Hva er et CCD -kamera?

Et CCD -kamera er alle typer digitale kamera med en ladet koblet enhet (CCD) bildesensor.Dette inkluderer de aller fleste forbruker- og profesjonelle kameraer, videokameraer, sikkerhetskameraer, mobiltelefonkameraer og medisinske kameraer.CCD -er er veldig effektive, og fanger generelt rundt 70 prosent av hendelseslyset, i motsetning til fotografisk film som bare reagerer på omtrent to prosent av hendelseslyset.CCD-er er også følsomme for infrarødt lys, noe som gjør dem ideelle for overvåkningskameraer for nattsyn og astronomapplikasjoner.Mens noen kameraer bruker en komplementær metall-oksid-halvleder (CMOS) bildesensor, er CCD den vanligste typen.

De fleste CCD-kameraer bruker en enkelt ladekoblet enhet for å samle bildedata, enten kameraet er designet for monokromatisk, farge ellerInfrarød drift.I dette tilfellet blir lys inn gjennom linsen, filtrert og deretter fokusert på overflaten til en enkelt fotoelektrisk bildesensorarray.Mange profesjonelle videokameraer, kjent som tre-CCD- eller tre-brikkekameraer, inneholder tre CCD-matriser.Med disse deles det innkommende lyset av et prisme i sine røde, grønne og blå komponenter, hver fokusert på sin egen CCD -sensor.Dette forbedrer fargeseparasjonen og øker lysfølsomheten, noeData, flytter enten sensoren eller objektet som skannes for å fange hele bildet.Hver annen type CCD-kamera bruker en fast todimensjonal arealmatrise.CCD -sensoren er en rekke koblede, fotoaktive kondensatorer som bygger opp ladninger basert på intensiteten, varigheten og bølgelengden til lyset som er fokusert på dem.Når den er utsatt for et bilde, forskyver Sensors -kontrolleren ladningen til hver kondensator til naboen i matrisen.Dette skaper en ringvirkning over hele matrisen, og flytter det siste settet med ladninger off-chip til en egen digitaliserer;Denne digitalisereren konverterer dem til numeriske verdier som skal lagres i kameraets minne.

Hvordan CCD -kamera lagrer og henter bildedata påvirker typisk utformingen av systemet.Fullrammetoden bruker hele CCD for lysinnsamling og krever en mekanisk lukker for å forhindre smøring når bildedataene overføres off-chip.Denne designen er ideell når du samler mest lys, og det beste bildet er viktigere enn kostnad, tid og strømforbruk.Interline-metoden bruker alle andre kolonner i CCD-skjermen for raskt å lagre bildedata med et pikselskift, forhindrer utstryking og fjerne behovet for en mekanisk lukker på bekostning av effektivitet.Alternativt kan rammeoverføringsmetoden implementeres med en akseptabel mengde smøring og ingen mekanisk lukker.Rammeoverføring bruker halvparten av CCD for ladelagring og gjenfinning, mens den andre halvparten akkumulerer et nytt bilde, og det krever dobbelt så mye silisium for å håndtere samme størrelse.

Spesialiserte CCD-kameraer brukes i astronomi fordi deer følsomme for lette bølgelengder, fra ultrafiolett til infrarød.De er faktisk så følsomme at mange ekstra skritt må tas for å redusere mengden av bildestorende støy, inkludert avkjøling av CCD til flytende nitrogentemperaturer.Med riktig mengde kompensasjon og bildebehandling, har astrofotografi av observasjonskvaliteter blitt tilgjengelig for alvorlige, dedikerte amatører bevæpnet med CCD-kamerautstyr.