Camera elements

Capteurs d’image

Capteurs d’images : CCD (à gauche) ; CMOS (à droite).

Après avoir traversé l’objectif, la lumière atteint le capteur d’images de la caméra. Un capteur d’images est composé de nombreux photosites, chacun correspondant à un élément d’image, plus couramment appelé « pixel ». Chaque pixel d’un capteur d’images enregistre la quantité de lumière à laquelle il est exposé et la convertit en un nombre correspondant d’électrons. Plus la lumière est forte, plus le nombre d’électrons générés est élevé.

La composition des caméras peut faire appel à deux principales technologies en ce qui concerne les capteurs d’images :

Bien que les capteurs CCD et CMOS soient souvent considérés comme rivaux, chacun possède ses propres points forts et inconvénients qui le rendent plus adapté à certaines applications. Les capteurs CCD sont produits à l’aide d’une technologie développée spécialement pour l’industrie vidéo. Les premiers capteurs CCD étaient basés sur une technologie standard déjà largement utilisée dans les puces mémoire des ordinateurs. Les capteurs CMOS modernes emploient une technologie plus spécialisée et leur qualité s’accroit rapidement.

La technologie CCD

Les capteurs CCD sont utilisés dans les caméras depuis plus de 30 ans et présentent de nombreux avantages. En général, ils offrent encore une sensibilité à la lumière légèrement supérieure aux capteurs CMOS et produisent un peu moins de bruit. Une sensibilité supérieure se traduit par une meilleure qualité d’image en cas de sous-exposition. Les capteurs CCD, toutefois, sont plus onéreux et plus difficiles à intégrer dans une caméra. En termes d’alimentation, un capteur CCD peut également consommer jusqu’à 100 fois plus qu’un capteur CMOS équivalent.

La technologie CMOS

Les récents progrès en matière de capteurs CMOS font qu’ils se rapprochent de plus en plus de leurs homologues CCD en termes de qualité d’image. Les capteurs CMOS permettent de réduire le prix global des caméras, dans la mesure où ils renferment tous les éléments nécessaires à la composition des caméras. Comparés aux capteurs CCD, les capteurs CMOS offrent davantage de possibilités d’intégration et davantage de fonctions. Ils offrent également des durées de mesure plus courtes (ce qui est utile lorsque des images haute résolution sont requises), une dissipation de puissance moindre au niveau de la puce, ainsi qu’un encombrement réduit. Les capteurs CMOS mégapixel sont plus répandus et moins coûteux que les capteurs CCD mégapixel.

Capteurs mégapixel

Pour des raisons de coûts, de nombreux capteurs mégapixel (capteurs contenant un million de pixels ou plus) intégrés aux caméras mégapixel sont d’une taille égale ou seulement légèrement supérieure aux capteurs VGA qui fournissent une résolution de 640x480 (307 200) pixels. Cela signifie que la taille de chaque pixel sur un capteur mégapixel est inférieure à celle sur un capteur VGA. Par exemple, un capteur mégapixel de 1/3» et 2 mégapixels possède des pixels d’une taille de 3 μm (micromètres/microns). En comparaison, la taille de pixel d’un capteur VGA de 1/3» est de 7,5 μm. Par conséquent, bien que la caméra mégapixel procure une résolution plus élevée et davantage de détails, elle est moins sensible à la lumière que son homologue VGA puisque la taille de pixel est inférieure et la lumière reflétée depuis un objet est répartie sur davantage de pixels.

Rubrique suivante : Techniques de balayage d’images

Techniques de balayage d’images