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smo chiamato “accoppiamento di carica” descritto di seguito. La carica viene trasportata lungo le file di pixel della matrice del sensore fino all’area di lettura abbassando e alzando sequenzialmente le pareti del pozzo di poten- ziale elettrico che si può ottenere abbassando e alzando la tensione sugli elettrodi. Questo processo è noto come “clocking”. Con un set di tre elettrodi per pixel questo processo deve essere eseguito tre volte per trasporta- re la carica di un pixel, spostando di conseguenza alla riga di lettura tutte le cariche da tutti i pixel, da un pixel all’altro. La carica elettrica misurata per ogni pixel viene conver- tita in un segnale analogico di tensione. In questo modo si ottiene in uscita un segnale elettrico il cui andamento ricostruisce la matrice dei pixel dell’immagine proiet- tata sulla superficie del CCD. Man mano che i fotoni continuano a cadere sul pixel, an- che il numero di elettroni generati continua ad aumen- tare fino a saturare l’elettrodo del fotosito. Per evitare ciò, è necessario impedire che un’intensa luce colpisca la superficie del CCD. Un sensore CCD contiene un gran numero di pixel disposti in colonne e righe. La dimen- sione del CCD è data dal numero di righe e colonne. La risoluzione del CCD è definita dalla dimensione dei pixel e anche dalla distanza tra di essi. Funzionamento del sensore CCD L’immagine è focalizzata sull’array di pixel utilizzando una lente. Ogni pixel nell’array cattura i fotoni e viene generata una carica elettrica equivalente alla quantità di fotoni captati. Dopo l’esposizione dell’array, un altro circuito di con- Lighting trollo sposta la carica verso il vicino pixel. L’ultimo pixel dell’array trasferisce la carica ad un amplificatore-con- vertitore che la converte in una tensione. Ripetutamen- te, il circuito di controllo trasferisce l’intera carica con- tenuta nell’array per produrre un segnale di tensione complessivo. Questo segnale viene ulteriormente invia- to ad altri circuiti per l’elaborazione, la registrazione o la trasmissione. Sensore di immagini CMOS Simile al CCD, un sensore di immagini CMOS conver- te la luce in segnali elettrici, mentre rispetto al CCD ha il vantaggio della lettura del segnale ad alta velocità e a basso consumo energetico. Nel circuito integrato del sensore CMOS, i circuiti possono essere progettati per adattarsi a dimensioni di un singolo chip. I sensori CMOS sono utilizzati principalmente nei di- spositivi di piccole dimensioni e a basso costo, ad esem- pio telefoni cellulari e fotocamere. Nel sensore di immagini CMOS, il pixel è costituito da un fotodiodo e un transistor CMOS. I sensori di immagini CMOS sono di due tipi: CMOS a pixel passivi e CMOS a pixel attivi. In figura 2 viene riportato un circuito integrato sensore CMOS. Sensore CMOS a pixel passivi Il sensore CMOS a pixel passivi è un circuito integrato costituito da una matrice di pixel realizzati con un foto- diodo e un transistor MOSFET. Il MOSFET viene utiliz- Fig. 2 – Un esempio di un circuito integrato sensore CMOS (wikipedia.org ) EO LIGHTING - APRILE 2023 XXXII
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