Le capteur photographique est un composant électronique essentiel dans un appareil photo numérique. Nous vous proposons de découvrir les différents capteurs, qui sont l'équivalent de la pellicule photo en photographie argentique.
Présentation
Un capteur photographique sert à convertir la lumière (ou plus précisément les photons) en signal électrique analogique.
Ce signal est ensuite numérisé par un convertisseur analogique-numérique et traité pour obtenir une image numérique.
Un capteur, dont la fonction est comparable à celle de la Pellicule photo en photographie argentique, se compose d'une infinité de cellules photosensibles ou photosites.
Ces cellules, qui captent la lumière et les couleurs par le biais de filtres colorimétriques, permettent de définir chaque pixel de l'image numérique.
Le capteur d’un appareil photo numérique est nettement plus efficace qu’une Pellicule photo en terme de résolution de l’image.
Les différents types de capteurs
Parmi les capteurs utilisés en photographie, on distingue généralement deux grandes familles : les capteurs CCD et les capteurs CMOS.
Un troisième type de capteur photographique, qui n’est pas encore très utilisé mais promet un meilleur rendu des couleurs, est le capteur Foveon.
Cette nouvelle technologie, qui dérive des capteurs CMOS, équipe les appareils reflex numériques Sigma.
Contrairement aux capteurs CMOS et CCD, qui se présentent comme des patchworks de pixels rouge, vert et bleu, le capteur Foveon est constitué de photosites sensibles aux trois couleurs.
Les capteurs CDD
Un capteur photographique CCD (pour Charge-Coupled Device, "détecteurs à couplage de charge") présente une bonne sensibilité mais est relativement lent.
Cette technologie, mise au point par les Laboratoires Bell en 1969, se décline en trois types de CCD qui se sont succédé et coexistent toujours.
- Le CCD pleine trame (ou full frame) est le plus sensible car toute la surface du capteur contribue à la détection.
- Le CCD à transfert de trame (ou full-frame transfer) est composé de deux matrices CCD de même dimension, dont l'une est exposée à la lumière et l'autre est masquée.
Les données sont rapidement transférées de la matrice d'exposition vers la matrice de stockage, ce qui permet de prendre une deuxième photo tout en numérisant la Première image.
- Le CCD interligne associe une photodiode à chaque cellule photosensible.
Parmi les améliorations constantes des capteurs CCD, signalons la technologie mise au point par Fujifilm : le super-CDD HR.
Les cellules ne sont plus carrées, mais octogonales et chacune d’entre elles est dédoublée en un élément de grande taille "S" et un élément plus petit "R".
Pour chaque pixel, l’un de ces éléments est dédié aux hautes lumières et le second aux basses lumières, ce qui améliore la subtilité dans les tons.
Les capteurs CMOS
Le capteur photographique CMOS (Complementary metal oxide semi-conductor) a été inventé dans les années 1980.
Longtemps considéré comme qualitativement inférieur au capteur CDD, le CMOS a gagné en popularité au point que Canon a choisi cette technologie pour équiper son matériel haut de gamme reflex.
Les avantages des capteurs CMOS sont notamment :
- une consommation électrique plus faible ;
- une meilleure miniaturisation des capteurs (en dessous de 0,15 micromètre en 2005)
- une plus grande intégration, avec la possibilité de rajouter facilement des fonctions complémentaires
- un meilleur rendu des hautes lumières (au contraire, le capteur CCD est meilleur pour la qualité des noirs et faibles lumières).
Comment choisir ?
La principale caractéristique à prendre en compte dans le choix d’un capteur photographique est la résolution du capteur, c'est-à-dire le nombre de pixels en longueur et en largeur.
Ce nombre, qui influe sur la résolution de sortie maximale des photos, est important si vous souhaitez réaliser des tirages de grande taille.
En revanche, disposer d’un capteur de très grande résolution n’améliore pas la qualité des tirages de taille standard 10x15cm : un capteur 3 ou 4 MPixels est généralement suffisant.
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