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Capteur, ouverture et lux : la sensibilité d'une caméra

Le chiffre en lux d'une fiche dépend de la taille du capteur, de l'ouverture de l'objectif et des conditions de l'essai. Savoir lire ces trois éléments évite de comparer des valeurs qui ne se comparent pas.

Caméras de surveillance · 12 min de lecture

En bref

  • Le « 1/2.8" » d'un capteur est un nom de format, pas une diagonale ; à format égal, plus de pixels veut dire des pixels plus petits.
  • Un nombre F plus petit laisse entrer plus de lumière, avec la règle de l'inverse du carré : F1.0 apporte quatre fois la lumière de F2.0, selon Hikvision.
  • La ligne « Min. Illumination » n'a de sens qu'avec ses conditions : nombre F, gain (AGC), niveau IRE et temps de pose.
  • « 0 lux with IR » veut dire que la caméra s'éclaire elle-même : le lux ne compte que la lumière visible.
  • ColorVu, Starlight ou Smart Hybrid Light sont des noms de gamme : seule la fiche donne les chiffres.

Ce que cache une valeur en lux

Une fiche technique annonce « 0.005 Lux » : on croit lire la sensibilité de la caméra, alors que ce chiffre résume plusieurs choses à la fois. Axis, qui décrit sa propre méthode de mesure, cite l'ouverture, la qualité de l'objectif, la taille et la qualité du capteur, le gain, le temps de pose et le traitement de l'image. Les articles sur la vision de nuit et sur le WDR renvoyaient ici : voici ce que chaque morceau veut dire, et comment lire la ligne sans se tromper.

Quatre étapes qui fixent la sensibilité : l'ouverture de l'objectif, le temps de pose, la surface des pixels du capteur, puis le gain et le traitement d'image, qui éclaircissent l'image au prix du bruit.Le trajet de la lumière dans la caméra1Objectif : nombre FPlus l'ouverture est large, plus lalumière entre.2Temps de posePlus il est long, plus le capteurrecueille de lumière.3Capteur : pixelsLa surface de chaque pixel fixe lalumière reçue.4Gain et traitementIls éclaircissent l'image, mais ajoutentdu bruit.
Quatre étapes qui fixent la sensibilité : l'ouverture de l'objectif, le temps de pose, la surface des pixels du capteur, puis le gain et le traitement d'image, qui éclaircissent l'image au prix du bruit.

Le capteur : « 1/2.8" » n'est pas une diagonale

Le capteur est la puce qui transforme la lumière en signal. Sa taille se note comme une fraction de pouce : 1/3", 1/2.8", 1/2.7" ou 1/1.8". Cette fraction est un nom de format, pas une mesure directe. Les documents de Sony en donnent la preuve : pour l'IMX335, ils écrivent « Type 1/2.8 » puis, à côté, une diagonale réelle de 6,52 mm, alors que 1/2.8 de pouce ferait 9,07 mm (25,4 ÷ 2,8). Il faut donc lire la fraction comme un classement : plus le nombre du bas est petit, plus le format est grand.

Un grand capteur d'appareil photo à côté d'un capteur minuscule
À gauche, le capteur d'un appareil photo reflex ; à droite, un capteur minuscule monté dans un petit boîtier : la surface qui recueille la lumière n'a rien de commun.Photo : 根川孝太郎 (Kotaro Negawa), CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons.

Ce qui compte pour la lumière, c'est la surface de chaque pixel. Deux capteurs Sony du même format « Type 1/2.8 » le montrent : l'IMX335 compte 5,14 millions de pixels de 2,0 µm de côté, l'IMX415 8,46 millions de pixels de 1,45 µm. Pour le même format, plus de pixels veut dire des pixels plus petits : la surface d'un pixel de l'IMX335 vaut environ 1,9 fois celle d'un pixel de l'IMX415 (2,0² ÷ 1,45²). Dahua écrit dans son livre blanc que de grands pixels offrent une plus grande surface sensible et donc plus d'énergie lumineuse pour la même durée de pose ; il cite aussi l'éclairage par l'arrière (BSI), qui évite que le câblage ne bloque une partie de la lumière.

Deux capteurs Sony du même format Type 1/2.8 : l'IMX335 a 5,14 millions de pixels de 2,0 µm, l'IMX415 8,46 millions de pixels de 1,45 µm. Le pixel de l'IMX335 est environ 1,9 fois plus grand en surface.Même format Sony, pixels différentsIMX335 : 5,14 M de pixelsType 1/2.8, diagonale 6,52 mmPixel de 2,0 µm de côtéPlus de lumière par pixelIMX415 : 8,46 M de pixelsType 1/2.8, diagonale 6,43 mmPixel de 1,45 µm de côtéPlus de détail, moins de lumière parpixel
Deux capteurs Sony du même format Type 1/2.8 : l'IMX335 a 5,14 millions de pixels de 2,0 µm, l'IMX415 8,46 millions de pixels de 1,45 µm. Le pixel de l'IMX335 est environ 1,9 fois plus grand en surface.

Les fiches Hikvision et Dahua du catalogue donnent le format (1/3", 1/2.7"…) et le nombre de pixels, mais jamais la taille du pixel. On ne peut donc comparer que la tendance : pour un même format, une résolution plus haute affaiblit la lumière reçue par pixel. C'est une raison de ne pas choisir les mégapixels seuls (voir l'article sur les mégapixels).

L'ouverture : plus le nombre F est petit, plus la lumière entre

Le nombre F (F1.0, F1.6, F2.0) est le rapport entre la focale et le diamètre utile de l'ouverture, écrit f/D par Dahua. Une ouverture plus large donne un nombre F plus petit. Axis donne un repère : passer de f/2 à f/1.4 double la surface de l'ouverture, donc la lumière qui atteint le capteur. La règle qui en découle est que la lumière varie avec l'inverse du carré du nombre F, ce que confirment les fabricants : selon Hikvision, un objectif F1.0 laisse entrer quatre fois plus de lumière qu'un F2.0, et selon Dahua un F1.0 en apporte en théorie 2,5 fois plus qu'un F1.6.

Cercles blancs de taille décroissante marqués de f/1 à f/32
Les ouvertures de f/1 à f/32 : chaque cercle, d'un nombre F au suivant, laisse passer la moitié de la lumière du précédent.Image : Papy77, Public domain, via Wikimedia Commons.
Lumière relative qui entre par trois ouvertures, rapportée à F2.0 : F1.6 en laisse entrer environ 1,6 fois plus et F1.0 quatre fois plus, selon la règle de l'inverse du carré du nombre F.Lumière relative selon le nombre FF1.04 fois F2.0F1.6environ 1,6 foisF2.0référenceCalcul : (2,0 ÷ nombre F)². F1.0 = 4 fois F2.0 selonHikvision.
Lumière relative qui entre par trois ouvertures, rapportée à F2.0 : F1.6 en laisse entrer environ 1,6 fois plus et F1.0 quatre fois plus, selon la règle de l'inverse du carré du nombre F.

Au catalogue, les caméras d'entrée de gamme ont un iris fixe : l'ouverture est celle de la fiche et ne se règle pas. Les Hikvision DS-2CD1043G2-LIU(F) et DS-2CD1063G2-LIU(F) annoncent F1.6, la DS-2CD1083G2-LIU(F) F2.0, et la mini bullet ColorVu DS-2CE10KF0T-FS F1.0. Dahua note que l'objectif est plus difficile à fabriquer quand l'ouverture grandit : un F1.0 demande des lentilles asphériques.

Lames de diaphragme d'un objectif photo vues de face
Les lames d'un diaphragme d'objectif photo vues de face : leur position fixe le diamètre de l'ouverture. Les caméras du catalogue ont un iris fixe : l'ouverture ne change pas.Photo : D-Kuru, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons.

Le prix de la grande ouverture : la profondeur de champ

Une grande ouverture a un revers. Le manuel de la caméra Axis Q1659 explique que la netteté dépend de l'ouverture : plus le nombre F est bas, plus la lumière arrive au capteur, mais la profondeur de champ diminue. Il ajoute qu'en faible lumière, quand l'iris est ouvert au maximum, l'image peut paraître floue ; à l'inverse, une petite ouverture donne une plus grande profondeur de champ. En clair : avec une ouverture large, la zone nette est plus courte, et la mise au point compte davantage. Le flou de nuit a aussi d'autres causes, traitées dans l'article sur l'image de nuit blanche ou floue.

Lire la ligne « Min. Illumination »

Prenons la ligne de la Hikvision DS-2CD1043G2-LIU(F) : « Color: 0.005 Lux @ (F1.6, AGC ON), B/W: 0 Lux with IR ». Le lux mesure la lumière visible reçue par unité de surface, précise Axis, et l'infrarouge n'y compte pour rien. La figure ci-dessous décompose la ligne.

Les cinq parties de la ligne de la DS-2CD1043G2-LIU(F) : mode couleur, seuil de 0.005 lux, nombre F de l'essai, gain automatique, puis le « 0 lux with IR » du noir et blanc.Lire « Color: 0.005 Lux @ (F1.6, AGCON) »ColorValeur donnée pour une image encouleur.0.005 LuxLumière visible minimale del'essai, par m².F1.6Nombre F de l'objectif pendantl'essai.AGC ONGain automatique : image plusclaire, plus de bruit.0 Lux IREn noir et blanc, la caméras'éclaire elle-même.
Les cinq parties de la ligne de la DS-2CD1043G2-LIU(F) : mode couleur, seuil de 0.005 lux, nombre F de l'essai, gain automatique, puis le « 0 lux with IR » du noir et blanc.
  • Le gain (AGC ON) : l'AGC amplifie le signal pour éclaircir l'image ; selon Axis, un gain plus élevé peut améliorer la luminosité mais augmente aussi le bruit. Un chiffre obtenu avec un fort gain donne donc une image plus bruitée.
  • Le niveau d'image (IRE) : les fiches Dahua ajoutent « 30 IRE ». L'IRE est une échelle de niveau du signal vidéo, où 100 correspond au blanc franc ; Axis précise que les valeurs usuelles sont 30, 50 ou 70. Une image à 30 IRE reste donc sombre : c'est le niveau retenu pour l'essai.
  • Le temps de pose : Axis le compte parmi les paramètres d'une spécification complète, avec le nombre F, la température de couleur, le niveau IRE, le gain et le rapport signal sur bruit. Les fiches Hikvision lues ne le donnent pas pour cette ligne : elles listent seulement une plage (1/3 s à 1/100,000 s).
  • « 0 Lux with IR » : en noir et blanc, la caméra allume ses LED infrarouges, et le lux ne compte que la lumière visible. Le « 0 » dit que la caméra éclaire la scène elle-même, pas qu'elle voit dans le noir sans aide. Le même raisonnement vaut pour « 0 lux with white light » d'une ColorVu.

Un lux plus petit ne reflète une plus grande sensibilité que si les autres paramètres sont identiques. Axis le rappelle : sa méthode (2006, fondée sur la norme CEA-639) fixe une lumière à 3100 K et une pose d'au plus 200 ms, et ne vaut que pour ses produits. Une autre marque n'a aucune obligation de mesurer de la même façon, et les fiches du catalogue ne disent pas toutes quelle méthode elles suivent.

Quelques ordres de grandeur en lux

Les lux s'étalent sur des millions d'unités ; la figure ci-dessous les range sur une échelle logarithmique : chaque cran de barre vaut dix fois plus de lumière que le précédent. Pour la lune, une étude publiée en 2017 dans Astronomy & Geophysics a mesuré au plus 0,26 lux, lors d'une super-lune ; aux latitudes moyennes, une pleine lune donne en général 0,05 à 0,2 lux, et l'étude retient 0,05 à 0,1 lux comme valeur typique. Pour l'intérieur, un cours du MIT classe les lieux par éclairement : 20 à 70 lux pour les circulations, 500 à 750 pour la lecture. Le même cours donne 8 000 à 20 000 lux pour un ciel couvert et 100 000 lux pour le soleil.

Six repères en lux sur une échelle logarithmique : le seuil couleur de 0,005 lux d'une fiche, une pleine lune typique, une circulation, un poste de lecture, un ciel couvert et le plein soleil.Ordres de grandeur, en luxSeuil couleur d'une fiche0,005Pleine lune (typique)0,05 à 0,1Circulations20 à 70Lecture, écriture500 à 750Ciel couvert8 000 à 20 000Plein soleil100 000Échelle logarithmique : un cran de barre = 10 foisplus de lumière.
Six repères en lux sur une échelle logarithmique : le seuil couleur de 0,005 lux d'une fiche, une pleine lune typique, une circulation, un poste de lecture, un ciel couvert et le plein soleil.
Route résidentielle déserte la nuit éclairée par des lampadaires
Une rue résidentielle la nuit, éclairée par des lampadaires : une caméra y reçoit surtout la lumière de l'éclairage public, qui n'a rien de commun avec celle d'une nuit noire.Photo : John Chryslar, CC0, via Wikimedia Commons.

Mettons ces repères face aux fiches : 0.005 Lux est environ dix à vingt fois moins que les 0,05 à 0,1 lux d'une pleine lune typique. Cela situe l'ordre de grandeur du seuil d'essai d'une Hikvision entrée de gamme ; mais c'est un seuil de laboratoire, mesuré avec la méthode du fabricant, et une scène réelle ajoute reflets, ombres et mouvement.

ColorVu, Starlight, Smart Hybrid Light : ce que chaque fabricant dit

Ces noms ne sont pas des valeurs en lux : ce sont des étiquettes de gamme, définies par chaque marque. Pour Hikvision, ColorVu repose sur une ouverture F1.0, un capteur avancé et un traitement d'image, et ajoute sur certains modèles une lumière blanche pour les lieux sans aucune lumière. Pour Dahua, les caméras Starlight utilisent d'après son communiqué de 2019 des capteurs de 1/1.8" ou 4/3" et un objectif à grande ouverture, et quatre niveaux existent (Value Starlight, Starlight, Starlight+ et Full-color) sans seuil chiffré dans ce document. Son livre blanc Full-color cite de grands pixels, l'éclairage par l'arrière et un objectif F1.0, avec une lumière chaude. Quant à la lumière hybride Smart Hybrid Light de Hikvision, elle garde l'infrarouge et allume la lumière blanche à l'arrivée d'une personne ou d'un véhicule.

Chantier de nuit filmé en couleur par une caméra ColorVu
Image de nuit d'une caméra solaire 4K ColorVu sur un chantier de lotissement, à 1 h 57 du matin : le panneau, les matériaux et l'allée restent lisibles en couleur.Photo : étude de cas publiée par Hikvision, DECHO Group (Nouvelle-Zélande).

Le nom de gamme dit une intention ; la fiche donne le chiffre. Au catalogue, la mini bullet ColorVu DS-2CE10KF0T-FS annonce « 0.001 Lux @ (F1.0, AGC ON), 0 Lux with white light », la DS-2CE16K0T-LFS, sans le nom ColorVu, « 0.01 Lux @ (F2.0, AGC ON), 0 Lux with IR ».

Lire deux fiches côte à côte

Le tableau reprend sept caméras du catalogue, chaque valeur étant recopiée de la fiche du fabricant. Les valeurs de la colonne « Lux couleur » sont les chiffres imprimés avec leurs conditions.

ModèleCapteurOuvertureLux couleurLux noir et blanc
DS-2CD1043G2-LIU(F), 4 MP1/3"F1.60.005 Lux @ (F1.6, AGC ON)0 Lux with IR
DS-2CD1063G2-LIU(F), 6 MP1/2.4"F1.60.005 Lux @ (F1.6, AGC ON)0 Lux with IR
DS-2CD1083G2-LIU(F), 8 MP1/2.7"F2.00.01 Lux @ (F2.0, AGC ON)0 Lux with IR
DS-2CE10KF0T-FS, ColorVu 3K3K CMOSF1.00.001 Lux @ (F1.0, AGC ON)0 Lux with white light
DS-2CE16K0T-LFS, Dual Light 3K3K CMOSF2.00.01 Lux @ (F2.0, AGC ON)0 Lux with IR
Dahua IPC-HFW1639TC-A-IL, 6 MP1/2.7"F1.60.007 lux@F1.6 (Color, 30 IRE)0.0007 lux@F1.6 (B/W, 30 IRE) ; 0 lux (Illuminator on)
Dahua IPC-HFW1239TL1-A-IL, 2 MP1/2.8"F1.60.005 lux@F1.6 (Color, 30 IRE)0.0005 lux@F1.6 (B/W, 30 IRE) ; 0 lux (Illuminator on)

Trois lectures. D'abord, la DS-2CD1083G2-LIU(F), 8 MP, a un capteur annoncé en 1/2.7" mais un objectif F2.0 et un lux couleur de 0.01, soit le double de la DS-2CD1043G2-LIU(F), 4 MP, en F1.6 et 0.005 : la fiche ne dit pas pourquoi, mais une ouverture plus petite et des pixels plus nombreux sont deux raisons possibles. Ensuite, la ColorVu DS-2CE10KF0T-FS annonce 0.001 à F1.0, mais ce chiffre se mesure avec un autre nombre F que ses voisines : une partie de l'écart peut venir de l'ouverture, ce que la fiche ne détaille pas. Enfin, les Dahua ajoutent 30 IRE et ne donnent pas le temps de pose de l'essai : elles ne se comparent pas directement aux Hikvision, qui ne mentionnent pas l'IRE.

Quatre contrôles avant de comparer deux fiches : le nombre F, le niveau IRE, le temps de pose et le couple format-nombre de pixels.Comparer deux fiches : quatrecontrôles1Même nombre F ?Sinon, l'écart vient en partie del'objectif.2Même niveau IRE ?Un essai à 30 IRE ne vaut pas un essai à50.3Même temps de pose ?Souvent absent de la ligne : à demander.4Même format et pixels ?À format égal, moins de pixels, plus delumière.
Quatre contrôles avant de comparer deux fiches : le nombre F, le niveau IRE, le temps de pose et le couple format-nombre de pixels.
Caméra bullet Hikvision DS-2CD1043G2-LIU(F)
DS-2CD1043G2-LIU(F) : 1/3", F1.6, 0.005 Lux couleur.Photo : Hikvision.
Caméra bullet Hikvision DS-2CD1083G2-LIU
DS-2CD1083G2-LIU : 1/2.7", F2.0, 0.01 Lux couleur.Photo : Hikvision.
Mini caméra bullet Hikvision ColorVu DS-2CE10KF0T-FS
DS-2CE10KF0T-FS : ColorVu, F1.0, 0.001 Lux couleur.Photo : Hikvision.
Caméra bullet Dahua 6 MP avec micro
DH-IPC-HFW1639TCP-A-IL : sa fiche (HFW1639TC-A-IL) annonce 1/2.7", F1.6, 0.007 lux en 30 IRE.Photo : Dahua.

Quatre caméras du tableau : elles se ressemblent, et seule la fiche technique distingue leur sensibilité.

Caméras du catalogue citées, avec leur ligne Min. Illumination

Prix et disponibilité à jour dans la page de chaque produit.

Les erreurs fréquentes

  • Comparer deux valeurs en lux sans regarder le nombre F, l'IRE, le gain et le temps de pose de l'essai.
  • Croire qu'un « 0 lux » signifie que la caméra voit dans le noir total : elle s'éclaire elle-même, en infrarouge ou en lumière blanche.
  • Lire « 1/2.8" » comme une diagonale en pouces, ou prendre le format seul pour la qualité.
  • Choisir les mégapixels seuls : à format égal, plus de pixels veut dire des pixels plus petits.
  • Confondre un nom de gamme (ColorVu, Starlight) avec une valeur : le chiffre est dans la fiche.
  • Penser que le nombre F le plus petit donne toujours le résultat voulu : l'ouverture large réduit la profondeur de champ.
  • Juger une caméra sur une valeur de laboratoire sans la voir de nuit, sur la vraie scène.

Pour aller plus loin

Questions fréquentes

Un lux plus bas veut-il dire une caméra plus sensible ?

Pas toujours : il faut les mêmes conditions d'essai (nombre F, gain, IRE, temps de pose). Entre deux marques, mieux vaut voir les images de nuit.

Que veut dire F1.6 sur une fiche ?

C'est le nombre F de l'objectif, rapport entre la focale et le diamètre utile de l'ouverture. Plus il est petit, plus l'ouverture est large et plus la lumière entre.

1/2.8" est-il plus grand que 1/3" ?

Oui : plus le nombre du bas est petit, plus le format est grand. Ce n'est pas une diagonale en pouces ; Sony écrit Type 1/2.8 pour une diagonale réelle de 6,52 mm.

Pourquoi « 0 lux » sur une caméra qui n'a pas de lumière blanche ?

Parce que la caméra allume ses LED infrarouges et que le lux ne mesure que la lumière visible. En noir et blanc avec IR, la valeur annoncée est 0.

Starlight ou ColorVu : laquelle est plus sensible ?

Ce sont deux noms de marques différentes, définis par chacune. Comparez les chiffres de la fiche (format, nombre F, lux et conditions), pas les noms.

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Sources

  • Hikvision : fiches DS-2CD1043G2-LIU(F) et DS-2CD1083G2-LIU(F) (révision d'avril 2026), DS-2CD1063G2-LIU(F), DS-2CE10KF0T-FS et DS-2CE16K0T-LFS ; pages ColorVu et Smart Hybrid Light ; communiqué sur les offres ColorVu (2020)
  • Dahua : fiches IPC-HFW1639TC-A-IL et IPC-HFW1239TL1-A-IL ; livre blanc IPC Full-color Technology (R1.2, 2020) ; communiqué sur le portefeuille Starlight (2019)
  • Axis : note technique Measuring minimum illumination (2006) ; manuel de la caméra AXIS Q1659. Sony : fiches des capteurs IMX335 et IMX415-AAQR
  • Kyba, Mohar, Posch, « How bright is moonlight ? », Astronomy & Geophysics 58 (2017) ; cours MIT OpenCourseWare 4.493 « Natural Light in Design » (photométrie)

Mis à jour le 4 novembre 2026. Rédaction : MA SECURITE.

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