|
CCD - Charge Coupled Device
מצלמת DCC היא מצלמה העשויה ממוליכים
למחצה. לוקחים כ - 005x005 אלמנטים רגישים
לאור כמו דיודת nip והם יתנו תמונה לפי עוצמת
האור השונה הנופלת עליהם. למעשה
זוהי מטריצה של גלאי פוטו - דיודה.
גלאי הפוטודיודה זהו גלאי המורכב משני סוגי
מוליכים למחצה, כאשר צד אחד מאולח ב - n אלקטרונים
והשני ב - p חורים. כאשר נפעיל על
הפוטודיודה ממתח אחורי ייווצר
אזור של שכבת מחסור כך שכאשר נקרין
פוטונים על האזור ייווצרו לנו זוגות של
אלקטרון-חור שבאמצעות הפעלת מתח
אפשר להניע אותם (בכיוונים הפוכים).
כאשר ניקח מטריצה של גלאי פוטו דיודה נקבל גלאי DCC.
בכדי להעביר אינפורמציה של
תמונה מסוימת לגלאי, נשתמש בעדשה שתדמה
את העצם על הגלאי (הדמות) וכך פוטונים
מהעצם יתמקדו לנקודות מסוימות על הגלאי לפי העדשה שנבחר.
כל תמונה מורכבת ממספר גדול של נקודות
הנקראות "פיקסל". הפיקסלים מסודרים כרשת
צפופה היוצרת את התמונה כאשר כל פיקסל - אלמנט - הוא
בעצם גלאי פוטו דיודה. מכאן שככל שיהיו לנו יותר
אלמנטים על שטח קטן יותר נקבל כושר הפרדה יותר גדול.
עם סיום חשיפת ה - DCC לאור נסרקים כל
הפיקסלים בעזרת מעגל אלקטרוניקה
אחרי כל גילוי תמונה בצורה הבאה:
יש מטענים על מטריצת
הגלאים. המטענים מציינים את עוצמת
האור שפגע בגלאים, לפיכך צריך לדעת את
כמותם. אם נדע את הכמות נוכל לשחזר תמונה
בעזרתם. את האלקטרונים "אוספים" בצורה הבאה:
אנו מזיזים את האלקטרונים למטריצת גלאים
אורכית הממוקמת בצד המטריצה של הגלאים. אנו
מסיטים כל פעם שורה שלמה של אלקטרונים אליה
ואז המטריצה מעבירה לפי סדר את האלקטרונים
למקום בוא נשמר או מועבר המידע. וכך הלאה (כל
הפעולה הזאת צריכה להיות בסדר גודל של מיקרו שניות).
בעצם יש לנו מאין מידע דו ממדי
ואנו רוצים להעביר אותו לחד ממד, לכן אנו משתמשים
בפרמטר של הזמן בכדי להבחין בין כל אלמנט ואלמנט.
כל גלאי (ריבוע) בנוי בעצם מ - 3 חלקים, כאשר רק
חלק אחד ממנו חשוף ורגיש לאור הפוגע בו, ו - 2
האזורים האחרים לא, וזה במטרה שהמידע על כל גלאי
ישמר ולא יועבר לגלאים שלידו בגלל הפרשי מתחים.
הסבר:
כדי שלא יתערבבו אלקטרונים מגלאים
שונים יוצרים תאים של שלישיות
וכך מכיוון שאלקטרונים נעים ממתח גבוה לנמוך הם
יכולים לזוז רק בכיוון הרצוי. גם במערכת הזו
יש שעון והאותות מהתאים יוצאים לפי הסדר.
אבל ישנה בעיה כי אם הגלאי ממשיך לעבוד
תמונה תעלה על תמונה ותיווצר מריחה ולכן
הסריקה צריכה להיות מהירה ואכן זה מה שעושים.
במצלמות DCC ישנה בעיה גדולה של הארת יתר - רוויה.
כאשר אנו משחזרים את התמונה בעזרת הקרן
הסורקת יש מצב של זמן "מת" כי בסוף כל סריקה
של שורה הקרן חוזרת לתחילת השורה הבאה ובזמן הזה
כלום לא מתרחש - זמן "מת". לזמן זה קוראים דופק סמוי
(eslup gniknalB) ואנו מנצלים אותו לצורך סנכרון כך שהמערכת
המשדרת יודעת לקפוץ לשורה הבאה.
כיצד מתבצעת הוצאת המידע בפועל מן המטריצה ?
למעשה, אנו לא צריכים להתחבר לכל אלמנט
לחוד עם שני חוטים חיצוניים אלא מספיק חוט חיצוני אחד
לכל העמודות ואחד לכל השורות. למעשה מספיקים
לנו 2x005 חוטים במקום 2^005. הסריקה היא אופקית.
התא בהצטלבות בין קו אופקי ואנכי
שמופעל עליהם מתח נפתח ואז מוציאים
ממנו את המידע. הבעיה היא שמשתמשים
באותם חוטים לשתי מטרות גם לשלוח
אותות שיפתחו את הדיודה כלומר לתזמון
ולהולכת האלקטרונים במקביל. התזמון הוא
בוולטים והאלקטרונים במיקרו - וולטים וזה
גורם להרבה מאוד רעשים. הרבה יותר קל
להוציא את האלקטרונים מתוך הדיודות לא
דרך החוטים שמפעילים את הדיודות אלא
במעבר מדיודה לדיודה וזה הרעיון של DCC -
עובר מדיודה לדיודה עד שמגיע לקצה.
|
