Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Sådan virker en CCD

CCD-kameraet

Et CCD-kamera er et elektronisk kamera, som man kender bl.a. fra videokameraer og digitalkameraer. CCD betyder Charge-Coupled Device (Ladnings-koblet enhed). Kameraet bygger på halvlederteknik, som kendes fra computer-chips. På figuren herunder er skitseret, hvordan et CCD-kamera i princippet ser ud.

Billede af CCD-kamera

De lyseblå tern kaldes for pixels. Kameraet på ORO har 1024 × 1024 pixels. Pixels er potientialbrønde, hvor de fotoner (lyspartikler), som rammer de enkelte pixels, lagres. Fotonerne laves om til elektroner, som læses ind i computeren via en analog-til-digital-konverter, hvorved billedet digitaliseres. På tegningen nedenunder er princippet i en potentialbrønd vist.

Billede af en brønd

På tegningen symboliserer regnen de fotoner, som rammer CCD'en. Brønden bliver fyldt op med vand. Når man eksponere i eksempelvis 3 min, svarer det til, at man tømmer brønden hvert 3. minut og derved aflæser, hvor meget vand der er kommet i løbet af de 3 minutter. Ved at lægge brøndene meget tæt, kan man danne sig et billede over, hvor meget det har regnet, og hvordan regnen fordeler sig over et givet areal. På samme måde virker et CCD-kamera.

Fordelen ved at bruge et CCD-kamera, fremfor et almindeligt kamera med en fotografisk film eller glasplade, er, at CCD'en er meget mere lysfølsom end en fotografisk film. En meget god film, som er behandlet på den rigtige måde, udnytter ca. 5 % af lyset. Et CCD-kamera, derimod udnytter op mod 80 % af det lys, som rammer kameraet. Øjet udnytter til sammenligning ca 10 % af lyset. At CCD'en er så lysfølsom betyder, at man ikke skal eksponere nær så længe, som med en almindelig film. Man får en bedre udnyttelse. En anden fordel er, at CCD-kameraet som nævnt er digitalt, hvilket letter billedbehandlingen. Det skyldes, at de enkelte billedelementer er lige store og jævnt fordelt på chippen. For en fotografisk film er det ikke tilfældet, idet de enkelte billedelementer ikke er lige store og jævnt fordelt.

 

Tekniske specifikationer for ORO's CCD-kamera

CCD-kameraet er en bagsidebelyst anti-refleks TEK1024. Den er lavet af SITe (tidligere Tektronix). Den består af 1024 × 1024 pixels. Hver pixel er 15 × 15 µm, hvilket giver et billedeareal på 15.4 × 15.4 mm. Det svarer til et udsnit af himmelbuen på 12' × 12'. (12' svarer til ca. en trediedel af Månens diameter, som er 30".) Hvor stor en del af himlen en CCD dækker er dog altid bestemt af optikken i det teleskop, hvor CCD'en er monteret. For at reducere støjen, er kameraet kølet med flydende kvælstof. Det giver en operationstemperatur på ca. -130°C.