L'objectif plat, le saint graal de la photographie

Des lentilles faites de nanostructures ont une mise au point illimitée sur toutes distances.

Des chercheurs à l'Université de l'Utah ont mis au point une lentille plate destinées à la fois aux appareils photos, smartphones et appareils médicaux, qui a l'avantage d'avoir tout ce qui se trouve dans le champ de vision parfaitement net, contrairement aux lentilles de verre classiques qui focusent sur un objet précis en laissant flou tout ce qui est à une distance différente.

La fin des objectifs conventionnels...
Vers la fin des objectifs conventionnels...

Comparée à une lentille de smartphone actuelle qui est épaisse de deux millimètres, cette nouvelle lentille à seulement quelques microns d'épaisseur! Et on ne la compare pas aux lentilles des objectifs d'appareils photos...
Dans les lentilles actuelles, la lumière qui forme les images est courbée avant d'atteindre le capteur. Dans cette lentille plate, des microstructures courbent chacune la lumière et l'envoient vers le capteur pour former ensemble une reproduction parfaite de ce que l'on voit. Ces microstructures sont comme des pixels, elles envoient chacune un rayon de lumière à un photocyte du capteur, qui le reçoit et le convertit en image.

On pensait jusque là, et c'est ce que reflêtent tous les ouvrages d'optique, que la lumière ne peut se transmettre que d'une même manière, avec des rayons parallèles que l'on convertit en ondes sphériques convergeant vers un point focal. Pourtant d'autres formes sont possibles ont découvert ces chercheurs et cela permet de concevoir des lentilles totalement différentes. Parmi toutes ces formes envisagées, ils en ont sélectionnée une qui permet une profondeur de mise au point qui est de plusieurs ordres de magnitude supérieure à ce que permettent les lentilles classiques.

Cette lentille plate est faite de plastique et non de verre, cela la rend aussi moins chère à produire.

Elle permet de concevoir un appareil photo ultra léger, plus compact et ne nécessitant pas de changer d'objectifs. Verra-t-on bientôt des appareils exploitant cette technologie dans les rayons? Evidemment non, les fabricants que l'on connaît sont trop engoncés dans leurs habitudes et s'étant perfectionnés dans l'art de tirer le maximum d'argent aux amateurs de photographie, ils ne verront aucune raison de renoncer au marché juteux des objectifs pour leur multiples montures propriétaires, aux prix astronomique. Même s'ils se désolent devant un marché en train de s'assécher d'année en année depuis 2010.

Mais pour les fabricants de smarphones, c'est le saint graal, plus besoin d'aligner des rangées de lentilles au dos des appareils, une seule leur donnera une qualité optique parfaite. De nombreux autres secteurs en profiteront également, les drones, l'imagerie médicale, les lidars des voitures sans chauffeurs, etc...

Source: Chromatic-Aberration-Corrected Diffractive Lenses for Ultra-Broadband Focusing," Scientific Reports et Broadband lightweight flat lenses for long-wave infrared imaging sur PNAS.