Bildsensor

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Quelle: Wikipedia. Seiten: 24. Kapitel: CCD-Sensor, Active Pixel Sensor, Foveon X3, Vidicon, Bildaufnahmeröhre, PMD-Sensor, Bayer-Sensor, Vollformatsensor, Ikonoskop, Super-CCD-Sensor, Electron Multiplying CCD, Vision Sensor, Digital Pixel Sensor, Rückwärtige Belichtung, Charge Transfer Efficiency, Flächensensor, HDRC, Contact Image Sensor, Binning, Pixelpitch, Intensified CCD, Zeilensensor, One-Shot-Sensor, Supraleitende Kamera, Three-Shot-Sensor. Auszug: CCD-Sensoren sind lichtempfindliche elektronische Bauelemente, die auf dem inneren Photoeffekt beruhen. CCD ist hierbei die Abkürzung von , was das Wirkungsprinzip beschreibt. Ursprünglich wurden 1969 CCDs für die Datenspeicherung entwickelt. Jedoch wurde schnell bemerkt, dass diese Bauelemente lichtempfindlich sind und es vergleichsweise einfach ist, ein zweidimensionales Bild zu erfassen. Bereits 1970 wurde ein solcher CCD-Sensor gebaut, und 1975 wurden die ersten CCDs mit einer für Fernsehkameras ausreichenden Anzahl an Bildpunkten hergestellt. Seit ca. 1983 werden CCD-Sensoren als Bildsensoren in der Astronomie und der Satellitenfernerkundung eingesetzt. Zweidimensionale CCD-Array-Sensoren werden in Videokameras und Digitalkameras, eindimensionale CCD-Zeilensensoren in Faxgeräten, Spektrometern und Scannern eingesetzt. Für die Erfindung des CCD-Sensors wurden Willard Boyle und George E. Smith 2009 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Animation der Ladungsverschiebung in einem CCDCCD-Bildsensoren bestehen aus einem Array lichtempfindlicher Fotodioden. Diese können rechteckig, quadratisch oder polygonal sein, mit Kantenlängen von 1, 4 µm bis über 20 µm. Je größer die Fläche der Pixel, desto höher ist die Lichtempfindlichkeit und der Dynamikumfang des CCD-Sensors, desto kleiner ist aber, bei gleicher Sensorgröße, die Bildauflösung. Die meisten CCDs sind MIS-Strukturen: Über einem dotierten Halbleiter liegt eine isolierende Schicht, auf der optisch transparente elektrische Leiter (Elektroden) angebracht werden. Darunter sammeln sich die Ladungsträger (meist Elektronen, manchmal auch "Löcher"). Physikalische Details werden im Artikel Charge-coupled Device behandelt. Zwischen den Pixeln verlaufen oft weitere feine elektrische Leitungen, die zum Auslesen und zur Abschirmung überbelichteter Pixel dienen. Das einfallende Licht überträgt durch den inneren photoelektrischen Effekt seine Energie auf die Elektronen des Halbleiters. Dabei entstehen gleichzeitig freie E