Thế hệ đầu tiên là các máy quét quang cơ khí.
Sau đó camera sử dụng hiệu ứng quang điện (của hiệu ứng quang điện ngoài và quang điện trong) ra đời. Cho đến nay, các thiết bị này vẫn đợc sử dụng hầu hết ở các camera truyền hình đại chúng.
Việc chế tạo ra các thiết bị bán dẫn đã dẫn đến sự ra đời thế hệ dụng cụ biến đổi quang - điện bán dẫn. đó là thiết bị ghép nối điện tích CCD. CCD là một phần không thể thiếu trong quá trình số hoá tín hiệu truyền hình.
Thiết bị ghhép nối điện tích CCD bao gồm các hàng và cột các phần tử bán dẫn cảm quang có kích thớc điểm ảnh. Khi các phần tử cảm quang đợc chiếu sáng, điện tích của chúng sẽ tăng lên tơng ứng với năng lợng ánh sáng chiếu vào. Thông tin này sẽ đợcc chuyển dịch qua các phần tử liên tiếp đến đầu ra, ở đầu ra ta có dòng tín hiệu tơng ứng với các điểm ảnh đã thu đợc.Thiết bị CCD sử dụng 2 tia quét cùng tần số 60Hz cho dòng quét dọc, do đó dòng quét nhanh hơn mà thu đợc hình ảnh trung thực hơn so với thiết bị sử dụng hiệu ứng quang điện.
Độ phân giải của CCD đạt đợc phụ thuộc vào số phần tử cảm quang trên một bề mặt diện tích. Các mạch tích hợp cho phép đạt đợc một số lớn các phần tử cảm quang trên một bề mặt diện tích, do đó độ phân giải của CCD có thể đạt đợc rất cao so với các ống quang điện.
Các phần tử của dụng cụ biến đổi quang điện là:
1 2 n=1- Không khí n=1- Không khí 2 n’’ - Màng mỏng 2 n’ - Thuỷ tinh
Hình 1.24: Tác dụng của màng mỏng phủ lên thấu kính.
R G B R G B R G B Biên độ tín hiệu ra (dB) Hình 2.25c: Nén thành phần độ sáng cao 26
a, Màng cảm quang.
Chức năng: Cảm nhận ánh sáng, gồm các diot phát có kích thớc điểm ảnh.
Mỗi điot tạo ra điện tích tơng ứng với độ chiếu sáng của ảnh tại mỗi điểm. Độ phân giải của camera sử dụng CCD đợc xác định bởi số lợng các phần tử cảm quang.
b, Kiến trúc chuyển giao và đọc ra của CCD
Là quá trình chuyển đổi các mẫu điện tích của bản thân chúng trong một mảng gồm các bộ phận cảm quang để đa vào trong tín hiệu video biến đổi theo thời gian.
Có 3 kiến trúc sử dụng:
• Cấu trúc chuyển khung hình (FT). • Cấu trúc chuyển dòng (IT).
• Cấu trúc chuyển dòng hình (FIT).
c, Tiêu chuẩn thiết bị CCD
1- Đặc tuyến Apeture của CCD và độ phân giải của CCD. 2- Đặc tính sử dụng của CCD.