Les capteurs CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sont prédominantscapteur d’imagetechnologie utilisée dans la plupart des appareils photo numériques aujourd’hui, des téléphones aux reflex numériques.

CMOSComposant

Réseau de photodiodes
Un réseau de photodiodes est l’élément principal le long des lignes avec un capteur CMOS. Chaque pixel contient un photodétecteur, qui est un dispositif à semi-conducteur qui produit un courant électrique lorsque le rayonnement incident est converti en énergie électrique. La lumière est convertie en charge électrique par une photodiode de manière à ce que l’amplitude de la charge électrique soit appliquée à l’intensité de la lumière.

Rôle des transistors
L’entourage de chaque pixel dans un capteur CMOS est constitué de transiteurs en plus de la photodiode. Les transistors sont les dispositifs électroniques qui reçoivent un signal électrique faible et amplifient le signal et transfèrent le signal d’une région à une autre. Ces circuits, codent le courant analogique, qui est le résultat de la réception de la photodiode, sur lequel ils se produisent.

Processus de lecture
C’est alors que les photodiodes (capteurs) suivent la lumière et la convertissent en charges électromagnétiques. La phase suivante est la lecture. Les circuits avec des transistors pour chaque pixel reçoivent les charges électriques qu’ils boostent et les transmettent à un circuit qui les convertit finalement en un signal numérique qui sort du processeur. Le signal numérique suivant est généralement traité par le processeur d’image de l’appareil photo, qui harmonise l’image.

Voici un aperçu de leur fonctionnement :

• Un capteur CMOS contient un ensemble de photosites, chaque photosite étant composé d’une photodiode sensible à la lumière et d’un transistor d’accès.
• Lorsque la lumière frappe la photodiode, elle génère une charge proportionnelle à l’intensité lumineuse. Cela accumule la tension qui représente la valeur de luminosité.
• Les transistors sont utilisés pour « lire » les valeurs de tension pixel par pixel et les convertir en données numériques.
• Les convertisseurs analogiques-numériques (CAN) sur puce transforment les tensions de pixels en nombres qui peuvent être traités comme une image numérique.
• Les capteurs d’image CMOS ont la détection, la numérisation et d’autres fonctions effectuées directement sur le capteur lui-même, contrairement aux puces CCD.
• Cela permet aux capteurs CMOS d’accéder à des pixels spécifiques pour des tâches telles que l’enregistrement vidéo tout en gardant les autres inactifs pour économiser de la puissancer.

Essentiellement, les capteurs CMOS convertissent les photons de lumière en valeurs de tension électrique qui peuvent être numérisées et traitées comme une photographie numérique. Cette technologie est répandue en raison de ses hautes performances, de sa faible consommation d’énergie et de sa compatibilité avec la fabrication de semi-conducteurs.

Foire aux questions :

Q : Quelle est la différence entre un capteur CMOS et un capteur CCD ?

R : Les capteurs CCD nécessitent un traitement hors puce tandis que les CMOS l’intègrent sur puce, ce qui permet d’obtenir de meilleures performances, comme une consommation d’énergie réduite et davantage de fonctions sur le capteur dans les capteurs CMOS.

Conclusion

Comprendre le processus de conversion photoélectrique et numérique de base à l’intérieur d’un capteur CMOS permet de comprendre pourquoi il s’agit de la technologie de capteur d’image la plus omniprésente aujourd’hui dans les appareils photo numériques. Leur conception sur puce offre des avantages clés par rapport aux CCD qui en ont fait un choix populaire.