Quelle est la différence entre la vision nocturne d’un capteur CCD et d’un capteur CMOS ?

Le CCD (Charge Coupled Device) et le CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sont deux des technologies de capteurs les plus couramment utilisées dans le monde de la photographie numérique et de la capture vidéo. En tant que tels, lorsqu’ils sont utilisés dans des appareils de vision nocturne, leurs caractéristiques uniques ainsi que leurs différences deviennent importantes. L’article se penchera donc sur l’application du CCD et du CMOS dans la technologie de vision nocturne ainsi que sur ses principales différences.

Principes techniques

1. CCD (dispositif à couplage de charge)

L’élément central d’un CCD est la technologie de stockage et de transfert de charge. La nuit, le capteur CCD transforme la lumière en charges électriques via son élément photosensible qui sont ensuite transférées à l’aide d’un mécanisme de transport de charge spécifique à un registre de lecture situé en périphérie. Avec cette technique, le CCD peut maintenir la cohérence du signal tout au long de la lecture de l’image.

2. CMOS (semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire)

CMOSCapteurstravailler selon un principe complètement différent. Dans ce cas, chaque pixel CMOS dispose d’un amplificateur de signal indépendant qui traduit directement les signaux optiques en signaux électriques. Cette conception permet une plus grande flexibilité et une lecture plus rapide des données de pixels avec les capteurs CMOS.

Caractéristiques de performance

1. Vitesse de lecture et consommation d’énergie

En règle générale, en raison de la méthode de lecture à balayage progressif, les capteurs CMOS sont plus rapides que leurs homologues construits sur la base du concept de CCD lors de la lecture des images. De plus, lors de la lecture des données des pixels, ils ne nécessitent que de l’énergie électrique, leur consommation d’énergie est donc relativement faible par rapport à celle consommée par d’autres types de capteurs comme ceux basés sur le concept de CCD qui nécessite un courant continu pour maintenir les transferts de charge, consommant ainsi beaucoup plus d’énergie.

2. Résolution et bruit

Les problèmes de bruit ainsi que les distorsions à haute résolution ont tendance à être provoqués par des amplificateurs séparés attachés à chaque pixel, accompagnés de bruits associés trouvés dans un capteur CMOS donné, principalement pendant ces périodes d’étapes de fabrication d’images haute résolution par des processus semi-conducteurs à l’intérieur de celui-ci. Cependant, les capteurs CMOS modernes haut de gamme ont permis d’atteindre une résolution et une qualité d’image comparables à celles des CCD.

3. Plage dynamique et débordement des hautes lumières

Les capteurs CMOS ont généralement tendance à surexposer les hautes lumières ou à perdre des détails dans les ombres, ce qui les rend moins appropriés pour capturer des scènes à contraste élevé. D’autre part, les CCD provoquaient un obturateur global conduisant à une plage dynamique et à une méthode de transfert de charge plus élevées, d’où une meilleure adaptation des différents niveaux de luminosité dans une scène.

Scénarios d’application

1. Technologie de vision nocturne CCD

La technologie de vision nocturne CCD est principalement utilisée dans les domaines nécessitant des résolutions élevées, de faibles niveaux de bruit et de larges plages dynamiques telles que la surveillance militaire, la surveillance de sécurité. De plus, une sortie de signal stable avec une qualité d’image supérieure l’a rendu préféré par bon nombre de ces secteurs.

2. Technologie de vision nocturne CMOS

D’autre part, la technologie de vision nocturne CMOS est souvent requise lorsqu’il est nécessaire de disposer de vitesses de lecture rapides ainsi que d’une faible consommation d’énergie, d’une flexibilité, entre autres, comme les téléphones avec appareil photo, par exemple les drones, la photographie aérienne. C’est le choix parfait en raison de sa capacité de lecture rapide et de sa faible consommation d’énergie présente dans le capteur CMOS.

Résumé

Le CCD et le CMOS sont deux des technologies de capteurs les plus populaires, avec des avantages et des inconvénients pour les applications de vision nocturne. Le CCD excelle dans certains domaines en raison de sa sortie de signal stable, de sa qualité d’image exceptionnelle et de sa large plage dynamique ; tandis que CMOS s’applique à plus de domaines en raison de ses performances à grande vitesse, de sa consommation d’énergie réduite et de son adaptabilité. Ces deux technologies auront toujours leur place dans l’avenir de la vision nocturne à mesure que les progrès technologiques continuent d’affluer.