Un progrès sur les optiques grand-angulaires ?
Un progrès sur les optiques grand-angulaires ?
samedi 28 septembre 2013 12:08:31
Le prototype développé à l'UCSD est présenté ici, en anglais.

Charles
Re: Un progrès sur les optiques grand-angulaires ?
samedi 28 septembre 2013 12:29:56
Par une coïncidence très étrange, un ami de galerie-photo qui est probablement un grand timide, me passe à l'instant par mél privé un lien du même genre (ces petits liens qui font plaisir, je n'insiste pas, on ne peut tout de même pas convoquer la Comtesse dès qu'un belle rubrique se présente ici).

Comme j'ai pris bien soin dans ma réponse privée à ne rien mettre de compromettant qui puisse trahir le secret de cette source, je me permets de ré-afficher ici ce que je viens juste de répondre à cet honorable correspondant.

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Bonjour, ce n'est certainement pas une innovation sur le plan optique puisque l'Hypergon de chez Goerz (~ 1910) est l'exemple parfait d'un objectif grand angulaire « globulaire ». Ce qui est annoncé dans l'article c'est la reprise et l'amélioration de ce genre d'objectif, mais couplé avec un réseau de fibres optiques juste derrière le globe, pour s'affranchir de la courbure de champ. Plus une détection pixellisée par capteur silicium et une usine à gaz électronique. Le projet est soutenu sur crédits militaires, donc en général, aux É-U, on ne mégote pas sur les crédits et les hommes-mois affectés au projet.

Donc pas d'innovation « optique », sinon marginalement, mais le fait que des vieux principes optiques abandonnés pour des raisons la fois scientifiques et techniques (courbure de champ incompatible avec la détection sur un plan), économiques (les ménisques très creux de l'hypergon sont très coûteux à fabriquer et très fragiles), finissent par être remis au gout du jour lorsque qu'un saut technologique rend accessible une technique permettant de s'affranchir des limites rencontrées jusqu'alors.

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On peut ajouter qu'il est assez facile de faire une simulation de l'Hypergon avec la version éducation du logiciel OsloMD-edu. Fabrice, notre concepteur d'optiques sur le forum, nous avait passé les résultats de courbes FTM, qui étaient assez affligeants en bord de champ, entre autres raisons à cause de la courbure de champ de cette optique légendaire (avec son petit ventilateur-filtre-dégradé-concentrique, hélas ce dispositif ingénieux ne peut rien pour contrer la courbure de champ).

Fabrice avait ensuite ajouté que les ménisques très creux étaient fort coûteux à fabriquer.
Néanmoins les utilisateurs du grand angulaire rétrofocus Canon TS-E de 17 mm de focale ont un magnifique exemple d'un tel ménisque fort creux en entrée de leur caillou favori.

Je ne connais pas le détail des optiques globulaires mono-centriques évoquées dans cet article, mais sans une batterie de fibres optiques pour repiquer chaque point-image en sortie du globe, on ne pourrait pas avoir à la fois une résolution très élevée et tout le champ net d'un coup.
Là encore, l'idée n'est pas nouvelle de compenser une courbure de champ par un réseau de fibres optiques ordonnées (par opposition aux faisceaux de fibres désordonnées utilisés pour l'éclairage des petits objets).
Cela existait dès les années 1970 à partir du moment où on a su fabriquer des plaques de fibres optiques (plaques rigides) pour le transport d'image point par point. Dans les intensificateurs d'images du siècle dernier, on forme après conversion visible->électrons dans une photo-cathode, via une optique électronique et passage dans un intensificateur (certains modèles utilisent des multiplicateur d'électrons à galettes de micro-canaux, souvent sans optique électronique de sortie, c'est un peu différent), une image électronique très fortement affectée de courbure de champ.
Mais si le fond de tube avec la couche de conversion électrons->visible est une plaque à fibres avec un côté creux et un côté plat, le côté creux où se focalisent les électrons compense la courbure de champ de l'optique électronique ; et le plat en sortie, après transport de l'image point par point par la plaque de fibres, peut être reprise par n'importe quelle optique aplanétique classique.
Cette correction géométrique de la courbure de champ par plaques de fibres est donc un principe universel qui n'est pas limité à l'extraction d'une image hors d'un tube à faisceaux d'électrons.

L'idée de capter l'image optique d'un coup sur un très grand champ angulaire sans avoir recours au raccordement d'image par rotation est très enthousiasmante. Au moment où le sport favori d'un grand nombre d'amateurs aujourd'hui est le raccordement multi-images par rotation (chez Seitz AG (CH- 8512 Lustdorf, Thurgovie ; un village où on ne doit pas s'ennuyer) sont l'un des spécialistes des solutions professionnelles selon ce principe, mais le nombre de fournisseurs de robots-rotateurs-raccordeurs vus à la photokina 2012 est impressionnant !), le retour de l'Hypergon et ses frères, bien appuyés par de belles fibres et de bons pixels bien efficaces, ne peut que nous plaire sans réserve !

La Comtesse a évidemment envie d'ajouter quelque chose, parce qu'elle a entendu parler de globe, mais aujourd'hui elle n'aura pas voix au chapitre (la question est sérieuse et très technique).

E.B.



Modifié 6 fois. Dernière modification le 28/09/13 12:59 par Emmanuel Bigler.
Re: Un progrès sur les optiques grand-angulaires ?
samedi 28 septembre 2013 13:48:46
Quelques remarques, en plus, histoire de causer.

La limite absolue au nombre de points résolus qui peuvent passer à travers un objectif en une seul fois est fixé par un calcul de diffraction connu depuis 60 ans. Donc la probabilité que ces optiques globulaire prennent des libertés avec ce modèle indépassable de l'optique physique classique est faible, mais il faut être prudent : il suffit de penser à la détection d'images en microscopie à champ proche optique qui donnent des détails sub-longueur d'onde en violation du calcul classique du pouvoir séparateur d'une optique de microscope. Mais en champ proche optique on utilise justement un principe de formation d'image différent : le champ proche évanescent qui ne sert pas dans la formation d'images à travers un objectif, fût-il de microscope.

Ce qui est nouveau et dont on mesure chaque jour les avantages, c'est la disponibilité de détecteurs 100 fois plus sensibles à bruit égal que ne le sont nos bons vieux films. Les chiffres sont sans appel : en faibles flux, notre bon vieux film Tri-X peut être péniblement crédité d'un rendement quantique équivalent de l'ordre de 0,5 % (dixit Pierre Glafkidès) ; alors qu'il est aujourd'hui courant pour des détecteurs d'images photo-électriques silicium même pas militaires ni spatiaux de dépasser 50% de rendement. Ce qui veut dire qu'à bruit égal dans l'image, un capteur silicium bien construit donne un détecteur 100 fois plus sensible sans même aller cherche aucun bricolage d'image par post-traitement.

Du coup, un grand nombre de solutions optiques anciennes qui furent abandonnées parce que pas assez lumineuses, comme les hypergons à f/22 ou 32, pourtant des ouvertures fort acceptables pour tout galerie-photoïste de l'an 2013 travaillant sur pied à la chambre, furent plus ou moins abandonnées suite à la demande d'optiques plus lumineuses. Du coup avec un détecteur 100 fois plus sensible, les optiques peu lumineuses peuvent reprendre du service.

Et tout ce qui peut faire sauter cette obligation du champ plat remet au goût du jour d'autres solutions optiques abandonnées pour cause de courbure de champ inacceptable. Ce qui est une piste très intéressante ; l'article annonce des développements du système avec nombres d'ouverture f/2, impossibles avec un Hypergon mais probablement possibles avec une optque globulaire si on accepte la courbure de champ (???)

E.B.
Re: Un progrès sur les optiques grand-angulaires ?
samedi 28 septembre 2013 16:19:48
Emmanuel Bigler écrivait:
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Ce qui est une piste très intéressante ; l'article annonce des développements du système avec nombres d'ouverture f/2, impossibles avec un Hypergon mais probablement possibles avec une optque globulaire si on accepte la courbure de champ (???)
Et le tout nous promet-on, "en gros de la taille d'une noix" en 12mm de focale, angle de champ de 120° pour alimenter un capteur de 85 Mpx.
Les téléphones de demain auront peut-être un jour leur rubrique ici... (longue vie à Galerie-Photo !)

Charles
Re: Un progrès sur les optiques grand-angulaires ?
samedi 28 septembre 2013 17:39:29
Les téléphones de demain auront peut-être un jour leur rubrique ici... (longue vie à Galerie-Photo !)

1/ réponse sérieuse
Le frein à la diffusion de ces techniques sera le prix des plaques de fibres connductrices d'images et correctrices de courbure de champ. Mais la force des É-U, est de transformer le moment venu des recherches au départ ultra-secrètes (en anglais : top secret) soutenues sur crédits militaires, en une machine de guerre économique dans le domaine civil.

L'exemple du système de navigation GPS est édifiant à cet égard.

2/ réponse moins sérieuse
Ne pas parler de rubrique dans maison de la Comtesse !

E.B.
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