Atome à la Puce : Comparaison capteur CCD et CMOS

Thèmes abordés

Atome à la Puce, capteur CCD, capteur CMOS, Laboratoires Bell, capteurs photographiques, rayonnement électromagnétique, signal analogique ou numérique, appareils photographiques

Résumé du document

Les deux types de capteurs dont nous allons parler : CCD et CMOS, sont des capteurs photographiques permettant de convertir une image reçue sous forme d'un rayonnement électromagnétique vers un signal analogique ou numérique. Ils vont permettre de créer des appareils pour remplacer les appareils photographiques argentiques, car le capteur remplace le rôle que jouait le film.

Extraits

[...] Les 2 capteurs ont un fonctionnement similaire : au contact d'énergie lumineuse (c'est-à-dire de photons), ils absorbent cette énergie et l'utilisent pour déplacer un électron de la bande de valence du silicium, à la bande de conduction. Les électrons de la bande de conduction vont être stockés temporairement (via un puits de potentiel puis envoyés vers un convertisseur analogique/numérique. Les différences entre les capteurs CCD et CMOS se situent dans l'acheminement des électrons. Pour ce faire, les capteurs CCD et CMOS sont constitués d'une matrice de petites cellules appelés photosites contenant des atomes de silicium. [...]

[...] Le fonctionnement de la collecte des électrons d'un capteur CMOS. Page 5 sur 11 BAUCHART Guillaume FAVIN LEVEQUE Augustin LE NIGER Benoit L1 Groupe A Promo 2018 Mercredi 04 Décembre 2013 III) Comparaison Sensibilité/Saturation Les CCD possèdent une haute sensibilité ce qui permet de les utiliser dans un milieu peu éclairé. Au contraire, les CMOS possèdent une faible sensibilité ce qui empêche de les utiliser dans un milieu peu éclairé. Comme les CCD sont très sensibles à la lumière, ils saturent lors de fortes luminosités, ce qui peut créer des tâches circulaires blanches (blooming). [...]

[...] Ce rapport de projet va être organisé de la façon suivante : en premier lieu une mise en situation et un rappel historique, une seconde partie sera consacrée à la description et explication du fonctionnement des deux capteurs CCD et CMOS. Par la suite nous allons développer les avantages et inconvénients de chacun d'eux, et conclure sur les différents domaines d'application ainsi que l'avenir de ses capteurs. Page 1 sur 11 BAUCHART Guillaume FAVIN LEVEQUE Augustin LE NIGER Benoit L1 Groupe A Promo 2018 Mercredi 04 Décembre 2013 Historique 1948 : Le transistor est créé par les Laboratoires Bell : Mise au point du premier circuit intégré comprenant environ 5000 composants élémentaires sur une pastille de 5mm de côté. [...]

[...] Pour éviter que des détails insignifiants soient enregistrés et viennent fausser l'image, on place un filtre passe bas, devant le capteur CCD ou CMOS. De plus, on place une lentille devant chaque filtre, pour éviter qu'un rayon lumineux aille frapper le mauvais photosite après avoir été filtré. a : lentilles ; b : filtres de couleurs (filtre de bayer) ; c : photosites ; d : capteur en taille réelle Les différences entre les deux types de capteurs interviennent lors de l'acheminement des électrons qui se trouvent dans le puits de potentiel d'un photosite. [...]

[...] Les scientifiques ont cependant remarqué que le design du capteur avait des avantages certains pour des applications telles que la capture d'images ou de vidéos. En 1970 les ingénieurs des Laboratoires Bell conçoivent la première caméra expérimentale utilisant le capteur CCD. Vers 1985 les CCD commencent à remplacer l'argentique et les tubes électroniques dans les observatoires. Capteur CMOS Le premier capteur CMOS est arrivé bien après le CCD, il a été inventé par l'ingénieur américain Eric Fossum en 1993. Le premier APN utilisant la technologie CMOS a été mis sur le marché en 1997. [...]