Sem 14 Flashcards
Quel est le but d’un capteur?
Retranscrire le plus fidèlement possible l’image d’un objet formée à la surface par un système optique
Quels sont les deux type de capteurs d’images dans le visible?
- CCD
-CMOS
Quel est la principale différence entre CCD et CMOS?
La manière de lire l’information du capteur , le CMOS est moins energivore
Quel capteur a explosé en 2000 avec l’apparition des smartphone ?
Le CMOS
Quel différence entre le matériel conducteurs, semi conducteurs et isolant?
Conducteurs: bcp d’électrons libre
Isolant: pas ou peu d’électrons libre
Semi- conducteurs: matériel proche d’un isolant dans des conditions naturelle, mais qui est capable de modifier leur conduction propre
Citer un exemple de matériel semi conducteurs?
Le silicium
Comment doper un semi conducteur pour le fonctionnement des capteurs numériques?
- introduire des impureté dans le matériau pour augmenter la conductivité par remplacement d’atomes
Quel sont les deux types pour doper un semi-conducteur?
N-type
P-type
Comment fonctionne un semi conducteur N-type?
-Dopant donneur (ajout d’électrons libres -phosphore)
Comment fonctionne un semi conducteur qui se dope de façon P-type?
Dopant accepteur (trou d’électrons -Bore)
À quoi sert une diode pour le fonctionnement des capteurs numériques?
Schéma page 6
Manipuler le déplacement des électrons d’une couche à l’autre
À quoi sert un transistor pour le fonctionnement des capteurs numériques?
Schéma page 7
Sorte d’interrupteur de 3 couche:
- ajout d’une couche par rapport à une diode
- un sandwich de 3 couches silicium PNP ou NPN
Si le transistor est enclenché il y a circulation électronique?
Vrai
Si le transistor est fermé, ça laisse des électrons de côté ?
Vrai
Le courant de déclenchement d’un transistor peut être très inférieur au courant contrôlé?
Vrai
Que contient un chip en silicium?
Peut contenir plusieurs millions de transistors qui fonctionnent comme des declancheurs indépendants
Un chip fonctionne comme interrupteur interconnecter pour faire des manipulations de courant?
Vrai
Que trouve t’on à la base d’un capteur?
Le MOS (métal oxyde semi-conducteur)
Quel type de semi-conducteurs est dopé à l’aluminium sur un substrat en silicium?
Le P-type silicium
Au dessus du MOS, que trouve t’on ?
Des portes avec des électrodes en métal sur lesquelles on apporte un voltage +
Que se forme t’il entre l’électrode positive et l’électrode terre -?
Une zone de déplétion
Qu’est ce qu’une zone de déplétion?
Accueille un certain nbre d’électrons. La taille dépend de la taille de la couche, de sa tension et la taille de la porte
Selon quoi la quantité de change négative (électrons) qui peut être collectée est proportionnelle à quoi? Pour la zone de déplétion
- la taille physique de la couche d’oxyde
- la tension appliqué
- la surface de l’électrode porte
Les photo sites sont plus ou moins petit selon le nbre de pixels du capteur, donc si on a moins de pixels l’image a plus ou moins d’info?
Moins d’informations
Quand la longueur d’onde augmente les photons sont absorbés à une profondeur croissante? Que cela limite?
Vrai , ceci limite la réponse aux longueurs d’onde élevées
Qu’est ce que la well capacity?
Le nbre total d’électrons qui peut être stocké dans la contenance du puit (zone de déplétion)
Comment un CMOS lit l’image?
- chaque pixel est lu in situ
- chaque pixels a ses transistors qui aident à la lecture, l’amplification et la remise à zéro du signal
Dans un CMOS de quoi dépend la complexité et la qualité du système?
Du nbre de transistors par détecteurs (3T à 6Th
Que se passe t’il lors d’augmentation des transistors lors de la lecture d’un CMOS?
- diminution du bruit de remise à zéro
- diminution du bruit de lecture
Quel caractéristique du CMOS?
Avantage
- fabrication identique aux chip info
- production de masse à bas coût
- chaque pixel a sa propre amplification
- chaque pixel est adressable individuellement
- pas d’horloges compliquée
- faible consommation électrique
- cadence de lecture élevée
Quel inconveniantdu CMOS?
Plus de bruit du à l’architecture plus compliquée de chaque photosite
Cbm de fois un capteur CCD est plus energivore aun CMOS?
100 x
La surface sensible par photosite est plus ou moins petite pour le CMOS par rapport au CCD?
La surface sensible par photosite du CMOS est très petite par rapport au CCD
Comment régler le problème du à la surface sensible par photosite très petite du CMOS?
Utilisation de lentilles pour condenser les rayons sur la surface sensible
Quelles sont les caractéristiques principales des capteurs?
- la taille du capteur
- la taille des pixels
- la fraction de l’aire sensible par pixel
- le maximum de charge du pixel full welle (nbre électrons)
- la plage dynamique du capteur ( ratio bruit-full-well)
- résolution
- efficacité quantique
- réponse spectrale du capteur
- l’architecture du capteur
Plus le maximum de charge de pixel est petit, plus la well capacity est……
Petite
Que signale le bruit de fond?
À partir de combien d’énergie je détecte la lumière, à partir de combien d’énergie un pixel n’est plus tout à fait noir
Que se passe t’il avec le bruit si on augmente la sensibilité ISO?
Inventer des pixels noires et amène des problèmes de teinte
Quels ce que la plage dynamique du capteur?
La différence entre la zone de déplétion vide et la zone de déplétion , full well capacity)
Quand est ce que les capteur CCD sont utilisés?
Utilisé dans un appareil astrophysique car sensibilité plus élevée
Comment fonctionne les capteur CCD?
- Info migre jusqu’à une horloge centrale. Au niveau de l’horloge centrale, on calcule le temps de positionnement dans l’image de la quantité électronique selon le temps de migration.
- Migration d’un pixel à l’autre. L’horloge centrale lit l’info et le remplace dans l’espace
Pk faut il une horloge super fiable pour le capteur CCD?
Ça prend du temps et de l’énergie
Pour le CMOS cbm de transistors pour chaque photosite?
3 à 6 transistors
Chaque pixel reçoit très peu d’info électrique, que faire avant de le quantifier?
Amplification du signal
L’amplification du signal (de l’info électrique? Peut être différenciée en fct de quoi?
Que lumière donne plus ou moins d’énergie?
En fct de la couche :
- lumière rouge donne moins d’énergie que la bleue
- l’amplification est plus grande sur la couche rouge mais bruit plus important aussi
- permet la correction des balance des blancs
Qu’est ce qui permet la correction de la balance des blancs?
L’amplification du signal qui est différenciée en fct de la couche
À quoi une amplification digitale à posteriori peut aussi être combinée?
Une amplification analogue
La quantification ou conversion du signale consiste à quoi?
Choisir une valeur de pixel qui correspond le mieux au signal entrant
Les capteurs enregistrent en images de couleurs?
Non en niveaux de gris
À quoi correspondent les niveaux de gris?
À une quantité variable de photons captés convertis en signal électrique grâce à des photodiodes ou photosites et amplifié
Comment capteur des images de couleur? Citer les plus utilisé
En utilisant un filtre de couleur ayant un motif spécifique.
Le motif le plus utilisé est celui de Bayer en 1976
Comment sont les pixels du motif de Bayer?
Pixels soit R soit V soit B
Comment transformer les pixel R ou V ou B en pixels RVB?
Grace à des opérations de dématricage
Comment est transformé une image RAW en image de couleur?
Réalisé par des logiciels dédiés avec des algorithmes propriétaires en fct de la marque de l’appareil et du capteur
Quels sont les challenges d’une image RAW?
- garder les détails de l’image
- maintenir un rendu correct des couleurs
- lutter contre les artefacts (aliasing des couleurs par ex)
Quels sont les traitements nécessaires in camera pour sortir un image
-Dematricage
- corrections de couleurs et d’exposition
- réduction du bruit
- renforcement de la netteté
Quels sont les inconvénients du traitement in camera?
- perte d’info due à la compression du jpeg
- capture de 10 à 14 bits, le jpeg ne supporte que 8 bits -> perte d’informations
- les logiciels in camer sont moins puissants et ne peuvent pas être mis à jour
- toutes les corrections appliquées sont definitives.
- limite les possibilités du post-traitement
Les corrections appliqué sur une image sont définitif. Lors de désavantages du traitement jn-camera. Que faire si on veut faire des modification?
Il faut refaire un traitement pour faire des modifications
Il vaut mieux capturer en RAW ou RVB?
RAW car meilleur qualité
Le 50% de l’info du capteur se trouve où?
Sur la couche verte
Que se passe t’il s’il y a peu ou pas d’informations dans la couche verte ?
Perte substantielle de résolution:
- contour peu nets et mal définis
- exemple pour certaines conditions de luminescence ou de filtrage
Par que les capteurs numériques sont caractérisés?
- Leur nbre de photosites
- leur taille
Un photosite d’un capteur a une taille réelle?
Et la taille d’un pixel d’une image?
Vrai
Faux
Plus la taille de la plage dynamique du capteur est grande plus il pourra emmagasiner de photons?
Vrai
Plus la plage dynamique est grande plus on aura de détail à la fois dans les basses et hautes lumière?
Vrai
La quantité de pixels influencent le nbre de mesure?
Vrai
la taille de photosite qui influence la plage dynamique et la sensibilité du capteur de notre image?
Vrai
Qu’est ce qu’un système de synthèse de soustraction?
Par absorption, cyan, majanta, jaune, noir. Resistuer en synthèse sous on absorbe certain lambda
Comment fonctionne le système de synthèse additive?
Rouge, vert, bleu. On ajoute des longueurs d’onde
