CCDカメラとは何ですか？

CCDカメラは、電荷結合デバイス（CCD）イメージセンサーを備えたあらゆるタイプのデジタルカメラです。 これには、消費者および専門家の静止カメラ、ビデオカメラ、セキュリティカメラ、携帯電話カメラ、医療カメラの大部分が含まれます。 CCDは非常に効率的であり、一般に、入射光の約2％にしか反応しない写真フィルムとは異なり、入射光の約70％をキャプチャします。 CCDは赤外線にも敏感であるため、夜間の監視カメラや天文学アプリケーションに最適です。 一部のカメラでは、相補的な金属酸化物半導体（CMOS）イメージセンサーを使用していますが、CCDは最も一般的なタイプです。

ほとんどのCCDカメラは、カメラが単色、色、または赤外線操作用に設計されているかどうかにかかわらず、単一の電荷結合デバイスを使用して画像データを収集します。 この場合、光はレンズを通って入り、ろ過され、次に単一の光電イメージセンサーアレイの表面に焦点を合わせます。 多くのプロのビデオカメラ、kn「3CCD」または「3チップ」カメラとして独自のCCDアレイが含まれています。 これらとともに、入ってくる光はプリズムによって赤、緑、青のコンポーネントに分割され、それぞれが独自のCCDセンサーに焦点を当てています。 これにより、色の分離が改善され、光感度が向上し、一般的により正確な色の網掛けをもたらし、低い状況でより詳細になります。

ファックスマシン、スキャナー、およびその他の種類の線形スキャンカメラは、1次元CCDイメージセンサーを使用してデータを収集し、画像全体をキャプチャするためにスキャンされているセンサーまたはオブジェクトのいずれかを移動します。 他のすべてのタイプのCCDカメラは、固定された2次元領域マトリックスを使用します。 CCDセンサーは、それらに焦点を当てている光の強度、持続時間、および波長に基づいて電荷を構築する結合された光アクティブコンデンサの配列です。 画像にさらされると、センサーのコントローラーは各コンデンサの電荷をiにシフトしますアレイ内のTSネイバー。 これにより、マトリックス全体にリップル効果が作成され、最後のチャージセットが別のデジタイザーにシップオフにシフトします。このデジタイザーは、それらをカメラのメモリに保存する数値に変換します。

CCDカメラが画像データを保存および取得する方法は、通常、システムの設計に影響する方法。 フルフレームメソッドは、ライトコレクションにCCD全体を使用し、画像データがチップから転送されるときに塗抹を防ぐためにメカニカルシャッターを必要とします。この設計は、最も光を収集するときに理想的であり、最高の画像はコスト、時間、消費電力よりも重要です。 インターラインメソッドは、CCDの他のすべての列を使用して、1ピクセルのシフトで画像充電データをすばやく保存し、塗抹標本を防ぎ、効率を犠牲にして機械式シャッターの必要性を削除します。 あるいは、フレームトランスファー法は、許容できる量の塗抹標本と機械的シャッターなしで実装できます。 フレームトランスファーはCCの半分を利用しますd充電ストレージと検索の場合、残りの半分は新しい画像を蓄積していますが、同じサイズの画像を処理するためにシリコンの量の2倍が必要です。

特殊なCCDカメラは、紫外線から赤外線まで、光波長に敏感であるため、天文学で使用されます。 実際、それらは非常に敏感であるため、CCDを液体窒素温度に冷却するなど、画像を歪める「ノイズ」の量を減らすために多くの余分なステップを取る必要があります。 適切な量​​の補償と画像処理により、天文台品質の天体写真は、CCDカメラ機器で武装した深刻で専用のアマチュアにアクセスできるようになりました。