Le Capteur Flashcards
(31 cards)
Qu’est le but d’un capteur ?
De retranscrire le plus fidèlement possible l’image d’un objet formée à la surface par un système optique pour qu’un humain puisse l’identifier
Que sont les 2 types principaux de capteurs d’images dans le visible ?
- CCD (Charge Coupled Device)
- CMOS (Complimentary Metal Oxyde Semiconductor)
Que sont les différences principales entre CCD et CMOS ?
- La manière de lire l’information du capteur
- Le CMOS a une consommation moindre que le CCD
Que sont les types de matériaux dans un capteur ?
- Des matériaux conducteurs
- Des matériaux isolants
- Des matériaux semi-conducteurs
Qu’est qu’un conducteur ?
Beaucoup d’électrons libres dans le matériau
Qu’est qu’un isolant ?
Pas ou peu d’électrons libres
Qu’est qu’un semi-conducteur ? Exemples ?
matériau proche d’un isolant dans des conditions naturelles, mais qui est capable de modifier leur conduction propre
Le Silicium
Qu’est que doper un semi-conducteur ?
C’est introduire des impuretés dans le matériau pour augmenter la conductivité par remplacement d’atomes
Que sont les deux types de dopages de semi-conducteurs ? Exemples ?
- N-type: Dopant donneur (ajout d’électrons libres) ex: Phosphore
- P-type: dopant accepteur (trou d’électrons) ex; Bore
Qu’est qu’une diode ?
Un composé avec une anode-Ptype-Ntype-Cathode. On peut manipuler le déplacement d’électrons d’une couche à l’autre
Slide 6
Qu’est qu’un transistor ?
C’est un déclencheur qui permet de manipuler la direction des électrons. C’est un truc composé de trois couche de silicium PNP ou NPN ou un ajout d’une couche par rapport a un transistor.
L’ajout d’un courant électrique dans la partie centrale permet de déclencher le flux électrique(on/off) au travers du dispositif
Un chip en silicium peut contenir plusieurs millions de transistors qui fonctionnent comme des déclencheurs indépendants
Qu’est qui à la base d’un capteur ?
le MOS (metal oxide semiconductor)
A quoi ressemble un MOS ?
Slide 9
P-type silicium dopé à l’aluminium sur un substrat en silicium (partie verte)
Au dessus se forme des portes avec des électrodes en métal sur lesquelles on apporte un voltage +
Entre c’est deux partie se forme une zone de dépletion donc entre l’électrode positive et l’électrode terre -
Voir slide 9 ou résumé
Que fait la zone de dépletion ?
Elle est capable d’absorber l’énergie de la lumière
Par quoi est affectée la quantité de charge d’électrons qui peuvent être collectée ?
- La taille physique de la couche d’oxyde
- La tension appliqué (Varie en fonction de la sensi ISO qui permet d’amplifier différemment les électrons dans la zone de dépletion)
- La surface de l’électrode porte
Comment est nommé la quantité total d’électrons qui peut être stocké dans les zone des dépletions ?
La Well Capacity
Est-ce que toutes les longueurs d’ondes sont traités de la même manière ? Comment ?
Non, les longueurs d’ondes plus petites vont plus profondément dans le capteur donc les longueurs d’ondes plus élevées sont moins captées (IR ne sont pas captés)
Qu’est une différence au niveau des transistors entre les CMOS et les CCD ?
Les CMOS on plus de transistors donc leur zones de dépletion sont plus petites que les CCD. Cela fait que les CCD peuvent mieux capter les longueurs d’ondes que les CMOS (utilité en Astonomie)
Comment fonctionne la lecture des infos dans un CMOS ? Et dans un CCD ? Observer les différences
Dans un CCD: L’information électrique est transférée de porte à porte à la fin de l’acquisition et acheminée en 1 seul coin et est lue par une horloge. Qui peut ensuite être reconstitué dans l’espace
Dans un CMOS: Chaque info est lu “in situ” par ces propres transistors qui aident la lecture, l’amplification et la remise à zero du signal. Le fait qu’il n’y a pas d’horloge centrale reduit la consommation d’énergie.
Que fait le faite d’augmenter la quantité de transistors ?
Une augmentation des transistors diminu le bruit à la remise à zéro et diminue le bruit dans la lecture
Caractéristiques du CMOS:
- Fabrication identique à 90% aux chips informatiques
- Production de masse à bas coût
- Chaque pixel a se propre amplification: Active Pixel Sensor
- Chaque pixel est adressable individuellement
- Pas d’horloge compliquées
- Faible consommation électrique (100x moins que CCD)
- Cadence de lecture élevée
- Plus de bruit dû à l’architecture plus compliquée de chaque photosite
A quoi ressemble un photosite CMOS ?
Une zone (peut être carré ou hexagonale) remplie de transistors avec que 1/6 de la surface qui est une zone sensible. Il faut donc utiliser des lentilles pour condenser les rayons sur la surface sensible
Caractéristiques principales des capteurs:
- La taiile du capteur: généralement 24x36
- La taille des pixels (affecte la well capacity)
- La fraction de l’aire sensible par pixel
- Le maximum de charge du pixel aka full well
- Le bruit: une multitude de bruits différents existent
- La plage dynamique du capteur (le ration bruit de fond (signal min)-full well)
- La résolution ( ratio taille et quantité de photosites)
- La réponse spectrale du capteur
Que sont des sources de bruit ?
Augmenter la sensi ISO augmente l’amplification du signal qui peut créer des distortions (teintes un peu plus rouges ou vertes)
Des photosites qui sont trop remplis vont déborder dans d’autre ce qui créera des distortions
