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Capteur numérique Les appareils photo numériques sont devenus, ces dernières années de plus en plus plus communs au fur et à mesure que les prix ont diminué. La principale raison pour laquelle les prix ont ainsi baissé est l’introduction sur le marché de capteurs numériques de type CMOS. Ces derniers sont beaucoup moins chers à fabriquer que les capteurs CCD. Les capteurs CCD sont généralement utilisés dans les appareils photo compacts et les réflexes, autre que Canon qui utilise des capteurs CMOS.

Tous deux CCD (charge-coupled device) et CMOS (Complimentary metal-oxide semiconductor) ont le même but, transformer la lumière en électrons. Une manière simplifiée de penser à un capteur est de le voir comme une matrice en 2 dimensions composée de millions de petits panneaux solaires qui transforme donc la lumière d’une petite portion de l’image en électrons. La différence entre le capteur CCD et le CMOS est la technologie qui permet d’achever cette étape. Je ne vais pas rentrer dans les détails mais en gros les capteurs CCD vont transférer l’information capturée en transférant cette charge électrique d’un photosite (1 pixel est composé de 4 photodiodes, chacun contenu dans un photosite.) à un autre jusqu’au bout de la ligne et alors lire sa valeur, tandis que les capteurs CMOS, enfin leurs photosites convertissent l’information de la lumière en tension électrique qu’ils transmettent directement au processeur.

Mais de manière globale, quelles sont les différences?

Jusqu’à récemment, les capteurs CCD étaient de loin les plus populaires.

Depuis 2004, les avantages intrinsèques des capteurs CMOS leur permettent de rivaliser :

  • les progrès de la finesse de gravure profitent plus au CMOS, en synergie avec les productions de masse de circuits intégrés ;
  • une consommation électrique plus faible ;
  • la possibilité de miniaturiser davantage les capteurs, en dessous de 0,15 micromètre en 2005 ;
  • une plus grande intégration : la possibilité de rajouter facilement sur une puce CMOS des fonctions complémentaires ;
  • la rentabilisation des lignes de production des circuits intégrés silicium classiques, de moins en moins vraie avec la sophistication accrue ;
  • meilleure vitesse de lecture (un avantage pour le cinéma rapide plus que pour la photo) ;
  • une meilleure résistance à l’éblouissement et donc au rendu des hautes lumières et une dynamique plus étendue.

Les capteurs CCD gardent des avantages :

  • une meilleure linéarité car moins de dispersion dans les convertisseurs Analogique /Numérique; les CMOS ont un convertisseur par pixel dont la dispersion augmente avec la miniaturisation ;
  • un plus faible niveau de bruit du fait du moins grand nombre d’éléments par capteur à définition égale ;
  • la surface participant à la capture de photons est proportionnellement plus élevée : les capteurs CMOS sont “encombrés” par trois à six transistors - amplification et logique “d’obturation” (shuttering) rapide ; et donc un avantage au CCD pour la qualité des noirs et faibles lumières ;

et leurs inconvénients :

  • l’électronique associée au CCD est plus complexe avec notamment la nécessité d’horloges multiples pour piloter le transfert de charges et de tensions élevés (8 V pour les horloges et même 40 V pour l’obturation des CCD interlignes).

Sources: