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Cours m1eea papier 2013 Master EEA Capteurs numériques CCD CMOS CPLAN DU COURS - Historique domaine d ? application et généralités ?? Structure d ? un capteur CCD ?? Principe de fonctionnement ?? Les capteurs couleurs ?? Aberrations ?? Capteurs CMOS C ??

Master EEA Capteurs numériques CCD CMOS CPLAN DU COURS - Historique domaine d ? application et généralités ?? Structure d ? un capteur CCD ?? Principe de fonctionnement ?? Les capteurs couleurs ?? Aberrations ?? Capteurs CMOS C ?? Historique domaine d ? application et généralités ? Les CCDs Charge Coupled Devices ont été inventées au laboratoire Bell en par George Smith and Willard Boyle prix Nobel de physique ? A l ? origine analogue à une mémoire magnétique magnetic bubble memory mais à base d ? un semi-conducteur Silicium Le CCD n ? est pas un bon support mémoire à cause du courant d ? obscurité bruit thermique ? Le CCD présente de part son design des avantages certains pour faire des vidéos ou des images ? Explosions commerciales à partir des années CCD type n C ? Les CCDs sont utilisées dans de nombreuses applications commerciales médicales scienti ?ques militaires ? Plusieurs modes de fonctionnement vidéo imagerie ? Exemples Observatoires Camescope numérique Caméra numérique Appareil pour lire les codes barres Endoscope avec un CCD Capteur CCD une ligne pour les fax Kepler exo-planètes C ?? Structure d ? un capteur CCD ? Un capteur CCD est une matrice de photo-sites permettant de discrétiser une scène V V V photo-site Canal enterré Si dopé N Couche épitaxiale Si dopé P Electrodes Si polycristallin Oxyde SiOs substrat Si dopé P Structure simpli ?ée d ? un photo-site ? Un photo-site est une cellule photo- sensible polarisable ? Phase électrode ? CCDs phases voire phases CBandes d ? énergie Cas du sodium CSilicium semi-conducteur Bande de conduction vide Eg Bande de valence saturée isolant Bande de conduction Eg Bande de Chevauchement valence entre les bandes de conduction et de valence conducteur ? Semi-conducteur propriétés intermédiaires entre isolant et conducteur un e- puisse passer dans la bande de conduction par agitation thermique ou par l ? application d ? un champ électrique ? Lorsqu ? un e- passe dans la bande de conduction une ??lacune ? se crée dans la bande de valence Cette ??lacune ? peut être assimilée à une particule virtuelle appelée trou charge opposée à celle de l ? e- ? Pour le silicium Eg eV K CTaille et forme des photo-sites ? La capacité d ? un photo-site est proportionnelle à la surface de celui-ci ? De petits photo-sites qq ?m favorisent une meilleure résolution angulaire une perte de sensibilité une diminution de la dynamique et une augmentation du bruit du fait que la capacité de stockage des charges est plus faible ? Création de nouvelles formes et tailles de photo-sites octogones x carrés par Fuji pour ??résoudre ? ce problème C ?? Principe de fonctionnement La génération de charges La collection et stockage des charges Le transfert de charges la lecture La mesure des charges cha? ne de lecture Ca La génération des charges ? Les interactions des photons avec le silicium du CCD se font dans le domaine photo-électrique ? Lors de ces interactions un photon