Quelle taille de capteur faut-il choisir ?

Les appareils permettant de prendre des photos numériques disposent tous d'un capteur, c'est la surface sensible de l'appareil.

Plusieurs tailles de capteurs existent

On définit la taille du capteur par son format (rapport entre largeur et hauteur ex : 3/2, 4/3 ou 16/9), mais aussi (et surtout) par la dimension de sa diagonale, exprimée en proportion de la diagonale d'une diapositive (argentique) 24x36 : il s'agit (en franglais) du facteur de crop (!!)

Le choix de la taille du capteur est le premier choix à effectuer.

Nos capacités de photographier en dépendront :

  1. Souplesse de la prise de vue (impact de la diffraction, ouverture)
  2. Aspect des images (profondeur de champ)
  3. Qualité de la couleur, sensibilité
  4. Souplesse des optiques (zooms, ouverture)
  5. Taille de l'appareil (et discrétion sonore)
  6. Poids du matériel à transporter (ou capacité de photographier)
  7. Investissements nécessaires

Ces notions (sensibilité, profondeur de champ, ouverture, diffraction) sont exposées dans le document L'ai-je bien exposée ?

Les tailles des capteurs

  1. Les très grands capteurs dont le facteur de crop est plus grand que 1

    Ce sont des capteurs professionnels, de 40 à 80 millions de pixels. Ils permettent de très grandes images, de très grande finesse.

    C'est aussi le format recherché pour sa faible profondeur de champ

  2. Les grands capteurs dont le facteur de crop est compris entre 1 et 2

    Ces capteurs permettent des performances semblables aux performances argentiques (dans leur esprit, tout au moins).

    Les capteurs de crop 1 (24x36mm, appelés full frame par comparaison à l'argentique) permettent aujourd'hui les performances des appareils moyen format d'hier.

    Les plus petits de ces grands capteurs, de crop 2 (13x18 mm, appelés four thirds, par comparaison aux anciens capteurs des caméras de télévision) offrent déjà bien plus de définition que les anciennes diapos 24x36.

  3. Les capteurs compacts dont le facteur de crop est compris 2 et 6

  4. Les capteurs des téléphones dont le facteur de crop est supérieur à 6

Pourquoi vouloir un plus grand capteur ?

Plusieurs raisons militent en faveur d'un plus grand capteur

Sauf indiqué, nous raisonnerons à nombre égal de pixel, quelque soit la taille du capteur

Un capteur est composé de photosites, petites cellules mesurant la lumière reçue. Chaque photosite permet de créer un pixel de l'image numérique.

  1. Plus le capteur est grand, plus chaque photosite est grand, lui aussi : il y a autant de photosites sur une plus grande surface

    Plus généralement, la taille du photosite dépend :

    • De la taille du capteur, comme indiqué;
    • Du nombre de photosites situés dans ce capteur (du nombre de pixels résultant).
    • Plus il y a de photosites dans un capteur, plus chacun d'eux... est petit!!

  2. Un grand photosite diminue l'effet de la diffraction.

    Cette diffraction dépend de l'ouverture :

    • Pour un crop de 1 (et 16 Mpx), on se limite à f/16
    • Pour un crop de 1 (et 24 Mpx), on se limite à f/11
    • Pour un crop de 1 (et 32 Mpx), on se limite à f/8
    • Pour un crop de 2 (16 Mpx), on se limite à f/8
    • Pour un crop de 6 (16 Mpx), on se limite à f/2.8
    • Pour un crop de 12 (16 Mpx), on se limite à f/1.4

    Ces valeurs sont des limites appliquables aux objectifs de haute qualité; pour les objectifs 'budget', la plus faible précision de l'image fait que la diffraction est moins sensible.

  3. Plus le photosite est grand, plus la sensibilité peut être grande ou plus la couleur est fine.

    par exemple, en 2013, le Nikon D4 (capteur de crop 1) atteint 102400 iso, alors que les Olympus cuvée 2013 atteignent 25600 iso.

    Le rapport entre les sensibilités est exactement le rapport entre les surfaces des capteurs.

    En 2013, si les capteur de crop 1 atteignent 100 000 iso et les capteur de crop 2 25000 iso, les capteurs de crop 6 montent à 6400 iso.

  4. Pour un angle de champ choisi (grand angle, télé ..)Un plus grand capteur impose des objectifs de plus longue focale, dont la profondeur de champ est plus faible.

    Cette plus faible profondeur de champ permet de mieux mettre en évidence un sujet, mais n'est surtout pas recherchée ni pour les paysages, où on cherche une netteté maximale, ni pour les photos rapprochées.

  5. On peut être satisfait de disposer d'un appareil lourd et volumineux.

    Dans certains cas, l'usage d'un appareil plus petit peut ne pas inspirer confiance aux personnes photographiées.

Pourquoi vouloir un plus petit capteur ?

Plusieurs raisons militent en faveur d'un plus petit capteur

  1. L'avantage essentiel repose sur la diminution de la taille et du poids des objectifs.

    Si le boîtier (électronique) peut devenir assez petit et léger (mais sa taille doit rester en proportion des objectifs utilisés, pour permettre une bonne prise en mains), les objectifs ne peuvent contourner les règles de l'optique, les lentilles nécessaires à une bonne image, le diamètre nécessaire pour une bonne luminosité.

  2. Les ouvertures sont plus grandes

    L'ouverture d'un objectif (par exemple f/2) donne le rapport entre le "diamètre intérieur" de l'objectif et la focale.

    Le "diamètre intérieur" est en fait le diamètre du cercle lumineux vu depuis le capteur. Il est très inférieur au diamètre des lentilles, au diamètre extérieur de l'objectif. C'est appelé la "lucarne"

    Un objectif de 100 mm ouvrant à f/2 doit disposer d'une lucarne de 50mm. C'est la loi de l'optique !

    Cette règle limite de fait l'ouverture, à mesure que le capteur grandit...

    Bref, avec un capteur plus petit, les optiques sont plus courtes, de plus faible diamètre. beaucoup plus transportables.

    Les optiques des photophones sont minuscules, pèsent quelques grammes...

  3. Les zooms sont plus amples.

    Plus le diamètre de l'optique est important, plus il est difficile de fabriquer des zooms à grand rapport de focale.

    Les zooms pour les appareils bridge atteignent des rapports de focales de x20 ou plus... ce qui est inconcevable pour les grands capteurs;

  4. Les mouvements mécaniques sont plus rapides.

    Le mécanisme de mise au point doit effectivement déplacer des lentilles dans l'objectif. Plus les distances sont courtes, plus la mise au point est rapide.

    Les déplacements demandent ainsi moins d'énergie. On peut alors déplacer le capteur (plus léger lui-ussi) pour stabiliser la prise de vue. Quelque soit l'objectif.

  5. On peut être satisfait de disposer d'un appareil léger et discret.

    Ceci permet de photographier dans des conditions qui interdiraent un gros boîtier.

    A l'extrême, un téléphone ne se remarque même pas.

Quel est le bon choix ?

Il n'y a pas de bon choix, il n'y a que celui qui est le vôtre.

Plusieurs choix sont possibles, selon les circonstances...

Quel est mon choix ?

En tant qu'amateur, je recherche la taille optimale combinant une haute qualité d'image, un large éventail de prises de vues (habituelles, à champ très large, à champ très étroit, très près, en faible lumière...)

L'optimum que je recherche n'est pas forcément celui du temps de l'argentique (24x26mm - crop 1)

Dans cette photo numérique, mon optimum est le capteur de crop 2, le capteur 4/3, ou micro-4/3.

Quels sont mes arguments ?

Les téléphones

Les téléphones disposent d'un très petit capteur, limitant la sensibilité. Mais... vous l'avez toujours avec vous, il contient votre carte sim pour envoyer facilement des images...

Hélas, ils ne permettant pas de choisir votre rendu de photo...

Vous voyez, plusieurs choix sont possibles !