Les capteurs CMOS remplaceront-ils les CCD ?

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En savoir plus sur les CMOS versus CCD:

Coût de fabrication et intégration

La fabrication des capteurs CCD (HAD) est une technologie qui, pratiquement n'est mise en œuvre que dans ce but…
La fabrication des capteurs CMOS n'est qu'un compartiment d'une technologie encore plus vaste ( semi-conducteurs divers, processeurs, mémoires, etc.).
Non seulement la standardisation dans cette fabrication industrielle abondante en réduit le coût mais permet une "intégration" plus poussée aux limites encore non définies ( l'intégration consiste à … intégrer plusieurs circuits sur un seul "chip" de façon à y réaliser plusieurs fonctions).

Economie d'énergie

La puissance électrique nécessaire au fonctionnement d'un capteur CCD est (relativement) très importante (quelques watts) et le voltage tourne autour des 10volts…
Le CMOS est beaucoup moins gourmand ( presque 100 fois moins en watts) et sous un voltage plus faible (3 à 5V).
Cela dit, un camescope n'utilise pas sa batterie que pour alimenter son capteur… mais, c'est déja un poste d' économie … et de robustesse (moins d'énergie = moins de dissipation… calorique en particulier).

"Versatilité" et améliorations de fonctionnement

Les charges créées dans un capteur CCD transitent telles quelles par des registres de transfert dont le "vidage-recueil" est organisé colonne par colonne.
Il en découle (au moins) deux "inconvénients":
- le "smear" : engorgement d'une colonne (au moins) lorsque seuls quelques pixels sont "éblouis"…
- la difficulté de sélectionner une région directement sur le capteur pour y cadre une photo, de 4 x 3 et du 16 x 9 par exemple.

Les charges créées dans un capteur CMOS peuvent être recueillies pixel par pixel par adressage matriciel direct (X ; Y) - analogue à celui des "DRAM"-. le smear et autres artefacts seront donc limités et en outre la sélection d'un cadre largement facilitée.

Intégration et perspective

L'intégration permise par le CMOS rend possible, par exemple, l'amplification (nécessaire et normale) du "signal" au niveau de chaque pixel, directement dans ce pixel, ce que ne permet pas la solution CCD. On va (peut-être) vers un traitement de l'image pixel par pixel au niveau initial du capteur …

Et alors, pourquoi ne vient-il que maintenant ?

Parce que le processus commence à être vraiment maîtrisé maintenant.

Le CMOS n'est pas une révolution qui surgit comme çà, d'un coup au début du XXIème siècle… Les premiers capteurs (ou mémoire chez Bell Telephon) étaient MOS dans les années …60/70 du siècle précédent !
L'ennui pour le fonctionnement en "capteur de photons" était que les dits photons devaient traverser une électrode (le "M" = Métal de MOS)… Ils y perdaient beaucoup d'énergie, ça nécessitait donc d'appliquer une amplification à gain …prohibitif donc … générateur de bruit…
Initialement, l'adressage était "en colonnes", le smear (rouge) y sévissait aussi…
Et puis est venue une "généralisation" du CMOS (Complementary Metal Oxyde Silicon).

Apparemment ces problèmes sont résolus… déjà par Canon pour ses APN reflex et maintenant par Sony pour un caméscope…
Sony ne donne pas encore le calibre de ses (tri) chips, en principe, en CMOS, ça devrait être plus important qu'en CCD, pixels plus "gros", en tout cas il y en a moins de 800 000 …


<img src="http://www.repaire.net/navig/site1/en.png"> D'immenses investissements faits en Asie par Sony, Canon et d'autres dans la technologie CMOS