Szenzációs CCD!!!

A CCD (Charge Coupled Device – töltés csatolt eszköz) a XX. század igen jelentős találmánya. A fényérzékeny fotodiódák mátrix-szerű elhelyezésének köszönhetően képérzékelőként alkalmazzák. Korunkban legsűrűbben kamerákban, kamkorderekben, digitális fényképezőgépekben fordul elő, de találkozhatunk velük mobiltelefonokban, PDA-kban is.

Az analóg működésű eszköz – mint a neve is mutatja – az elektromos töltés felhalmozódásán alapul. Minden egyes képpontban egy fotodióda és egy kondenzátor található. Az expozíció megkezdésekor elektromos feszültségre kapcsolják a CCD-t. A fotodiódák a rájuk eső fény erősségének függvényében bizonyos áramot engednek át magukon, amelyek töltik a velük sorba kapcsolt kondenzátort. Ennek következtében a kondenzátorokban a diódákra eső fénnyel lineáris arányban töltés halmozódik fel, vagyis sarkain feszültség mérhető. Az expozíció befejezése után a töltődést okozó feszültségét megszüntetik (elektronikus zár) ezt követően az egyes képpontok kiolvasása következik, amely nem más, mint egy egyszerű feszültségmérés.

Mivel a fotodiódák igen tág hullámhossz tartományban érzékenyek a fényre, ezért színes kép érzékeléséhez a diódákra eső fényt szűrni kell. Ez az úgynevezett színszűrő. A színszűrőket legtöbbször vörös-zöld-kék kiépítésben készítik (zöld képpontból kétszer annyi van, mint vörösből, illetve kékből, mivel az emberi szem a zöld színre a legérzékenyebb, lásd alsó ábra), de előfordul cián-sárga-lila-zöld színszűrő is. A színszűrőket a CCD-re helyezik, melynek következtében egy-egy pixel csak a felette lévő szűrőnek megfelelő színt fogja érzékelni.
Digitális fényképezőgépek esetében egy képpont színének meghatározásához a környező pixelek színét is figyelembe kell venni, s különböző eljárásokkal ezt korrigálni. Ennek hátránya, hogy csökkenti az elkészült kép élességét.

Szakemberek között is sokszor vitatéma, hogy ez a megoldás egyértelműen interpolációnak számít-e, vagy a kép felbontása nem csökken ezáltal, csak a színek ”kenődnek” el a szomszédos képpontok felé. Az én véleményem ez utóbbi, de hangsúlyoznom kell, hogy ezt egyértelműen alátámasztani nem tudom (de cáfolni is ugyanilyen nehéz).

Ennek a problémának a megoldását elsőként a Foveon készítette el, az X3-nak elnevezett technológia segítségével. A február 11-én bejelentett új technológia lényege, hogy a különböző fényre érzékeny képpontokat nem egymás szomszédságában, hanem egymás alatt helyezik el, ezáltal háromrétegű CCD-t hoznak létre. Az egymás alatt lévő rétegek a kék, zöld és piros színt nyelik el, melyeket a rétegekben lévő érzékelők detektálnak. Ezáltal nincs veszteség, a CCD felbontása egyértelműen a kész kép (fotó vagy film) felbontását adja majd, vagyis jó optika esetén tökéletesen éles képet kapunk.

Mivel a Foveon CCD nem igényel bonyolult számítási műveleteket a helyes szín megállapításához. Ezért várhatóan a kissé magasabb CCD költség nem lesz érezhető egy kész fényképezőgép esetén, hisz ezt kompenzálja a készülék alacsonyabb komplexitásából eredő költségcsökkenés.

Az első Foveon X3-as CCD-vel felszerelt digitális fényképezőgépet várhatóan a Photo Marketing Association Show-n (PMA 2002) mutatják be. A Sigma SD9 3,4 Mpixeles professzionális tükörreflexes gép lesz, mely a kész képek minőségének tekintetében megegyezik egy 12 Mpixeles gép által alkotott kép minőségével. A Sigma SD9 digitális fényképezőgép 3000 USD-ba kerül majd.