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Concept
Capteur photographique
Résumé
Un capteur photographique est un composant électronique photosensible servant à convertir un rayonnement électromagnétique (UV, visible ou IR) en un signal électrique analogique. Ce signal est ensuite amplifié, puis numérisé par un convertisseur analogique-numérique et enfin traité pour obtenir une .
Le capteur est donc le composant de base des appareils photo et des caméras numériques, l'équivalent du film (ou pellicule) en photographie argentique.
Le capteur photographique met à profit l'effet photoélectrique, qui permet aux photons incidents d'arracher des électrons à chaque élément actif (photosite) d'une matrice de capteurs élémentaires constitués de photodiodes ou photomos. Il est nettement plus efficace que la pellicule : jusqu'à 99 % (en théorie) et près de 50 % (en pratique) des photons reçus permettent de collecter un électron, contre environ 5 % de photons qui révèlent le grain photosensible de la pellicule, d'où son essor initial en astrophotographie.
Deux grandes familles de capteurs sont disponibles : les CCD et les CMOS.
Les CCD existent encore sur les marchés des appareils compacts et les appareils à très haute résolution. Les appareils reflex les plus courants quant à eux l'ont délaissé et utilisent majoritairement des capteurs CMOS.
Dispositif à transfert de charges
Le CCD (Charge-Coupled Device, ou en français « dispositif à transfert de charges ») est le plus simple à fabriquer. Inventé par George E. Smith et Willard Boyle dans les Laboratoires Bell en 1969 (cette invention leur rapporte la moitié du prix Nobel de physique en 2009), il est rapidement adopté pour des applications de pointe (imagerie astronomique) puis popularisé sur les caméras et appareils photo.
thumb|Le principe du transfert de charges.
Un CCD transforme les photons lumineux qu'il reçoit en paires électron-trou par effet photoélectrique dans le substrat semi-conducteur, puis collecte les électrons dans le puits de potentiel maintenu au niveau de chaque photosite. Le nombre d'électrons collectés est proportionnel à la quantité de lumière reçue.
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