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Un diaphragme électrochromique pour l'appareil photo des smartphones

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Une équipe de l'université allemande de Kaiserslautern a mis au point un diaphragme électrochromique offrant la même fonction que le classique modèle à lames. Suffisamment miniaturisé, il pourrait convenir à des smartphones et serait, en outre, plus économe en énergie.

Les appareils photo inclus dans les smartphones ont une tendance à l'embonpoint, ce qui finit par nuire à la compacité indispensable. Les fabricants cherchent des solutions pour réduire le volume des parties optiques et mécaniques. Des scientifiques explorent une voie originale pour remplacer le diaphragme à lamelles, cet ajustement de l'ouverture qui dose la quantité de lumière reçue par le capteur. © Samsung

La qualité de l'appareil photo est désormais un critère de différenciation dans la bataille que se livrent les fabricants de smartphones. Par conséquent, toute innovation susceptible d'améliorer les performances photographiques des terminaux est suivie avec attention. La semaine dernière, nous évoquions les travaux de Sony sur un capteur d'images courbe. Et voici que des chercheurs de l'université de Kaiserslautern en Allemagne viennent de présenter un diaphragme électronique à iris miniaturisé qui pourrait être intégré au capteur photo d'un smartphone.

Il pourrait remplir la même fonction qu'un diaphragme à iris mécanique tout en étant bien plus petit et plus sobre en consommation. Citant l'importance du diaphragme à iris en photographie, l'équipe qui a mis au point ce nouveau système explique qu'il n'y a actuellement aucun équivalent en version miniature.

En photographie, le diaphragme à iris est composé d’une série de lamelles dont le nombre et la forme peuvent varier. Il permet de contrôler avec précision l’illumination du capteur et, indirectement, la profondeur de champ et donc la netteté de l’image. Problème, ce mécanisme est difficile à miniaturiser. Des chercheurs de l’université de Kaiserslautern ont créé un modèle électrochromique dans lequel un matériau s'opacifie à la demande. © Rheto, CC-BY-SA-3.0, 2.5, 2.0 ,1.0

L'iris électrochromique est pour l'instant trop lent

 « La miniaturisation de ces dispositifs est limitée à cause de deux raisons : une manœuvre est nécessaire pour déplacer les lames qui ont besoin de suffisamment d'espace en dehors du chemin optique, lorsque le diaphragme est complètement ouvert », peut-on lire dans l'article scientifique publié via la revue Journal of Optics. Pour contourner ce problème, les chercheurs ont imaginé installé derrière l'objectif un matériau dont on peut ajuster la transparence.

Il s'agit d'un matériau électrochromique, en l'occurrence un polymère, qui s'opacifie lorsque lui est appliquée une faible tension électrique (environ 1,5 V). Une fois le changement de transparence obtenu, la tension n'a pas besoin d'être maintenue. En disposant plusieurs anneaux de ce polymère en cercles concentriques, on obtient différents réglages de luminosité. Le prototype montré comporte deux anneaux, ce qui permet quatre niveaux possibles.

Le diaphragme électrochromique mis au point par l'équipe de chercheurs de l’université de Kaiserslautern (Allemagne). On voit ici deux anneaux (en bleu) d'un matériau qui peut être rendu transparent ou opaque par l'application d'une tension électrique, venue des électrodes (en noir). Avec ce prototype à deux anneaux, on peut obtenir quatre niveaux de luminosité. © T. Deutschmann, E. Oesterschulze-université de Kaiserslautern

Le système reste assez éloigné de l'iris d'un œil animal, avec sa pupille ajustable, mais il est effectivement moins encombrant qu'un diaphragme classique, ce qui permet d'envisager l'intégration dans l'appareil photo d'un smartphone. Second avantage, le polymère n'a pas besoin d'un courant continu pour rester opaque, qui induit une consommation d'énergie minimale d'environ 30 microwatts.

Il y a un cependant un handicap : le temps de réaction de ce diaphragme électrochromique se compte en secondes, autant dire une éternité en photographie. Cependant, l'équipe de l'université de Kaiserslautern mise sur de nouveaux composants électroniques en cours de développement pour rendre son système plus réactif.

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