Matrices pour caméras de vidéosurveillance. Ce qu'il faut chercher? Comprendre les matrices photosensibles : CMOS et CCD Comparaison des ccd et cmos

La matrice est le principal élément structurel de la caméra et l'un des paramètres clés pris en compte par l'utilisateur lors du choix d'une caméra. Les matrices des appareils photo numériques modernes peuvent être classées selon plusieurs signes, mais le principal et le plus courant reste la division des matrices selon méthode de lecture des charges, sur : matrices CCD tapez et CMOS matrices. Dans cet article, nous examinerons les principes de fonctionnement, ainsi que les avantages et les inconvénients de ces deux types de matrices, car ce sont elles qui sont largement utilisées dans les équipements photographiques et vidéo modernes.

Matrice CCD

Matrice CCD aussi appelé Matrice CCD(Appareils à couplage de charge). CCD la matrice est une plaque rectangulaire d'éléments photosensibles (photodiodes) située sur un cristal de silicium semi-conducteur. Le principe de son fonctionnement repose sur le mouvement ligne par ligne des charges accumulées dans les trous formés par les photons des atomes de silicium. Autrement dit, lors d'une collision avec une photodiode, un photon de lumière est absorbé et un électron est libéré (un effet photoélectrique interne se produit). En conséquence, une charge est formée qui doit être stockée d'une manière ou d'une autre pour un traitement ultérieur. A cet effet, un semi-conducteur est intégré dans le substrat de silicium de la matrice, au-dessus duquel se trouve une électrode transparente en silicium polycristallin. Et suite à l'application d'un potentiel électrique à cette électrode, un puits de potentiel se forme dans la zone d'appauvrissement sous le semi-conducteur, dans lequel la charge reçue des photons est stockée. Lors de la lecture de la matrice charge électrique Les charges (stockées dans des puits de potentiel) sont transférées le long des électrodes de transfert jusqu'au bord de la matrice (registre à décalage série) et vers l'amplificateur, qui amplifie le signal et le transmet à un convertisseur analogique-numérique (CAN), d'où le signal converti est envoyé au processeur, qui traite le signal et enregistre l'image résultante sur une carte mémoire .

Les photodiodes en polysilicium sont utilisées pour fabriquer des matrices CCD. De telles matrices sont de petite taille et permettent d'obtenir des photographies d'assez haute qualité lors de prises de vue sous un éclairage normal.

Avantages des CCD:

1. La conception de la matrice permet une haute densité de placement de photocellules (pixels) sur le substrat ;
2. Haute efficacité (le rapport des photons enregistrés par rapport à leur nombre total est d'environ 95 %) ;
3. Haute sensibilité;
4. Bon rendu des couleurs (avec un éclairage suffisant).

Inconvénients des CCD :

1. Niveau de bruit élevé à ISO élevé (à ISO faible, le niveau de bruit est modéré) ;
2. Faible vitesse de fonctionnement par rapport aux matrices CMOS ;
3. Consommation d'énergie élevée ;
4. Technologie de lecture de signal plus complexe, car de nombreuses puces de contrôle sont nécessaires ;
5. La production est plus chère que les matrices CMOS.

Matrice CMOS

Matrice CMOS, ou Matrice CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductors) utilise des capteurs ponctuels actifs. Contrairement aux CCD, les capteurs CMOS contiennent un transistor séparé dans chaque élément sensible à la lumière (pixel), grâce à quoi la conversion de charge est effectuée directement dans le pixel. La charge résultante peut être lue à partir de chaque pixel individuellement, éliminant ainsi le besoin de transfert de charge (comme cela se produit avec les CCD). Les pixels du capteur CMOS sont intégrés directement au convertisseur analogique-numérique ou encore au processeur. Grâce à l'utilisation d'une technologie aussi rationnelle, des économies d'énergie sont réalisées grâce à une réduction des chaînes d'actions par rapport aux matrices CCD, ainsi qu'à une réduction du coût de l'appareil grâce à une conception plus simple.

Bref principe de fonctionnement d'un capteur CMOS : 1) Avant la prise de vue, un signal de réinitialisation est appliqué au transistor de réinitialisation. 2) Pendant l'exposition, la lumière pénètre à travers la lentille et filtre jusqu'à la photodiode et, à la suite de la photosynthèse, une charge s'accumule dans le puits de potentiel. 3) La valeur de la tension reçue est lue. 4) Traitement des données et sauvegarde des images.

Avantages des capteurs CMOS:

1. Faible consommation d'énergie (surtout en mode veille) ;
2. Haute performance;
3. Nécessite moins de coûts de production en raison de la similitude de la technologie avec la production de microcircuits ;
4. Unité de la technologie avec les autres éléments numériques, qui vous permet de combiner des parties analogiques, numériques et de traitement sur une seule puce (c'est-à-dire qu'en plus de capturer la lumière dans un pixel, vous pouvez convertir, traiter et éliminer le signal du bruit).
5. Possibilité d'accès aléatoire à chaque pixel ou groupe de pixels, ce qui permet de réduire la taille de l'image capturée et d'augmenter la vitesse de lecture.

Inconvénients des matrices CMOS :

1. La photodiode occupe une petite zone de pixels, ce qui entraîne une faible sensibilité à la lumière de la matrice, mais dans les matrices CMOS modernes, cet inconvénient a été pratiquement éliminé ;
2. La présence de bruit thermique provenant des transistors chauffants à l'intérieur du pixel pendant le processus de lecture.
3. De taille relativement grande, les équipements photo dotés de ce type de matrice se caractérisent par un poids et une taille importants.

En plus des types ci-dessus, il existe également des matrices à trois couches, dont chaque couche est un CCD. La différence est que les cellules peuvent percevoir simultanément trois couleurs, formées par des prismes dichroïques lorsqu'un faisceau de lumière les frappe. Chaque faisceau est ensuite dirigé vers une matrice distincte. Ainsi, la luminosité des couleurs bleu, rouge et vert est déterminée immédiatement sur la photocellule. Les matrices à trois couches sont utilisées dans les caméras vidéo de haut niveau, qui portent une désignation spéciale - 3CCD.

Pour résumer, je voudrais noter qu'avec le développement des technologies pour la production de matrices CCD et CMOS, leurs caractéristiques changent également, il est donc de plus en plus difficile de dire laquelle des matrices est définitivement la meilleure, mais en même temps Dernièrement Les matrices CMOS sont de plus en plus populaires dans la production d'appareils photo reflex. Sur la base des caractéristiques des différents types de matrices, on peut avoir une idée claire de la raison pour laquelle l'équipement photographique professionnel permettant une prise de vue de haute qualité est assez encombrant et lourd. Cette information doit absolument être prise en compte lors du choix d'un appareil photo, c'est-à-dire prendre en compte les dimensions physiques de la matrice, et non le nombre de pixels.

Il existe deux types de matrices : CCD (CCD) et CMOS (CMOS).

Qu'est-ce que cela signifie et quelle est la différence ?

Les capteurs CCD et CMOS ont été inventés dans les années 1960 et 1970 et ont remplacé les vidéocons à faisceau cathodique. Les capteurs CCD sont initialement devenus dominants sur le marché, ils étaient destinés à être utilisés dans recherche scientifique(ainsi que dans l'industrie et la médecine) et ont permis d'obtenir une excellente qualité d'image correspondant au niveau de technologie de l'époque. La fabrication de semi-conducteurs ne pouvait tout simplement pas « libérer » toutes les capacités des capteurs CMOS à cette époque. L'intérêt pour la production de CMOS a réapparu dans les années 90, lorsque le besoin de production en série de matrices consommant moins d'énergie et à moindre coût a été identifié.

Dans un capteur CCD, la lumière qui frappe un pixel change son état « électrique ». Les « informations » à ce sujet ne sont transmises que via un seul canal de sortie (moins souvent - deux). Ensuite, il est converti en niveau de tension, subit une procédure de mise en mémoire tampon et est fourni à la sortie sous forme de signal électrique analogique. Ce signal est ensuite amplifié et converti en valeur numérique grâce à un convertisseur analogique-numérique (CAN) situé à l'extérieur du capteur.

Les capteurs CMOS, grâce à leur technologie de production, comprennent déjà des amplificateurs et des CAN ; par conséquent, la procédure d'acquisition d'images permet d'atteindre des vitesses de lecture beaucoup plus élevées.

Tout cela affecte la méthode générale d'obtention d'une image - la technologie CCD permet la lecture à partir d'un seul canal ou d'un maximum de deux (et c'est le « goulot d'étranglement » de cette technologie). Alors que dans un capteur CMOS, des amplificateurs numériques sont utilisés dans chaque pixel individuel (actuellement, une lecture à 8 et 16 canaux peut être utilisée dans les capteurs CMOS). Il semblerait que la lecture de chaque pixel séparément devrait prendre plus de temps, mais comme les processus de lecture dans les capteurs CMOS se déroulent en parallèle, cela leur permet d'obtenir plus de résultats. bande passante par rapport aux capteurs CCD.

Source des images : club dslr. ru

Cela peut être comparé à une route CCD qui est une belle autoroute à deux voies, tandis que les capteurs CMOS peuvent être comparés à une autoroute à huit ou même 16 voies.

Chaque technologie a ses propres caractéristiques

Les capteurs CCD ont une meilleure sensibilité à la lumière et sont moins sensibles au « bruit numérique » (un défaut d'image où des pixels de couleur et de luminosité aléatoires sont visibles) puisque la taille des pixels est généralement plus grande car dans les caméras utilisant des capteurs CMOS, des circuits électroniques complexes réduisent la taille des pixels. . De ce fait, une partie de la lumière n’atteint pas les photodiodes photosensibles. C'est pourquoi les caméras utilisant des capteurs CCD sont recommandées lors de prises de vue dans des conditions de faible luminosité.

Mais ici, il convient de noter qu'en 2009, Sony a présenté ce qu'on appelle la technologie. "rétroéclairage". En conséquence, les capteurs CMOS sont devenus beaucoup plus efficaces lors de la prise de vue de sujets faiblement éclairés et/ou peu contrastés. Et pour le moment, cet inconvénient des capteurs CMOS a été pratiquement éliminé.

Les capteurs CCD nécessitent un circuit de support électronique plus complexe, ce qui entraîne par conséquent un coût plus élevé du produit fini qui les utilise.

Selon certains calculs, la consommation énergétique des capteurs CCD dépasse jusqu'à 100 fois celle des capteurs CMOS ! (c'est grâce à la faible consommation d'énergie et à la taille plus compacte des capteurs CMOS qu'ils sont devenus courants sur le marché grand public. Par exemple, tous les appareils photo des appareils photo modernes téléphones portables et les tablettes utilisent des capteurs CMOS). Et une consommation d'énergie plus élevée peut entraîner des problèmes de dissipation de chaleur, ce qui non seulement affecte négativement l'image, mais peut également augmenter encore le coût du produit fini (en raison de l'utilisation d'un refroidissement spécialisé).

Dans les capteurs CMOS, grâce à la technologie de « lecture » individuelle de chaque pixel, ce qu'on appelle le fonctionnement est possible. « fenêtre », qui vous permet de sélectionner une certaine partie du capteur (image) pour la lecture au lieu de toute la zone du capteur à la fois. Cela vous permet d'obtenir une vitesse de prise de vue élevée dans la zone sélectionnée (par rapport au CCD).

DANS différents types les capteurs utilisent des principes d'exposition différents : le CCD utilise le Global Shutter et le CMOS utilise les technologies Rolling Shutter (nous examinerons ce sujet plus en détail dans un article séparé).

Par conséquent, en tenant compte de tout ce qui précède, si vous :

Vitesse de prise de vue élevée requise - Vous avez besoin d'appareils photo équipés de capteurs CMOS.

Une sensibilité élevée à la lumière est requise - Vous avez besoin de caméras équipées de capteurs CCD (ou CMOS avec technologie « rétroéclairée »).

Vous avez besoin d'une faible quantité de « bruit numérique » - Vous avez besoin de caméras équipées de capteurs CCD.

Vous avez besoin d'une solution légèrement moins chère : vous avez besoin de caméras avec capteurs CMOS.

Pour résumer, il convient de noter que dans tous les cas, le choix de la caméra doit dépendre du domaine d'application, et pas seulement des caractéristiques techniques.

Nos spécialistes vous aideront à choisir une caméra spécifiquement adaptée à vos besoins !

La qualité d'image d'une caméra vidéo dépend en grande partie du capteur photosensible (matrice) utilisé. Après tout, mettez au moins meilleur processeur pour la numérisation vidéo - si une mauvaise image est obtenue sur la matrice, elle ne deviendra plus bonne. Je vais essayer d'expliquer de manière populaire à quoi vous devez faire attention dans les caractéristiques d'un capteur de caméra de vidéosurveillance, afin que plus tard, cela ne soit pas atrocement douloureux en regardant l'image...

Type de matrice

Sur Internet, vous trouverez probablement des informations selon lesquelles les caméras de vidéosurveillance utilisent des matrices photosensibles CCD (dispositif à couplage de charge) et CMOS (complémentaire à oxyde métallique et semi-conducteur). Oublie ça! Pendant longtemps, il n’y avait que du CMOS, que du hardcore.

Les matrices CCD, malgré tous leurs avantages (meilleure photosensibilité et rendu des couleurs, niveau de bruit plus faible) ne sont pratiquement plus utilisées en vidéosurveillance. Parce que le principe même de fonctionnement des matrices CCD - la lecture séquentielle des charges à travers les cellules - est trop lent pour satisfaire les exigences des caméras vidéo modernes et rapides à haute résolution. Et plus important encore, la production du CCD est plus coûteuse et, dans l’environnement hautement concurrentiel d’aujourd’hui, chaque centime de profit compte. C'est pourquoi tous les principaux fabricants se sont concentrés sur la production de matrices CMOS.

D’ailleurs, il ne reste plus beaucoup de fabricants. Les plus grandes entreprises, début 2017, sont : ON Semiconductor Corporation (qui a autrefois absorbé la célèbre société spécialisée Aptina), Omnivision Technologies Inc., Samsung Electronics et Sony Corporation. De plus, des matrices pour leurs propres besoins sont produites, par exemple, par Canon et Hikvision.

Jeunes, pleins d'enthousiasme et d'argent, les fabricants de puces chinois de « second rang », comme SOI (Silicon Optronics, Inc.) et d'autres, tentent de créer une concurrence aux anciennes marques. Difficile de dire si les jeunes pousses survivront lorsque le marché des capteurs CMOS devient saturé et devient trop encombré. Mais dans tous les cas, l'émergence de nouveaux acteurs et l'intensification de la lutte dans ce segment ne peuvent être exclues, car la mise en place de la production de capteurs CMOS n'est pas une tâche très difficile selon les normes modernes.

Les grandes marques mondiales comme Hikvision ou Dahua préfèrent généralement travailler avec des fabricants de matrices de premier rang ou avec les leurs. Les locaux se comportent différemment. Par exemple, Tecsar même en caméras bon marché utilise des matrices réputées d'ON Semiconductor, Omnivision et Sony. Dans l'assortiment d'autres marques « populaires », par exemple Berger, les capteurs SOI, etc. sont largement représentés.

Qualités du leadership de la SCMO

La technologie CMOS consiste à placer des composants électroniques (condensateurs, transistors) directement dans chaque pixel de la matrice photosensible.

Structure des pixels et matrice CMOS

Cela réduit la surface utile de l'élément photosensible et réduit la sensibilité, et les éléments actifs augmentent le niveau de bruit propre à la matrice. Mais la technologie permet de convertir la charge de l'élément photosensible en signal électrique directement dans la matrice et de le former beaucoup plus rapidement. signal numérique images, ce qui est essentiel pour les caméras vidéo. C'est pourquoi le CMOS est mieux adapté aux caméras de vidéosurveillance qui nécessitent des changements d'image rapides.

De plus, la possibilité de lire aléatoirement les cellules de la matrice CMOS permet de modifier littéralement la qualité et le débit de la vidéo résultante « à la volée », ce qui est impossible avec le CCD. Et la consommation électrique des solutions CMOS est inférieure, ce qui est également important pour les caméras de surveillance compactes.

Qu'il y ait de la couleur

Pour obtenir une image couleur, la matrice décompose le flux lumineux en ses couleurs composantes : rouge, vert et bleu. Pour cela, des filtres appropriés sont utilisés. Différents fabricants varient l'emplacement et le nombre d'éléments photosensibles de différentes couleurs, mais l'essence ne change pas.

Le principe de formation d'image sur une matrice photosensible :

P – élément photosensible
T - composants électroniques

Vous pouvez également voir comment fonctionne et fonctionne le capteur de la caméra CMOS dans cette vidéo de Canon :

Les matrices CMOS de tous les fabricants sont basées sur ce qui précède principes généraux, ne différant que par les détails de mise en œuvre sur silicium. Par exemple, à la recherche de faibles coûts et de super profits, les fabricants de puces tentent de produire des matrices aussi petites que possible. Les représailles pour cela sont inévitables...

Pourquoi grand est bon

La taille standard (ou en d'autres termes, le format) de la matrice est généralement mesurée en diagonale en pouces et indiquée sous forme de fraction, par exemple 1/4", 1/3", 2/3", 1/2 pouces, etc.

Matrice photosensible produite par ON Semicondactor pour caméras de vidéosurveillance

Matrice photosensible installée sur la carte de la caméra vidéo

Hélas, les matrices grand format ne sont désormais pratiquement plus utilisées dans les caméras de surveillance de masse en raison du coût élevé des matrices elles-mêmes et de leurs objectifs, qui doivent avoir des objectifs plus grands et, par conséquent, des dimensions et un coût. Aujourd'hui, les caméras sont pour la plupart équipées de matrices de tailles 1/2" à 1/4" (ce sont les plus petites). Lors du choix d'une caméra, vous devez bien comprendre que si vous achetez un modèle ultra bon marché avec une matrice 1/4" produite par SOI et un petit objectif avec des lentilles en plastique d'une transparence douteuse, vous ne pourrez pas créer de surveillance vidéo. système de qualité acceptable, sur lequel vous pouviez clairement distinguer les petits détails des événements capturés, en particulier lors de prises de vue dans des conditions de faible luminosité.

En choisissant une caméra dotée d'une matrice Sony 1/2,8", vous obtiendrez a priori un bien meilleur résultat en termes de qualité vidéo ; une caméra dotée d'une telle matrice peut déjà être utilisée dans un système de vidéosurveillance professionnel. Et la sensibilité d'une telle une caméra sera évidemment plus haute, ce qui permettra de mieux photographier dans de mauvaises conditions d'éclairage : par mauvais temps, au crépuscule, dans une pièce semi-obscure, etc. À mesure que la résolution augmente avec la même taille de matrice, la sensibilité à la lumière diminue, et cela doit également être pris en compte lors du choix. Pour une caméra installée dans une passerelle sombre près de la porte arrière, il est logique de choisir une matrice avec une résolution inférieure et une sensibilité plus élevée qu'une caméra ultra haute résolution avec une faible sensibilité de la matrice sur laquelle, du fait du bruit, rien ne se distingue clairement.

Photosensibilité

La sensibilité à la lumière de la matrice détermine sa capacité à fonctionner dans des conditions de faible luminosité ambiante. D'un point de vue physique, cela paraît tout à fait banal : moins l'énergie lumineuse suffit à la matrice pour produire une image, plus sa photosensibilité est élevée. Mais! Soyons honnêtes, cela ne vaut plus vraiment la peine de rechercher une sensibilité élevée. Le fait est que les caméras de vidéosurveillance modernes passent en toute sécurité aux modes « jour/nuit », faisant passer la matrice en mode image noir et blanc avec une sensibilité plus élevée lorsque l'éclairage diminue. De plus, l'inclusion automatique de l'éclairage infrarouge donne aux caméras la possibilité de prendre d'excellentes photos même dans l'obscurité totale. Par exemple, dans une pièce fermée sans fenêtres et avec les lumières éteintes, alors qu'il n'est question d'aucun niveau d'éclairage extérieur. La sensibilité à la lumière reste critique pour les caméras sans éclairage IR, mais utiliser de telles caméras dans la vidéosurveillance moderne est presque une mauvaise manière. Bien que des modèles de boîtiers sans rétroéclairage soient toujours vendus, bien sûr.

En général, la règle est la suivante : plus l'éclairage est élevé, meilleure est la matrice et, par conséquent, la caméra filmera. Par conséquent, il n'est pas recommandé de placer les caméras dans des coins faiblement éclairés, même si elles ont une bonne sensibilité. Gardez à l’esprit que les spécifications du capteur de l’appareil photo indiquent généralement le niveau d’éclairage minimum auquel une image peut être capturée. Mais personne ne promet que cette image sera d’une qualité au moins acceptable ! Ce sera dégoûtant 100% du temps, il sera difficile d'y distinguer quoi que ce soit. Pour obtenir au moins un résultat satisfaisant, il est recommandé de filmer au moins avec un éclairage au moins 10 à 20 fois supérieur au minimum autorisé pour la matrice.

Les fabricants ont proposé un certain nombre solutions techniques pour améliorer la sensibilité des matrices CMOS et réduire la perte de lumière lors de la capture d'image. Pour cela, un principe est principalement utilisé : rapprocher l'élément photosensible le plus près possible de la microlentille de la matrice qui capte la lumière. Tout d’abord, Sony a proposé sa technologie Exmor, qui raccourcissait le trajet de la lumière à travers la matrice :

Ensuite, les fabricants progressistes ont opté à l'unanimité pour l'utilisation de matrices avec rétroéclairage, ce qui permet non seulement de raccourcir le trajet de la lumière à travers la matrice, mais également d'agrandir la zone utilisable de la couche photosensible, en la plaçant au-dessus des autres éléments électroniques dans la cellule:

La technologie de rétroéclairage confère à la caméra une sensibilité maximale. D'où la conclusion - "toutes choses étant égales par ailleurs", il est préférable d'acheter un appareil photo utilisant une matrice avec rétroéclairage que sans.

Pour améliorer les images dans des conditions de faible luminosité grâce à des capteurs peu sensibles et bon marché, les fabricants d'appareils photo peuvent utiliser diverses astuces. Par exemple, le mode « obturation lente », ou, plus simplement, le mode vitesse d’obturation longue. Cependant, le « maculage » des contours des objets en mouvement déjà au stade de la fixation de l'image par la matrice dans ce mode ne permet pas de parler d'enregistrement vidéo de plus ou moins haute qualité, cette approche est donc totalement inacceptable en matière de sécurité. la vidéosurveillance, où les détails sont importants.

L'avènement de la technologie Starlight, apparue pour la première fois dans les appareils photo Bosch en 2012, a constitué une avancée majeure en matière de qualité d'image. Cette technologie, grâce à la combinaison de l'énorme sensibilité lumineuse de la matrice (environ 0,0001 - 0,001 lux) et d'une technologie de réduction du bruit très efficace, a permis d'obtenir des images couleur de très haute qualité à partir de caméras vidéo dans des conditions de faible luminosité et même à nuit.

Alors que la méthode traditionnelle pour surmonter la faible luminosité - utilisant l'éclairage IR - permet d'obtenir une image claire uniquement en mode monochrome (niveaux de gris), les caméras dotées de la technologie Starlight permettent d'obtenir une image couleur beaucoup plus informative. En particulier, dans des conditions de faible luminosité, un système de vidéosurveillance doté de la technologie Starlight peut facilement distinguer les couleurs des voitures, des vêtements et d'autres éléments importants.

Voici une démo de la technologie Starlight en action :

Résultats

Lors du choix d'une caméra de vidéosurveillance, veillez à faire attention aux caractéristiques de la matrice, et pas seulement à sa résolution. Après tout, la qualité de l'image, et donc l'utilité de l'appareil photo, en dépendra en grande partie. Tout d'abord, vous devez faire attention à une marque fiable, à la taille et à la résolution de la matrice ; la photosensibilité n'est importante que pour les caméras sans éclairage IR.

Je recommande fortement de prendre un appareil photo avec une matrice, à partir duquel vous pouvez trouver une fiche technique saine avec des informations détaillées, et ne pas acheter un cochon dans un sac. Par exemple, vous pouvez facilement trouver les spécifications des matrices fabriquées par ON Semiconductor, Omnivision ou Sony. Mais plus ou moins caractéristiques détaillées Les matrices SOI ne peuvent pas être trouvées pendant la journée avec une lampe de poche. On soupçonne que le fabricant a quelque chose à cacher...

Et le résultat global est le suivant : les matrices CMOS ont incontestablement gagné dans le domaine des appareils de vidéosurveillance et ne céderont à aucune technologie concurrente dans un avenir proche.

Comme vous le savez, les appareils photo sont divisés en deux grandes catégories – analogiques et numériques – en fonction de la surface sensible à la lumière qui capture l'image. Dans un appareil photo analogique, cette surface était un film photographique - une chose simple avec une certaine photosensibilité, un certain nombre de cadres à usage unique, à partir desquels, après traitement chimique, il était possible d'obtenir une empreinte de l'image sur papier.

Dans les appareils photo numériques, ce rôle fondamental est assumé par la matrice. Matrice— un appareil dont la fonction principale est de numériser certains paramètres de la lumière tombant sur sa surface. Ce processus est montré en détail et clairement dans une excellente vidéo de Discovery dans notre article « », si vous ne l'avez pas encore regardé, assurez-vous de le faire !

Il existe deux technologies matricielles principales, les plus populaires et en même temps concurrentes - ce sont CCD Et CMOS. Voyons aujourd'hui ce que différence entre CCD Et CMOS des matrices ?

Nous essaierons de comprendre leurs différences sans plonger dans les détails de la physique, juste pour avoir une idée non seulement du fonctionnement de l'appareil photo, mais aussi de la matrice qui se trouve actuellement sur votre appareil photo. Je pense que cela suffira à un photographe débutant, mais ceux qui s'intéressent aux détails peuvent approfondir par eux-mêmes.

Matrice CCD, source : Wikipédia

Donc, CCD- Ce dispositif à couplage de charge (CCD - dispositif avec charge par rétroaction). Ce type de matrice était initialement considéré comme de meilleure qualité, mais aussi plus coûteux et plus consommateur d'énergie. Si vous imaginez en un mot le principe de base de fonctionnement d'une matrice CCD, ils collectent alors l'image entière dans une version analogique, puis la numérisent ensuite seulement.

Contrairement aux matrices CCD, Matrice CMOS (complémentaire métal-oxyde-semiconducteur, logique complémentaire sur transistors métal-oxyde-semiconducteur, CMOS), numériser chaque pixel in situ. Les matrices CMOS étaient initialement moins gourmandes en énergie et moins chères, en particulier dans la production de grandes matrices, mais étaient de qualité inférieure aux matrices CCD.

Capteur CMOS, source : Wikipédia

Les matrices CCD diffèrent davantage haute qualité images et restent toujours populaires dans les domaines de la médecine, de l’industrie et de la science, où la qualité de l’image est essentielle. Récemment, les matrices CCD ont réduit la consommation d'énergie et les coûts, et les matrices CMOS ont considérablement amélioré la qualité de l'image, en particulier après une révolution technologique dans la production de capteurs CMOS, lorsque, grâce à la technologie Active Pixel Sensors (APS), un amplificateur à transistor a été ajouté à chaque pixel pour la lecture, ce qui permettait de convertir la charge en tension directement dans le pixel. Cela a constitué une avancée majeure pour la technologie CMOS : en 2008, elle était devenue pratiquement une alternative aux matrices CCD. De plus, la technologie CMOS a permis de filmer des vidéos et d'introduire cette fonction dans les appareils photo modernes, et la plupart des appareils photo numériques modernes sont équipés de matrices CMOS.