Etude entre les différents capteurs d’image CDD et CMOS

Résumé du document

Aujourd'hui les capteurs CCD et CMOS sont au cœur de l'industrie de haute technologie. Différentes applications sont possibles : Appareil Photo, Caméra Vidéo, Médecine ...
Les capteurs d'images CDD et CMOS utilisent tous les deux le même matériau Silicium, le même effet photoélectrique pour obtenir la conversion photon-charge électrique, et leur fabrication met en jeu des équipements très comparables. Ils ont en commun les quatre fonctions de base d'un capteur d'image : génération, collection et mesure des charges électriques et acheminement du signal des différents pixels vers un point de sortie (multiplexage). Leurs différences se situent principalement sur l'architecture des capteurs et l'objectif du procédé de fabrication, qui entraîne les caractéristiques propres de chacun.

Extraits

[...] Un débat actuel est de savoir si les capteurs CCD disparaîtront, à terme, au profit des capteurs CMOS. Il semble que les capteurs CCD gardent une avance en ce qui concerne les capteurs rapides et de grande taille, la lecture des capteurs CMOS étant plus lente. Par contre, les capteurs CMOS intégrant des fonctionnalités sur le même circuit sont appelés à se développer rapidement. Comparaison des architectures des capteurs d'images CCD et CMOS L'approche CCD Elle se caractérise par le transport des charges acquises dans chaque pixel sous l'effet de l'éclairement pendant le temps d'intégration, en un point unique où s'effectue la lecture par conversion charge-tension. [...]

[...] Il se trouve placé entre l'objectif et le capteur et devant les photosites du capteur. En fait un capteur donne des informations monochrome (noir et blanc vu que le pixel de base est 0 ou et c'est pourquoi un filtre est placé devant lui pour rendre les photosites sensibles à une nuance : rouge, vert ou bleue (RVB) qui sont les trois couleurs primaires. Vous allez voir que chaque pixel issu des photosites délivre une intensité de courant, qui est différente suivant la couleur et un pixel correspondant à la couleur blanche ne délivre pas la même énergie qu'un pixel de couleur rouge par exemple. [...]

[...] Un maillage en lignes et colonnes permet en fermant les transistors voulus de lira la tension du pixel. Cette tension est proportionnelle a l intensité reçue. Principe du maillage permettant la lecture de la tension du pixel La technologie des capteurs CMOS est encore jeune et de nouvelles idées fleurissent régulièrement. Les principales nouveautés des dernières années concernent le nombre de transistors affectés à chaque pixel, et surtout leur rôle. Le problème de base a résoudre est le caractère de bruité du signal au niveau des pixels. [...]

[...] Le sujet est délicat, car si ce capteur apporte plus de résolution, il a fait (fait et fera . ) l'objet d'une polémique car on parle de pixels interpolés, donc fabriqués artificiellement. De photosites permettant des images de pixels (Super CCD 1). Le super CCD® a évolué à photosites (Super CCD II) permettant d'atteindre des résolutions de de pixels avec moins de bonheur en ce qui concerne les résultats que pour la première version. Le super CCD vient d'évoluer en une version 3 qui quoique gardant les photosites a vu les fonctions de calculs et de transfert améliorées pour permettre (théoriquement) de pousser les sensibilités jusqu'à 800 et même 1600 ISO (mais en perdant le bénéfice des 6 millions de pixels : voir les nouveaux appareils de Fuji : F601, F602) Le clou restant le capteur du futur S2 Pro qui avec 6.17 millions de photosites doit pouvoir délivrer des images de 12 millions de pixels. [...]

[...] Ce bruit est présent à la fois dans les sources lumineuses et dans le fond de ciel. Le bruit total est la moyenne quadratique des différents bruits entachant le signal, car ceux-ci sont indépendants. Il s'écrit : Btotal2 = Bphotons2 + Blecture2 + Bthermique2 + Bnumérisation2 Le bruit dominant dépend de l'intensité de la source observée et du temps de pose. Pour les objets faibles, le bruit de lecture (constant) est dominant aux courts temps de pose, et finit par devenir négligeable devant le bruit thermique quand la pose s'allonge. [...]