CCD 카메라 란 무엇입니까?

CCD 카메라는 CCD (Charge Coupled Device) 이미지 센서가있는 모든 유형의 디지털 카메라입니다. 여기에는 대다수의 소비자 및 전문 스틸 카메라, 비디오 카메라, 보안 카메라, 휴대폰 카메라 및 의료 카메라가 포함됩니다. CCD는 매우 효율적이며 일반적으로 입사광의 약 2 %에만 반응하는 사진 필름과 달리 입사광의 약 70 %를 포착합니다. CCD는 적외선에 민감하기 때문에 야간 감시 카메라 및 천문학 응용 분야에 이상적입니다. 일부 카메라는 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 이미지 센서를 사용하지만 CCD는 가장 일반적인 유형입니다.

대부분의 CCD 카메라는 단색, 컬러 또는 적외선 작동 용으로 설계 되었든 단일 전하 결합 장치를 사용하여 이미지 데이터를 수집합니다. 이 경우, 빛은 렌즈를 통해 들어 와서 필터링 된 다음 단일 광전 이미지 센서 어레이의 표면에 집중됩니다. "three-CCD"또는 "three-chip"카메라로 알려진 많은 전문 비디오 카메라에는 3 개의 CCD 어레이가 있습니다. 이를 통해 들어오는 빛은 프리즘에 의해 빨강, 녹색 및 파랑 구성 요소로 나뉘며 각각 자체 CCD 센서에 초점을 맞 춥니 다. 이렇게하면 색 분리가 개선되고 빛의 감도가 높아져 어두운 곳에서는 일반적으로 더 정확한 색조를 얻을 수 있습니다.

팩스, 스캐너 및 기타 유형의 선형 스캔 카메라는 1 차원 CCD 이미지 센서를 사용하여 데이터를 수집하고 전체 이미지를 캡처하기 위해 센서 나 스캔중인 물체를 이동시킵니다. 다른 모든 유형의 CCD 카메라는 고정 된 2 차원 영역 매트릭스를 사용합니다. CCD 센서는 커플 링 된 광활성 커패시터 어레이로, 초점을 맞추는 빛의 강도, 지속 시간 및 파장에 따라 전하를 형성합니다. 이미지에 노출되면 센서 컨트롤러는 각 커패시터의 전하를 어레이의 인접 커패시터로 이동시킵니다. 이것은 전체 매트릭스에 걸쳐 잔물결 효과를 만들어 내고, 마지막 전하 세트를 칩 외부의 개별 디지타이저로 이동시킨다. 이 디지타이저는이를 카메라 메모리에 저장하기 위해 숫자 값으로 변환합니다.

CCD 카메라가 이미지 데이터를 저장하고 검색하는 방법은 일반적으로 시스템 설계에 영향을줍니다. 풀 프레임 방식은 전체 CCD를 사용하여 빛을 모으고 이미지 데이터가 칩 외부로 전송 될 때 번짐을 방지하기 위해 기계적 셔터가 필요합니다. 이 디자인은 가장 많은 빛을 수집 할 때 이상적이며 비용, 시간 및 전력 소비보다 최상의 이미지가 더 중요합니다. 인터 라인 방법은 CCD의 다른 모든 열을 사용하여 한 픽셀 이동으로 이미지 충전 데이터를 신속하게 저장하여 번짐을 방지하고 효율성을 대가로 기계식 셔터의 필요성을 제거합니다. 대안 적으로, 프레임 전송 방법은 기계적 셔터없이 허용 가능한 양의 스미어 링으로 구현 될 수있다. 프레임 전송은 전하 저장 및 검색을 위해 CCD의 절반을 사용하는 반면, 다른 절반은 새로운 이미지를 축적하므로 동일한 크기의 이미지를 처리하려면 두 배의 실리콘이 필요합니다.

특수 CCD 카메라는 자외선에서 적외선에 이르기까지 빛의 파장에 민감하기 때문에 천문학에 사용됩니다. 실제로 매우 민감하므로 CCD를 액체 질소 온도로 냉각하는 등 이미지 왜곡 "노이즈"의 양을 줄이기 위해 많은 추가 단계를 수행해야합니다. 적절한 양의 보정 및 이미지 처리를 통해 CCD 카메라 장비를 갖춘 진지한 전용 아마추어가 관측소 품질의 천체 사진을 볼 수있게되었습니다.