Théorie: Les capteurs (CCD, CMOS, X3)

La compagnie Foveon a développé une nouvelle technologie, X3, basée sur la technologie CMOS. Les réflexes numériques Sigma SD9 et SD10 DSLR, le compact numérique contiennent le capteur X3. Comme décris précédemment, les capteurs CMOS et CCD enregistrent la couleur par combinaison des pixels environnant de couleur complémentaire. Sur les puces X3, le pixel rouge, vert et bleu sont capturés par chaque photosite (fig. 5), de façon similaire au film argentique. Cette technologie permet un rendu très précis des couleurs. Plusieurs tests avec le Sigma SD9et SD10 ont démontré que ces capteurs 3.4 mio photosites (équivalent à 10.2 mégapixels) ont une résolution similaire aux capteurs 6 mégapixels des Canon 10D (CMOS), Fuji FinePix S2 Pro (CCD) et Nikon 100D. La densité des cicruits sur ces capteurs engendre un bruit de fond supérieur au CMOS et limite la sensibilté de ce capteur (ou le DSP de Sigma n'est pas optimal ?)

. The density of the circuitry may be a problem for the development of sensor with a higher resolution, since it increases the background noise.

Figure 5: Sur le capteur du X3, la lumière est capturée successivement par 3 couches de sillicon de couleur complémentaire (bleu, rouge et vert), de la même façon qu'un film argentique.

Pour plus d'informations, www.foveon.com

Fuju Super CCD

Au lieu de photosites carrés, Fuji utilise des photosites octogonaux, disposé en nid d'abeille, comme illustré sur la figure 6. Cette technique permet d'augmenter la densité de photosites sur le capteur. Dans la dernière génération de CCD (la quatrième), chaque "site" est composé d'une grande (6-7 um) et d'une petite photodiode (~2µm). Les grandes diodes capturent les tons moyens et foncés, alors que les petites capturent les hautes lumières brûlées sur les grandes photodiodes. J'attends avec impatience les premiers tests sur le terrain pour voir si l'augmentation de la plage dynamique du capteur ne se fait pas au détriment d'un bruit de fond plus important (surface du photosite plus réduite).

Figure 6: Fuji dispose ses photosite en nid d'abeille. Comme on peut le voir sur cette image de la 4ème génération qui équipe le FinePix S3 pro, une petite photodiode (secondary photodiode) est ajouté pour augment la plage dynamique du capteur.

La Nasa essaie de développer une nouvelle technologie, la Hybrid Imaging Technology (HIT), qui combine des composaant des puces CMOS et CCD en unités fonctionnelles, que ni le CCD ou le CMOS ne peuvent produire indépendemment.

Le fabricant Matsushita, plus connu pour sa marque Panasonic, a récemment produit le premier capteur issu de cette technologie (février 2004). Ce capteur (1/1.8") possède une sensitivité supérieur à un CMOS équivalent, tout en consommant 5x moins d'énergie qu'un équivalent CCD. La production en masse est prévue pour le dernier trimestre 2004.

Je suis très sceptique face à cette approche, car les progrès semblent très lent (la Nasa travaille dessus depluis plus de 6 ans). De plus, cette technologie me semble corrigé que les faiblesses du CCD ou CMOS, mais le bilan final rest inchangé. Affaire à suivre!