CCD相機是在安全防范系統中,圖像的生成當前主要是來(lái)自CCD相機,CCD是電荷耦合器件的簡(jiǎn)稱(chēng),它能夠將光線(xiàn)變?yōu)殡姾刹㈦姾纱鎯稗D移,也可將存儲之電荷取出使電壓發(fā)生變化,因此是理想的CCD相機元件,以其構成的CCD相機具有體積小、重量輕、不受磁場(chǎng)影響、具有抗震動(dòng)和撞擊之特性而被廣泛應用。
含格狀排列像素的CCD應用于數碼相機、光學(xué)掃描儀與攝影機的感光組件。其光效率可達70%(能捕捉到70%的入射光),優(yōu)于傳統軟片的2%,因此CCD迅速獲得天文學(xué)家的大量采用。
Chuan真機所用的線(xiàn)性CCD
圖像經(jīng)透鏡成像于電容數組表面后,依其亮度的強弱在每個(gè)電容單位上形成強弱不等的電荷。Chuan真機或掃瞄儀用的線(xiàn)性CCD每次捕捉一細長(cháng)條的光影,而數碼相機或攝影機所用的平面式CCD則一次捕捉一整張圖像,或從中截取一塊方形的區域。一旦完成曝光的動(dòng)作,控制電路會(huì )使電容單元上的電荷傳到相鄰的下一個(gè)單元,到達邊緣后一個(gè)單元時(shí),電信號傳入放大器,轉變成電位。如此周著(zhù)復始,直到整個(gè)圖像都轉成電位,取樣并數字化之后存入存儲器。存儲的圖像可以傳送到打印機、存儲設備或顯示屏。經(jīng)冷凍的CCD同時(shí)在1990年代初亦廣泛應用于天文攝影與各種夜視設備,而各大型天文臺亦不斷研發(fā)高像素CCD以拍攝很高解像之天體照片。
CCD在天文學(xué)方面有一種奇妙的應用方式,能使固定式的望遠鏡發(fā)揮有如帶追蹤望遠鏡的功能。方法是讓CCD上電荷讀取和移動(dòng)的方向與天體運行方向一致,速度也同步,以CCD導星不僅能使望遠鏡有效糾正追蹤誤差,還能使望遠鏡記錄到比原來(lái)更大的視場(chǎng)。
一般的CCD大多能感應紅外線(xiàn),所以派生出紅外線(xiàn)圖像、夜視設備、零照度(或趨近零照度)攝影機/照相機等。為了減低紅外線(xiàn)干擾,天文用CCD常以液態(tài)氮或半導體冷卻,因室溫下的物體會(huì )有紅外線(xiàn)的黑體輻射效應。CCD對紅外線(xiàn)的敏感度造成另一種效應,各種配備CCD的數碼相機或錄影機若沒(méi)加裝紅外線(xiàn)濾鏡,很容易拍到遙控器發(fā)出的紅外線(xiàn)。降低溫度可減少電容數組上的暗電流,增進(jìn)CCD在低照度的敏感度,甚至對紫外線(xiàn)和可見(jiàn)光的敏感度也隨之提升(信噪比提高)。