Retour sur l’autofocus et la révolution exploitée uniquement par les hybrides. Non pas parce que les reflex ne sauraient pas le faire, mais parce qu’il n’y a pas eu de nouveauté depuis de nombreuses années. En 2025, nous avons fait paraitre une série d’articles sur les autofocus, dans lesquels nous avons essayé d’être aussi exhaustifs et exacts que possible. En les relisant récemment, j’y ai trouvé quelques manques à combler.
Cette révolution, c’est l’intégration de l’autofocus à détection de phase directement dans le capteur. Il ne s’agit pas d’un nouveau type (comme les CMOS, BSI, etc.), mais d’une fonctionnalité nécessitant un logiciel pour l’exploiter.
Il y a globalement deux approches. D’un côté il y a Sony, ceux qui utilisent les capteurs de cette marque (comme Nikon) et d’autres constructeurs qui ont adopté quelque chose de similaire. De l’autre, il y a Canon, qui produit les siens. La firme a choisi un procédé différent, pour un résultat identique ou presque.
La révolution de l’AF à détection de phase (sur les hybrides)
La détection de phase
Cet AF est le plus courant sur les boitiers reflex. Il s’agit d’un système déporté, qui n’utilise pas le capteur principal. Il repose sur un principe optique de comparaison de deux images captées par au moins deux dispositifs dédiés pour déterminer si l’objet est net ou non.
Ces capteurs sont très proches, mais légèrement décalés. Lorsque la lumière les atteint, les rayons sont dirigés pour converger vers le centre de chaque capteur. Si le centre est atteint sur les deux, les images sont identiques. L’objet est alors parfaitement mis au point. Si un objet est hors focus, la lumière ne convergera plus au centre, frappant différents côtés du capteur.
Les hybrides ont un mode de fonctionnement différent, les pixels recevant la lumière en flux continu. C’est la raison pour laquelle les premiers hybrides ont principalement utilisé un AF à détection de contraste, procédé utilisé par le Liveview, donc maîtrisé.
L’approche Sony
La fonctionnalité chez Sony porte le doux nom de « On-Sensor Phase Detection« , tandis que le système AF a adopté la dénomination Fast Hybrid AF.
Une partie des pixels est dédiée à l’autofocus. Ceux-ci ne sont pas concentrés sur une zone, mais répartis uniformément sur l’intégralité du capteur. Ils mesurent le décalage de phase, tandis que les autres pixels capturent l’image. Cela veut dire aussi que des pixels seront manquants dans l’image, puisqu’ils sont utilisés pour une autre fonction. Il y a là une conséquence très importante : les pixels absents n’existant pas, ils doivent être recréés via des algorithmes avant enregistrement du fichier, afin de compenser. En pratique, même si la qualité d’image semble rester excellente, l’image enregistrée n’est pas une capture totale de la scène.
| Avantages | Inconvénients |
|
|
Nikon, exploitant les capteurs Sony, dispose de cette fonctionnalité, nommée Hybrid AF (très performant, assez similaire à ce que propose Sony). Le constructeur a dû concevoir ses propres algorithmes afin de tirer profit du On-Sensor Phase Detection.
Chez Fujifilm et OM System, des fonctionnalités analogues ont été développées également.
On notera que Sony a décidé d’adopter l’approche de Canon. Des demandes de brevets ayant été déposés, cela devrait se confirmer dans les futurs boitiers de la marque.
Le système proposé par Canon
Canon a eu une approche assez différente, basée sur la vision humaine. Quand nous regardons un objet avec les deux yeux, notre cerveau va comparer les deux images pour savoir si l’objet est proche ou loin. Les ingénieurs ont tenté de reproduire ce comportement.
La technologie Dual Pixel CMOS AF est un système exclusif de Canon qui transforme chaque pixel en un capteur autofocus, tout en conservant sa fonction de capture d’image. Un procédé plus révolutionnaire que celui de Sony, offrant de plus amples possibilités en matière d’AF, puisque 100 % des pixels servent à la prise de vue et à la mise au point. Il ne s’agit pas d’un nouveau type de capteur, mais bien d’une fonctionnalité intégrée à tous ceux produits par Canon, qu’ils soient CMOS, BSI, Stacked ou Global Shutter.
Dans un capteur classique, un pixel est constitué d’une seule photodiode. La version de Canon propose, elle, deux photodiodes par pixel, la première étant orientée différemment de la seconde. Ce qui fait que chaque moitié ne reçoit pas la lumière sous le même angle. Le capteur va alors comparer les résultats reçus par les deux moitiés de chaque pixel. Il sait immédiatement si le sujet est bien aligné, s’il est devant ou derrière et de combien. Le système autofocus détermine alors aussitôt dans quel sens doit se déplacer l’objectif et de combien de millimètres. Une fois la mise au point terminée, les deux moitiés sont réunies afin de former un pixel complet.
Contrairement à un autofocus par contraste, il n’a pas besoin de faire des allers-retours pour trouver la mise au point, celle-ci étant instantanée… et sur l’ensemble de l’image, même si le photographe peut imposer la zone de netteté.
| Avantages | Inconvénients |
|
|
Les ingénieurs de Canon ont continué à travailler sur leur système, et la version II de ce Dual Pixel CMOS AF a fait logiquement son apparition. Côté capteur rien n’a changé, le principe technologique restant le même. Toutes les améliorations sont purement logicielles, les algorithmes devenant plus complexes, intégrant une forme d’IA permettant de reconnaitre automatiquement des sujets différents :
- Personnes ;
- Yeux ;
- Animaux ;
- Oiseaux ;
- Chevaux ;
- Voitures ;
- Motos ;
- Trains ;
- Avions.
La voie Panasonic n’a pas fait long feu
Panasonic a longtemps suivi une autre voie, avec un autofocus par contraste non intégré au capteur, assisté par une technologie appelée DFD (Depth From Defocus) :
- L’appareil analyse le flou ;
- Il estime la distance ;
- Il déplace la lentille.
Ce système s’est montré très efficace pour la photo statique, mais moins performant pour le suivi en vidéo. Ce qui pose un vrai problème de fond. Depuis longtemps en effet, Panasonic s’est positionné sur le créneau de la vidéo, l’activité photo étant annexe. Il s’agit d’une des deux raisons pour laquelle la marque a adopté les capteurs intégrant les pixels à détection de phase, comme pour le Lumix S5 II.
Mais, selon moi, ce changement de cap vient surtout du fait que les capteurs pour les Plein-Format sont fabriqués avec cette technologie.
Ces systèmes de mise au point sont-ils utilisables par des reflex ?
Par défaut, les reflex pourront utiliser ces capteurs, de manière traditionnelle, sans exploiter les fonctionnalités de l’AF intégré. Mais rien n’empêcherait d’aller plus loin. C’est uniquement une question de volonté (politique ET financière), au moins deux obstacles majeurs devant être levés :
- Il faut résoudre la problématique de la destination du flux lumineux. Dans un hybride, toute la lumière est dirigée vers le capteur. Dans un reflex, comme indiqué au début de l’article, une petite partie de la lumière est envoyée vers des senseurs AF, le reste partant vers le viseur optique, via un pentaprisme. Ces dispositifs mesurent la lumière afin d’alimenter un système automatisé, ici l’autofocus. Ce n’est qu’au moment du déclenchement que le miroir se lève, dirigeant la lumière vers le capteur. Sony, avec ses premiers hybrides (les A55 et autres A77), avait tenté une approche utilisant des miroirs semi-transparents, la lumière ayant une double orientation, vers le capteur et vers le système de mise au point. Une expérience qui n’a pas duré, la technologie « On-Sensor Phase Detection » s’étant rapidement imposée. De leur côté, Nikon avec le D780, et Canon (le 90D par exemple), ont réussi à exploiter des capteurs intégrant des pixels à détection de phase dans des reflex.
- Il convient de développer un logiciel afin d’exploiter la fonctionnalité. C’est coûteux, mais faisable.
Entre un retour aux sources d’avant l’autofocus et la pleine exploitation des capteurs intégrant ledit AF, toutes les options sont sur la table. Et nous verrons prochainement, sans doute courant 2027, la direction retenue par Ricoh/Pentax pour son et ses futurs Reflex.
Avoir un système de mise au point automatique ultra performant est une chose. Mais cela n’est pas le seul élément indispensable. Il faut aussi posséder des objectifs capables de répondre de manière extrêmement rapide aux ordres correctifs émis. Sans des moteurs puissants et véloces, cela ne servira à rien. Il faut garder en tête que la mise au point automatique nécessite une adéquation totale entre boitier, capteur et optiques.
Ce qui explique pourquoi Sony, Leica, Nikon et Canon ont développé des moteurs très véloces, comme les moteurs linéaires XD, les nano-USM et autres VCM. C’est cette même raison qui est à l’origine du remplacement des montures traditionnelles au profit de nouvelles, plus modernes, moins limités pas les canaux de transmissions de données conçus à la fin des années 1960. Une question de vitesse…