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Les capteurs pour les nuls

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Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée (et captée, en l’occurrence) en une grandeur. Dans notre cas, les capteurs numériques visuels et audios interprètent sons et images en données numériques chiffrées. Il ne faut pas le confondre avec un simple instrument de mesure, qui stocke ou affiche les informations, ce qui n'est pas toujours le cas d'un capteur. Il s'agit souvent d'un élément de base d'un système d'acquisition de données.

Un capteur dispose souvent d'un transducteur. Il s'agit d'un dispositif électrique convertissant un signal physique en un autre. Par exemple, un photorécepteur convertit un rayonnement lumineux en énergie électrique, dans le cas des panneaux photovoltaïques par exemple.

Dans le domaine de la captation visuelle, plusieurs capteurs existent : s'ils existent des capteurs de lumières et des capteurs de couleurs extrêmement pointus et utilisés dans le domaine des sciences, les capteurs d'images CCD et CMOS sont les plus répandus dans notre utilisation courante : caméra numérique, appareil photo numérique, scanners. Ce sera donc bien avec ces capteurs que nous allons travailler.

Un capteur de photographie numérique est composé de cellules photoélectriques appelées photosites qui captent les photons, composants de la lumière. Il faut 4 photosites pour générer un pixel. Chaque photosite est recouvert d'un filtre rouge, vert ou bleu, dans le cas d'un système RVB. S'il faut 4 photosites et pas trois pour composer un pixel, c'est parce que la sensibilité des photosites à la couleur verte est plus faible, aussi en faut-il deux pour cette couleur. La captation lumineuse génère alors un signal analogique selon un procédé photoélectrique, qui est ensuite digitalisé via un convertisseur A/D puis transformée en image numérique dont les couleurs sont des valeurs chiffrées. Les capteurs varient donc selon leur taille et leur nombre de pixels.

Le convertisseur A/D traduit une grandeur analogique, souvent une tension électrique, en valeur numérique

Un capteur CCD - Charge Couple Device ou dispositif à transfert de charges - date des années 1970. Le capteur CMOS - Complementary Metal oxyde semi-conductor - est plus récent et date des années 1980. Ils sont moins gourmands en énergie mais demande beaucoup d'amplification qui génère beaucoup de bruit graphique.

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