Innovation pour la capture d'image

Le filtre à gradient innovant permet de réguler électrochimiquement la distribution spatiale de l'absorption et ainsi de réagir de manière flexible aux conditions d'éclairage changeantes - par exemple lors de la photographie. (Reiner Voß, TU Kaiserslautern)

Dipl.-Phys. Alexander Hein (à gauche) et le professeur Dr. Egbert Oesterschulze s'intéressent, dans le cadre du projet collaboratif du BMBF « gradEC », aux filtres à gradient contrôlables électriquement. (Reiner Voß, TU Kaiserslautern)

Compensation de la surexposition lors de la prise de vue – sans montage et réglage manuel de filtres : Grâce à une nouvelle technique développée par des physiciens de l'Université technique de Kaiserslautern (TUK), cela devient possible. Les filtres à gradient contrôlables électriquement utilisent un composant électrochromique avec une configuration multi-électrodes. En appliquant des tensions appropriées aux électrodes, un profil d'absorption se met en place, dont la force et la direction peuvent être réglées presque à volonté. Les chercheurs présentent leur travail notamment dans les revues spécialisées « Solar Energy Materials and Solar Cells » et « Optics Express ».

Pour pouvoir photographier de manière optimale dans différentes conditions d’éclairage, comme un paysage sombre avec un ciel ensoleillé, il est utile de réduire la luminosité dans les zones plus claires de l’image. Les photographes et vidéastes professionnels utilisent à cet effet des filtres à gradient, c’est-à-dire des plaques de verre avec un dégradé clair-sombre. Cependant, un tel filtre ne propose qu’un profil de couleur et d’absorption fixe. Il faut donc plusieurs filtres à gradients de différentes intensités pour réagir aux conditions d’éclairage changeantes. Le filtre approprié doit être placé devant l’objectif et ajusté manuellement : une opération très chronophage et compliquée.

À la TUK, l’équipe dirigée par le professeur Dr. Egbert Oesterschulze et le doctorant Dipl.-Phys. Alexander Hein travaille dans le cadre du projet collaboratif du BMBF « gradEC » sur des filtres à gradient contrôlables électriquement. Les physiciens utilisent une couche de nanoparticules semi-conductrices. Des molécules électrochromiques y sont liées, dont l’absorption optique peut être contrôlée électrochimiquement. « Nous avons utilisé pour la première fois dans ces composants fabriqués en salle blanche (Nano Structuring Center) un système multi-électrodes, afin de pouvoir régler très flexible le profil d’absorption spatial », explique le professeur Oesterschulze, qui occupe la chaire de Physique et Technologie des nanostructures. Lorsqu’un courant circule dans la couche de nanoparticules, une coloration contrôlable des molécules se produit en fonction du potentiel local, formant ainsi le gradient d’absorption souhaité. Les scientifiques peuvent ainsi régler à la fois la force et la direction du gradient. La technique pourrait à l’avenir être utilisée par exemple dans des appareils photo ou dans la technologie d’affichage.

Les chercheurs de la TUK développent ces nouveaux filtres à gradient en collaboration étroite avec les partenaires suivants : Jos. Schneider Optische Werke GmbH à Bad Kreuznach (Dipl.-Phys. Haag-Pichl), Université d’Osnabrück (Prof. M. Haase, Institut de chimie des nouveaux matériaux), Fraunhofer-CAN (Centre pour la nanotechnologie appliquée) à Hambourg (Dr. Ch. Gimmler, Dr. Th. Schotten) ainsi que Matthews International GmbH (Dr. G. Jenke) à Vreden.

L’étude a été publiée dans les revues spécialisées « Solar Energy Materials and Solar Cells » (DOI : https://doi.org/10.1016/j.solmat.2020.110549) et « Optics Express » (DOI : https://doi.org/10.1364/OE.393212).

Questions répondues par :

Prof. Dr. Egbert Oesterschulze
Physique et Technologie des nanostructures
Tél. : 0631 205-2680
E-mail : oester@physik.uni-kl.de