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EIN ladungsgekoppeltes Gerät (Niederländisch: 'ladungsgekoppelte Komponente', Abkürzung CCD) ist ein Chip Das elektromagnetische Strahlung Umsatz in elektrische Ladung. Der Chip besteht aus einer Reihe von kleinen Kondensatoren verbunden über elektronisch Schalter. Durch abwechselndes Öffnen und Schließen der Schalter, Ladungen von einer Seite zur anderen transportiert. Ein alter Name für dieses Prinzip ist "Eimer-Brigade-Gerät“ und bezieht sich auf die Eimerbrigade, die im Brandfall Eimer mit Wasser weiterreichte.
Schaltkreis
CCDs werden angewendet als Verzögerungsleitung unter anderem Fernsehempfänger aber sind am besten bekannt als die Chip die ein fotografisches Bild in ein elektrisches Signal umwandeln kann. Dies verwendet photonenerzeugte Elektronen der in der Kondensatoren gesammelt werden. Der Chip enthält hier mehrere Reihen von CCDs, die ebenfalls miteinander gekoppelt sind.
Durch das Anlegen elektrischer Spannungen auf eine bestimmte Weise können in einigen Kondensatoren Elektronen gesammelt werden und in anderen nicht. Die Kondensatoren, die keine Ladung aufnehmen können, dienen dazu, Kondensatoren, die Ladung aufnehmen können, elektrisch zu trennen. Die belichteten Kondensatoren sammeln je nach Lichtmenge eine bestimmte Ladung von Elektronen. Sie bilden Bildpunkte oder Pixel und bestimmen mit dem Linsensystem die Auflösung (die Auflösung) des CCD.
Die Last wird an die . gesendet Ausleseschaltung transportiert werden, indem die Spannungen an den Kondensatoren intelligent umgeschaltet werden. Für alt, analog VideokameraDieses Signal wurde ohne große Nachbearbeitung direkt als Videosignal geliefert, bei digitalen Foto- und Videokameras wird es zuerst digitalisiert.
wird bearbeitet
Das CCD befindet sich hinter dem Linse von a Digitalkamera. Es hat gefangen Licht wird in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses Signal wird dann von einem anderen Chip in ein digitales Signal umgewandelt, das nur aus Einsen und Nullen. Dieses letzte Datenformular kann Computer verstanden werden. EIN CMOSSensor besteht aus einer Vielzahl von lichtempfindlichen Fotodioden. Typischerweise sind diese Fotodioden eng in horizontalen und vertikalen Pfaden angeordnet.
Softwareinterpolation zur Farbwiedergabe
Allerdings gibt es ein Problem: die Photodioden auf dem CMOS und CCD können Farben nicht unterscheiden. Dieses Problem wird gelöst, indem ein spezieller Filter auf dem CCD platziert wird. Dieser Filter unterteilt die Fotodioden in drei Gruppen, wobei eine Gruppe die Farbe repräsentiert rot messen, eine Gruppe voraus Grün und eine Gruppe für Blau. Dies erzeugt tatsächlich drei Bilder, die durch einen Kombinationsprozess zu einem Bild gemacht werden. Dieser Vorgang wird auch genannt Software-Interpolation erwähnt.
Vor-und Nachteile
Ein CCD hat den Vorteil, dass er viel lichtempfindlicher ist als der Film, der in herkömmlichen Kameras verwendet wird. Daher werden CCDs häufig in Astronomie. Was mit Film Stunden dauern würde, lässt sich mit einem CCD in wenigen Minuten einfangen. Ein Nebeneffekt des CCD-Prinzips ist, dass wenn ein heller Stern im Bild ist, dieser beim Transport des Bildes auch die Kondensatoren entlädt, was dann im Endbild als heller Streifen zu sehen ist.
Unterschiede zwischen MonoCCDs und 3CCD Sensoren
MonoCCDs werden hauptsächlich in günstigeren Camcordern verwendet und 3CCD's in den teureren Versionen (Prosumer). MonoCCDs haben 1 CCD-Block, wobei jedes Pixel abwechselnd einen Rotfilter, einen Grünfilter und einen Blaufilter erhält. Bei 3 CCDs gibt es für jede Hauptfarbe einen Sensor, was für eine deutlich höhere Auflösung sorgt. Die Farbtrennung erfolgt durch ein Prismensystem, das dafür sorgt, dass auf jedes CCD eine andere Lichtfarbe fällt.
Anwendungen
- Wissenschaftliche Licht- und Bildregistrierung, zum Beispiel im Astronomie als Ersatz für fotografischen Film und in Elektronenmikroskopen.
- Röntgenkameras in medizinischen Anwendungen (CT) und Röntgenastronomie
- Unterhaltungselektronik, wie DigitalFotoapparat's und Videokamera's
Externer Link
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