Composants d'une puce de capteur numérique
Les appareils photo numériques capturent les images en exposant un capteur numérique aux particules de lumière entrantes à travers l'objectif. Certains capteurs donnent 10 mégapixels, d'autres 30 mégapixels. Les capteurs bas de gamme génèrent du bruit numérique ou des artefacts, tandis que les capteurs de qualité ont peu de bruit à exposition égale. Les composants majeurs : réseau de cavités (cavity array), photosites, transistors, microlentilles.
Réseau de cavités (Cavity Array)
Le capteur a un réseau de cavités : grille de millions de diodes photosensibles (photosites). Chaque photosite convertit les particules de lumière entrantes en électrons. Le nombre de photosites détermine les mégapixels de l'image. Exemple : capteur 10 MP = 10 millions de photosites.
Photosites
Les photosites sont découverts/exposés à l'ouverture de l'obturateur. À chaque exposition, chaque photosite capture des photons (particules subatomiques de lumière). Pendant l'exposition, les photons sont convertis en électrons qui s'accumulent dans chaque photosite. Après l'exposition, les électrons sont convertis en tension.
Transistors
Beaucoup de capteurs sont CMOS (complémentaire métal-oxyde semi-conducteur). Chaque photosite CMOS a 3+ transistors. Ils convertissent les électrons accumulés en tension à l'intérieur du photosite, sans traitement externe. Avant le CMOS, les capteurs CCD étaient plus courants, mais plus chers à produire et consommant 100x plus d'énergie.
Filtres de cavité (Cavity Filters)
Les filtres de cavité permettent la photo couleur. Sans eux, le capteur n'interprète que des données niveaux de gris. Ils contrôlent la couleur des particules lumineuses collectées par chaque photosite. Chaque filtre laisse passer rouge, vert OU bleu. Le plus courant : matrice Bayer (lignes alternées rouge-vert et vert-bleu).
Microlentilles (Microlenses)
Situées au-dessus de chaque photosite. Fonctionnent comme des tunnels dirigeant plus de photons vers chaque photosite. Améliorent la capacité de collecte de lumière et réduisent les temps d'exposition. Qualité variable selon capteurs. Généralement, microlentilles haute qualité des derniers reflex donnent moins de bruit numérique à exposition égale que les anciennes ou gammes inférieures.