Les capteurs CMOS (Complementary metal oxide semi-conductor) sont apparus dans les années 1980, à la suite des matrices de photodiodes comme le résultat de l'intégration de cellule composée d'une photodiode et d'une logique d'amplification puis d'obturation. Ils sont plus complexes à fabriquer mais sont produits selon des techniques classiques de micro-électroniques et de ce fait peuvent avoir des dimensions importantes (21 mégapixels en été 2007).

 

 

 

 

                         *   CAPTEURS CCD OU CMOS  :

 

 

 

                                 *   L'électronique associée au CCD est plus complexe avec notamment la nécessité d'horloges multiples pour piloter le transfert de charges et de tensions élevées (8 V pour les horloges et même 40 V pour l'obturation des CCD interligne).   

                       Jusqu'à récemment, les capteurs CCD étaient de loin les plus populaires.Depuis 2004, les avantages intrinsèques des capteurs CMOS leur permettent de rivaliser pour les caractéristiques suivantes :

 

 

                  *   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 de fonctions complémentaires.

 

                  *  La rentabilisation des lignes de production des circuits intégrés silicium classiques, de moins en moins vraie avec la sophistication accrue.

 

                  *  Une 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.

 

                  *  Ils offrent également la possibilité d'une lecture très rapide d'un sous-ensemble du capteur.

 

 

 

               Les capteurs CCD gardent néanmoins certains 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.

 

 

               

                Les inconvénients des capteurs CCD :

 

 

 *   L'électronique associée au CCD est plus complexe avec notamment la nécessité d'horloges multiples pour piloter le transfert de charges et de tensions élevées (8 V pour les horloges et même 40 V pour l'obturation des CCD interligne).   

 

 

 

 

 

                      *  L'AVANTAGE DU CMOS  :

 

 

          

       

                    Le capteur CMOS a toujours été le cheval de bataille suivi par Canon, tandis que Nikon s'était jusqu'à présent refusé à suivre cette voie.Les dernières moutures du CMOS intégré par Canon dans son Eos Mark III garantit des niveaux de bruits électronique très faibles et une plage dynamique (capable d'enregistrer des gardations de tonalités subtiles dans les ombres, les demi-teintes et les hautes lumières) supérieure à celle des capteurs actuellement par d'autres reflex.

 

 

                   Les capteurs CMOS sont à la base d'une importante ligne d'appareils.Le premier de ces capteurs a été commercialisé en 1987 sous la forme d'un capteur utilisé our le système autofocus d'un reflex argentique.

 

                  La première concrétisation s'est traduite ensuite en 2000 par le lancement du premier EOS D30.

 

                 Nikon adopte enfin ce système de capteur avec son D2X avec 12.4 millions de pixels effectifs.

 

 

                Les caractéristiques tonales ont été améliorées aussi bien avec le traitement analogique que numérique, pour garantir une distribution optimale des couleurs.

 

                           Les capteurs CMOS (Complementary metal oxide semi-conductor) sont apparus dans les années 1980, à la suite des matrices de photodiodes comme le résultat de l'intégration de cellule composée d'une photodiode et d'une logique d'amplification puis d'obturation. Ils sont plus complexes à fabriquer mais sont produits selon des techniques classiques de micro-électroniques et de ce fait peuvent avoir des dimensions importantes (21 mégapixels en été 2007).

 

 

                     De la même façon que beaucoup de CCD, les capteurs CMOS pour image couleur sont associés à un filtre coloré et un réseau de lentilles, encore plus nécessaire vu la faible surface relative de la photodiode, seule zone sensible.

 

 

 

 

                     De la même façon que beaucoup de CCD, les capteurs CMOS pour image couleur sont associés à un filtre coloré et un réseau de lentilles, encore plus nécessaire vu la faible surface relative de la photodiode, seule zone sensible.

 

 

 

 

                            Le CCD (Charge-Coupled Device, ou détecteurs à couplage de charge) est le plus simple à fabriquer, a une bonne sensibilité mais, du fait de son principe, le transfert de charges, est relativement lent. Mis au point par les Laboratoires Bell en 1969, il a rapidement été adopté pour des applications de pointe (imagerie astronomique) puis popularisé sur les caméras et appareils photo.

 

 

                       Trois types de CCD se sont succédés et coexistent toujours :

 

 

 

                     *    Le CCD pleine trame (full frame) où l'ensemble de la surface contribue à la détection. C'est le plus sensible mais il présente plusieurs inconvénients.

 

 

 

                     *    Le CCD à transfert de trame (full-frame transfer) associe deux matrices CCD de même dimension, l'une exposée à la lumière, l'autre masquée. On peut ainsi procéder à un transfert rapide de la matrice d'exposition vers la matrice de stockage puis à la numérisation de celle-ci en parallèle avec l'acquisition d'une nouvelle image.

 

 

 

                     *   Le CCD interligne est plus complexe ; il associe une photodiode à chaque cellule CCD. C'est lui qui est principalement utilisé dans les photoscopes.

 

 

                      Des améliorations sont régulièrement apportées aux capteurs CCD de façon à en améliorer la sensibilité en augmentant la surface active.

 

 

 

 

 

                             *   LES CAPTEURS CMOS  :