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Comparaison entre le capteur CCD et le capteur CMOS

image: Capteur CMOS avec filtre de Bayer

Capteur CCD:

La technique CCD (charge coupled device) a été inventée dès les années 60 purement pour stocker les données. Comme les capteurs sont très sensibles à la lumière, il ont été utilisés très tôt dans les appareils photo. Les capteurs CCD se composent d'une matrice de diodes photographiques sensibles à la lumière. Pour présenter les choses simplement, les capteurs CCD transforment la lumière en signaux électriques. Lorsque la lumière tombe sur la cellule photo, il se produit un chargement d'électrodes qui est en rapport linéaire avec la quantité de lumière (intensité et durée). Les charges ainsi créées sont collectées dans des cellules de stockage, la charge étant proportionnelle à la quantité de lumière irradiée. Après l'exposition, les charges sont déplacées progressivement d'une cellule à l'autre (lues) jusqu'à ce qu'elles atteignent l'amplificateur de lecture. Celui-ci déclenche alors une tension électrique dépendant de la quantité de lumière.

Capteur CMOS:

Un capteur CMOS (complementary metal oxide semiconductor) transforme, comme un capteur CCD, la lumière en charges électriques. Toutefois, les deux systèmes se distinguent par la nature de la transmission des informations. La lecture n'est pas effectuée cellule après cellule comme pour le capteur CCD mais chacun des pixels et la luminance de celui-ci peuvent alors appelés. De cette façon, le traitement des images est bien plus rapide qu'avec les capteurs CCD.

Il y a des années encore, les capteurs CCD étaient de bien meilleure qualité que les capteurs CMOS, fournissant une qualité d'image supérieure (sensibilité à la lumière et gamme dynamique). Pour cette raison, les capteurs CCD étaient utilisés auparavant principalement dans le segment de caméra haut de gamme. Les inconvénients étaient qu'ils était bien plus chers pour ce qui est de la fabrication et requéraient plus d'électricité tout en étant au total plus lents que les capteurs CMOS.  

Ces 10 dernières années, la technique CMOS a beaucoup évolué. Comme la demande sur le marché des appareils photo a fortement augmenté, beaucoup d'argent a été investi dans le développement des capteurs CMOS. Les anciens inconvénients par rapport aux capteurs CCD ont été éliminés. Les avantages des capteurs CMOS sont désormais irréfutables :

• Succession d'image élevée : images en rafale rapide pour une résolution élevée, vidéos en HD ou même en qualité 4k 
• Temps d'obturation très court (1/8000) même en fonction de rafale
• Petitesse des formes
• Fonctionnement peu énergivore
• Produit peu de chaleur  
• Prix attrayants

Suite à la marche victorieuse des capteurs CMOS, la technologie CCD a été reléguée au second plan. Les capteurs CCD apportent des avantages en application spéciale comme pour les systèmes en noir et blanc, les mauvaises conditions de lumière, la documentation de processus lents et les objets non animés.

 03.08.2015