Kako točno funkcionira CCD kamera?
1. Zbirka svjetla: Dolazna svjetlost prolazi kroz leću i usredotočuje se na CCD čip. Ovaj čip je silikonski rez s milijunima (ili čak milijardama) sitnih fotosenzibilnih elemenata zvanih pikseli.
2. Fotoelektrični učinak: Svaki je piksel u osnovi maleni kondenzator (uređaj koji pohranjuje električni naboj). Kad svjetlost udari u piksel, fotoni (svjetlosne čestice) djeluju s silicijum, uzrokujući da se elektroni oslobode fotoelektričnim učinkom. Broj oslobođenih elektrona izravno je proporcionalan intenzitetu (svjetlini) svjetlosti koja pogađa taj piksel. Svjetlo svjetlo =više elektrona.
3. Nakupljanje naboja: Ovi oslobođeni elektroni zarobljeni su u potencijalnom bušotini piksela. Što je duže vrijeme izlaganja, to se više elektrona akumulira u svakom pikselu, što rezultira jačim signalom. To je razlog zašto duža izloženost rezultira svjetlijim slikama.
4. Prijenos naboja: Nakon završetka izloženosti, akumulirani naboj u svakom pikselu potrebno je pročitati. Tu se igra "spojeni" uređaj koji se povezuje s punjenjem. CCD čip koristi niz pažljivo kontroliranih električnih signala za prebacivanje (prijenos) naboja s jednog piksela na drugi, poput brigade kante. Naknade se premještaju na kontrolirani način, obično redak prema retku, u jedan izlazni registar.
5. Analogno-digitalna pretvorba (ADC): Naknade koji dolaze u izlazni registar pretvaraju se u napon. Taj se napon zatim prolazi kroz analogno-digitalni pretvarač (ADC). ADC mjeri napon i pretvara ga u digitalni broj koji predstavlja intenzitet svjetlosti koja je pogodila taj piksel. Ovaj digitalni broj postaje vrijednost piksela na rezultirajućoj slici.
6. Formiranje slike: Digitalni brojevi iz svih piksela kombiniraju se kako bi tvorili digitalnu sliku. Podaci slikovnice zatim se obrađuju i pohranjuju.
Ukratko: CCD kamera koristi fotoelektrični učinak za pretvaranje svjetla u električni naboj, trgovine koje punjuju u pojedine piksele, prenose naboj u registar očitavanja, pretvaraju punjenje u digitalni signal, a zatim kombinira signale iz svih piksela kako bi stvorio digitalnu sliku.
Usporedba s CMOS -om: Iako su CCD-ovi nekada bili dominantna tehnologija, senzori CMOS (komplementarni metal-oksid-semiconduktor) u velikoj mjeri su ih zamijenili u mnogim aplikacijama. CMOS senzori integriraju pretvorbu naboja i krugove očitavanja izravno na svaki piksel, što dovodi do bržih brzina očitavanja, niže potrošnje energije i analogno-digitalne pretvorbe na čipu. Međutim, CCD-ovi uglavnom nude vrhunsku kvalitetu slike, posebno u uvjetima slabog svjetla, zbog niže razine buke.