กล้อง CCD คืออะไร?

กล้อง CCD เป็นกล้องดิจิตอลทุกประเภทที่มีเซ็นเซอร์ภาพอุปกรณ์ชาร์จคู่ (CCD)ซึ่งรวมถึงกล้องผู้บริโภคและมืออาชีพส่วนใหญ่กล้องวิดีโอกล้องรักษาความปลอดภัยกล้องโทรศัพท์มือถือและกล้องทางการแพทย์CCDs มีประสิทธิภาพมากโดยทั่วไปการจับภาพแสงประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ซึ่งแตกต่างจากฟิล์มภาพถ่ายซึ่งตอบสนองต่อแสงที่เกิดขึ้นประมาณสองเปอร์เซ็นต์เท่านั้นCCD ยังมีความอ่อนไหวต่อแสงอินฟราเรดซึ่งทำให้เหมาะสำหรับกล้องวงจรปิดยามค่ำคืนและการใช้งานดาราศาสตร์ในขณะที่กล้องบางตัวใช้เซ็นเซอร์ภาพโลหะออกไซด์ (CMOS) เสริม CCD เป็นประเภทที่พบมากที่สุด

กล้อง CCD ส่วนใหญ่ใช้อุปกรณ์คู่เดียวเพื่อรวบรวมข้อมูลภาพไม่ว่ากล้องจะถูกออกแบบมาสำหรับสีเดียวสีหรือสีการดำเนินการอินฟราเรดในกรณีนี้แสงจะเข้าสู่เลนส์จะถูกกรองแล้วมุ่งเน้นไปที่พื้นผิวของอาร์เรย์เซ็นเซอร์ภาพโฟโตอิเล็กทริกเดียวกล้องวิดีโอระดับมืออาชีพจำนวนมากที่รู้จักกันในชื่อกล้องสาม-CCD หรือสามชิปมีสามอาร์เรย์ CCDด้วยสิ่งเหล่านี้แสงที่เข้ามาจะถูกแบ่งออกเป็นปริซึมเป็นส่วนประกอบสีแดงสีเขียวและสีน้ำเงินแต่ละอันมุ่งเน้นไปที่เซ็นเซอร์ CCD ของตัวเองสิ่งนี้จะช่วยเพิ่มการแยกสีและเพิ่มความไวแสงทำให้เกิดการแรเงาสีที่แม่นยำยิ่งขึ้นโดยทั่วไปและรายละเอียดเพิ่มเติมในสถานการณ์ที่มีแสงสว่างต่ำ

เครื่องแฟกซ์เครื่องสแกนและกล้องเชิงเส้นชนิดอื่น ๆ ใช้เซ็นเซอร์ภาพ CCD แบบหนึ่งมิติเพื่อรวบรวมข้อมูลการย้ายเซ็นเซอร์หรือวัตถุที่ถูกสแกนเพื่อจับภาพทั้งหมดกล้อง CCD ประเภทอื่น ๆ ทุกประเภทใช้เมทริกซ์พื้นที่สองมิติคงที่เซ็นเซอร์ CCD เป็นอาร์เรย์ของตัวเก็บประจุแบบคู่ซึ่งสร้างค่าใช้จ่ายตามความเข้มระยะเวลาและความยาวคลื่นของแสงที่มุ่งเน้นไปที่พวกเขาเมื่อสัมผัสกับภาพตัวควบคุมเซ็นเซอร์จะเปลี่ยนประจุของตัวเก็บประจุแต่ละตัวไปยังเพื่อนบ้านในอาร์เรย์สิ่งนี้จะสร้างเอฟเฟกต์ระลอกคลื่นทั่วทั้งเมทริกซ์โดยเปลี่ยนชุดสุดท้ายของค่าใช้จ่ายปิดชิปเป็นดิจิตัลแยกต่างหากdigitizer นี้แปลงเป็นค่าตัวเลขที่จะเก็บไว้ในหน่วยความจำของกล้อง

วิธีที่กล้อง CCD เก็บและดึงข้อมูลภาพโดยทั่วไปมีผลต่อการออกแบบระบบวิธีการฟูลเฟรมใช้ CCD ทั้งหมดสำหรับการรวบรวมแสงและต้องใช้ชัตเตอร์เชิงกลเพื่อป้องกันการเปื้อนเมื่อข้อมูลภาพถูกถ่ายโอนนอกชิปการออกแบบนี้เหมาะอย่างยิ่งเมื่อรวบรวมแสงมากที่สุดและภาพที่ดีที่สุดมีความสำคัญมากกว่าค่าใช้จ่ายเวลาและการใช้พลังงานวิธีการ interline ใช้คอลัมน์อื่น ๆ ของ CCD เพื่อจัดเก็บข้อมูลการชาร์จภาพอย่างรวดเร็วด้วยการเลื่อนหนึ่งพิกเซลป้องกันการเปื้อนและขจัดความจำเป็นในการชัตเตอร์เชิงกลในราคาที่มีประสิทธิภาพอีกทางเลือกหนึ่งวิธีการถ่ายโอนเฟรมสามารถนำไปใช้กับการเปื้อนจำนวนมากที่ยอมรับได้และไม่มีชัตเตอร์เชิงกลการถ่ายโอนเฟรมใช้ครึ่งหนึ่งของ CCD สำหรับการจัดเก็บประจุและการดึงในขณะที่อีกครึ่งหนึ่งกำลังสะสมภาพใหม่ดังนั้นจึงต้องใช้ซิลิคอนจำนวนสองเท่าในการจัดการภาพขนาดเดียวกัน

กล้อง CCD เฉพาะทางที่ใช้ในดาราศาสตร์มีความไวต่อความยาวคลื่นแสงตั้งแต่อัลตราไวโอเลตไปจนถึงอินฟราเรดในความเป็นจริงพวกเขามีความอ่อนไหวอย่างมากว่าต้องดำเนินการขั้นตอนพิเศษหลายอย่างเพื่อลดปริมาณเสียงรบกวนภาพรวมถึงการระบายความร้อน CCD ให้กับอุณหภูมิไนโตรเจนเหลวด้วยปริมาณการชดเชยและการประมวลผลภาพในปริมาณที่เหมาะสมการถ่ายภาพทางเดินเท้าที่มีคุณภาพในหอสังเกตการณ์จึงสามารถเข้าถึงมือสมัครเล่นที่จริงจังและอุทิศตนซึ่งติดอาวุธด้วยอุปกรณ์กล้อง CCD