Sony CCD-V90

Par Christian Dartevelle – février 1988

En lançant le nouveau modèle de « Handycam » CCD-V90, les techniciens de Sony n’ont pas hésité à peser, dans la balance, de tout le poids de leur savoir et de l’expérience acquise. Pour commencer, ils l’ont doté d’un nouveau capteur d’images du type « transfert de charges » (Charge Coupled Device, ou CCD), sensiblement amélioré par rapport aux précédents modèles déjà très performants, les efforts ayant porté à la fois sur une meilleure définition des images et sur l’augmentation de la sensibilité. La cible d’analyse se voit ainsi gratifiée de 440.000 pixels (appellation résultant de la contradiction des termes Pictures Elements, éléments d’image), contre 291.000 sur les autres modèles ; d’où une nette amélioration de la restitution des détails les plus fins des images. D’autre part, la luminosité minimale requise pour l’enregistrement est ramenée à seulement 7 lux, soit, en pratique, ce qui correspond à l’éclairement d’un objet situé à 30 cm de la flamme d’une bougie ! En plus de ces perfectionnements indiscutables, le Sony CCD-V90 est doté d’un obturateur «digital» à vitesse variable pouvant « monter » jusqu’au 1/2.000^e de seconde, donc capable de figer véritablement les actions les plus rapides : de quoi combler notamment les vœux des amateurs de scènes sportives, désireux par exemple de décomposer, aux fins d’étude, un mouvement complexe. Et ceci en passant éventuellement par des vitesses intermédiaires (1/50e, 1/100e, 1/500e, 1/1.000e de seconde) choisies en fonction de l’action : des possibilités qui justifient amplement l’appellation « Pro » qui figure sur le boîtier de l’appareil, dont il convient de ne pas passer sous silence les autres points forts, redevables, eux aussi, de l’électronique, tels que : la double vitesse de défilement autorisant une autonomie de trois heures d’enregistrement avec une cassette vidéo P5-90 ; le viseur à affichage en clair (en anglais, toutefois) de toutes les indications utiles en cours de tournage (choix de la correction de température de couleur, absence de cassette vidéo, épuisement de la batterie, fin de bande magnétique, rappel des fonctions pause et enregistrement, avertissement d’insuffisance de lumière … ).

Indications auxquelles viennent s’ajouter, si on le souhaite, celles qui ont trait à la date (jour, mois, année) et au temps (heures, minutes, secondes) qu’il est possible d’incruster, à la demande, en cours d’enregistrement, dans les images cadrées. Cette caméra surdouée vous permettra de numériser une cassette camescope dans les meilleurs conditions possibles.

Les particularités du capteur CCD

Dans son principe, le capteur CCD qui équipe le camescope CCD-V90 ne diffère pas fondamentalement des autres modèles de la marque. Comme ces derniers, il est constitué par une multitude de minuscules éléments photosensibles alignés verticalement et horizontalement sur une surface rectangulaire – constituant la cible d’analyse proprement dite – dont la diagonale est de 2/3 de pouce. Sony est un des fabricants à utiliser des capteurs CCD 2/3 de pouce. Pour mémoire la focale « standard » est de 16 mm, alors qu’elle est de 12 mm pour le 1/2 pouce. Associée à l’optique du camescope, cette cible d’analyse décompose l’image qui se forme à sa surface en une multitude d’éléments – ou pixels – qui vont se charger en électrons, proportionnellement à l’intensité lumineuse captée par chacun d’eux. Les charges électriques correspondantes vont alors être stockées jusqu’au moment de leur transfert dans ce qu’on appelle des registres : d’où le terme de dispositifs à transfert de charges ou DTC, équivalence de l’appellation anglo-saxonne CCD qui leur est donnée.

Transfert dans les registres verticaux, d’abord, puis ensuite, dans un registre horizontal en fonction du balayage de l’image TV, lequel, à l’inverse de ce qui se passe dans les tubes de prises de vues du genre Vidicon, Saticon ou Newvicon, n’est pas réalisé par l’intermédiaire d’un faisceau d’électrons – se propageant dans le vide – mais assuré directement par le capteur, qui effectue lui-même ses propres transferts de charges électriques. D’où, notamment, suppression de la rémanence et des effets de mémoire de la surface photosensible. Il va sans dire que plus le nombre de pixels constitutifs est élevé, plus la définition horizontale de l’image fournie par la cible d’analyse est grande.

Ainsi, dans le cas des capteurs utilisés sur les autres camescopes Sony, les cibles sont constituées par une mosaïque de 500 (horizontal)×582 (vertical) éléments photosensibles, correspondant très précisément à 291.000 pixels, et donnant déjà une très bonne définition d’image, puisque de l’ordre de 325 points. Le point, précisons-le, est une appellation utilisée en vidéo pour caractériser la définition – ou résolution – horizontale d’un matériel ; laquelle est d’autant plus grande que le nombre de points qu’il est possible de séparer visuellement, le long d’une ligne TV, est élevé.

Ce qui signifie qu’une image présentant par exemple une définition de 325 points sera évidemment beaucoup plus « fine », au niveau des détails, qu’une image caractérisée par une définition de seulement 275 points.

Un record de sensibilité

Dans le cas du CCD-V90, reconnaissons que les concepteurs du capteur qui l’équipe ont particulièrement bien fait les choses pour ce qui est de la définition. En effet, de 500 éléments photosensibles par ligne horizontale – qui est la caractéristique des autres capteurs de la marque – ils ont réussi à passer à 756 éléments photosensibles, ce qui constitue véritablement un record pour un matériel à usage grand public. Avec, cela va de soi, une amélioration substantielle de la définition horizontale, les mesures montrant que l’on frôle les 400 points, sachant que l’ensemble de la cible d’analyse est très exactement constituée de 756×581 éléments photosensibles, soit un total de quelque 439.236 pixels. Les dimensions des éléments photosensibles constitutifs de la cible d’analyse oyant été ramenés à quelques microns, on aurait pu s’attendre à voir chuter en proportion la sensibilité effective du capteur et tabler sur un seuil minimal de l’ordre de 30 à 35 lux. Or, il n’en est rien, puisque l’on parvient à l’étonnante valeur de 7 lux, qui constitue actuellement un record en la matière, sans que le niveau de bruit – le « souffle » si l’on préfère – des images, se manifeste pour autant de façon intempestive et vienne affecter celles-ci d’un, fourmillement désagréable.

Ce résultat a pu être atteint grâce à un artifice que l’on peut qualifier de simple qui consiste à remplacer l’habituelle mosaïque de filtres colorés rouge, bleu, vert, placée devant la surface sensible de la cible d’analyse, par une mosaïque de filtres jaune, cyan et vert, nettement moins opacifiants que les précédents.

Macro-zoom, autofocus, TCL

Etudiés en liaison avec l’optique qui équipe ce camescope – un macro-zoom motorisé 12/72 mm ouvrant à f. 1,6 – divers automatismes ont été prévus, afin de soulager l’utilisateur de certaines servitudes et lui permettre de consacrer l’essentiel de son attention au cadrage des plans et à l’élaboration des séquences en cours de prise de vues. Ainsi, dans cet esprit, le macro-zoom a-t-il été doté d’un dispositif autofocus chargé de réaliser la mise au point automatique des sujets visés.

Du type TCL (Through Camera Lens), donc analysant les images captées par l’objectif, ce dispositif réagit en fait à leurs contrastes, le flou consécutif à une mise au point incorrecte entraînant la rotation dans un sens approprié – via un servomécanisme – de la bague des distances de l’objectif, jusqu’à ce que le sujet visé devienne net, c’est-à-dire présente un contraste maximal.

Très séduisant en théorie, ce procédé, que d’aucuns jugent plus moderne que les systèmes traditionnels à faisceau infrarouge actif, s’avère en pratique assez peu convaincant. En effet, il faut généralement attendre deux à trois secondes – et encore dans de bonnes conditions d’éclairage – pour que, lors des variations de cadrage passant, par exemple, d’un sujet proche à un sujet éloigné, ou vice versa, le dispositif assume sa fonction. Ce qui est, de plus, rarement le cas lorsque l’on est en position « grand angle » en situation de faible éclairage, la seule parade possible consistant alors à passer en position « télé », ou mieux, à débrayer l’automatisme. D’où, par ailleurs, une gymnastique assez peu pratique au niveau des commandes correspondantes.

Balance des blancs : la bonne formule

En revanche, on ne peut qu’être satisfait par l’efficacité du système de correction automatique de la température de couleur régissant ce que l’on appelle la balance des blancs. Laquelle évite, par exemple, que les scènes enregistrées apparaissent rougeâtres, au lever ou au coucher du soleil – ou encore lorsqu’elles sont effectuées à la lumière artificielle – et que, à l’inverse, on obtienne des images bleuâtres dans le cas de prises de vues réalisées à l’ombre, avec un ciel dégagé, ou bien au bord de la mer ou sur la neige, par grand soleil.

Dans le cas du Sony CCD-V90, cette importante mission est confiée à un automatisme, associé à un capteur situé sur le dessus de l’appareil, qui s’acquitte au mieux de sa tâche… à condition que l’on ne l’occulte pas par erreur en cours de tournage, ou que l’on ne le place pas dans une situation « cornélienne », résultant par exemple de son éclairement par une source de lumière artificielle, alors que la scène est, quant à elle, en extérieur et à la lumière du jour.

En cas de doute, encore une fois, il reste la solution de débrayage de l’automatisme ; un poussoir est prévu à cet effet, qui, par impulsions successives, permet de passer du mode automatique aux modes manuels : lumière du jour (Outdoor) ou lumière artificiel le (Indoor), dont le rappel est fait par affichage dans le viseur électronique. Donc, aucun risque d’oubli ou d’erreur.

Dernier automatisme, débrayable également, la commande de diaphragme peut, si on le souhaite, être ajustée manuellement, ce qui ne sera pas pour déplaire aux utilisateurs désireux de compenser un contre-jour, ou de réduire les risques d’éblouissement inhérents à un sujet violemment éclairé : cas des prises de vues dans les salles de spectacle. Cette intervention se fera en agissant sur la commande dite « d’iris » qui, de la position centra le, lorsque l’on est en mode automatique, sera amenée sur la position Open, ou à l’inverse, sur la position Close, selon l’effet désiré, cette dernière permettant de réaliser par ailleurs un fondu au noir à l’ouverture comme à la fermeture, pour réaliser certains effets. Mais il convient de tenir compte cependant d’un léger «temps mort» lors de ces manipulations, le diaphragme s’ouvrant et se fermant avec une certaine lenteur.

Poids léger et viseur fixe

Bien que doté d’un macro-zoom motorisé et relativement puissant (6 fois), dont les focales extrêmes correspondent à celles d’un objectif 48/282 mm pour un appareil 24×36, et de toutes les fonctions associées à l’enregistrement et à la lecture des images (bobinage avant/ arrière de la bande magnétique, recherche d’image accélérée, arrêt sur image, etc.), le Sony CCD-V90 ajoute à son actif un record de légèreté dans sa catégorie, puisqu’il ne pèse que 1,1 kg : un chiffre à peine supérieur à celui de certains « mini »magnétoscopes dépourvus de viseur électronique, des fonctions de lecture et de bobinage, et équipés de zooms à commande manuelle bien moins puissants.

Le CCD-V90 mérite donc bien son appellation « Handycam », autrement dit camescope « de poing ». D’autant que sa prise en main est à la fois pratique et peu fatigante, ce qui est rarement le cas des autres réalisations recourant à cette formule, en général déséquilibrées par la forte protubérance latérale où se cache, d’ordinaire, la batterie d’alimentation. Protubérance réduite ici à un léger renflement de maintien, la batterie d’alimentation très compacte (seulement 150 g) ayant émigré au dos de l’appareil.

Si cette formule nous a convaincu, il n’en va pas de même pour le viseur électronique, malheureusement fixe – doté, il est vrai, d’un oculaire réglable et démontable – ce qui diminue quelque peu la maniabilité de l’appareil en matière de prises de vues.

Ecran LCD et commandes ergonomiques

En revanche, la disposition des diverses commandes, regroupées sur le côté gauche du boîtier pour la section caméra, et sur le dessus pour la section magnétoscope, répond aux règles d’une évidente logique et aux sains principes de l’ergonomie.

Autre caractéristique, la présence d’un écran de contrôle à cristaux liquides (LCD), disposé sur le côté gauche de l’appareil au niveau des commandes de la section caméra. Il rappelle toutes les fonctions sélectionnées et affiche, au choix et en permanence, soit la date, soit l’heure, soit le temps écoulé depuis le début d’un enregistrement, permettant ainsi d’analyser d’un simple coup d’œil les différentes états de fonctionnement du camescope : la vitesse sélectionnée, l’encrassement des têtes vidéo, la pause, la présence d’humidité, la charge de la batterie, l’absence de cassette, le mode de défilement, la lecture, l’enregistrement…

Du point de vue des résultats, vérifiés sur le terrain et au banc de mesures, les performances du CCD-V90 se situent très nettement au-dessus de la moyenne, tout d’abord en ce qui concerne la définition des images enregistrées. Laquelle, rappelons-le, se juge en fonction du nombre de points élémentaires qu’il est possible de discerner sur chacune des lignes du balayage horizontal, au nombre de 625 dans le cas du PAL, standard de télévision retenu pour ce camescope. Précisons que pour un camescope de qualité standard, le maximum de points que l’on peut comptabiliser sur une ligne horizontale de balayage des images reproduites avant enregistrement est de l’ordre de 300. Les appareils plus performants sont généralement donnés pour 325 points/ligne. Quant aux réalisations de classe supérieure, elles se situent au niveau de 350 points/ligne. Une limite allègrement franchie par le capteur CCD équipant le CCD-V90, qui atteint pratiquement les 400 points/ligne. C’est donc un bond en avant indéniable se traduisant, sur le plan visuel, par une finesse de restitution des détails dont aucun matériel grand public ne peut se vanter à ce jour.

Autre cause de satisfaction, la fidélité de restitution des couleurs, comparable à celle des meilleurs films inversibles du marché. Dernier point, et non des moins intéressants les étonnantes possibilités de l’obturateur électronique « digital » associé à ce capteur, qu’il est possible de régler au mieux de la rapidité de l’action des scènes cadrées ainsi que des variations de focale (zooming) ou des déplacements (travelling) du camescope. Dans ces deux derniers cas, cela permet de supprimer tous les problèmes inhérents au « filage » fréquent lors de panoramiques rapides en vitesse d’obturation normale (1/50e de seconde). A la condition cependant de disposer d’un niveau d’éclairement suffisant, la sélection de vitesses supérieures ( 1/100e, 1/500e, 1/1.000e, 1/2.000e) entraînant une réduction proportionnelle de la sensibilité effective du capteur qui se manifeste par un assombrissement progressif des scènes cadrées. Cet assombrissement est surtout perceptible aux deux vitesses d’obturation les plus élevées, en faible lumière, quand l’électronique de l’appareil ne peut plus compenser la perte de luminosité.

Contrôle instantané et sélectif des images

Indépendamment de la touche de contrôle instantané ou Recording Review, grâce à laquelle il est possible, en fin de séquence enregistrée, de visionner les dernières secondes de la scène que l’on vient de cadrer, le camescope CCD-V90 dispose d’une autre possibilité un peu plus élaborée. Il s’agit de la fonction Edit Search – première du genre offerte sur un camescope grand public – laquelle autorise, lorsque l’appareil est en mode pause à l’enregistrement, de visionner en avant et en arrière n’importe quelle portion des enregistrements.

Commandée par une touche à bascule, cette fonction s’avère très commode, notamment lorsque l’on souhaite effectuer l’insertion d’une nouvelle séquence, par exemple un titre, dans un plan déjà enregistré et préalablement repéré. Car il est alors possible de définir avec précision le point d’entrée et le point de sortie de cette nouvelle séquence, ce dernier pouvant en effet être commandé automatiquement à partir du compteur, une fois son point de passage fixé au zéro.

Effacement par tête flottante

Dans les magnétoscopes de salon et camescopes traditionnels utilisant la bande magnétique 1/2 pouce (VHS, Beta-format … ), l’effacement des signaux audio et vidéo inscrits sur cette dernière, et qui précède tout nouvel enregistrement, est habituellement confié à une tête magnétique fixe, couvrant l’intégralité de la largeur de la bande. Cette formule, satisfaisante dans la majorité des cas, enregistrement d’émissions TV par exemple, présente un certain nombre de lacunes lorsqu’il s’agit notamment de procéder à l’enregistrement de séquences successives, ce qui est la vocation première des camescopes. En effet, compte tenu que les pistes vidéo s’inscrivent sur la bande magnétique sous forme d’obliques, il se trouve obligatoirement, au moment du raccord de deux séquences, une zone dans laquelle coexistent, sur les pistes vidéo, les signaux de la fin de la précédente séquence, et ceux du début de la nouvelle séquence, les premiers n’étant, en effet, effacés qu’en partie (schéma A).

D’où, à la lecture, apparition de perturbations diverses se traduisant par une perte de synchronisation fugitive ainsi que par des franges colorées dues à la présence indésirable des signaux de la première séquence qui «débordent» sur ceux de la seconde. Et cela quelles que soient les précautions prises : retour en arrière de la bande magnétique, suivi de la lecture automatique d’une portion de celle-ci, en vue de synchroniser les têtes rotatives du tambour d’analyse. Un inconvénient auquel échappent les magnétoscopes et camescopes, essentiellement les appareils du format vidéo 8 mm, du moins pour le moment – tel que le CCD-V90 ou le Sony EV-S800B qui, eux, ont recours à une tête d’effacement «flottante» montée sur le tambour d’analyse et tournant donc en simultanéité avec les têtes vidéo rotatives. Une formule qui, jusqu’à la venue du vidéo 8 mm, n’était retenue que sur les appareils professionnels et n’avait donc pas été étendue aux matériels grand public.

Le schéma B fait apparaître que la tête d’ effacement « flottante » est réalisée de façon à recouvrir uniquement les deux pistes vidéo contigües correspondant aux trames paire et impaire de chaque image vidéo.

On évite ainsi tout risque de perturbation au moment du raccord entre deux séquences, ce qui permet de réaliser non seulement la mise bout à  bout de séquences se suivant en cours de prises de vues, ou, après coup, un montage de séquences par « assemblage » vierge de toute déchirure d’image, mais aussi de procéder à l’insertion de séquences de remplacement au beau milieu de séquences déjà enregistrées, sans constater la classique apparition d’un « blanc » de quelques secondes caractéristique des appareils non conçus à cet effet. C’est précisément le cas de ceux qui sont équipés d’une tête d’effacement fixe (schéma C).

Un inconvénient que ne connaissent pas les magnétoscopes ou camescopes – tels que le CCDV90 et le EV-S800B – , puisqu’ils disposent d’une tête d’effacement « flottante » , c’est-à-dire rotative (schéma D).

Les plus

• La sensibilité utilisable
• La définition des images
• La fidélité des couleurs
• L’obturateur à vitesse variable
• Les informations dans le viseur
• Le dispositif d’insertion de séquences
• La balance des blancs automatique
• Le compteur en temps réel
• La double vitesse de défilement
• Le contrôle des dernières secondes enregistrées
• L’écran à cristaux liquides
• Le faible poids
• La disposition des diverses commandes
• Le système d’horodateur

Les moins

• Le viseur fixe
• L’autofocus et ses lenteurs
• L’absence de poignée de transport
• L’emplacement des touches de commande du zoom
• L’absence d’entrées audio-vidéo

Caractéristiques Sony CCD-V90

• Cible d’analyse : CCD 2/3 de pouce (440.000 pixels)
• Objectif : Macro-zoom motorisé 12/72 mm f. 1/ 1,6
• Mise au point : Automatique et manuelle
• Limites d’éclairement : 7 lux/100.000 lux
• Correction de température de couleur : Automatique et manuelle
• Définition horizontale : 390 points/ligne
• Viseur : Electronique fixe 0,7 pouce
• Format : Vidéo8 (8 mm)
• Standard : PAL
• Vitesse de défilement : 2,005 cm/s (SP) ; 1,005 cm/s (LP)
• Définition horizontale : 250 points/ligne
• Réponse audio : 20-15.000 Hz
• Modulateur
  • UHF standard : PAL
  • Norme : G
• Entrées/sorties audio-vidéo : Prises Cinch–péritel
• Dimensions (L×P×H) : 9,9×33×13,6 cm
• Poids : 1, 1 kg sans batterie, 1,25 kg avec batterie
• Consommation : 6,3 watts (enregistrement)
• Observations : Obturateur électronique « digital » à vitesse variable : 1/50″, 1/100″, 1/500″, 1/1.000″ et 1 /2.000″ de seconde

Prêt pour la photo magnétique

L’une des caractéristiques du capteur CCD du camescope CCD-V90 est, bien évidemment, son association à un obturateur électronique capable de travailler à des vitesses très nettement supérieures au 1/50″ de seconde classique. Cela grâce au transfert des charges électriques effectué dans les registres verticaux, et dont le stockage a lieu pendant les intervalles de temps correspondant à ce que l’on appelle le « blanking » vertical. Dans le cas d’un balayage à 625 lignes – standards Pal ou Secam – et à raison de 25 images/seconde, il autorise théoriquement une prise d’information pouvant intervenir tous les 1/15625″ de seconde (625×25). Cette vitesse est évidemment très supérieure aux besoins rencontrés en pratique, le 1/2.000″ de seconde retenu dans le cas du CCD-V90 constituant en fait un seuil que l’on n’a pas intérêt à dépasser, car, au fur et à mesure que croît la vitesse de l’obturateur électronique, la vitesse de transfert des charges électriques augmente dans le même rapport, et on assiste à une réduction proportionnelle de la sensibilité apparente du capteur. Celui-ci réclame alors un niveau d’éclairement de plus en plus élevé qui ne peut être obtenu qu’en présence de scènes très brillamment illuminées. D’où, lorsque ces conditions ne peuvent être remplies, un assombrissement corrélatif des scènes cadrées, que l’on peut du reste observer dans le viseur.

On ne peut manquer de faire un parallèle avec le phénomène observé en photographie, où, au fur et à mesure que la vitesse d’obturation augmente, on se doit d’ouvrir le diaphragme pour maintenir la constante d’exposition. Ce qui ne s’avère possible que pour une certaine plage de luminosité, compte tenu de la sensibilité du film utilisé, de l’ouverture maximale de l’objectif et de la valeur de l’éclairement.

Le fait de pouvoir disposer, avec le capteur photosensible du CCD-V90 – indépendamment de son excellente définition – d’un obturateur électronique à plusieurs vitesses, destine plus particulièrement ce capteur à être utilisé également sur les appareils de photo magnétique, illustrés par le prototype du Mavica, réalisé par Sony, et depuis un certain temps au goût du jour. Rappelons à ce propos que le 27 avril 1984, un standard international de photo-vidéo a été adopté par plus de quarante constructeurs des industries électroniques et photographiques. Ceux-ci ont notamment défini les caractéristiques du support magnétique, constitué par une disquette magnétique souple en chargeur de 5×5 cm autorisant l’inscription de cinquante pistes concentriques pour l’enregistrement, soit de deux trames d’images sur deux pistes, avec une capacité de vingt-cinq images complètes, soit d’une trame d’image sur une piste avec une capacité de cinquante images ne comportant que la moitié des informations de base.

Avec, dans ce dernier cas, lors de la lecture, reconstitution par extrapolation d’une partie des informations manquantes. Une tâche dont devrait s’acquitter à merveille le capteur photosensible du Sony CCD-V90 étant donné les quelque quatre cents points de définition horizontale qu’il permet d’obtenir, soit cent de plus que les actuelles réalisations d’appareils de photo magnétique qui plafonnent à environ trois cents points.

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