Vad är en CCD -kamera?

En CCD -kamera är alla typer av digitalkamera med en laddningskopplad enhet (CCD) bildsensor.Detta inkluderar de allra flesta konsument- och professionella stillekameror, videokameror, säkerhetskameror, mobiltelefonkameror och medicinska kameror.CCD: er är mycket effektiva och fångar i allmänhet cirka 70 procent av infallande ljus, till skillnad från fotografisk film som bara svarar på cirka två procent av infallande ljus.CCD: er är också känsliga för infrarött ljus, vilket gör dem idealiska för övervakningskameror för nattsyn och astronomi.Medan vissa kameror använder en komplementär metalloxid halvledare (CMOS) bildsensor, är CCD den vanligaste typen.

De flesta CCD-kameror använder en enskild laddningskopplad enhet för att samla in bilddata, oavsett om kameran är utformad för monokromatisk, färg eller färg eller färg ellerinfraröd operation.I detta fall kommer ljus in genom linsen, filtreras och fokuseras sedan på ytan på en enda fotoelektrisk bildsensorarray.Många professionella videokameror, kända som tre-CCD- eller tre-chip-kameror, innehåller tre CCD-matriser.Med dessa delas det inkommande ljuset av ett prisma i sina röda, gröna och blå komponenter, var och en fokuserade på sin egen CCD -sensor.Detta förbättrar färgseparationen och ökar ljuskänsligheten, vilket resulterar i mer exakt färgskuggning i allmänhet och mer detalj i situationer med lägre ljusen.Data, flyttar antingen sensorn eller objektet skannas för att fånga hela bilden.Varje annan typ av CCD-kamera använder en fast tvådimensionell areamatris.CCD -sensorn är en rad kopplade, fotoaktiva kondensatorer som bygger upp laddningar baserade på intensiteten, varaktigheten och våglängden för ljuset som fokuseras på dem.När den har utsatts för en bild skiftar sensorskontrollen laddningen för varje kondensator till sin granne i matrisen.Detta skapar en krusningseffekt över hela matrisen och flyttar den sista uppsättningen av laddningar utanför chipet till en separat digitizer;Denna digitizer omvandlar dem till numeriska värden som ska lagras i kameraminnet.

Hur CCD -kameran lagrar och hämtar bilddata påverkar vanligtvis systemets utformning.Metoden med full ram använder hela CCD för lätt insamling och kräver en mekanisk slutare för att förhindra smetning när bilddata överförs utanför chip.Denna design är idealisk när du samlar in mest ljus och den bästa bilden är viktigare än kostnad, tid och kraftförbrukning.Interline-metoden använder varje annan kolumn i CCD för att snabbt lagra bildladdningsdata med en en-pixelskift, förhindra smet och ta bort behovet av en mekanisk slutare till kostnaden för effektivitet.Alternativt kan ramöverföringsmetoden implementeras med en acceptabel mängd smetning och ingen mekanisk slutare.Ramöverföring använder hälften av CCD för laddning och återhämtning av laddning, medan den andra hälften ackumulerar en ny bild, så det kräver dubbelt så mycket kisel för att hantera samma storlek.

Specialiserade CCD-kameror används i astronomi eftersom deär känsliga för ljusvåglängder, från ultraviolett till infraröd.De är faktiskt så känsliga att många extra steg måste vidtas för att minska mängden bildbestämmande brus, inklusive kylning av CCD till flytande kvävetemperaturer.Med rätt mängd kompensation och bildbehandling har astrofotografi i observatorisk kvalitet blivit tillgänglig för allvarliga, dedikerade amatörer beväpnade med CCD-kamerautrustning.