Hogyan működik pontosan a CCD -kamera?
1. Fény gyűjtemény: A bejövő fény áthalad egy lencsén, és a CCD chipre összpontosít. Ez a chip egy szilícium ostya, amelynek millió (vagy akár milliárd) apró, fényérzékeny eleme, úgynevezett pixel.
2. fotoelektromos hatás: Minden pixel lényegében egy apró kondenzátor (egy olyan eszköz, amely elektromos töltést tárol). Amikor a fény egy pixelt üt, a fotonok (fényrészecskék) kölcsönhatásba lépnek a szilíciummal, ami az elektronokat a fotoelektromos hatás révén felszabadítja. A felszabadult elektronok száma közvetlenül arányos a pixelt ütő fény intenzitásával (fényerejével). Világosabb fény =több elektron.
3. töltés felhalmozódása: Ezek a felszabadult elektronok csapdába esnek a pixel potenciális kútjában. Minél hosszabb az expozíciós idő, annál több elektron felhalmozódik az egyes pixelekben, ami erősebb jelet eredményez. Ez az oka annak, hogy a hosszabb expozíció fényesebb képeket eredményez.
4. töltésátvitel: Miután az expozíció befejeződött, az egyes pixelek felhalmozódott töltését el kell olvasni. Itt kerül játékba a "kapcsolt" a töltéssel kapcsolt eszköz. A CCD chip gondosan szabályozott elektromos jelek sorozatát használja a töltés áthelyezéséhez (átadása) az egyik pixelről a másikra, mint egy vödör -brigád. A töltéseket ellenőrzött módon, általában sorról sorra mozgatják egyetlen kimeneti regiszterre.
5. analóg-digitális konverzió (ADC): A kimeneti nyilvántartásba érkező díjakat feszültséggé alakítják. Ezt a feszültséget ezután egy analóg-digitális konverteren (ADC) továbbítják. Az ADC méri a feszültséget, és digitális számmá alakítja, amely a pixel sújtó fény intenzitását képviseli. Ez a digitális szám a kapott kép pixel értékévé válik.
6. Képképződés: Az összes pixelből származó digitális számokat kombináljuk, hogy digitális képet képezzenek. A képadatokat ezután feldolgozzák és tárolják.
Összegzés: A CCD -kamera a fotoelektromos hatást használja a fény elektromos töltéské történő átalakításához, az egyes pixelekben töltő tárolásokhoz, átadja a töltést egy leolvasási regiszterre, konvertálja a töltést digitális jelre, majd az összes pixel jeleit egyesíti digitális kép létrehozásához.
összehasonlítás a CMO -kkal: Míg a CCD-k volt a domináns technológia, addig a CMO-k (komplementer fém-oxid-cemoructor) érzékelők sok alkalmazásban nagymértékben helyettesítették őket. A CMOS érzékelők a töltés-átalakítást és a leolvasási áramköröket közvetlenül az egyes pixelekre integrálják, ami gyorsabb leolvasási sebességhez, alacsonyabb energiafogyasztáshoz és a chip analóg-digitális átalakításhoz vezet. A CCD-k azonban általában kiváló képminőséget kínálnak, különösen gyenge fényviszonyok esetén, alacsonyabb zajszintjük miatt.