traitement, d'une opération de transformée de Fourier sur les valeurs des pixels capturées par chaque pixel dans la succession d'images afin d'évaluer une variation de fréquence capturée par chaque pixel, et générer ainsi une valeur de profondeur par pixel. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la illustre schématiquement un capteur FMCW selon un exemple de mode de réalisation ; la est un graphique représentant la fréquence des signaux de rampe émis et reçus en fonction du temps, selon un exemple de mode de réalisation ; la est un graphique représentant, dans le domaine des fréquences, une différence de fréquence détectée entre les signaux de rampe émis et reçus, selon un exemple de mode de réalisation ; la illustre schématiquement un système d'imagerie FMCW selon un exemple de mode de réalisation de la présente description ; la illustre schématiquement un imageur hétérodyne du système d'imagerie FMCW de la plus en détail, selon un exemple de mode de réalisation de la présente description ; la représente schématiquement une coupe transversale de l'imageur hétérodyne de la selon un exemple de mode de réalisation de la présente description ; et La est un chronogramme illustrant une opération d'obturateur roulant de l'imageur hétérodyne de la selon un exemple de mode de réalisation de la présente description. De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. Par exemple, les mélangeurs optiques permettant de combiner deux signaux lumineux ayant des fréquences modulées différentes afin de générer un signal de battement sont connus dans l'état de la technique et ne seront pas décrits en détail dans le présent document. Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures. Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. La illustre schématiquement un capteur FMCW 100 selon un exemple de mode de réalisation. Le capteur 100 de la comprend une source de lumière modulée cohérente 101, adaptée à l'émission d'un faisceau de lumière cohérente BEAM. La source de lumière 101 comprend par exemple un modulateur laser FMCW (LASER MOD) 102 configuré pour générer un signal de rampe RAMP, par exemple sous la forme d'une tension ou d'un courant, et pour fournir le signal de rampe à une source d'émission 104. Dans certains modes de réalisation, la source d'émission 104 est mise en œuvre par un oscillateur contrôlé configuré pour moduler la fréquence du faisceau BEAM en fonction du signal de rampe RAMP. Selon une variante, la source d'émission 104 est par exemple une source, telle qu'un VCSEL (de l'anglais "Vertical Cavity Surface-Emitting Laser", laser à émission de surface et à cavité verticale), ayant une longueur d'onde naturelle qui est modulée naturellement par une intensité de courant du signal de rampe, créant ainsi la modulation de fréquence sans avoir besoin d'un oscillateur contrôlé. La source d'émission 104 est par exemple une source laser, et est par exemple configurée pour émettre de la lumière dans le spectre infrarouge. La fréquence optique de la source de lumière 104 est modulée selon une loi prédéfinie, par exemple une loi continue, par exemple une loi linéaire périodique. La fréquence optique de la source 104 varie dans le temps selon ladite loi prédéfinie. Le capteur 100 de la comprend en outre un module optique 106 comprenant, par exemple, un séparateur optique 108 adapté pour diviser le faisceau lumineux BEAM en un faisceau de transmission Tx qui est transmis dans la scène, et un faisceau de référence REF, qui est fourni à un mélangeur optique 110. Le faisceau de transmission Tx est réfléchi par un ou plusieurs objets cibles (TARGET(S)) dans la scène à une (des) distance(s) donnée(s) du capteur 100, et le faisceau réfléchi forme un faisceau de retour Rx vers le module optique 106. Le faisceau de retour Rx est combiné au faisceau de référence REF, par exemple en superposant spatialement un faisceau à l'autre, afin de générer un faisceau hétérodyne dF, correspondant à un signal de battement ayant une fréquence, ou une pluralité de composantes de fréquence, égale à une différence de fréquence entre les faisceaux de transmission et de retour Tx, Rx. Le capteur 100 comprend en outre un circuit de conversion (FFT) 114, comprenant par exemple une fonction de transformée de Fourier, telle qu'une fonction de transformée de Fourier rapide (FFT), configuré pour échantillonner le faisceau hétérodyne dF afin de déterminer une ou plusieurs fréquences représentant une ou plusieurs distances d'objets cibles dans la scène, comme cela sera expliqué plus en détail en relation avec les figures 2 et 3. La figure 2 est un graphique représentant les variations de fréquence (FREQ) des rampes du faisceau de transmission Tx et du faisceau de retour Rx en fonction du temps (t) selon un exemple de mode de réalisation. La figure 2 est basée sur un exemple dans lequel le signal de rampe RAMP a une forme d'onde triangulaire, et a une plage de fréquence allant d'une fréquence minimale Fmin à une fréquence maximale Fmax, et une durée de balayage ascendant, c'est-à-dire de Fmin à Fmax, de . La durée du balayage descendant, c'est-à-dire de Fmax à Fmin, est par exemple égale à la durée du balayage ascendant. Le faisceau de retour Rx a une forme d'onde similaire à celle du faisceau de transmission Tx, mais il est retardé d'un certain retard temporel par rapport au faisceau de transmission Tx. Ce retard temporel correspond au temps nécessaire au faisceau de transmission Tx pour atteindre l'objet cible et revenir au capteur, et est donc proportionnel à deux fois la distance entre le capteur et la cible. La est un graphique représentant, dans le domaine des fréquences, le résultat d'une transformée de Fourier rapide (FFT AMPL) appliquée à l'amplitude du faisceau hétérodyne. Comme cela est représenté, il y a un pic à la fréquence dF correspondant à la différence de fréquence entre le faisceau de référence REF et le faisceau de retour Rx réfléchi par un premier objet cible dans la scène. La illustre également un autre pic à une fréquence dF' correspondant à la différence de fréquence entre le faisceau de référence REF et une autre composante de fréquence du faisceau de retour Rx dans le cas où il y a un deuxième objet cible dans la scène à une plus grande distance que le premier objet cible. La distance d'un objet peut être calculée à l'aide de l'équation suivante : où est la vitesse de la lumière dans l'air. Le temps peut être obtenu par l'équation suivante : où est le temps nécessaire pour effectuer le balayage de fréquence, est la plage de fréquence du balayage de fréquence. Selon un exemple, la longueur d'onde de la source de lumière varie entre 940,000 nm et 940,003 nm, ce qui signifie que Fmin=319,14554 THz, Fmax=319,14954 THz et =4 GHz. En outre, la durée du balayage ascendant est par exemple égale à 10 ms, et la distance maximale Dmax qui peut être détectée est par exemple égale à 9,6 m. Par conséquent, il est possible de définir les paramètres suivants : - la distance minimale Dmin qui peut être détectée est égale à c/2B = 3,75 cm ; - la granularité FFT pour 1 bin=1/T=100 Hz ; - la fréquence d'échantillonnage des données 25,6 Hz ; - le nombre de points de la sortie FFT 256. Plus généralement, Fmin est par exemple égale à au moins 1 THz, est égale à au moins 100 MHz, Dmax est égale à au moins 2 m, et T est égal à au moins 1 ms. La illustre schématiquement un système d'imagerie FMCW 400 selon un exemple de mode de réalisation de la présente description. Certaines caractéristiques du système 400 de la sont les mêmes que celles du capteur 100 de la . Ces éléments ont été désignés par des références numériques similaires et ne seront pas décrits à nouveau en détail. En particulier, les principes de l'imagerie FMCW décrits en relation avec la sont mis en œuvre dans le système 400. Le système 400 comprend un modulateur laser FMCM (FMCW LASER MODULATOR) 102 similaire à celui de la , configuré pour générer un signal de rampe RAMP, et une source de lumière cohérente (COHERENT LIGHT SOURCE) 104 similaire à celle de la . Dans l'exemple de la , le modulateur laser FMCW 102 est configuré pour générer un signal de rampe ayant une forme d'onde en dents de scie. Dans des variantes de mode de réalisation, au lieu d'une forme d'onde en dents de scie, on pourrait utiliser une forme d'onde triangulaire ou une autre forme d'onde comportant une rampe ascendante et/ou descendante. Le faisceau généré par la source de lumière 104 est fourni au côté réception du système en tant que faisceau de référence et est transmis dans la scène en tant que faisceau de transmission Tx. Par exemple, bien que cela ne soit pas illustré à la , le faisceau de sortie modulé généré par la source de lumière cohérente 104 est divisé à l'aide d'un séparateur optique similaire au séparateur 108 de la afin de générer les faisceaux de référence et de transmission REF, Tx. Dans l'exemple de la , le système 400 comprend en outre un système optique d'illumination flash (SYSTÈME OPTIQUE D'ILLUMATION FLASH) 402 configuré pour éclairer simultanément un champ de vision entier du système d'imagerie 400 avec le faisceau de transmission Tx. Par exemple, le système optique 402 comprend des composants optiques tels que des diffuseurs et/ou des lentilles. Comme dans la , la scène comprend une ou plusieurs cibles (TARGET(S)) 112 à une distance z du système d'imagerie. Le faisceau de retour Rx provenant de la scène est par exemple reçu par l'intermédiaire d'un système optique d'imagerie (SYSTÈME OPT. D'IMAGERIE) 404, un mélangeur optique (MXR) 406 et un imageur hétérodyne (IMAGEUR HÉTÉRODYNE) 408 du système d'imagerie 400. L'imageur hétérodyne 408 comprend par exemple une matrice de pixels . Le système optique d'imagerie 404 est par exemple constitué d'une ou de plusieurs lentilles configurées pour diriger le faisceau de retour vers le mélangeur optique 406 et l'imageur hétérodyne 408. Par exemple, le système optique d'imagerie 404 comprend une seule lentille couvrant le champ de vision du système. Dans d'autres modes de réalisation, la ou les lentilles pourraient comprendre des lentilles discrètes, une par pixel de l'imageur hétérodyne. Le faisceau Rx' généré par les une ou plusieurs lentilles du système optique d'imagerie 404 est par exemple fourni par l'intermédiaire du mélangeur optique à chaque pixel de l'imageur hétérodyne 408. Le mélangeur optique MXR est par exemple un élément unique qui couvre la matrice et est configuré pour combiner le faisceau de référence commun REF avec le faisceau reçu transmis par les une ou plusieurs lentilles du signal optique d'imagerie et pour fournir le signal de battement résultant aux pixels de l'imageur hétérodyne 408. Dans d'autres modes de réalisation, le mélangeur optique est basé sur les pixels, c'est-à-dire qu'un élément de mélangeur optique est prévu pour chaque pixel, chaque élément recevant le faisceau de référence REF et le combinant avec le faisceau reçu pour générer le signal de battement correspondant . L'imageur hétérodyne 408 est par exemple configuré pour échantillonner une intensité lumineuse du signal de battement reçu par chaque pixel, et à fournir les signaux échantillonnés sous forme d'images numériques d'intensité I à un circuit de post-traitement (POST-PROCESSING) 410. Le circuit 410 est par exemple configuré pour effectuer une transformée de Fourier, telle qu'une opération FFT, sur les valeurs de pixels capturées par chaque pixel dans la succession d'images I afin d'évaluer la variation de fréquence dF capturée par chaque pixel, et générer ainsi une valeur de profondeur ( ) par pixel. Le circuit 410 est par exemple mis en oeuvre dans le matériel, par exemple par un ASIC (de l'anglais "application specific integrated circuit", circuit intégré spécifique à une application). Selon une variante, les fonctions du circuit 410 pourraient être au moins partiellement mises en œuvre par un logiciel exécuté par un ou plusieurs processeurs du circuit 410. La figure 5 illustre schématiquement l'imageur hétérodyne 408 du système d'imagerie FMCW 400 de la figure 4 plus en détail selon un exemple de mode de réalisation de la présente description. L'imageur 408 comprend une matrice de pixels 502 de taille X par Y, en d'autres termes, il y a des pixels à dans une première ligne, et des pixels à dans une dernière ligne. Chaque pixel de la matrice 502 comprend par exemple un détecteur à diode à avalanche à photon unique (SPAD) et un compteur (CNTR). Comme le sait la personne du métier, un détecteur SPAD est configuré pour générer un événement, tel qu'une transition de tension ou une impulsion, chaque fois que l'arrivée d'un photon est détectée. Selon les modes de réalisation décrits ici, les événements sont accumulés localement par le compteur CNTR dans chaque pixel. Chaque compteur CNTR est par exemple réinitialisé par un signal de réinitialisation RESET, et lu par un signal de lecture READ. Par exemple, les signaux de réinitialisation et de lecture appliqués à chaque compteur ont une fréquence égale à la fréquence d'échantillonnage Fs de l'imageur. La fréquence d'échantillonnage Fs est par exemple égale à deux fois la fréquence maximale du signal dF à détecter. Selon un mode de réalisation, pour une fréquence maximale de détection de 25,6 kHz, la fréquence d'échantillonnage Fs est de 51,2 kHz. L'exemple d'imageur 408 de la est basé sur un fonctionnement à obturateur déroulant dans lequel les lignes sont commandées individuellement par des signaux de lecture et de réinitialisation générés par un séquenceur (SEQ.) 504. Par exemple, en supposant que la matrice comporte n lignes de 0 à (n-1), les compteurs CNTR d'une première ligne 0 de la matrice sont commandés chacun par un signal de lecture commun READ[0] et un signal de réinitialisation commun RESET[0], et les compteurs CNTR d'une dernière ligne de la matrice sont commandés chacun par un signal de lecture commun READ[n-1] et un signal de réinitialisation commun RESET[n-1]. Les compteurs CNTR de chaque colonne de pixels sont par exemple configurés pour fournir des données de sortie dans un bus de données de colonne commun COLONNE DONNEES, ces données de colonne formant les images numériques I qui sont par exemple stockées dans une mémoire (non représentée en ) et traitées par le circuit de post-traitement 410. La figure 6 représente schématiquement une coupe transversale d'une partie de l'imageur hétérodyne de la figure 5 selon un exemple de mode de réalisation de la présente description. La coupe transversale de la figure 6 illustre en particulier les pixels et de la , mais il est entendu que chacun des pixels de la matrice 502, par exemple, a une structure similaire. Comme cela est représenté, chaque pixel comprend par exemple un empilement formé dans et sur un substrat 602, l'empilement comprenant un détecteur SPAD (SPAD), un mélangeur optique (MXR), qui peut être un élément commun pour l'ensemble de la matrice ou un élément basé sur les pixels, recouvrant le détecteur SPAD, une couche de séparation 604, par exemple constituée d'un matériau transparent tel que l'oxyde (non dessiné à l'échelle), et un élément optique (LENS) formé sur la couche de séparation 604, l'élément optique étant par exemple une lentille unique recouvrant l'ensemble de la matrice. La est un chronogramme illustrant une opération d'obturateur roulant de l'imageur hétérodyne de la selon un exemple de mode de réalisation de la présente description. Comme cela est représenté, l'exemple de la figure 7 est basé sur une opération de volet roulant dans laquelle les n lignes ROW(0) à ROW(n-1) de la matrice sont commandées individuellement. Le compteur numérique CNTR de chaque pixel d'une ligne est réinitialisé par le signal de réinitialisation RESET correspondant avant une période d'intégration (INT) de la ligne, et est lu par le signal de lecture READ correspondant à la fin de la période d'intégration (INT) de la ligne. Une période d'échantillonnage (PÉRIODE D'ÉCHANTILLONNAGE) s'étend de la fin de la phase de réinitialisation d'un compteur au début d'une phase de réinitialisation ultérieure du compteur. Au cours d'une période d'échantillonnage, les n lignes de la matrice sont par exemple lues. Ainsi, les périodes d'échantillonnage entre une ligne et la suivante sont par exemple décalées d'un retard temporel égal à la période d'échantillonnage divisée par n. Ainsi, le séquenceur 504 est configuré pour faire fonctionner les pixels de la matrice dans une opération d'obturateur déroulant selon laquelle les compteurs CNTR des pixels de chaque ligne de la matrice sont lus pendant une phase de lecture correspondante qui est décalée par rapport aux phases de lecture des compteurs des pixels des autres lignes de la matrice. Une séquence de m périodes d'échantillonnage est par exemple exécutée afin de déterminer, pour chaque pixel, une ou plusieurs lectures de profondeur. Dans certains modes de réalisation, m est égal à au moins 10, et de préférence à au moins 100. Un avantage des modes de réalisation décrits ici est que des images de profondeur ayant une résolution relativement élevée peuvent être capturées par un imageur hétérodyne fonctionnant à une fréquence d'échantillonnage relativement basse, par exemple inférieure à 500 kHz, et de préférence inférieure à 100 kHz. Par exemple, la matrice de pixels peut comprendre 64 pixels ou plus, agencés par exemple en 8 lignes ou plus et 8 colonnes ou plus, et de préférence au moins 500 pixels agencés en deux lignes ou plus et deux colonnes ou plus. En outre, un avantage de l'opération d'obturateur déroulant décrite en relation avec la est que le temps de montée T du signal de rampe peut être sensiblement égal à la période complète de l'image, ce qui permet d'obtenir un rapport signal/bruit (SNR) élevé et de relâcher des contraintes sur la fréquence d'échantillonnage. L'utilisation d'un détecteur SPAD comme photodétecteur dans chaque pixel de l'imageur hétérodyne présente l'avantage d'avoir un temps de réponse relativement rapide et d'être compatible avec le pilotage d'un compteur numérique local afin de stocker localement une mesure d'intensité dans chaque pixel. Ainsi, la détection basée sur le SPAD permet d'effectuer une conversion numérique directement dans le pixel avec une puissance et une surface relativement faibles. Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à la personne du métier. Par exemple, bien que les modes de réalisation décrits prévoient que chaque pixel d'une matrice comprend un seul SPAD, il serait possible que chaque pixel comprenne une pluralité de SPAD. Enfin, la mise en œuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. Capteur hétérodyne comprenant : - un ou plusieurs mélangeurs optiques (MXR) configurés pour combiner un faisceau lumineux de référence (REF) avec un ou plusieurs faisceaux lumineux de retour ( ) afin de générer un ou plusieurs signaux de battement ( ) ; et une matrice de pixels ( ), chaque pixel comprenant : - une diode à avalanche à photon unique (SPAD) configurée pour recevoir un signal de battement correspondant parmi un ou plusieurs signaux de battement ( ) et pour générer un signal de sortie en fonction de l'intensité lumineuse du signal de battement reçu (dF) ; et - un compteur numérique (CNTR) configuré pour générer une valeur de comptage sur la base du signal de sortie de la diode à avalanche à photon unique (SPAD). Capteur hétérodyne selon la revendication 1, dans lequel la matrice comprend des pixels ( ) agencés en lignes et en colonnes, le capteur hétérodyne comprenant un séquenceur (504) configuré pour faire fonctionner les pixels de la matrice dans une opération d'obturateur déroulant dans laquelle les compteurs (CNTR) des pixels de chaque ligne de la matrice sont lus pendant une phase de lecture correspondante qui est décalée par rapport aux phases de lecture des compteurs des pixels des autres lignes de la matrice. Capteur hétérodyne selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un ou plusieurs éléments optiques (LENS) recouvrant la matrice et configurés pour diriger le faisceau lumineux de retour ( ) vers les un ou plusieurs mélangeurs optiques (MXR). Capteur hétérodyne selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la fréquence d'échantillonnage (Fs) du compteur de chaque pixel est inférieure à 500 kHz, et de préférence inférieure à 100 kHz. Capteur hétérodyne selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les un ou plusieurs mélangeurs optiques sont un élément unique (MXR) recouvrant la matrice de pixels. Système d'imagerie hétérodyne comprenant : - le capteur hétérodyne selon l'une des revendications 1 à 5 ; - un circuit de modulation (102) configuré pour générer un signal de rampe (RAMP) pour moduler une source de lumière cohérente (104) afin de générer un faisceau lumineux modulé ; - un séparateur optique (108) configuré pour diviser le faisceau lumineux modulé en un faisceau lumineux de référence (REF) et un faisceau lumineux de transmission (Tx) ; et - un système optique d'illumination (402) configuré pour éclairer un champ de vision du capteur hétérodyne avec le faisceau de transmission (Tx). Système d'imagerie hétérodyne selon la revendication 6, comprenant en outre une mémoire pour stocker une succession d'images (I) générées par le capteur hétérodyne, et un circuit de post-traitement (410) configuré pour effectuer une opération de transformée de Fourier sur les valeurs de pixels capturées par chaque pixel ( ) dans la succession d'images (I) afin d'évaluer une variation de fréquence (dF) capturée par chaque pixel, et de générer ainsi une valeur de profondeur ( ) par pixel. Procédé de capture d'une image de profondeur basée sur un capteur hétérodyne, le procédé comprenant : - la combinaison, par un ou plusieurs mélangeurs optiques (MXR), d'un faisceau lumineux de référence (REF) et d'un ou de plusieurs faisceaux lumineux de retour ( ) afin de générer un ou plusieurs signaux de battement (dF) ; - la génération, par une diode à avalanche à photon unique (SPAD) de chaque pixel ( ) d'une matrice de pixels du capteur hétérodyne, d'un signal de sortie en fonction de l'intensité lumineuse d'un signal de battement correspondant parmi les un ou plusieurs signaux de battement (dF) ; et - la génération, par un compteur numérique (CNTR) de chaque pixel ( ), d'une valeur de comptage basée sur le signal de sortie de la diode à avalanche à photon unique. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la matrice comprend des pixels agencés en lignes et en colonnes, le procédé comprenant en outre le fonctionnement, par un séquenceur (504) du capteur hétérodyne, des pixels ( ) de la matrice dans une opération d'obturateur déroulant dans laquelle les compteurs (CNTR) des pixels de chaque ligne de la matrice sont lus pendant une phase de lecture correspondante qui est décalée par rapport aux phases de lecture des compteurs des pixels des autres lignes de la matrice. Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la fréquence d'échantillonnage (Fs) du compteur de chaque pixel est inférieure à 500 kHz, et de préférence inférieure à 100 kHz. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, comprenant en outre : - la génération, par un circuit de modulation (102), d'un signal de rampe (RAMP) pour moduler une source de lumière cohérente (104) afin de générer un faisceau lumineux modulé ; - la division, par un séparateur optique (108), du faisceau lumineux modulé en un faisceau lumineux de référence (REF) et un faisceau lumineux de transmission (Tx) ; et - l'éclairage, par un système optique d'illumination (402), d'un champ de vision du capteur hétérodyne avec le faisceau de transmission (Tx). Procédé selon la revendication 11, comprenant en outre : - le stockage dans une mémoire d'une succession d'images (I) générées par le capteur hétérodyne ; et - l'exécution, par un circuit de post-traitement (410), d'une opération de transformée de Fourier sur les valeurs de pixels capturées par chaque pixel ( ) dans la succession d'images (I) afin d'évaluer une variation de fréquence (dF) capturée par chaque pixel, et de générer ainsi une valeur de profondeur ( ) par pixel.