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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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