Örökítsük és továbbítsuk a látottakat, a CCD kamera lehetőségei!

Ma már egyre inkább igény van arra, hogy amit látunk ne csak egy pillanatnyi emlék legyen, hanem akár az utókornak, akár más felhasználási ok miatt, de valamilyen formában továbbíthassuk és eltárolhassuk. Régen erre a célra alkalmazták a hagyományos filmtekercses fényképezőgépeket. Mára már teret hódított a digitális képalkotás, mely lehetővé tette a vagyonvédelemben, biztonságtechnikában is a képek továbbítását és eltárolását.

A kameráknál alkalmazott CCD és CMOS chipek (képérzékelő) feladata, hogy a külső képeket az objektíven keresztül digitális jellé alakítsa.

CCD kamera felépítése.

A CCD kamera esetén az alkalmazott chip technológiának köszönhetően, a kamera objektíve előtt látható képeket, egy speciális képérzékelőn keresztül lehetőség van analóg jelként továbbítani egy másik digitális eszköz felé. Ezt a technológiát a ’70-es években fejlesztették ki a Bell Laboratóriumban. A CCD kameránál a CCD valójában az angol jelentésének (Charge-Coupled Device) a rövidítését takarja, mely töltéscsatolt eszközt jelent.

A kamera objektíve előtt látható kép képkockákra felbontva elektronikus töltés formájában jut el a képérzékelő felületére, amely pixelekre van felbontva egy sorokra és oszlopokra bontott tároló területen, minden egyes pixelhez egy elektróda csatlakozik. Az elektródákat pozitív feszültséggel feltöltve alakulnak ki a képi töltéscsomagok, mivel egymás mellé egyszerre több elektróda van elhelyezve, és ha megfelelően változtatjuk a rájuk kapcsolt feszültséget, a töltéscsomagok mozgathatóvá válnak. Az elektródák megvilágításának megszüntetésével egy külső áramkör a töltéscsomagokat a tárolón függőlegesen lefelé mozgatja a kiolvasó egység felé. A kiolvasó a csomagokat jelfeldolgozó segítségével analóg jellé továbbítja, melyet az ellen oldalon az eredeti pixelek sorrendjében egy másik jelfeldolgozó digitális képpé alakít. Az analóg-digitális konvertálás a CCD chip-en kívül történik.

CCD kamera

1976-ig a CCD kamera csak fekete-fehér kép készítésére volt alkalmas, mivel csak a fény intenzitását volt képes észlelni, a színeket nem. Ekkor fejlesztették ki a Bayer-szűrőt, mely lehetővé tette, hogy színes képeket láthassunk a továbbítás után. A szűrő használatával a beérkező fény az alapszínekre bontva minden egyes szűrő csak a saját színét engedi át, a többit elnyeli. A CCD kamerán esetén több színszűrőt is alkalmaznak egymás mellett.

A CCD kamera alkalmazási területe annyira széles körűvé vált, hogy minden olyan eszköznél, ahol az analóg jelet (képi információt) digitális jellé kell alakítani, ezt a technológiát alkalmazzák.

Ma már viszont a CCD kamera lassan háttérbe szorul a CMOS technológia mellett, mivel ezek esetében már nincs szükség a töltéscsatolásra, illetve ezeknél a kameráknál már a képérzékelőn található az analóg-digitális átalakító, zajszűrő, kiolvasó, és egyéb átalakítók. Valamint a technikai fejlesztéseknek köszönhetően a képzaj és az érzékenység tekintetében is szinte azonos értékeket mutatnak már. Nem beszélve arról, hogy az alacsonyabb előállítási költségeknek köszönhetően, és a kisebb fogyasztásuk miatt egyre inkább népszerűbbé válnak a végfelhasználóknál is.