Terminologie pour capteurs par Olivier D

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HerveM
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Terminologie pour capteurs par Olivier D

Message par HerveM » 19 sept. 2017, 15:29

Pour ceux qui ne seraient pas familiarisés avec les caractéristiques des capteurs quelques infos:

FW : fullwhell = quantité d'électron que peut contenir un pixel (ou photosite en Français scientifique)

e- : électron. Chaque photon reçu par le pixel peut au mieux donner 1 électron libre dans la pixel (appelé photo-électron). En pratique c'est toujours moins, avec un rendement qu'on appelle le rendement quantique. Ce rendement est d'environ 50 à 70% sur ce type de capteur, ce qui est en augmentation.

ADU : valeur numérique en sortie du capteur. échelle arbitraire. Les électrons sont comptés par un convertisseur analogique numérique pour chaque pixel, ce convertisseur AD donne un chiffre proportionnel au nombre d'électron. Ce sont les ADU.

Gain e-/ADU : gain en électron par ADU. i.e. combien faut il d"électron pour augmenter la valeur numérique de 1 en sortie. Si on a un gain de 0.25 e-/ADU, alors pour 1 électron dans le pixel, on aura une valeur numérique de 4 à la lecture du pixel.

DR = Dynamic Range = rapport entre le plus petit signal (le bruit de lecture ici) et le plus grand signal possible (le pixel rempli = le FW ici). L'unité est le "field stop" ou diaphragme en photo, les valeurs sont en puissance de 2.
par ex : 13 = 13bits de dynamique = 2^13 = 8192.
-> la valeur max du pixel est 8192 x plus grande que le bruit.

Read Noise : bruit de lecture en électron RMS (rms = root mean square = "valeur efficace vraie" en Français). Quand le capteur est lu, il y a des toutes petites différences / imprécisions d'un pixel à l'autre. C'est ce bruit de lecture. Même si d'une pose à l'autre les pixels changent légèrement aléatoirement, la valeur du bruit est constant quelque soit la durée de pose.

BSI : backside illuminated. Le capteur est éclairé par "l'arrière" par rapport à l'orientation classique, ce qui permet une meilleure sensibilité, car sur la face avant il y a un peu d'électronique empiétant sur la surface collectrice des pixels

Remarques :

Le FW est de 63.7K e- -> 63700 électron max. C'est beaucoup voir énorme pour un si petit pixel. C'est une grosse évolution par rapport au capteurs précédents.
à titre d'exemple

MAIS le bruit de lecture est "élevé" (pour un CMOS) à gain faible, 7.5e-, pas mieux qu'un CCD KAF8300
-> Donc aucun intérêt d'utiliser le capteur à ce gain 0dB (=x1)

Car on voit sur la courbe de dynamique, qu'on obtient exactement la même dynamique de 13 à gain 0 et à gain 120.

Or on voit qu'à gain 120 (=12dB) le bruit de lecture baisse d'un coup.
(il y a probablement un étage d'amplification activé à ce niveau)

-> c'est la où le CMOS prend tout son intérêt, à gain > 120, car on a à la fois une dynamique de 13bits (assez élevée) et un bruit de lecture faible de 2 e-

On gagne en dynamique par rapport au capteur panasonic de la QHY163 / ZWO1600, mais on ne gagne pas en bruit de lecture. On perd en définition (10Mbits contre 16Mbits) mais 10Mbits est déjà très bien en pratique.

Probable que le rendement quantique fasse un bon de 50% à 70%, grâce à la techno BSI

Dommage ce capteur n'existe qu'en version couleur.

En Alternative, il y a la QHY168C avec un capteur assez similaire, un chouïa plus bruité, mais plus grand, format APS-C.

A+

Olivier

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