חיישני CCD

CCD, ראשי תיבות של Charge Coupled Device, (בעברית: הַצַ"ם, ראשי תיבות של התקן צְמוּד-מִטְעָן) הוא חיישן אלקטרואופטי שמכיל מעגל משולב ובו מערך ("מטריצה") של רכיבים בעלי קיבול, שהמטען הנצבר בהם ניתן להזרמה ולקריאה. השימוש הנפוץ ב-CCD הוא כגלאי במצלמות וידאו (אנלוגיות או דיגיטליות) או למצלמות סטילס דיגיטליות. ברכיבים אלה יש מערך של תאים פוטואלקטריים שכל אחד מהם ממיר את הספק האור המוקרן עליו לזרם חשמלי. פיקסלים שאליהם מגיע הספק גבוה פולטים זרם גבוה יותר מאחרים, כך ניתן להבחין בין אור לחושך וגם להבחין בין רמות אפור שונות, מספר הגוונים נקבע לפי ביצועי ה-CCD (רגישות התאים וכמות הרעש שנוצרת בהם) והאלקטרוניקה שקוראת אותו. איכות התמונה המתקבלת תלויה כמובן גם במספר הפיקסלים (הנע בין כמה מאות אלפים במצלמות באיכות נמוכה כמו ב-טלפונים סלולריים עד מעל ל -20 מיליון במצלמות מקצועיות). בצילום דיגיטלי מחליף ה-CCD את סרט הצילום הכימי. נתוני העוצמה של הפיקסלים השונים נשמרים בפורמט דיגיטלי. כדי לאפשר צילום בצבע יש להרכיב לפני הפיקסלים מסנני צבע מתאימים, בדרך כלל לאדום, לירוק ולכחול. ברוב המצלמות נמצאים על פני כל אלמנט (פיקסל) של ה-CCD מסננים אופטים זעירים, המאפשרים רק לאור בצבע המתאים להגיע לפני השטח של החיישן. צורת הסידור הנפוצה נקראת מטריצת באייר , בשיטה זו אל מחצית מהפיקסלים מגיע רק אור ירוק, אל רבע אור אדום ואל הרבע הנותר מגיע אור כחול (הסיבה להפרשים היא שהעין האנושית רגישה יותר לאור הירוק, וכך מתקבלת רזולוציה גבוהה תוך שימור תחושת הצבע). במצלמות איכותיות במיוחד נמצאים שלושה רכיבי CCD שונים, שהאור המגיע מפוצל ביניהם בעזרת מנסרה או מראות דיכרואיות. המידע המגיע מכלל הפיקסלים מורכב באופן דיגיטלי לתמונה צבעונית יחידה. שיטה נוספת זכתה לכינוי FOVEON ובה נעשה שימוש בשלושה חיישני CCD זה מעל זה. החיישנים רגישים לצבע מסוים ושקופים לשאר הצבעים.