Principe de capture d'image

La plupart des capteurs d'images reposent sur un capteur CCD (Charge coupled devices). Ceux-ci reposent sur des photosites, des capteurs de photons.
Le capteur CCD est composé de plusieurs milliers de photosites qui définissent sa résolution.
Un photosite est un substrat semiconducteur dopé P (majoritaire en trous, déficitaire en électrons).
Entre l'électrode et le substrat se trouve une couche SiO2 isolante.
Figures Jean-Philippe MULLER - LLA Mulhouse
Si on polarise le substrat positivement, les trous sont repoussés au niveau de l'électrode pour former une zone de déplétion dont la hauteur dépend de la tension (figures b et c).
Lorsqu'un photo arrive dans le substrat par l'électrode transparente, il y créé une paire électron-trou(figure d). L'électron est attiré par l'électrode et se trouve piégé dans la zone de déplétion.
La charge totale recueillie dans la zone de déplétion est proportionnelle à l'intensité lumineuse reçue (figure e).
La transmission des charges se fait par décalage des charges vers des registres analogiques qui convertissent la charge en tension analogique.
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Pour récupérer les points de couleur plusieurs méthodes existent :
tri-ccd : la lumière est décomposée par un prisme qui oriente les couleurs décomposées vers trois matrices monochromes (RVB). Chacune restitue une tension correspondant aux tyrois couleurs élémentaires.
ccd à couleurs primaires : les photosites sont surmontés de filtres de couleurs pour restituer les trois couleurs élémentaire.
- une autre méthode utilisée par les scanner consiste à éclairer alternativement l'image par une couleur Rouge, Verte puis Bleue et à récupérer les signaux incidents.
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La chaîne d'acquisition d'une image nécessite :
- un dispositif optique qui oriente correctement les informations lumineuses vers le capteur
- un capteur de photons
- une structure de conversion des informations analogiques vers le numérique
- un dispositif de traitement de l'image numérique
Lycée Théodore DECK - NB2012