de smedt: ccd

Live forum: /viewtopic.php?t=4901

vlien

06-06-2006 12:00:08

kan iemand mij de werking van de ccd is in mensentaal uitlegge pls?

Herlinde

06-06-2006 12:14:22

Ik wil wel proberen maar ik weet niet direct waar ik moet zoeken in de cursus (ben nog maar net begonnen met de smedt... :roll: )

krln

06-06-2006 12:35:07

p. 40 ev, ik heb hem zelf nog niet helemaal door, dus 'k ga er zelf niet aan beginnen...

Herlinde

06-06-2006 12:54:24

Kzal eens een poging wagen:

Je hebt dus een siliciumkristal, dit is een halfgeleider; en als daar fotonen opvallen (= energie!) dan zal er in dat kristal een gat en een elektron gevormd worden.
Die elektronene die gevormd zijn, gaan op de een of andere manier in een 'potentiaalput' terechtkomen. (Je hebt een aantal elektrodes en die hebben een potentiaalverschil, en die leiden die elektronen naar die put of zo...). Op die manier worden die elektronen verzameld in pakketjes.
Nu kunnen die pakketjes groter of kleiner zijn en uiteraard, hoe kleiner, hoe groter de resolutie, maar hoe minder elektronen er zullen in terechtkomen...

Als die elektronen daar dan gedurende een bepaalde tijd verzameld zijn komt er een ladingstransfer.
Dus al die putjes schuiven op (hoe, da weet ik niet, ik veronderstel door een verandering van de lading op die elektroden of zo...) naar een plaats waar dat geen licht meer is, zodat er dus geen nieuwe elektronen meer kunnen bijkomen. Daar kunnen ze dan voor elk zo'n putje zien hoeveel elektronen er in zitten.

Op die manier krijg je dan een 'beeld' van de fotonen die op dat siliciumkristal gevallen zijn.

Hopelijk is het wat duidelijker nu, tis genen gemakkelijken briel...

vlien

06-06-2006 13:35:08

mja, tot zover had ik het ook door, maar ik snapte dus ook die transfer niet en dan ook niet met hoe dat beeld juist gevormd wordt, maar dat is blijkbaar van minder belang ... ?

Herlinde

06-06-2006 13:37:56

Die dingen staan er niet echt in uitgelegd hé...

Ik denk dat die transfer is door de potentiaalverschillen op te schuiven zodanig dat die putjes met elektronen volgen. Je hebt toch die elektroden daarboven, dus ik denk dat dat mss wel kan op die manier geregeld worden...

Hoe dat beeld juist gevormd word weet ik ook niet, wsl door een stroom te meten die opgewekt word door die elektronen? Ik ben maar aan het gokken hoor

krln

06-06-2006 14:37:33

de electrodes boven die potentiaalputten veranderen van potentiaal waardoor de electronen verspringen naar de put ernaast ofzo, en zo worden die verplaatst naar de mask zone, maar hoe juist snap ik ook ni

fikke

06-06-2006 19:16:59

wat een geruststelling: ik kwam naar hier voor een verhelderende uitleg, maar we snappen er dus eigenlijk allemaal evenveel van,

wat een rare cursus

hup naar het volgende blaadje :roll:

Herlinde

07-06-2006 12:01:16

Dit heb ik nog gevonden op internet, (niet dat het veel duidelijkheid geeft over wat we nog niet wisten... :roll: )


Een Charge Coupled Device of CCD is een chip die bestaat uit reeksen van condensatortjes verbonden door elektronische schakelaars. Door de schakelaars beurtelings open en dicht te zetten kunnen ladingen van de ene naar de andere kant getransporteerd worden. Een oude benaming van dit principe is "Bucket Brigade Device", naar analogie van de emmertjesbrigade die vroeger bij brand emmers met water doorgaf.

CCD's worden toegepast als vertragingslijn in ondere andere televisieontvangers maar zijn vooral bekend als de chip die een fotografisch beeld om kan zetten in een elektrisch signaal. Hierbij wordt gebruik gemaakt van door lichtfotonen gegenereerde elektronen die in de condensatortjes verzameld worden. De chip bevat hier meerdere rijen CCD's die onderling ook weer gekoppeld zijn. Door elektrische spanningen op een bepaalde manier aan te brengen kunnen er in sommige condensatortjes elektronen verzameld worden en in sommige niet. De condensatoren die geen lading kunnen verzamelen dienen ervoor om condensatoren die wel lading kunnen verzamelen van elkaar elektrisch te scheiden. De condensatortjes die aan licht blootgesteld worden verzamelen een bepaalde lading elektronen afhankelijk van de hoeveelheid licht. De lading wordt de naar het uitleescircuit getransporteerd door de spanningen op de condensatoren op een slimme manier te schakelen. Voor oude, analoge videocamera's werd dit signaal zonder veel nabewerking rechtstreeks als videosignaal afgeleverd, voor digitale foto- en videocamera's wordt het eerst gedigitaliseerd.

De CCD bevindt zich achter de lens van een digitale camera. Het opgevangen licht wordt omgezet in een elektrisch signaal. Dit signaal wordt vervolgens door een andere chip omgezet in een digitaal signaal, bestaande uit uitsluitend enen en nullen. Deze laatste gegevensvorm kan door de computer begrepen worden. Een CMOS-sensor bestaat uit een groot aantal lichtgevoelige fotodioden. Doorgaans liggen deze fotodioden strak gerangschikt in horizontale en verticale banen. Er is echter één probleem: de fotodiodes op de CMOS en CCD zijn kleurenblind. Dit probleem wordt opgelost door een speciaal filter op de CCD te plaatsen. Dit filter verdeelt de fotodiodes in drie groepen, één groep die de kleur rood meet, één groep voor groen en één groep voor blauw. Zo ontstaan er dus eigenlijk drie afbeeldingen die met een proces van combineren tot één afbeelding worden gemaakt. Dit proces wordt ook wel Software Interpolatie genoemd.

Een voordeel van een CCD is dat deze veel lichtgevoeliger is dan de in conventionele camera's gebruikte film. Daarom worden CCD's veel gebruikt bij astronomie. Wat bij film uren zou kosten om te registreren, kan door middel van een CCD in een paar minuten worden vastgelegd. Een bijverschijnsel van het principe van de CCD is hier wel dat als een heldere ster in beeld staat deze tijdens het transport van het beeld ook nog de condensatortjes ontlaadt, wat dan als een lichte streep in het uiteindelijke beeld te zien is.