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Sensors and Actuators - Fachbereich Physik der Universität ...

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shifted by one location. After a delay equal to the number of capacitors multiplied by the<br />

shift interval, the charge corresponding to the input signal arrives at the last capacitor in the<br />

array, where it is amplified to become the output signal. This process continues indefinitely,<br />

creating a signal at the output that is a delayed version of the input, with some distortion<br />

due to sampling. A CCD used in this way is also known as a bucket-brigade delay line. This<br />

application of CCDs has now been mostly superseded by digital delay lines.<br />

CCDs with several rows of pixels shift the charge down in the fashion of a vertical shift<br />

register <strong>and</strong> only the last row is read out in a horizontal shift register. The speed of the<br />

measuring circuit must be enough to count out the entire bottom row, then shift the rows<br />

down <strong>and</strong> repeat for every other row, until it has read the entire frame. In video cameras this<br />

entire process takes place about 40 times a second.<br />

Several factors can affect whether a photon releases an electron: circuits on the CCD<br />

surface can block light from entering; longer wavelengths can penetrate certain depths of<br />

the CCD without interaction with the atoms; some shorter wavelengths may reflect off the<br />

surface, <strong>and</strong> so on.<br />

Knowing how many of the photons which fall on the photoreactive surface will release an<br />

electron is an accurate measurement of the CCD's sensitivity. This figure is called "quantum<br />

efficiency" <strong>and</strong> is given as a percentage.<br />

Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/CCD, http://videoequipment.globalspec.com/LearnMore/<strong>Sensors</strong>_Transducers_Detectors/Vision_Sensing/CCD_Image_<strong>Sensors</strong><br />

CCDs bestehen aus einer Matrix von Fotodioden. Die Fotodioden w<strong>and</strong>eln Lichtenergie in<br />

Form von Photonen in elektrische Ladungen um. Die Elektronen, die durch Interaktion von<br />

Licht mit Siliziumatomen entstehen, werden in einem Ladungspool in Form eines<br />

Kondensators gesammelt. Später wird jedes so erzeugte Ladungspaket mit Hilfe von<br />

Schieberegistern über den Chip zum Ausgang und zu einem Verstärker transportiert.<br />

Folgende Skizze zeigt verschiedene Komponenten, die zu einer CCD gehören.<br />

At the heart of all charge-coupled devices (CCDs) is a light-sensitive metal oxide<br />

semiconductor (MOS) capacitor, which has three components consisting of a metal<br />

electrode (or gate), an insulating film of silicon dioxide, <strong>and</strong> a silicon substrate.<br />

Quelle: http://www.microscopy.fsu.edu/primer/digitalimaging/concepts/moscapacitor.html<br />

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