Comment Nikon conçoit les capteurs de ses appareils photo

Au fil des ans, Sony a conservé son statut de leader dans la fabrication de capteurs d’images, qu’il produit non seulement pour lui-même, mais aussi pour des géants du secteur tels que Nikon. Et enfin

Démontage du D850

en est la preuve. Mais même si certains capteurs de Nikon sont fabriqués dans les usines de Sony, Nikon consacre des ressources considérables à leur développement et à leur conception.

Dave Etchells, de Imaging Resource, a récemment eu l’occasion de visiter le département de développement de Nikon. Il a rédigé un grand rapport détaillant le travail du département et le fonctionnement du processus de conception des capteurs.

« Je sais depuis longtemps que Nikon développe ses propres capteurs, en prêtant attention à chaque détail. J’imagine qu’il n’y a pas grand-chose dans la communauté des photographes à ce sujet ; la plupart des gens pensent simplement que l' »ingénierie », dans le cas de Nikon, se résume à choisir la meilleure configuration à partir des spécifications d’un fabricant tiers, où certaines caractéristiques sont choisies dans la colonne « A » et d’autres dans la colonne « B », comme sur le menu d’un restaurant chinois », écrit Etchells. « Ils ont en fait toute une équipe d’ingénieurs qui développent des capteurs de pointe comme ceux du D5 et du D850, qui créent des circuits pour fonctionner de manière optimale avec les objectifs NIKKOR et le processeur d’images EXPEED. ».

Dans son rapport, M. Etchells note que la conception d’un circuit de capteur commence par le choix de la catégorie d’appareil photo pour laquelle il sera conçu et du marché sur lequel l’appareil sera vendu, ainsi que par le compromis entre prix et qualité. Au cours du développement, les ingénieurs de Nikon essaient de créer la meilleure disposition des éléments sur un capteur CMOS pour obtenir la meilleure combinaison d’efficacité de collecte de la lumière, de bruit, de vitesse de lecture, de consommation d’énergie, etc.d.

Tous les ingénieurs sont répartis en équipes, chacune d’entre elles concevant un capteur pour une caméra spécifique. Une fois par semaine, chaque équipe se réunit en réunion générale pour discuter des progrès en cours et fixer des objectifs pour la semaine suivante. La conception d’un capteur est un processus long et peut prendre jusqu’à plusieurs années pour des appareils photo très perfectionnés tels que le D850.

Le rapport révèle également que tous les capteurs sont soumis à des tests rigoureux, qui constituent une partie importante du développement. Une attention particulière est accordée à la façon dont le capteur va fonctionner avec la caméra et l’objectif. Tous les tests sont réalisés à l’aide de différentes installations ou dispositifs pour évaluer différents paramètres. Il existe un grand nombre de ces tests, mais Etchells n’en a montré que quelques-uns, les autres étant trop secrets et la société ayant refusé de les montrer, même dans le cadre d’un accord de non-divulgation.

Vous trouverez ci-dessous la partie du test qui a été montrée avec la résolution pour la publication :

Il s’agit de la configuration utilisée par Nikon pour évaluer les réflexions internes et la diaphonie optique qui peuvent entraîner des flashs ou des images « fantômes » en présence de sources lumineuses extrêmement brillantes. Le test tente de capturer tous les angles et positions possibles de la source lumineuse par rapport à la caméra, ce qui nécessite de nombreuses prises de vue pour chaque test.

Cette installation permet d’évaluer comment la combinaison du filtre infrarouge et du filtre passe-bas de l’appareil photo et des microlentilles du capteur réagit à la lumière provenant de différents angles. L’illuminateur à haute intensité et l’ouverture minuscule créent une source lumineuse ponctuelle devant l’appareil photo. L’ordinateur fait ensuite tourner la caméra, simulant ainsi tous les angles possibles, tout en recueillant simultanément les données.

Ce dispositif est utilisé pour vérifier la réponse RVB du capteur. Des sources lumineuses LED à bande étroite derrière un diffuseur épais permettent à l’opérateur de régler avec précision la quantité de lumière émise pour chaque couleur, d’évaluer l’efficacité des filtres dans la matrice de couleurs du capteur et d’évaluer la réponse des combinaisons capteur/microlens/filtre de couleur/filtre passe-bas et infrarouge dans différentes conditions d’éclairage.

Les trois tests précédents concernaient principalement les propriétés optiques du capteur, mais en plus de cela, le capteur est également soumis à une inspection de tous les composants électroniques. L’entreprise utilise des « cartes de test » spéciales pour évaluer la conductivité du signal.

Le rapport Etchells clôt enfin le débat sans fin sur les capteurs des appareils photo Nikon, en montrant que chacun d’entre eux est méticuleusement conçu et testé dans les murs de la société. Et même si Sony produit ces capteurs, il les produit en respectant les spécifications de Nikon.

Pour en savoir plus sur le département de développement des capteurs de Nikon, lisez le rapport complet de Dave Etchells