Tous les appareils photo numériques ont un capteur d'image qui capture les informations pour créer une photo. Il existe deux types principaux de capteurs d'image - CMOS et CCD - et chacun présente des avantages.
Comment fonctionne un capteur d'image?
Le moyen le plus simple de comprendre le capteur d'image consiste à le considérer comme l'équivalent d'un film. Lorsque le déclencheur d'un appareil photo numérique est enfoncé, la lumière entre dans celui-ci. L'image est exposée sur le capteur de la même manière qu'elle le serait sur un morceau de film dans une caméra 35 mm.
Les capteurs d'appareil photo numérique sont constitués de pixels qui collectent des photons (paquets d'énergie lumineuse) qui sont convertis en charge électrique par la photodiode. À son tour, cette information est convertie en une valeur numérique par le convertisseur analogique-numérique (ADC), permettant à la caméra de traiter les valeurs dans l'image finale.
Les appareils photo reflex numériques et les appareils photo compacts utilisent principalement deux types de capteurs d'image: CMOS et CCD.
Qu'est-ce qu'un capteur d'image CCD?
Les capteurs de dispositif à couplage de charge convertissent les mesures de pixels de manière séquentielle en utilisant des circuits entourant le capteur. Les CCD utilisent un seul amplificateur pour tous les pixels.
Les CCD sont fabriqués dans des fonderies avec des équipements spécialisés. Cette complexité se reflète dans leur coût souvent plus élevé.
Un capteur CCD présente plusieurs avantages par rapport à un capteur CMOS:
- Moins de bruit et des images généralement de meilleure qualité, en particulier dans des conditions de faible luminosité
- Meilleure profondeur de couleur car la plage dynamique du capteur est souvent le double de celle des capteurs CMOS
- Résolution supérieure et sensibilité à la lumière
Qu'est-ce qu'un capteur d'image CMOS?
Les capteurs complémentaires à oxyde de métal semi-conducteurs convertissent les mesures de pixels simultanément, en utilisant des circuits sur le capteur lui-même. Les capteurs CMOS utilisent des amplificateurs distincts pour chaque pixel.
Les capteurs CMOS sont couramment utilisés dans les reflex numériques car ils sont plus rapides et moins chers que les capteurs CCD. Nikon et Canon utilisent tous les deux des capteurs CMOS dans leurs appareils photo reflex numériques haut de gamme.
Le capteur CMOS a également ses avantages:
- Vitesse de traitement plus rapide car les pixels actifs et le CAN se trouvent sur la même puce
- Consommation d'énergie moindre, jusqu'à 100 fois inférieure à celle d'un CCD
- Fonctions de l'appareil photo intégrées telles que l'exposition automatique, le codage des couleurs et la compression d'image directement dans la puce
- Empêche le "maculage" lorsqu'une image est surexposée
- Procédé de fabrication moins coûteux
- La qualité s'est nettement améliorée depuis leur introduction
Capteurs de matrice de filtres de couleur
Une matrice de filtres de couleur est installée sur le dessus du capteur pour capturer les composants de lumière rouge, vert et bleu qui tombent sur le capteur. Par conséquent, chaque pixel ne peut mesurer qu'une couleur. Les deux autres couleurs sont estimées par le capteur en fonction des pixels environnants.
Bien que cette approche puisse affecter légèrement la qualité de l’image, elle n’est guère perceptible sur les caméras haute résolution actuelles. La plupart des reflex numériques actuels utilisent cette technologie.
Capteurs Foveon
Les yeux humains sont sensibles aux trois couleurs primaires que sont le rouge, le vert et le bleu, et les autres couleurs sont élaborées par une combinaison des couleurs primaires. En photographie argentique, les différentes couleurs primaires exposent la couche chimique correspondante du film.
De même, les capteurs Foveon ont trois couches de capteurs, chacune mesurant l'une des couleurs primaires. Une image est produite en combinant ces trois couches pour produire une mosaïque de carreaux carrés. Il s'agit encore d'une technologie relativement nouvelle utilisée par certains appareils photo Sigma.
