nouveauté l'avenir du CCD ?

[jpettit]

Bonjour,

 

J'espère ne pas inquiéter à tord certains, ou donner de fausse joies à d'autres, mais en lisant cet article (malheureusement en anglais), j'ai l'impression que SONY envisage de stopper sa production de capteur CCD, au profit du CMOS.

Un premier avantage serait le coût qui rendrait les cameras plus abordables.

 

Les caméras étant plutôt chers pour monsieur tout le monde, une future baisse de prix généralisée serait une bonne nouvelle

 

Si certains parmi vous ont des infos sur ce sujet, ca m'interesse

Merci.

 

L'article en question :

http://www.stemmer-imaging.co.uk/en/news/2015-03-the-future-of-ccd-image-sensors-are-we-seeing-the-end-of-an-era/

 

jpettit

[Leimury]

Bonjour,

 

Historically CCD sensors have outperformed CMOS sensors in terms of image quality. Will Sony’s decision reduce the availability of high image quality sensors?

 

Absolutely not, CMOS has traditionally had a reputation for lower image quality, however recent sensors have surpassed the image quality of Sony CCDs in terms of noise and dynamic range. This, coupled with the numerous advantages of CMOS sensors such as speed, lower power consumption, less support electronics and the elimination of tap balancing is the natural evolution of technology. The higher end CCDs from ON Semiconductor (formerly Truesense and Kodak) and the full frame CCDs used in professional photography from Teledyne DALSA are still available for high end applications although over time CMOS will affect this market segment also.

 

Dans ce paragraphe on dit qu'historiquement les capteurs CCD étaient de meilleure qualité que le CMOS.

Mais avec le temps et les évolutions techniques, la tendance s'est inversée et le CMOS actuel fait mieux que le CCD.

La production de capteurs CCD continuera encore quelques temps pour des applications à très forte valeur ajouté (Truesense, Kodak et Teledyne DALSA) mais ne tardera pas à être remplacée également pas la techno CMOS.

 

Si j'ai bien compris le but n'est pas vraiment la baisse de prix mais plutôt le suivi technologique, rester au sommet de l'art avec une techno plus performante (moins de conso et moins d'infrastructure électronique, plus haute intégration)

 

Bon ciel

Modifié 25 novembre 2015 par Leimury

[benjamindenantes]

CCD ou CMOS c'est pas tellement le sujet. Ce qui nous intéresse c'est plutôt couleur ou N&b il me semble.

[jpettit]

CCD ou CMOS c'est pas tellement le sujet. Ce qui nous intéresse c'est plutôt couleur ou N&b il me semble.

 

Dans le sens, est-ce qu'un jour la couleur aura la même sensibilité que le n&b ?

[olivdeso]

Non c'esrt pas possible. Pas avec une matride de bayer. Les filtres enlèvent du signal utile.

Avec les capteurs style foveon, il pourrait y avoir moins de différence, mais il y aura de la perte quand même par rapport à un capteur mono plusqimple

[benjamindenantes]

Non c'esrt pas possible. Pas avec une matride de bayer. Les filtres enlèvent du signal utile.

Avec les capteurs style foveon, il pourrait y avoir moins de différence, mais il y aura de la perte quand même par rapport à un capteur mono plusqimple

 

C'est tout à fait ça.

 

Mais il arrivera vite un stade ou la prise en couleur direct sera plus avantageuse que l'utilisation de filtres... Quand on manipule un A7S par exemple, on se pose ce genre de questions. Pour le moment, ce genre de capteur a encore des inconvémients n'étant pas spécialement dédié astro mais quand un capteur couleur ultra sensible sera étudié pour l'astro, il pourra facilement faire oublier la CCD "traditionnelle". On n'en est pas si loin a mon sens.

[sastitix]

@Benjamindenantes : le raisonnement est juste sauf lorsque tu dis "un capteur couleur ultra sensible dédié à l'astro" ...

Ne te fait pas d'illusion aucun capteur n'est dédié ou étudié pour l'astrophoto ( à notre niveau)

Nous ne récupérons que des technologies développées pour d'autres applications ( photo, cam de surveillance etc etc ...) l'astrophoto doit représenter 0.0000000001% de l'utilisation des capteurs ...

[benjamindenantes]

@Benjamindenantes : le raisonnement est juste sauf lorsque tu dis "un capteur couleur ultra sensible dédié à l'astro" ...

Ne te fait pas d'illusion aucun capteur n'est dédié ou étudié pour l'astrophoto ( à notre niveau)

Nous ne récupérons que des technologies développées pour d'autres applications ( photo, cam de surveillance etc etc ...) l'astrophoto doit représenter 0.0000000001% de l'utilisation des capteurs ...

 

Prenons par exemple une qhy8L cam couleur dédié astro avec un capteur de grande taille refroidi.

Maintenant on prend les mêmes caractéristiques mais plutôt que de mettre un capteur qui a presque 15 ans dedans, on met celui de l'A7S par exemple.

Avec une cam comme ça, si on accepte de faire l'impasse sur de la résolution, on a truc qui peut facilement faire oublier la ccd "trad".

On reste en rvb a ce stade bien entendu. Je ne parle d'un truc pour les ultra spécialistes mais de l'astrophotographe lambda.

[gerard33]

Maintenant on prend les mêmes caractéristiques mais plutôt que de mettre un capteur qui a presque 15 ans dedans, on met celui de l'A7S par exemple.

Avec une cam comme ça, si on accepte de faire l'impasse sur de la résolution, on a truc qui peut facilement faire oublier la ccd "trad".

 

si tu veux faire du grand champ en gagnant du temps, ce qui semble être l'essentiel de ta philosophie, oui, mais pour le CP, à matos égal, les CCD ont encore de beaux jours devant elles

maintenant les choses évoluent très vite, et les CMOS aussi, la sélection se fera j'espère sur des critères qualitatifs

[Tyco]

Bonsoir,

 

 

"un capteur couleur ultra sensible dédié à l'astro" ...

 

 

Ca n'existe pas, on fera jamais mieux que 100 % de rendement. Hors les meilleurs CCD amateurs atteignent déjà 80%. 20% d'amélioration, ca a un effet quasiment négligeable. Je fais partie des plus septiques sur les évolutions des APN récent : je reste persuadé qu'un 350D donne des résultats similaires à un A7S...

 

Un capteur couleur ne fera jamais aussi bien qu'un capteur NB. Celui-ci est bien 5X plus sensible ..., un APN couleur ne peut rivaliser, aussi moderne soit-il.

 

En effet, la question est capteur N/B ou couleur, le reste des améliorations d'aujourd'hui (bruit de lecture, rendement quantique, etc...) ont des effets bien négligeables. Le jour où un APN N/B existe, alors là oui, nos CCD prendront un coup de vieux.

 

Je rappelle que gagner une magnitude demande de multiplier par 6 le temps de pose, on est pas à 20% près...

 

Christophe

Modifié 25 novembre 2015 par Tyco

[benjamindenantes]

je reste persuadé qu'un 350D donne des résultats similaires à un A7S...

 

En posant 5 fois plus longtemps peut-être.

A temps de pose égal certainement pas.

 

Afin bon, c'est pas le sujet ici.

[Colmic]

Si Dieu me prête vie encore un moment, je ressortirai cette conversation dans 5 ans Messieurs

 

Ca n'existe pas, on fera jamais mieux que 100 % de rendement. Hors les meilleurs CCD amateurs atteignent déjà 80%. 20% d'amélioration, ca a un effet quasiment négligeable. Je fais partie des plus septiques sur les évolutions des APN récent : je reste persuadé qu'un 350D donne des résultats similaires à un A7S...

Quoted For Truth

[jpettit]

APN n&b... Ca me plait cette idée

 

Mais avant qu'un constructeur s'y mette, il faudrait déjà qu'il y ait un public concerné bien plus large qu'aujourd'hui.

J'ai peur que ce ne sera jamais le cas :-(

[Colmic]

APN n&b... Ca me plait cette idée

 

Mais avant qu'un constructeur s'y mette, il faudrait déjà qu'il y ait un public concerné bien plus large qu'aujourd'hui.

J'ai peur que ce ne sera jamais le cas :-(

Leica l'a fait... à 9000 euros !!!

 

Maintenant réfléchissons quelques instants :

- la plupart de ceux qui utilisent un APN aujourd'hui ont complètement oublié ce qui était leur point fort : avoir un imageur autonome capable de produire une jolie image rapidement. J'ai bien dit jolie, pas exceptionnelle.

- la plupart d'entre vous relient leur APN à un PC, veulent y monter des filtres Halpha.

- dès lors quel intérêt d'utiliser un APN dans les mêmes conditions qu'une caméra CCD astro ? Sachant que le résultat ne sera jamais à la hauteur de l'emmerdement lié, autant avoir une vraie CCD astro.

 

Le jour où nous utiliserons un APN dans l'esprit de simplicité et dans le but de produire simplement de jolies images sans prétention, on aura compris pas mal de choses

 

Maintenant récupérer un capteur CMOS, genre celui du A7S, le débayeriser et le monter dans une caméra astro, pourquoi pas ? Mais là on ne parle alors plus d'APN mais bien de caméra dédiée.

[gerard33]

Le jour où nous utiliserons un APN dans l'esprit de simplicité et dans le but de produire simplement de jolies images sans prétention, on aura compris pas mal de choses

le jour où tu auras compris que tes préoccupations de vitesse et de joliesse ne sont pas celles de tout le monde, tu auras fait un grand pas en avant

tu sais que tu peux te faire aider? il existe un patch qui te permet de diminuer peu à peu les doses d'A7s

[Moot]

on fera jamais mieux que 100 % de rendement. Hors les meilleurs CCD amateurs atteignent déjà 80%. 20% d'amélioration, ca a un effet quasiment négligeable. Je fais partie des plus septiques sur les évolutions des APN récent : je reste persuadé qu'un 350D donne des résultats similaires à un A7S...

Ce n'est pas dans le rendement que réside l'amélioration mais dans la réduction du bruit (celui de la lecture et celui du signal thermique).

 

Un capteur couleur ne fera jamais aussi bien qu'un capteur NB. Celui-ci est bien 5X plus sensible ..., un APN couleur ne peut rivaliser, aussi moderne soit-il.

Avec un capteur monochrome, on est quand même obligé de filtrer et de multiplier le temps de pose par 3 au minimum pour accéder à la couleur.

 

le reste des améliorations d'aujourd'hui (bruit de lecture, rendement quantique, etc...) ont des effets bien négligeables.

Pas en ce qui concerne le bruit, loin de là.

[Haltea]

Je pense que la dimension financière est importante aussi , une CCD est chère voir très chère et un A7s également. Une évolution intéressante serait surtout de voir baisser un peu le prix des imageurs , CCD ou CMOS. Sortir de belles caméras Astro CMOS a 4000e c'est intéressant, mais ça restera du baratin pour 95% des astrams

[Colmic]

le jour où tu auras compris que tes préoccupations de vitesse et de joliesse ne sont pas celles de tout le monde, tu auras fait un grand pas en avant

tu sais que tu peux te faire aider? il existe un patch qui te permet de diminuer peu à peu les doses d'A7s

 

Gérard, il me semble que tu utilises une caméra CCD dédiée astro non ? Qu'est-ce qui t'a fait passer d'un APN à une 8300 ? Allez toi aussi pose ta tête sur l'oreiller et donne-nous ton avis sur la question.

 

Pour les attaques personnelles, on va s'arrêter là si tu veux bien...

[gerard33]

Gérard, il me semble que tu utilises une caméra CCD dédiée astro non ? Qu'est-ce qui t'a fait passer d'un APN à une 8300 ? Allez toi aussi pose ta tête sur l'oreiller et donne-nous ton avis sur la question.

 

Pour les attaques personnelles, on va s'arrêter là si tu veux bien...

 

je suis passé à la CCD parce que pour mes petites taches c'était mieux

si un jour les CMOS sont plus performants pour mes cibles et que j'en ai les moyens financiers je passerai au CMOS ou à tout autre technologie qui reste à découvrir

pour la dernière question, s'il suffit de n'être pas d'accord avec toi pour que tu partes en vrille, tu as la possibilité dans ton profil de ne pas voir mes messages

[Jean-Baptiste_Paris]

Mais il arrivera vite un stade ou la prise en couleur direct sera plus avantageuse que l'utilisation de filtres... Quand on manipule un A7S par exemple, on se pose ce genre de questions.

 

Et le SHO alors ?

 

D'autant que pour ces filtres sélectifs, les poses longues s'imposent et donc également la question du refroidissement...

 

Je pense comme Michel que pour qui veut faire de la photo "plaisir", le A7S ou ses futurs équivalents sont une très grande avancée.

Pour ceux qui veulent aller plus loin, rien ne remplacera une caméra dédiée astro, avec refroidissement.

 

L'idéal est probablement d'avoir les 2 - pour qui en a les moyens : un A7S full frame pour les nébuleuses en couleurs et le grand champ, et une caméra CCD pour les applications plus pointues (SHO, spectro, photométrie...).

 

Après, que ça soit du CCD ou du CMOS, du moment que c'est performant moi ça me va aussi bien !

 

jb

Modifié 26 novembre 2015 par Jean-Baptiste_Paris

[Colmic]

je suis passé à la CCD parce que pour mes petites taches c'était mieux

si un jour les CMOS sont plus performants pour mes cibles et que j'en ai les moyens financiers je passerai au CMOS ou à tout autre technologie qui reste à découvrir

pour la dernière question, s'il suffit de n'être pas d'accord avec toi pour que tu partes en vrille, tu as la possibilité dans ton profil de ne pas voir mes messages

Merci pour tes explications.

Pour le reste, en privé si tu le veux bien...

[christiand]

Bonjour

 

Ce n'est pas dans le rendement que réside l'amélioration mais dans la réduction du bruit (celui de la lecture et celui du signal thermique).

 

Oui, mais le rendement quantique a également son importance. Pour exemple les "EMCCD" : bruit de lecture réduit au minimum... mais il faut néanmoins poser suffisamment pour obtenir un signal correct.

 

 

Avec un capteur monochrome, on est quand même obligé de filtrer et de multiplier le temps de pose par 3 au minimum pour accéder à la couleur.

 

Je dirais par 2, ou un peu moins selon les cibles (actuellement j'expérimente le vert synthétique qui permet de raccourcir de façon significative le temps de pose couleur).

 

 

 

Pas en ce qui concerne le bruit, loin de là.

 

Oui, le bruit de lecture reste un levier intéressant, mais associé à un bon rendement quantique.

On pointe souvent un doigt sévére sur le bruit de lecture, pourtant l'évolution des sites d'imagerie plus ou moins touchés par une pollution galopante font que le bruit de lecture tend à se marginaliser, si je puis dire. On se fiche qu'il soit à 4 ou 8 électrons face à un bruit photonique majoritaire bien plus pénalisant.

 

 

Christian

Modifié 26 novembre 2015 par christiand

[Edramos]

Le débat semble partir dans un mauvais sens...

Il n'est pas question de comparer APN et camera astro, mais CMOS et CCD.

 

Pour faire de l'astrophotographie, une caméra astro sera toujours meilleur qu'un apn, et il n'y a même pas à en discuter.

On entend parler sans cesse de ce fameux A7S; pas mal, oui, comparé à d'autres APN. Pas mal, oui, pour sortir une image intéressante rapidement. Mais pas à la hauteur face à une caméra astro.

Attention, je ne dit pas: pas à la hauteur face à une caméra astro actuelle!

La vrai comparaison serait de prendre le CMOS du A7S, non bayerisé, le refroidir à un delta de -40°C, brancher le tout sur une électronique dédiée à l'astronomie (pas de compression, 16 bits, bruit de lecture minime), roue à filtre LRGBSHO, et comparer avec une CCD astro semblable (même surface, même taille de photosite) et avec le A7S classique.

Je pense que le résultat serait intéressant!

 

Concrètement, CCD ou CMOS ne sont pas comparable en astro pour le moment, parce que les deux ne sont pas exploité de la même manière.

De même, qu'en serait-il d'un APN avec un capteur CCD bayerisé ?

[olivdeso]

En posant 5 fois plus longtemps peut-être.

A temps de pose égal certainement pas.

 

Afin bon, c'est pas le sujet ici.

 

En temps de pose unitaire oui, mais pas en temps de pose total. Le bruit de lecture plus faible permet de faire des poses unitaires plus courtes et plus nombreuses. Mais au final, le rapport signal à bruit va surtout dépendre du ciel, du rendement quantique et du diamètre du telescope.

 

En narrow band c'est surtout le bruit thermique qui va être limitant et là les CCD abordables des camera astro on encore de l'avance.

 

En wide band ( LRVB ) tu va poser unitairement jusqu'à ce que le bruit du fond du ciel l'emporte sur le bruit de lecture.

En narrow band ça sera le bruit thermique qui l'emportera en premier sur le bruit de lecture.

Modifié 26 novembre 2015 par olivdeso

[olivdeso]

De même, qu'en serait-il d'un APN avec un capteur CCD bayerisé ?

 

La différence est encore pire en CCD à cause du bruit de lecture qui augmente énormément en lecture rapide dans un APN, ce qui n'est pas le cas du CMOS. Il suffit de comparer les QHY 8 ou 10 avec les APN Nikon qui avaient les mêmes capteurs : c'est le jour et la nuit. Entre la température beaucoup plus élevée et le bruit de lecture très important, l'APN est largé.

En CMOS la différence sera moindre, quasi uniquement due à la différence de température du capteur.

[gerard33]

Les nouvelles caméras CMOS ainsi que les techniques de capture à courtes durées de pose (mais qui nécessitent il est vrai de gros tromblons) sont une voie intéressante aussi

la séparation sur les étoiles serrées et autres détails de structure devient convaincante

[Edramos]

Avec un capteur monochrome, on est quand même obligé de filtrer et de multiplier le temps de pose par 3 au minimum pour accéder à la couleur.

 

Je rebondit sur ton message.

Certes, en monochrome, on doit poser plus pour recréé le RGB.

Mais prends les choses différemment, en regardant le signal collecté:

Pour une heure de pose avec un capteur couleur, tu as 1/4 de signal rouge, 1/4 de signal bleu, et 2/4 de signal vert. Soit l'équivalent de 15 minutes de rouge, 15 de bleu et 30 de vert.

 

Pour une heure de pose en monochrome, supposons 40 minutes de L (tout signaux confondu, donc 40 de R, 40 minutes de B et 40 minutes de G), tu passe ensuite 6 minutes par filtre, pour recréer ton RGB. Certes, ces 20 minutes n'apportes pas de signal supplémentaire puisqu'elles ne sont pas intégrées à l'image, elles ne servent qu'à la colorié. Mais au final, pour un même temps de poses, tu as tout de même plus de signal en monochrome.

[christiand]

Les nouvelles caméras CMOS ainsi que les techniques de capture à courtes durées de pose (mais qui nécessitent il est vrai de gros tromblons) sont une voie intéressante aussi

la séparation sur les étoiles serrées et autres détails de structure devient convaincante

 

Oui mais faut vraiment poser très court, de l'ordre de la seconde, maxi, pour taper dans les trous de turbu. Donc réservée aux étoiles doubles serrées effectivement, ou aux cibles à flux important.

C'est un bon complément aux CCD classiques, voir ce que font nos "planeteux" sur les NP est un bon exemple .

[Colmic]

Les nouvelles caméras CMOS ainsi que les techniques de capture à courtes durées de pose (mais qui nécessitent il est vrai de gros tromblons) sont une voie intéressante aussi

la séparation sur les étoiles serrées et autres détails de structure devient convaincante

 

Je te rejoins sur ce point Gérard (comme quoi on peut aussi être en phase dans certains cas ) . C'est pour ça que je disais plus haut qu'on en reparlera dans 5 ans (peut-être moins), car on voit doucement se dessiner de nouveaux schémas depuis quelques mois :

- prises de vue très courtes pour passer dans les trous de turbu

- montures précises et autoguidées plus forcément nécessaires

- emmerdement réduit, résultats meilleurs

 

Ce qu'on paie plus cher sur la caméra, on pourra le gagner sur la monture et l'autoguidage, jusqu'à une certaine limite bien sûr. Mais on pourra envisager d'ici 5 ans (ou moins) faire de l'imagerie ciel profond de la même façon qu'on a réussi à faire de l'imagerie planétaire.

 

On peut imaginer un bon gros Dobson motorisé uniquement en altaz, et des poses inférieures à la seconde. Rotation de champ gérée par logiciel. L'économie faite sur la monture passe sur la caméra et l'optique (et le diamètre). C'est déjà le cas avec des cibles comme les NP ou les petites galaxies, certes avec brillance surfacique encore élevée, mais la technologie CMOS évolue tellement vite actuellement, il est pas idiot d'imaginer ce qu'on pourra faire d'ici 5 ans avec de tels capteurs.

 

L'autre aspect qui est pour le moment marginal, c'est la possibilité de faire de la vidéo temps réel : aurores boréales, passages de satellites, objets CP etc..

 

Ya souvent une inertie entre utilisation par les amateurs de certaines nouvelles techno et prise de conscience d'un marché intéressant par les marchands. On l'a vu du côté du planétaire avec l'arrivée sur le marché de pléthore de caméra dédiées astro sur la base des webcams, nul doute que les fabricants astro vont se pencher sérieusement sur la question.

 

Après certains y voient des performances accrues, d'autres des emmerdements réduits, au final si chacun y trouve son compte c'est pas plus mal

[olivdeso]

QHY est en train de sortir une CMOS refroidie, 2048x2048 pixels de 11µ, back illuminated, 90% de Qe, très faible bruit de lecture 1.7e-, avec un capteur Chinois !

 

Et en plus on peut faire du planétaire avec avec 48Fps en USB3 (avec une grosse barlow FCC par ex)

 

Le seul soucis est le bruit thermique un peu élevé pour le narrow band/poses longues. Il faudrait vraiment le refroidir nettement plus qu'une CCD pour que ça arrive au même niveau de courant de dark.

 

http://qhyccd.com/QHY42.html

 

 

edit un peu de théorie : quel est l'impact sur le temps unitaire par rapport à une CCD classique? exemple (en supposant qu'on travaille à même diamètre et même échantillonnage bien sur)

 

KAF 8300 7.5e- de bruit de lecture, rendement quantique 60%

capteur BSI de la QHY bruit de lecture 1.7e-, rendement quantique 90%

 

Rapport des bruits de lecture : 4.41 -> au carré ça donne 19.46

Rapport des rendement quantiques : 1.5 -> au carré ça donne 2.25

 

-> on aura donc des poses unitaires 19.46x2.25 = 43,8 fois plus courtes avec le CMOS BSI qu'avec le 8300.

 

Par exemple si la pose unitaire type, c'est à dire que le bruit du fond du ciel arrive à x3.3 le bruit de lecture en 5min avec le 8300, avec le CMOS BSI de la QHY42, il ne faudra que 6,85s !!! pour arriver à la même chose.

 

Donc évidement, plus vraiment besoin d'autoguidage et on peut même espérer gagner un tout petit peu sur la turbulence si elle est lente.

 

Par contre en bruit thermique le KAF8300 est a des années lumières devant :

 

courant de dark à -10°C

- KAF8300 0.02 e-/s

- GSENSE400 0.15 e-/s

 

Et les CCD Sony sont encore bien meilleures dans ce domaine, à même température (on peut économiser 10°C en refroidissement environ)

Modifié 26 novembre 2015 par olivdeso