Uma câmera de dispositivo acoplado a carga (CCD) funciona convertendo a luz em uma carga elétrica e convertendo essa carga em um sinal digital. Aqui está um colapso do processo:
1.
Coleção de luz: A luz de entrada passa através de uma lente e se concentra no chip CCD. Este chip é uma bolacha de silício com milhões (ou mesmo bilhões) de pequenos elementos fotossensíveis chamados pixels.
2.
Efeito fotoelétrico: Cada pixel é essencialmente um pequeno capacitor (um dispositivo que armazena carga elétrica). Quando a luz atinge um pixel, os fótons (partículas de luz) interagem com o silício, fazendo com que os elétrons sejam libertados através do efeito fotoelétrico. O número de elétrons liberados é diretamente proporcional à intensidade (brilho) da luz que atinge esse pixel. Luz mais brilhante =mais elétrons.
3.
Acumulação de cobrança: Esses elétrons liberados estão presos no poço potencial do pixel. Quanto mais tempo o tempo de exposição, mais elétrons se acumulam em cada pixel, resultando em um sinal mais forte. É por isso que exposições mais longas resultam em imagens mais brilhantes.
4.
Transferência de carga: Após a conclusão da exposição, a carga acumulada em cada pixel precisa ser lida. É aqui que o dispositivo "acoplado", acoplado a acusação, entra em jogo. O chip CCD usa uma série de sinais elétricos cuidadosamente controlados para mudar (transferir) a carga de um pixel para o outro, como uma brigada de balde. As cobranças são movidas de maneira controlada, normalmente linha por linha, para um único registro de saída.
5.
conversão analógica-digital (ADC): As cobranças que chegam ao registro de saída são convertidas em uma tensão. Esta tensão é então passada por um conversor analógico-digital (ADC). O ADC mede a tensão e a converte em um número digital representando a intensidade da luz que atingiu esse pixel. Esse número digital se torna o valor de pixel na imagem resultante.
6.
Formação da imagem: Os números digitais de todos os pixels são combinados para formar uma imagem digital. Os dados da imagem são então processados e armazenados.
em resumo: Uma câmera CCD usa o efeito fotoelétrico para converter a luz em uma carga elétrica, armazena que carrega em pixels individuais, transfere a carga para um registro de leitura, converte a carga em um sinal digital e combina os sinais de todos os pixels para criar uma imagem digital.
Comparação com o CMOS: Enquanto os CCDs já foram a tecnologia dominante, os CMOs (sensores complementares de óxido de metal-óxido-semicondutor) os substituíram amplamente em muitas aplicações. Os sensores CMOS integram os circuitos de conversão e leitura de carga diretamente em cada pixel, levando a velocidades de leitura mais rápidas, menor consumo de energia e conversão analógica para digital no chip. No entanto, os CCDs geralmente oferecem qualidade de imagem superior, especialmente em condições de pouca luz, devido aos níveis mais baixos de ruído.
