أداة مقرونة بشحنة

A specially developed CCD used for ultraviolet imaging in a wire bonded package.

أداة مقرونة بشحنة Charge-Coupled device ، هي نبيطة إلكترونية تستخدم لإنتاج الصور. وتعمل أداة القرن الشحني بإرسال الإشارات كحزم متتابعة من الشحنات الكهربائية من دائرة كهربائية إلى دائرة كهربائية أخرى. وأفضل الأنواع المعروفة من أدوات القرن الشحني تستخدم في آلات التصوير التي تنتج الصور المتحركة.

وقد حلت أدوات القرن الشحني مكان الأفلام في الاستخدام سواء في آلات التصوير الرقمية المحمولة أو آلات التصوير الكبيرة المركبة في التلسكوبات المستخدمة بوساطة علماء الفلك. كما تستخدم العديد من آلات التصوير التلفازية أدوات القرن الشحني بدلاً من الأنابيب المفرغة.

وتشمل استخداماتها الأخرى آلات التصوير، وأجهزة الفاكس، وآلات التصوير الطبية التي تستخدم الموجات فوق الصوتية.

ولأدوات القرن الشحني ثلاث ميزات، تميزها عن الأفلام 1- يمكن إعاد استخدامها 2- تنتج إشارات كهربائية يمكن استخدامها بوساطة الحواسيب 3- بعضها أكثر حساسية للضوء من الأفلام، بالإضافة إلى أنها أخف وأصغر من الأنابيب المفرغة.

تحتوي معظم أدوات القرن الشحني المستخدمة في أجهزة التصوير على شريحة سليكون مع أجزاء مربعة صغيرة تسمى البكسل (خلية الصورة) ترتب على شكل صفوف وأعمدة على سطحها. وعندما يقع الضوء على البكسل تتكون نسخة كهربائية عليه. وتعتمد كمية الشحن على كمية الضوء، فمتى كان الضوء كثيرًا كان الشحن عاليًا. ولذلك تحول أداة القرن الشحني الضوء من منظر سلسلة خلايا الصورة المتصلة إلى صورة إلكترونية تحتوي على الشحنات في كل خلايا الصورة. وتفرغ أداة القرن الشحني الشحنات، خلية صورة واحدة في كل مرة. وتنساب الشحنات كتيار كهربائي مع تغيرات في التيار تمثل أجزاء مختلفة من الصورة. والأجهزة الأخرى تحول التيار إلى أرقام ثنائية وهي 0 و1 على النسق الذي تستخدمه الحواسيب، ثم تحول الأرقام إلى صورة مرئية.

وفي أدوات القرن الشحني التي تستخدم لإنتاج الصور الساكنة فإن عملية تكوين الشحنات ونقلها تحدث مرة واحدة لكل صورة. أما في أدوات القرن الشحني التي تستخدم لإنتاج الصور المتحركة فإن العملية تكرر نفسها بصورة مستمرة.

يعتمد عدد خلايا الصورة في آلات تصوير القرن الشحني على نوع الاستخدام. فآلات التصوير الثابتة التي يستخدمها المصورون الهواة ربما تحتوي على تنظيم بكسلات بعرض 640 عمودًا وارتفاع 480 صفًا، أي ما مجموعه 307,200 خلية صورة. أما آلات التصوير باهظة الثمن وذات الجودة العالية التي يستخدمها المصورون المحترفون فإنها تحتوي على ملايين الخلايا.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 أساسيات العملية

"One-dimensional" CCD from a fax machine.

 البناء المعماري

CCD from a 2.1 megapixel Argus digital camera.

CCD from a 2.1 megapixel Hewlett-Packard digital camera.

 أدوات القرن الشحني الفلكية

Array of 30 CCDs used on Sloan Digital Sky Survey telescope imaging camera, an example of "drift-scanning."

 الكاميرات الملونة

A Bayer filter on a CCD

CCD-Colorsensor

Canon PowerShot A720 IS has an 1/2,5 inch CCD-Colorsensor inside

 إستشعار الأحجام

النوع	Aspect Ratio	العرض mm	الإرتفاع mm	Diagonal mm	المساحة mm2	Relative Area
1/6"	4:3	2.300	1.730	2.878	3.979	1.000
1/4"	4:3	3.200	2.400	4.000	7.680	1.930
1/3.6"	4:3	4.000	3.000	5.000	12.000	3.016
1/3.2"	4:3	4.536	3.416	5.678	15.495	3.894
1/3"	4:3	4.800	3.600	6.000	17.280	4.343
1/2.7"	4:3	5.270	3.960	6.592	20.869	5.245
1/2"	4:3	6.400	4.800	8.000	30.720	7.721
1/1.8"	4:3	7.176	5.319	8.932	38.169	9.593
2/3"	4:3	8.800	6.600	11.000	58.080	14.597
1"	4:3	12.800	9.600	16.000	122.880	30.882
4/3"	4:3	18.000	13.500	22.500	243.000	61.070
Other image sizes as a comparison
APS-C	3:2	25.100	16.700	30.148	419.170	105.346
35mm	3:2	36.000	24.000	43.267	864.000	217.140
645	4:3	56.000	41.500	69.701	2324.000	584.066

 انظر أيضا

• Image sensor
• Photodiode
• CMOS sensor
• Bayer filter
• Electron multiplying CCD
• 3CCD
• Frame transfer CCD
• Rotating line camera
• Intensified charge-coupled device
• Superconducting camera (SCAM)
• Super CCD
• Foveon X3 sensor
• Hole Accumulation Diode (HAD)
• Camcorder

 وصلات خارجية

• More information on Digital camera technology? Overviews of digital camera technology, spectrographs and Confocal Imaging.
• Applications of CCD Imaging Use of CCD imaging technology for diverse range of applications from aerial reconnaissance to medical imaging.
• CCD Imaging ApplicationsView various CCD imaging applications and selection of products for these uses.
• Tutorials on CCDs Tutorials include CCD Types, Time Resolved Experiments, Optimizing Signal to Noise Ratio, among others.
• Journal Article On Basics of CCDs
• Eastman Kodak Primer on CCDs
• Nikon microscopy introduction to CCDs
• Concepts in Digital Imaging Technology
• CCDs for Material Scientists
• 2D Barcode Application of CCDs
• 2D Barcode primer
• CCD vs. CMOS technical comparison
• Micrograph of the photosensor array of a webcam.