Les capteurs CMOS (semi-conducteurs à oxyde métallique complémentaire) sont les plus répanduscapteur d'imagetechnologie utilisée dans la plupart des appareils photo numériques actuels, des téléphones aux reflex numériques.

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Réseau de photodiodes
Un tableau de photodiodes est l'élément principal dans la ligne avec un capteur CMOS. Chaque pixel contient un détecteur photo, qui est un dispositif à semi-conducteurs produisant un courant électrique lorsque le rayonnement incident est converti en énergie électrique. La lumière est convertie en charge électrique par une photodiode de telle manière que l'intensité de la charge électrique correspond à l'intensité de la lumière.

Rôle des transistors
L'environnement de chaque pixel dans un capteur CMOS est constitué de transistors en plus de la photodiode. Les transistors sont des dispositifs électroniques qui reçoivent un faible signal électrique et amplifient ce signal pour le transférer d'une région à une autre. Ces circuits encodent le courant analogique, qui est le résultat de la réception par la photodiode, sur lequel ils opèrent.

Processus de lecture
C'est à ce moment-là 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 amplifient et transmettent ensuite à un circuit qui les convertit enfin en un signal numérique qui sort du processeur. Le signal numérique ultérieur est généralement traité par le processeur d'image de l'appareil photo, qui harmonise l'image.

Voici un aperçu de base de leur fonctionnement :

• Un capteur CMOS contient un réseau de photosites, chaque photosite étant constitué 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 crée une 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 analogique-numérique (CAN) intégrés à la puce transforment les tensions des 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 l'énergie.r.

En substance, les capteurs CMOS convertissent les photons de lumière en valeurs de tension électrique qui peuvent être numérisées et traitées sous forme de photographie numérique. Cette technologie est largement répandue en raison de ses performances élevées, de sa faible consommation d'énergie et de sa compatibilité avec la fabrication de semi-conducteurs.

FAQ :

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 capteurs CMOS l'intègrent sur puce, ce qui permet de meilleures performances comme une consommation d'énergie plus faible et davantage de fonctions sur 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 répandue dans les appareils photo numériques actuels. Leur conception sur puce offre des avantages clés par rapport aux CCD qui en ont fait un choix populaire.