CCD en Français DTC= dispositif à transfert de charge. CMOS : complementary metal oxide semi-conductor

Quelques éléments simplifiés pour comprendre ce dispositif essentiel

Le capteur CCD est une mosaïque constituée par l' assemblage sous la forme d’une matrice, d'éléments sensibles à la lumière. Chacun de ces éléments est appelé photosite (Dans le cas du D300 la taille d'un photosite est de 5,5 Micromètres).Un photosite accumule une charge électrique proportionnelle à la quantité de lumière qu'il reçoit. Si l'on utilisait les données (le courant délivré par chaque photosite) fournies par ce capteur on obtiendrait une image noir et blanc.

Pour avoir une image couleur il faut "spécialiser" chaque photosite pour une couleur primaire.

Pour cela on utilise un filtre (dit “de Bayer”, du nom de son créateur) constitué d'un quadruplet de filtres colorés placé sur un quadruplet de photosites .

Donc, si un quadruplet  est éclairé par de la lumière blanche (contenant donc toutes les couleurs du spectre visible) les quatre photosites recevant

la même quantité de lumière( chaque filtre de bayer laissant passer la couleur qui le concerne) ils produiront un courant identique.
Dans ces conditions le calculateur de l'appareil en déduira qu'il s'agit de lumière blanche.

S'il s'agissait de lumière rouge, seul le filtre rouge aurait laissé passer la lumière et donc seul le photosite rouge aurait produit un courant.. etc...

Chaque quadruplet est composé de 2 éléments verts pour seulement 1 rouge et 1 bleu, pour tenir compte de la sensibilité de l'oeil humain.

 Le capteur CMOS basé sur une technologie de fabrication différente, moins coûteuse. Les performances en niveau de bruit du CMOS étaient au départ de piètre qualité à cause de la taille réduite de la partie sensible des photosites et à des disparités de rendement entre les divers photosites.

Il est basé sur le même principe que ce qui est indiqué pour le CCD en ce qui concerne l'organisation (photosites, filtre de bayer) mais très différent dans sa construction et dans son principe d'utilisation.

En effet chaque photosite comprend aussi ses propres systèmes de traitement (amplificateurs etc..) ce qui permet un traitement individualisé de chaque photosite et a donc permis de régler les problèmes de manque d'homogéneité de rendement des photosites. L’électronique incluse a aussi permis de traiter le bruit à la source .

Le CMOS se présente aujourd'hui comme le capteur de l'avenir.

La zones sensible de chaque photosite ne couvrant pas entièrement sa surface à cause des nécessaires circuits electriques de connexion, les micro lentilles sont destinées à concentrer toute la lumière arrivant à la surface du photosite sur sa partie sensible, améliorant ainsi son rendement.

 LE FILTRE PASSE BAS* 

Ce filtre est nécessaire pour éviter la production d’artéfacts (éléments n’existant pas dans l’image) dus à une possible résolution de l’objectif supérieure à celle du capteur.

Il a pour effet “d’étaler” l’image des détails plus fins que la taille d’un photosite pour éviter ce phénomène gênant.(effet de moiré par exemple en cas de motif répétitifs très fins)

Imaginez par exemple que l’objectif projette sur le capteur un très fin détail de l’image, par exemple un point blanc de la taille d’un seul photosite.

Selon le photosite sur lequel ce point tombera il sera interprété par le calculateur comme bleu vert ou rouge mais pas blanc puisque par sa taille il ne peut couvrir qu’un seul filtre rouge vert ou bleu.Va donc apparaitre dans l’image un artefact coloré.

Ceci n’est qu’une illustration simple d’autres phénomènes plus complexes.