Que signifie CCD dans les appareils photo ?

Le capteur à l'intérieur d'un appareil photo numérique est un dispositif fascinant, contenant des millions de minuscules photosites, les diodes individuelles sensibles à la lumière qui collectent les données d'image. Chacun de ces éléments définit un élément d'image et, ensemble avec tous les pixels générés à partir du capteur d'image, composent une photographie numérique. Les capteurs d'image se présentent en deux constructions courantes : le dispositif à transfert de charge (CCD) et le semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire (CMOS). Les capteurs CCD et CMOS fonctionnent différemment ; chacun a ses propres forces et faiblesses.

Construction du capteur

Les capteurs d'image convertissent l'activité des photons de lumière en une petite charge électrique, un processus connu sous le nom d'effet photoélectrique. Dans une puce CCD, la charge de chaque pixel est transférée hors du capteur à travers un ou deux nœuds de sortie, où ces charges sont converties en tension et mises en tampon avant d'être transférées hors de la puce du capteur sous forme de signal analogique, où un traitement ultérieur numérise les informations de la photographie. Chaque photosite sur une puce CCD ne fait que collecter la lumière, tandis que les capteurs CMOS traitent l'information et convertissent en numérique au niveau de chaque photosite, limitant l'espace consacré à la collecte de lumière.

Performance de l'obturateur

Un avantage clé du capteur d'image CCD est sa capacité à utiliser un obturateur global, exposant tous les pixels à la scène d'une photographie au même temps. À bien des égards, cela permet au capteur CCD de produire des résultats similaires à la pellicule. Par exemple, si un photographe fait un panoramique pour photographier un cycliste en course, l'arrière-plan montre un flou sur la pellicule et les capteurs CCD, tandis qu'un capteur CMOS, utilisant un obturateur roulant qui expose les pixels séquentiellement, étire l'image avec le mouvement de panoramique.

Vitesse du capteur

Comparés aux capteurs CMOS, les puces CCD excellent dans la collecte de lumière mais ne font pas grand-chose avec les données à part les décharger de la puce du capteur d'image. Puisque les données d'un capteur CCD sont limitées à deux canaux de lecture, l'échange de données est beaucoup plus lent que le CMOS, qui non seulement convertit les pixels en forme numérique, mais peut sortir sur de nombreux canaux de lecture. Considérez un canal de lecture comme un robinet. Avec un ou deux robinets, le CCD peut remplir un évier raisonnablement vite. Cependant, avec 8 ou 16 robinets, l'évier CMOS se remplit instantanément.

Autres particularités du CCD

Les capteurs CCD peuvent présenter un trait unique avec des points lumineux intenses qui submergent une colonne entière de pixels, un effet appelé « blooming » (débordement). Similaire en apparence au flare d'objectif, c'est un défaut qui peut être utilisé créativement ou minimisé par la technique photographique. Les capteurs CMOS sont immunisés contre le blooming. La technologie CMOS s'est améliorée très rapidement ces dernières années, grâce à son utilisation dans les smartphones. Cependant, les propriétés des capteurs CCD couvrent des applications que les capteurs CMOS ne peuvent pas, comme la photographie infrarouge et ultraviolette.