Qu'est-ce qu'une caméra CCD?

Une caméra CCD est tout type d'appareil photo numérique avec un capteur d'image de périphérique couplé de charge (CCD).Cela comprend la grande majorité des caméras encore et professionnelles, des caméras vidéo, des caméras de sécurité, des caméras de téléphone portable et des caméras médicales.Les CCD sont très efficaces, capturant généralement environ 70% de la lumière incidente, contrairement au film photographique qui ne répond qu'à environ 2% de la lumière incidente.Les CCD sont également sensibles à la lumière infrarouge, ce qui les rend idéales pour les caméras de surveillance nocturne et les applications d'astronomie.Alors que certaines caméras utilisent un capteur d'image complémentaire de semi-conducteur en oxyde de métal (CMOS), le CCD est le type le plus courant.

La plupart des caméras CCD utilisent un dispositif couplé à charge unique pour collecter des données d'image, que la caméra soit conçue pour les couleurs monochromatiques, ou les couleurs ouopération infrarouge.Dans ce cas, la lumière entre par l'objectif, est filtrée puis concentrée sur la surface d'un seul réseau de capteurs d'image photoélectrique.De nombreuses caméras vidéo professionnelles, appelées caméras à trois CCD ou à trois puces, contiennent trois baies CCD.Avec ceux-ci, la lumière entrante est divisée par un prisme en composantes rouges, vertes et bleues, chacune s'est concentrée sur son propre capteur CCD.Cela améliore la séparation des couleurs et augmente la sensibilité à la lumière, résultant en un ombrage de couleurs plus précis en général et plus de détails dans les situations à faible luminosité.

Les télécopies, les scanners et d'autres types de caméras linéaires utilisent un capteur d'image CCD unidimensionnel pour rassembler pour rassemblerDonnées, déplaçant le capteur ou l'objet scanné afin de capturer l'image entière.Tous les autres types de caméra CCD utilisent une matrice de zone bidimensionnelle fixe.Le capteur CCD est un tableau de condensateurs photoactifs couplés qui accumulent des charges en fonction de l'intensité, de la durée et de la longueur d'onde de la lumière qui se concentrent sur eux.Une fois exposé à une image, le contrôleur de capteurs déplace la charge de chaque condensateur à son voisin dans le tableau.Cela crée un effet d'entraînement à travers toute la matrice, déplace le dernier ensemble de charges hors puce vers un numériseur séparé;Ce numériseur les convertit en valeurs numériques à stocker dans la mémoire des caméras.

Comment les caméras CCD stocke et récupèrent les données d'image affectent généralement la conception du système.La méthode complète utilise l'intégralité du CCD pour la collecte de lumière et nécessite un obturateur mécanique pour éviter la frottis lorsque les données d'image sont transférées hors puce.Cette conception est idéale lors de la collecte du plus léger et la meilleure image est plus importante que le coût, le temps et la consommation d'énergie.La méthode interline utilise toutes les autres colonnes du CCD pour stocker rapidement les données de charge d'image avec un décalage d'un pixel, empêchant le frottis et supprimant le besoin d'un obturateur mécanique au coût de l'efficacité.Alternativement, la méthode de transfert de trame peut être mise en œuvre avec une quantité acceptable de maculage et sans obturateur mécanique.Le transfert de trame utilise la moitié du CCD pour le stockage et la récupération des charges, tandis que l'autre moitié accumule une nouvelle image, elle nécessite donc le double de la quantité de silicium pour gérer la même image.

Les caméras CCD spécialisées sont utilisées en astronomie car ellessont sensibles aux longueurs d'onde légères, de l'ultraviolet à l'infrarouge.Ils sont si sensibles, en fait, que de nombreuses étapes supplémentaires doivent être prises pour réduire la quantité de bruit de décalage d'image, y compris le refroidissement du CCD à des températures d'azote liquide.Avec la bonne quantité de rémunération et de traitement d'image, l'astrophotographie de qualité de l'observatoire est devenue accessible à des amateurs sérieux et dédiés armés d'équipements de caméra CCD.