Budowa kamery CCD

Zasadniczą częścią kamery jest światłoczuły detektor CCD, który stanowi krzemowa płytka. Składa się ona z trzech warstw: krzemowego podłoża, izolatora i metalowych elektrod. Całość podzielona jest na niewielkie, niezależne elementy zwane pikselami (rys. 2.2). Stanowią one najmniejszą jednostkę zbierającą fotony. Ich rozmiar wynosi zazwyczaj od kilku do kilkudziesięciu $\mu\textrm{m}^2$. Do każdego piksela doprowadzona jest elektroda. Pod wpływem przyłożonego do niej napięcia powstaje studnia potencjału, w której może zgromadzić się pewien ładunek. Padający w tym miejscu foton dzięki efektowi fotoelektrycznemu wewnętrznemu przekazuje swoją energię elektronowi, który przemieszcza się w kierunku dodatnio naładowanej elektrody i zostaje tam zatrzymany. Na końcu każdego rzędu pikseli znajdują się elektrody, przez które po zakończeniu ekspozycji zgromadzony sygnał (w postaci elektronów) trafia do wyjściowego wzmacniacza i opuszcza chip. Kolejnym elementem jest przetwornik analogowo-cyfrowy. Jego zadaniem jest zamiana wzmocnionego wcześniej sygnału na postać cyfrową, która po wyprowadzeniu z kamery może być przetwarzana przez urządzenia zewnętrzne np. komputer z odpowiednim oprogramowaniem.

Nieodłącznym elementem kamery jest podzespół chłodzący detektor CCD i odprowadzający ciepło na zewnątrz. Dzięki temu istnieje możliwość obniżenia temperatury chipa nawet o kilkadziesiąt stopni poniżej temperatury otoczenia, co wpływa na zmniejszenie się ilości negatywnych czynników takich jak szumy. Najefektywniejsze metody opierają się na zastosowaniu ciekłego azotu, choć obecnie coraz powszechniej stosuje się chłodzenie termoelektryczne (radiator chłodzony powietrzem lub cieczą płynącą w rurkach).

Rysunek: Zdjęcie kamery CCD ST-7 firmy SBIG.