O que é uma câmera CCD?

Uma câmera CCD é qualquer tipo de câmera digital com um sensor de imagem de dispositivo acoplado (CCD). Isso inclui a grande maioria dos câmeras de consumidores e profissionais, câmeras de vídeo, câmeras de segurança, câmeras de telefone celular e câmeras médicas. Os CCDs são muito eficientes, geralmente capturando cerca de 70 % da luz incidente, diferentemente do filme fotográfico, que responde apenas a cerca de dois por cento da luz incidente. Os CCDs também são sensíveis à luz infravermelha, o que os torna ideais para câmeras de vigilância de visão noturna e aplicações de astronomia. Enquanto algumas câmeras usam um sensor de imagem de semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS), o CCD é o tipo mais comum.

A maioria das câmeras CCD usa um único dispositivo acoplado a carga para coletar dados de imagem, se a câmera foi projetada para operação monocromática, cor ou infravermelha. Nesse caso, a luz entra na lente, é filtrada e depois focada na superfície de uma única matriz de sensor de imagem fotoelétrica. Muitas câmeras de vídeo profissionais, KNPossuir as câmeras como "três-CCD" ou "três chips", contêm três matrizes do CCD. Com eles, a luz que entra é dividida por um prisma em seus componentes vermelhos, verdes e azuis, cada um focado em seu próprio sensor CCD. Isso melhora a separação de cores e aumenta a sensibilidade à luz, resultando em sombreamento de cores mais preciso em geral e mais detalhes em situações de luz mais baixa.

Máquinas de fax, scanners e outros tipos de câmeras de varredura linear usam um sensor de imagem unidimensional do CCD para coletar dados, movendo o sensor ou o objeto que está sendo digitalizado para capturar a imagem inteira. Todos os outros tipos de câmera CCD usam uma matriz de área bidimensional fixa. O sensor CCD é uma variedade de capacitores fotoativos acoplados que constroem cargas com base na intensidade, duração e comprimento de onda da luz sendo focada neles. Uma vez exposto a uma imagem, o controlador do sensor muda a carga de cada capacitor para euTS vizinho na matriz. Isso cria um efeito cascata em toda a matriz, mudando o último conjunto de cargas para um digitalizador separado; Este digitalizador os converte em valores numéricos para serem armazenados na memória da câmera.

Como a câmera CCD armazena e recupera dados de imagem normalmente afeta o design do sistema. O método de quadro completo usa o CCD inteiro para coleção de luzes e requer um obturador mecânico para evitar manchas quando os dados da imagem são transferidos fora do chip. Esse design é ideal ao coletar mais luz e a melhor imagem é mais importante que o consumo de custo, tempo e energia. O método da Interline usa todas as outras colunas do CCD para armazenar rapidamente dados de cobrança de imagem com uma mudança de um pixel, impedindo o mancha e removendo a necessidade de um obturador mecânico ao custo de eficiência. Como alternativa, o método de transferência de quadros pode ser implementado com uma quantidade aceitável de manchas e sem obturador mecânico. A transferência de quadros utiliza metade do CCD Para armazenamento e recuperação de carga, enquanto a outra metade está acumulando uma nova imagem, portanto, é necessário o dobro da quantidade de silício para lidar com a mesma imagem de tamanho.

câmeras CCD especializadas são usadas na astronomia porque são sensíveis a comprimentos de onda leves, de ultravioleta a infravermelho. Eles são tão sensíveis, de fato, que muitas etapas extras devem ser tomadas para reduzir a quantidade de "ruído" de distorção da imagem, incluindo o resfriamento do CCD a temperaturas de nitrogênio líquido. Com a quantidade certa de compensação e processamento de imagens, a astrofotografia de qualidade do observatório tornou-se acessível a amadores graves e dedicados armados com equipamentos de câmera CCD.