Photo pratique : Le capteur numérique

Le capteur est le cœur de l’appareil photo numérique. C’est grâce à ce support que vous pouvez enregistrer et voir vos photos sur support informatique.

De forme rectangulaire, le capteur à transfert de charge a fait sa première apparition en 1969 dans le milieu scientifique, grâce à ses inventeurs, George E. Smith et Willard Boyle.

Fonctionnement du capteur

Remplaçant de la pellicule, laquelle restitue point par point la lumière en image par procédé chimique, le capteur photosensible fonctionne sur le même principe. Il est constitué de cellules photovoltaïques qui mesurent l’intensité de la lumière et sa couleur. Cette intensité lumineuse est ensuite transformée en courant électrique. Chaque point du capteur, qui compose une partie d’un pixel, enregistre l’intensité lumineuse pour produire une image.

Le capteur est constitué de deux éléments superposés : le premier est composé de cellules photosensibles, le second est le dispositif à transfert de charge. Pour restituer la couleur, chaque cellule photosensible possède 3 filtres : un rouge, un bleu et un vert, chaque filtre n’étant réceptif qu’à une seule coordonnée pour pouvoir capter une couleur.

Types de capteurs

On trouve aujourd’hui deux types de capteurs, le CCD et le CMOS. Ce dernier est le plus répandu sur les appareils photo numériques de type Reflex, tandis que le CCD équipe plutôt les compacts.

  • Le capteur CCD (Charge-Coupled Device) était le plus répandu il y a encore peu de temps, équipant presque tous les appareils photo et caméras vidéos. Le CCD est composé d’une matrice de cellules photosensibles qui transfère la charge vers un collecteur lequel transmet à son tour l’ensemble des charges vers le convertisseur.
  • Le capteur CMOS (Complementary Metal Oxyde Semi-conductor) fonctionne sur le même principe, à quelques détails prêts : il se compose d’une matrice de cellules photosensibles également, mais au lieu de transférer la charge vers un collecteur, il la conserve et la transmet directement au convertisseur.

A l’origine, le CCD est de meilleure qualité et donne de meilleurs résultats que le CMOS qui équipait les webcams et les appareils photos numériques bas de gamme. Mais certains fabricants ont changé la donne en équipant leurs meilleurs réflex d’un capteur CMOS de type APS-C et Full Frame. On peut ainsi obtenir une bien meilleure image, dans les détails, la résolution et la sensibilité, avec un CMOS couplé à un bon traitement des données, plutôt qu’avec un CCD couplé à un piètre traitement numérique.

Le CMOS est moins coûteux que le CCD, et c’est surtout son format qui intéresse les fabricants : on peut obtenir, à moindre coût, un capteur plus grand avec une plus haute résolution, même s’il est plus lent que le CCD. Tout évolue cependant très vite dans ce domaine et il est probable que les performances CMOS ont déjà évolué à cet instant.

En 2011, les CCD étaient encore utilisés en majorité sur les compacts et les bridges, tandis que le CMOS équipaient plutôt les reflex et les hybrides (compacts à objectif interchangeable).

La résolution

La résolution est calculée par le nombre de pixels en longueur et en largeur. De cette résolution dépendra le format de sortie, c’est-à-dire la taille maximum en impression sans altération de la qualité. Ainsi, un capteur de 12 millions de pixels permet de restituer une image de 4000 pixels sur 3000 (4000×3000 = 12 000 000).

A 150 pixels par pouce, vous obtiendrez une image de bonne qualité sur un tirage papier de 67 cm sur 50 cm (un peu plus grand que le format A2).

A titre de repère, sachez aussi que la résolution moyenne d’un écran de PC se situe aux alentours de 1600 par 1200 pixels. Il serait donc inutile de faire la course au mégapixels, si ce n’est que, plus la résolution est grande, plus il est aisé de recadrer en conservant une très bonne qualité.

Différentes tailles de capteur

Il faut cependant prendre en compte la taille réelle de votre capteur, laquelle a une incidence directe sur la qualité générale de vos images. Un capteur de même résolution au format 24×36 mm (full frame) sera de meilleure qualité qu’un capteur de 13×17,3 mm (4/3 que l’on retrouve sur certains bridges et compacts à objectif interchangeable).

Sur le marché « grand public », on trouve plusieurs tailles de capteur, qui vont de 24×36 mm pour les reflex full frame, à 4,29×5, 76 mm pour certains compacts.

La taille du capteur a une incidence directe sur l’angle de champ de l’objectif que l’on utilise. Un grand capteur a ainsi un plus grand angle de champ qu’un capteur plus petit avec un objectif identique. La profondeur de champ est également plus petite avec un grand capteur de 24×36 mm.

Après une petite pause estivale de 3 semaines, le prochain article sera consacré à la gestion de la lumière.

Lire également dans ce blog ces autres articles consacrés à la pratique photo :

Dans le domaine connexe de la retouche photo une série de tutoriels d’utilisation du logiciel Picasa.

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Sources : Wikipédia, Comment-ça-marche (Julien Achard)

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