Was ist eine CCD -Kamera?

Eine CCD -Kamera ist eine beliebige Digitalkamera mit einem CCD -Bildsensor (Ladungsgekoppelte Geräte).Dies schließt die überwiegende Mehrheit von Verbraucher und Profi -Kameras, Videokameras, Überwachungskameras, Handykameras und medizinischen Kameras ein.CCDs sind sehr effizient und erfassen im Allgemeinen etwa 70 Prozent des einfallenden Lichts, im Gegensatz zu fotografischer Film, der nur auf etwa zwei Prozent des einfallenden Lichts reagiert.CCDs reagieren auch empfindlich gegenüber Infrarotlicht, was sie ideal für Überwachungskameras und Astronomieanwendungen für Nachtsicht ideal macht.Während einige Kameras einen komplementären Metal-Oxid-Semiconductor-Bildsensor (CMOS) verwenden, ist der CCD der häufigste Typ.

Die meisten CCD-Kameras verwenden ein einzelnes Ladungs-gekoppeltes Gerät, um Bilddaten zu sammeln, unabhängig davonInfrarotbetrieb.In diesem Fall tritt das Licht durch die Linse ein, wird filtriert und dann auf die Oberfläche eines einzelnen photoelektrischen Bildsensor -Arrays fokussiert.Viele professionelle Videokameras, die als Drei-CCD- oder Drei-Chip-Kameras bekannt sind, enthalten drei CCD-Arrays.Mit diesen wird das eingehende Licht durch einen Prisma in seine roten, grünen und blauen Komponenten aufgeteilt, die jeweils auf seinen eigenen CCD -Sensor konzentriert sind.Dies verbessert die Farbtrennung und erhöht die Lichtempfindlichkeit, was zu genaueren Farbschattierungen im Allgemeinen und mehr Details in niedrigeren Situationen führt.Daten, die entweder den Sensor oder das Objekt verschieben, um das gesamte Bild zu erfassen.Jede andere Art der CCD-Kamera verwendet eine feste zweidimensionale Flächenmatrix.Der CCD -Sensor ist eine Reihe von gekoppelten, photoaktiven Kondensatoren, die Ladungen basieren, die auf der Intensität, Dauer und Wellenlänge des auf sie fokussierten Lichts basieren.Sobald der Sensoren -Controller einem Bild ausgesetzt ist, verschiebt er die Ladung jedes Kondensators in den Nachbarn im Array.Dies erzeugt einen Ripple-Effekt über die gesamte Matrix, wobei die letzten Ladungsmenge auf einen separaten Digitalisierer verschoben werden.Dieser Digitalisierer wandelt sie in numerische Werte um, die im Kamerasspeicher gespeichert werden sollen.

Wie sich die CCD -Kamera auf dem Design des Systems typischerweise auswirkt.Die Vollbildmethode verwendet das gesamte CCD für die Lichtsammlung und erfordert einen mechanischen Verschluss, um das Schmieren zu verhindern, wenn die Bilddaten außerhalb des Chips übertragen werden.Dieses Design ist ideal, wenn Sie das Licht sammeln, und das beste Bild ist wichtiger als Kosten, Zeit und Stromverbrauch.Die Interline-Methode verwendet jede andere Spalte des CCD, um Bildladungsdaten mit einer Ein-Pixel-Verschiebung schnell zu speichern, wodurch Abstrich verhindern und die Notwendigkeit eines mechanischen Verschlusses auf Kosten der Effizienz entfernt werden.Alternativ kann die Frame-Transfer-Methode mit einer akzeptablen Menge an Schmierungen und ohne mechanischen Verschluss implementiert werden.Frame-Transfer verwendet die Hälfte des CCD für Ladungspeicher und Abruf, während die andere Hälfte ein neues Bild ansammelt. Daher benötigt es die doppelte Menge an Silizium, um das gleiche Bild gleich zu verarbeiten.

Spezielle CCD-Kameras werden in der Astronomie verwendet, weil sie siesind empfindlich gegenüber leichten Wellenlängen, von Ultraviolett bis Infrarot.In der Tat sind sie so empfindlich, dass viele zusätzliche Schritte unternommen werden müssen, um die Menge an Bilddistelnungsgeräuschen zu verringern, einschließlich des Abkühlens des CCD auf flüssige Stickstofftemperaturen.Mit der richtigen Menge an Kompensation und Bildverarbeitung ist die Astrophotographie von Observatorienqualität für schwerwiegende, dedizierte Amateure zugänglich geworden, die mit CCD-Kameraausrüstung bewaffnet sind.