CCD

Was ist ein CCD-Sensor?

CCD-Sensoren sind lichtempfindliche elektronische Bauelemente, die auf dem inneren Photoeffekt beruhen. „CCD“ ist hierbei die Abkürzung des englischen charge-coupled device (dt. ‚ladungsgekoppeltes Bauteil‘), das im CCD-Sensor verwendet wird.

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 durch die folgende Miniaturisierung in der Elektronik wurden schon 1975 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.

Pixelanzahl: CCD-Sensoren können eine Vielzahl von Pixeln haben, die in horizontalen und vertikalen Reihen angeordnet sind. Die Gesamtanzahl der Pixel bestimmt die Auflösung des Sensors und beeinflusst die Detailgenauigkeit des erzeugten Bildes. 

Funktionsweise: CCD-Sensoren bestehen aus einer Anordnung von lichtempfindlichen Fotodioden, die in sogenannten "Buckets" (englisch für Eimer) angeordnet sind. Jedes Bucket entspricht einem Bildpunkt (Pixel) im Bild. Wenn Licht auf die Fotodioden trifft, erzeugen sie elektrische Ladungen proportional zur Lichtintensität. 

Empfindlichkeit: CCD-Sensoren sind in der Lage, auch bei schlechten Lichtverhältnissen relativ hohe Empfindlichkeiten zu bieten, was sie für Anwendungen in Umgebungen mit geringer Beleuchtung oder bei Nacht geeignet macht. 

Geschwindigkeit: Im Vergleich zu CMOS-Sensoren sind CCD-Sensoren oft etwas langsamer in der Bildaufnahme und -verarbeitung, was sie weniger geeignet für Anwendungen macht, die eine sehr hohe Bildrate erfordern.