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Principe
Le capteur CCD est un détecteur photosensible à transfert de charges (Charge Coupled
Devices, en anglais). Il fonctionne selon le principe de l'effet photoélectrique et utilise les
propriétés photosensibles des matériaux semi-conducteurs. Il réalise deux fonctions
principales :
La conversion des photons en charge électrique.
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L'accumulation de ces charges et leur transfert
–
1 - La conversion photons - charges électriques
La conversion de la lumière en signal électrique fait appel aux propriétés photoélectriques de
matériaux semi-conducteurs tels que le silicium. Elle a lieu au niveau d'un photosite, c'est-à-
dire une cellule élémentaire de conversion lumière/charge électrique. Dans le cadre de notre
capteur un photosite = un pixel.
Ainsi, lorsque l'énergie des photons devient suffi sante, des paires électrons-trous sont
générées en quantité proportionnelle à l'énergie lumineuse absorbée. Cette création résulte
du déplacement d'un électron grâce à l'énergie du photon.
2 - L'accumulation des charges et leur transfert
Les électrons s'accumulent sur chaque pixel (ce qui forme des tas d'électrons) et après un
certain temps, dit « temps d'intégration », un processus de comptage entre en action. Ce
comptage a lieu par transfert des tas d'électrons d'un pixel à l'autre, tout le long du capteur,
et ce jusqu'à ce qu'ils arrivent à une sortie, où les électrons sont comptés pixel par pixel.
Au fur et à mesure que les électrons sortent, un registre électronique mémorise le contenu
de chaque tas (c-à-d la charge au niveau de chaque pixel), ainsi que leurs coordonnées, afi n
d'identifi er le pixel d'où vient le tas. On parle alors de lecture séquentielle.
3 - Recueil des informations
Le signal analogique obtenu peut être visualisé sur un oscilloscope à l'aide des deux douilles
double puits situées à l'arrière du capteur.
On pourra ainsi visualiser la tension analogique obtenue sur l'ensemble des 2 048 pixels actifs
du capteur, correspondant à la charge transférée par chaque photosite lorsqu'il est éclairé.
Cette tension analogique est restituée par le capteur pixel par pixel sous l'effet d'un signal
d'horloge. Pour faciliter l'acquisition et l'analyse de cette tension, la sortie « Synchro » permet
de visualiser l'enveloppe de ce signal d'horloge. L'état haut du signal synchro correspond à
la retranscription des 2 048 pixels du capteur. La synchronisation de l'oscilloscope avec ce
signal, permet de visualiser la tension analogique sans défi lement.
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