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Sony continue à plancher sur des capteurs courbes

24/06/2014 | Franck Mée

Plutôt que de corriger la courbure de champ des objectifs, n’est-il pas plus simple de donner au capteur la forme de celle-ci ? L’idée n’est pas neuve, mais Sony semble bien décidé à l’utiliser sur des produits grand public.

Petit rappel : sur la plupart des objectifs, l’image d’un plan (par exemple, un mur, la surface de l’eau, le ciel étoilé… ou une mire de tests) n’est pas plane. Elle est légèrement courbe, l’image étant projetée plus près de l’objectif aux bords du champ qu’au centre. Le phénomène s’appelle « courbure de champ de Petzval », du nom du pionnier du calcul mathématique des objectifs, qui fut l’un des premiers à étudier systématiquement les aberrations optiques.

Le résultat est simple : pour obtenir une image nette en bordure, la mise au point doit être plus lointaine qu’au centre. Il est bien sûr possible de jouer sur la profondeur de champ pour masquer la courbure de champ : le phénomène explique d’ailleurs en partie pourquoi le piqué est généralement plus homogène à f/5,6 qu’à pleine ouverture. Mais pour le contrer aux grandes ouvertures, la plupart des objectifs modernes utilisent des formules optiques complexes qui visent à modifier spécifiquement la distance de projection aux bords de l’image, afin de rendre celle-ci aussi plane que possible.

En astronomie, on connaît depuis longtemps une méthode plus radicale : déformer le capteur pour qu’il épouse la courbure de champ. C’était assez facile avec les plans-films, et cela reste utilisé pour les capteurs de grands télescopes — qui sont en fait des assemblages de multiples capteurs plans, répartis sur une surface sphérique. Certains fabricants, comme l’allemand Andanta, proposent également des capteurs CCD courbes comme celui ci-dessus, mais ceux-ci restent très spécifiques.

Sony et le Cmos concave

Lors d’une conférence de l’Institut des ingénieurs en électrique et électronique, Sony a parlé de ses premiers Cmos courbes. Peu de détails ont filtré sur la technologie utilisée ; tout au plus est-il clair que les capteurs sont gravés à plat, puis courbés et plaqués sur un support en céramique pour figer leur forme définitive. La technique rappelle celle de Andanta, qui grave ses CCD sur un substrat souple, puis les colle par aspiration sur un support à la forme souhaitée.

Si la fabrication est ainsi plus compliquée, le résultat a des bénéfices évidents : outre la possibilité d’adopter fidèlement la courbure de champ de l’objectif, et donc de simplifier la construction de celui-ci tout en offrant un piqué homogène, les photosites des bords du Cmos se retrouvent réorientés vers le centre de l’objectif, ce qui facilite la capture de la lumière sans nécessiter un réseau de micro-lentilles spécifiquement décalées. La compression de la surface du capteur lors de la mise en forme diminue également l’espace entre les photodiodes et améliore donc le rendement du capteur.

Deux capteurs différents auraient déjà été testés avec ce système. L’un est au format 2/3", commun sur les compacts experts ; l’autre, au format 24 x 36 mm.

Ce dernier fait immédiatement penser au RX1. Sony s’est vu accorder en 2013 des brevets sur des objectifs de 30 mm et 36 mm, aux formules très simples : quatre lentilles en trois groupes pour le 36 mm f/1,8 ci-dessus, contre huit lentilles en sept groupes pour le RX1. Ceux-là conservent une ouverture généreuse et doivent leur simplicité au choix de capteurs collant à leur courbure de champ.

Ce n’est pas, loin s’en faut, le seul brevet de ce genre. Toshiba a au moins un brevet désignant des méthodes pour mettre en forme un capteur et Minolta comme Canon ont étudié des objectifs pour des capteurs concaves.

Mais Sony va plus loin en annonçant avoir produit des prototypes fonctionnels. Il reste encore un pas avant d’imaginer une production en masse, mais celle-ci semble désormais imaginable.

- Le site de Sony
- La présentation de l’Institut d’ingénieurs en électrique et électronique (en anglais)

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  • Bien sûr .. et même à courbure variable en fonction de la position des zooms ....
    Pour les DSLR restera plus qu’à mettre à la poubelle les objectifs achetés à prix d’or, un peu comme Canon lors du passage FD à EF ..
    C’est un gadget pour smartphone sans plus ..

    • Gadget pour smartphone, j’ai un doute. Un smartphone avec un capteur 24x36 mm, ça n’est pas vraiment dans l’air du temps.
      En revanche, comme nous l’avons souligné, ce type de capteur semble plutôt destiné aux compacts, en particulier à des compacts à focale fixe comme le Fuji X100s, le Ricoh GR ou le Sony RX1, pour lesquels la courbure de champ de l’objectif est non seulement parfaitement connue, mais quasiment constante (la mise au point peut la modifier légèrement).
      Beaucoup plus difficile à implémenter dans un système à objectifs interchangeables, où chaque objectif (et, pour les zooms, chaque focale) peut avoir sa propre courbure ; il serait peut-être possible de définir une courbure standard correspondant à un compromis entre les courbures "naturelles" de différents objectifs, mais ça ne serait de toute évidence pas aussi efficace que pour un appareil à objectif fixe.

  • Effectivement, après l’objectif interchangeable, il faudra aussi adopter le capteur interchangeable... Solution qui va voir les sherpas envahir nos latitudes ! Nous aurons droit à un couple boitier/optique par focale, que dis-je, par objectif... que Sony/Zeiss nous fournira au prix le plus juste ! Celui de la perfection !

  • Belle innovation. Si à long terme, cela peut permettre d’avoir des objectifs plus légers et des capteurs plus sensibles, tant mieux pour nous !

  • on se demande pourquoi la France a un tel retard sur les autres pays européens industrialisés. la réponse se trouve ici : dès qu’il y a une avancée technologique, tout le monde crie au loup : cela ne marchera pas, cela coutera trop cher. Affligeant et inquiétant à vrai dire. si c’est cela l’état d’esprit en france, l’allemagne est assurée pour longtemps d’avoir deux longueurs d’avance....

  • Quel rapport avec la France et l’Europe ? ... chez sony, ils ont l’habitude de sortir la sulfateuse à modèles d’APN et DSLR. Encore faut-il sortir des vraies innovations, mais les trucs sans lendemain en matière de photos, on peut dire qu’on aura vu quelques uns.
    Entre un Canon et qui mûrit chaque modèle plusieurs années avant de d’en parler et de le commercialiser (Cf le 7DII ou autre) et Sony, Samsung et les autres qui pondent des nouveautés aussi vite oubliées que publiées. => on a le droit de faire son choix sans passer pour un archaïque ! lol
    Désolé .. mais il y a des marques sérieuses et d’autres apparemment moins. Le coté courbe des capteurs, des smartphones, des écrans ce sont vraiment des trucs gadgets au possible... quand bien même dans certaines situations ça présenterait un avantage, ça présente tellement d’inconvénients par ailleurs, qu’on peut légitimement douter du sérieux de cette annonce.

  • Et oui, Sony continue de bousculer les idées reçues !
    Pour ma part, j’assimile ce capteur courbe plus comme de la recherche fondamentale, qui permettra ou non à terme de nouveaux développements.
    Et sans recherche fondamentale, point de progrès ni de découvertes !

  • comme d hab les mêmes pseudos de fanboy canon qu’on retrouve sur les tous les forums photo et qui viennent pourrir toute news de nikon, sony etc en toutes circonstances ... pr vanter leur marque qu’ils idolâtrent ... au début on rigole d’autant de bêtise newsworld et puis ca finit par vraiment saouler ....

  • C’est pour cela que je ne lis que les articles, pas les commentaires.

    Je viens de faire une exception pour voir si la situation s’était améliorée..............................et bien non.

  • Ça fait penser au Leica Colorplan CF.

    La courbure de champ de l’objectif compensait la courbure des diapos qui n’étaient pas montées sous cache en verre.