THESE de DOCTORAT Lyu ABE Imagerie à Haute Dynamique ...

La caméra Algol 1458.4.1 Courant d’obscurité et bruit d’obscuritéCette source de bruit est d’origine thermique et provient de l’agitation des atomes de siliciumà l’intérieur du CCD. Des électrons sont piégés de manière aléatoire dans les puits de potentielsdu CCD. Ce signal supplémentaire se confond donc avec la contribution des électrons issusdu signal lumineux. En outre, ce bruit thermique fluctue et contribue à ce que l’on appellegénéralement le bruit du courant d’obscurité. La création d’électrons d’origine thermique suitune statistique de Poisson, et pour un nombre N d’électrons créés, l’écart quadratique moyensera donc √ N, qui est la contribution du bruit d’obscurité au bruit total.Ce bruit thermique peut être largement réduit par refroidissement du capteur. Depuis son inventionvoilà une dizaine d’années, le MPP (Multi-Pinned-Phase) permet également de réduireconsidérablement le bruit d’origine thermique, qui est principalement généré aux interfacessilicium-dioxide de silicium.8.4.2 Bruit de lectureExprimé en électrons par pixels, il est généré par l’amplificateur de sortie du CCD lors dela pré-amplification du signal électrique contenu dans les pixels. Ce bruit résulte du processusde quantification du signal électronique.8.4.3 Rapport Signal à BruitDe manière générale, le rapport signal à bruit d’un capteur d’image (CCD ou CMOS) peutêtre exprimé comme,RSB =(P × Qe × t)/ √ (P × Qe × t + D × t + N 2 r )avec P signal lumineux (photons/pixel/seconde) Qe efficacité quantique du CCD (0 ≤ Qe ≤ 1) tTemps d’intégration (secondes) D bruit d’obscurité (électrons/pixel/seconde) Nr bruit de lectureoù l’on retrouve les contributions des sources de bruit décrites plus haut : les fluctuationsstatistiques du signal lumineux (bruit de photon), le bruit d’obscurité et le bruit de lecture. Pourune analyse plus détaillée sur ces sources de bruit et les comparatifs entre CCD et CMOS, jerenvoie à l’article de J. Janesick (Janesick 2002 [59]) qui aborde de manière très complète lefonctionnement et les bruits de ces capteurs.