Tecnologia professionale per rispondere ai problemi delle fotocamere industriali

Risposta: Sebbene i CCD utilizzino clock come molti dispositivi digitali, la raccolta e l'uscita della luce avviene in forma analogica. L'ingresso del clock nel CCD viene utilizzato per trasferire la carica dal dispositivo fotosensibile all'amplificatore di uscita. Il segnale di uscita è analogico e deve essere convertito in un segnale digitale prima di poter essere elaborato dal computer.

Risposta: Teoricamente, la gamma dinamica di una fotocamera a 12 bit è 16 volte quella di una fotocamera a 8 bit. Una fotocamera a 8 bit può rilevare fino a 256 livelli di grigio. Una fotocamera a 12 bit ha 4096 livelli di grigio. Poiché la fotocamera è digitale, non è necessario misurare fino a 213,5625, o dire 213 o 214. Se è necessario rilevare livelli di grigio tra 213 e 214 livelli di grigio, una fotocamera a 8 bit fa un lavoro scadente. È allora che si utilizza una fotocamera a 12 bit, che fornisce 16 volte la gamma dinamica ottenendo la stessa quantità di dati di una fotocamera a 8 bit.

Risposta: L'uscita video di una fotocamera analogica utilizza segnali elettrici analogici per trasmettere i segnali video. Questo tipo di fotocamera viene solitamente utilizzato per la televisione a circuito chiuso, o è collegato a una scheda di acquisizione che digitalizza le forme d'onda video. Le fotocamere digitali hanno un convertitore A/D all'interno. I dati vengono trasmessi in forma digitale e possono essere visualizzati direttamente su un computer o uno schermo TV. Pertanto, le fotocamere con uscita digitale possono evitare attenuazione dell'immagine o rumore durante il processo di trasmissione.

Risposta: La differenza tra CCD di grado scientifico e CCD di consumo riguarda la qualità dell'immagine desiderata. Alcune fotocamere digitali utilizzano CCD speciali con poco rumore, hanno un elevato numero di pixel e alcune possono catturare oggetti in rapido movimento.

Risposta: Finché c'è luce, la parte fotosensibile del CCD genererà elettroni. Poiché i pixel devono essere letti, se la lettura richiede molto tempo, l'immagine si deteriorerà. Questo è lo stesso principio dell'utilizzo di una velocità dell'otturatore lenta per fotografare oggetti in movimento. La generazione del segnale viene solitamente interrotta durante il tempo di lettura. Tuttavia, spegnere la luce richiede una qualche forma di otturatore meccanico o elettronico. Alcuni CCD sono progettati per essere trasmessi rapidamente a una certa area metallica del CCD non appena viene generato un segnale. Poiché la luce non può penetrare nel metallo, la generazione del segnale cesserà e il CCD potrà essere letto senza interferenze. Questa rapida trasmissione all'area protetta è chiamata otturatore elettronico perché la temporizzazione viene generata utilizzando segnali controllati elettronicamente.

Risposta: Il silicio è effettivamente sensibile alla luce oltre 1100 nm. Tuttavia, il motivo per cui i CCD non possono rilevare queste lunghezze d'onda è: il CCD funziona assorbendo la luce e convertendo l'energia luminosa in energia elettrica. Questi elettroni vengono trasferiti nel CCD all'amplificatore di uscita, dove una porzione del segnale elettrico generato è proporzionale all'energia luminosa assorbita dal pixel. La quantità di energia luminosa assorbita dal silicio dipende dalla lunghezza d'onda. La luce blu è altamente assorbita dal silicio e la maggior parte della luce viene effettivamente assorbita dalle molteplici scanalature di silicio sul CCD. Di conseguenza, solo una piccola parte della luce blu viene assorbita dalle regioni dissipative del CCD, dove i pixel raccolgono elettroni. All'altra estremità dello spettro visibile, anche la luce rossa e nel vicino infrarosso vengono assorbite solo parzialmente. Pertanto, solo la luce che attraversa una grande quantità di silicio può essere assorbita per produrre elettroni. Questi elettroni derivano nella regione dissipativa del CCD e vengono assorbiti dal pixel, o derivano altrove fino a quando la loro energia non si esaurisce.