Quelle est la différence entre les capteurs D'image CCD et CMOS?

Les deux technologies ont le même objectif: échantillonner et enregistrer la quantité de lumière qui frappe chaque pixel. Ils travaillent simplement différemment pour atteindre cet objectif. Les pixels sur un CCD ne contiennent aucun circuit actif, juste un petit "bac capacitif" qui stocke passivement une charge jusqu'à ce qu'elle puisse être déplacée vers le bac suivant, et éventuellement hors du capteur et lue par les circuits. Un capteur CMOS est essentiellement un capteur sur un grand circuit intégré, et il comprend un petit circuit actif comprenant des transistors à l'intérieur chacun pixel de sorte que chaque pixel est capable de mesurer activement et de maintenir la charge qui le frappe, plutôt que de simplement maintenir passivement la charge jusqu'à ce qu'elle soit décalée pour la lecture.

Les deux ont des forces et des faiblesses - certains des meilleurs impliquent le mode vidéo (ou le mode live view).

• Des stries verticales

  En mode live view ou vidéo, les capteurs CCD présentent des stries verticales, où des points lumineux lumineux dans le cadre, même sur le bord, peuvent créer une ligne lumineuse verticale du haut vers le bas du cadre. Ceci est causé par le courant d'un seul pixel "débordant" et fuyant sur toute la ligne. Notez que les caméras vidéo professionnelles qui utilisent des capteurs CCD (et coûtent des milliers de dollars) ont des circuits pour minimiser cela. En outre, lorsqu'ils sont utilisés pour les images fixes, c'est-à-dire pas en mode live view/video, Les CCD fonctionnent dans un mode différent qui n'est pas sensible aux stries verticales.

  Les capteurs CMOS ne présentent pas de stries du tout, car chaque pixel a son propre circuit isolé des autres pixels.

• Volet roulant

  Les capteurs CMOS présentent un effet d'obturateur roulant en mode live view ou vidéo, ou à tout moment où ils n'utilisent pas d'obturateur physique et mécanique. Au lieu de capturer la trame entière à la fois, les informations sont lues à partir de chaque ligne de la trame l'une après l'autre. Le temps que cela prend varie entre les caméras, mais 1/30s ou 1/60s seraient des durées typiques pour une lecture complète du capteur (à pleine résolution). Cela crée un effet d'oscillation semblable à de la gelée dans la vidéo enregistrée lorsque l'appareil photo est portable ou se déplace beaucoup, ou même dans les images fixes, lors de l'utilisation de l'obturateur électronique (pour un fonctionnement entièrement silencieux).

  Les capteurs CMOS spécialement conçus pour permettre une capture vidéo à fréquence d'images élevée (telle que 120fps ou plus) présenteront moins d'effet de volet roulant. De plus, l'exécution d'un capteur à une résolution inférieure à la pleine résolution (par exemple, l'enregistrement de 1080p sur un capteur au lieu de 4K) peut basculer le capteur vers un mode de lecture plus rapide et donc avoir moins d'effet de volet roulant.

  Le CCD ne souffre pas de l'effet de volet roulant.

• Bruit / qualité en général

  Alors qu'il y avait un compromis de qualité dans les CMOS, cela est négligeable maintenant et peut même avoir inversé. Certes, pour les grands capteurs (DX, 4/3, FF), il n'y a pas de différence pratique en dehors de différences individuelles dues à la conception du capteur. La technologie CMOS évolue rapidement et la qualité de l'image s'améliore, en particulier avec de petits capteurs tels que ceux utilisés dans les smartphones.

  Pour les très petits capteurs tels que les appareils photo compacts et les smartphones, les capteurs CMOS avaient une sensibilité plus faible, ce qui rendait les pixels si petits par rapport à la taille des circuits sur eux. Cependant, les améliorations apportées aux processus de fabrication et une nouvelle technologie appelée "Back Side Illumination" (BSI) ont contrecarré cela.

Les caméras fixes professionnelles utilisent de plus en plus de capteurs CMOS de nos jours, et les capteurs CMOS que vous y trouverez sont au moins égaux en performances à leurs cousins CCD. Il se trouve que la technologie CMOS se déplace rapidement en ce moment et beaucoup des meilleurs capteurs de nos jours sont CMOS. À moins de filmer des vidéos, il n'y a aucune raison de choisir un appareil photo en fonction de son capteur CCD ou CMOS.

Ne vous inquiétez pas de la technologie des capteurs, c'est probablement la chose la moins importante à considérer lorsque vous décidez de votre équipement. Ce serait comme penser à savoir si le film noir et blanc Kodak ou Fuji est "le meilleur", sans tenir compte de l'appareil photo dans lequel vous allez l'utiliser, des objectifs que vous allez utiliser ou de vos compétences en tant que photographe.

Pensez verre, pas de capteur.

Les CCD peuvent avoir des "volets électroniques"; ils peuvent être "éteints" électroniquement avant la fermeture de l'obturateur mécanique.

Avec cette fonctionnalité, vous pouvez atteindre des vitesses de synchronisation flash plus élevées. Par exemple, le Nikon D70s et son CCD à volets électroniques peuvent se synchroniser à 1/500s.

Les capteurs CMOS ne peuvent généralement pas le faire, ils sont donc limités à la vitesse à laquelle l'obturateur mécanique peut se fermer. Le Nikon D90, par exemple, a une vitesse maximale de synchronisation du flash de 1/250s.

Le principe de fonctionnement est le même dans les deux systèmes.

La lumière fait trembler les électrons dans le silicium et le silicium est gravé de manière à ce que ces électrons se déplacent dans la même direction. Ce processus est le même que celui qui se produit dans les panneaux solaires.

Lorsque l'image est " lue " par le capteur, chaque pixel a la charge mesurée (la façon dont cela se produit diffère entre les deux) à l'aide d'un convertisseur analogique>numérique (AD) et ces valeurs représentent les niveaux de lumière qui composent l'image.

Ce qui divise CCD et CMOS, c'est que les matériaux et la construction diffèrent. Cela a un effet d'entraînement sur la façon dont ils sont utilisés dans la pratique en photographie. Les capteurs CMOS peuvent être cuits dans n'importe quelle fonderie de puces où les CCD nécessitent un processus VLSI sur mesure qui peut seulement faire des puces CCD.

Les deux systèmes ont des caractéristiques qui leur donnent un certain avantage sur papier. À l'exception de certaines tâches spécifiques (astrophotographie par exemple), il est difficile de dire qu'actuellement, soit l'une est meilleure que l'autre. Les capteurs CMOS sont moins chers/plus faciles à produire, bénéficient plus facilement d'autres avancées dans la fabrication de puces, permettent des lectures en parallèle et utilisent moins d'énergie. Le CCD laisse plus de surface disponible pour le photosite et de meilleures caractéristiques de bruit, mais doit lire ligne par ligne, ce qui ralentit le traitement. Actuellement, les progrès de la puce signifient que CMOS a l'avantage dans la photographie aujourd'hui et est susceptible de le faire pour le moment.

Il y a plus de différences entre CMOS et CCD. Les capteurs CMOS sont beaucoup moins chers que les capteurs CCD.
Il est beaucoup moins cher de produire un capteur CMOS, puis de produire dificult pour fabriquer un capteur CCD.
Le capteur CMOS consomme moins d'énergie que le capteur CCD, ce qui est bon pour la durée de vie de votre batterie et la surchauffe.
En outre, vous pouvez intégrer beaucoup plus de fonctions dans une seule puce CMOS, ce qui permet aux fabricants de réduire le nombre de puces dans leurs caméras. Par exemple, la capture et le traitement d'images peuvent être intégrés dans une seule puce, ce qui réduit les coûts.