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Languages: French
Types: Article
Subjects: Capteurs CMOS, Fonction de transfert de modulation, Diaphonie de diffusion, Caractérisation optique, CMOS Sensors, Modulation Transfer Function, Crosstalk, Optical Characterization, 621
Cette thèse est consacrée à l'analyse et à la modélisation de la Fonction de Transfert de Modulation (FTM) des capteurs d'images à pixels actifs (APS) CMOS. La FTM, indicateur de la qualité de l’image fournie par le système optique ou électo-optique, représente le contraste restitué par le système à une résolution donnée. Après avoir vérifié les conditions d’applicabilité de cette notion aux capteurs d'images, nous nous intéressons au modèle analytique de FTM issu du monde des CCD. Il tient compte, de façon simplifiée, de la géométrie des pixels et des mécanismes de diffusion des charges photogénérées. Ce modèle n'est pas suffisamment représentatif des pixels CMOS dont la topologie et, par conséquent, les phénomènes de diffusion sont beaucoup plus complexes. La FTM de tels pixels ne peut donc être facilement modélisée ce qui rend nécessaire de pouvoir la mesurer et de mener des investigations afin d'identifier les facteurs qui l'influencent. Plusieurs méthodes de mesure de la FTM sont étudiées et comparées grâce à la mise en place d’un banc de caractérisation dédié. Les nombreux avantages liés à l'utilisation de la méthode normalisée ISO 12233 sont ainsi démontrés. Dans un but de modélisation de la FTM, deux détecteurs matriciels spécifiques ont été développés. Ils permettent ainsi d'identifier et de quantifier les phénomènes entrant en jeu dans la dégradation de l'image: la participation de la zone active au signal, la dissymétrie de la diaphonie... Ces résultats, dont la pertinence est confrontée aux mesures de FTM, permettent d'identifier des solutions tendant à améliorer la FTM des pixels des capteurs CMOS : masquage optique, utilisation de micro-lentilles... This work is dedicated to the analysis and the modeling of the Modulation Transfer Function (MTF) of CMOS-APS (Active Pixel Sensor) image sensors. MTF, which is a common metric used to quantify image quality, defines the ability of an optical or an electro-optical system to resolve acontrast at a given resolution. At first we verify the applicability of the MTF notion to image sensors, then we focus on the analytical model usually used for CCD irnagers. It takes into account the pixel geometry and the diffusion mechanisms but is not really suitable for CMOS pixels, which topology and so diffusion phenomenon are more complex. Due to this fact, modeling MTF is very difficult. Hence measurements and investigations at different wavelengths are required in order to get a better knowledge of pixel organization import. The development of a dedicated test bench has allowed the study and the comparison of various MTF measurement methods. ISO 12233 normalized measurement technique has shown numerous advantages. In order to model MTF, two dedicated test chip have been developed allowing to identify and quantify the phenomenon responsible for image degradation : active area participation to pixel response, crosstalk dissymmetry...These results are correlated to MTF measurement results and give some ways to enhance the sensor MTF performance : active area proper masking, micro-lenses...
  • No references.
  • No related research data.
  • No similar publications.

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