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Il
CCD FT (frame transfer) possiede due sezioni separate:
- Una
griglia di celle separate per la cattura dell'immagine.
- Una
uguale quantità di celle accuratamente protette dalla luce per
immagazzinare le cariche che descrivono l'immagine e quindi
trasferirle.
Esiste
quindi una parte dedicata ad acquisire l'immagine e un'altra dedicata
al suo trasferimento.
Uno
schema semplificato di questo dispositivo viene mostrato nella
figura seguente.

Durante
il periodo di field (semiquadro = 1/50") le celle del sensore
di immagine accumulano cariche che rappresentano l'immagine ottica
che su esse viene focalizzata. L'informazione (le cariche) a questo
punto presente nel sensore viene spostata alla sezione di memoria
sottostante a velocità molto alta e durante il prossimo intervallo
verticale che divide dal prossimo semiquadro (durante le 12.5
delle 25 linee di blanking verticale della scansione PAL). Ora
durante il nuovo semiquadro sarà possibile ricaricare/esporre
le celle fotosensibili nuovamente con una nuova immagine. Contemporaneamente
a questo le cariche presenti nei registri di memoria caricati
precedentemente potranno essere analizzate onde creare il segnale
in uscita verso la sezione successiva della telecamera.
Una
delle caratteristiche importanti del CCD FT è l'efficienza ottica.
Ogni elemento-immagine è grande e virtualmente contiguo al prossimo
elemento e virtualmente diventa possibile catturare tutta la luce
incidente. Il CCD FT offre anche un sistema molto efficiente per
trasferire cariche dalla sezione immagine alla sezione di memoria/magazzino.
Gli elementi dell'immagine funzionano sia come rilevatori che
come registri di spostamento per trasferire il contenuto del rilevatore
alla sezione di memoria.
Il
fattore critico del CCD FT è la contaminazione che può accadere
nel momento in cui le cariche vengono spostate dalla griglia del
rilevatore alla griglia di memoria. I sensori vengono continuamente
stimolati dall'immagine ottica durante il breve periodo di tempo
nel quale in contenuto del rilevatore viene trasferito alla sezione
di memoria. Diventa quindi possibile che si generino segnali circa
50 dB al di sotto del livello medio che risultano chiaramente
visibili, indesiderati e quindi inaccettabili per una camera broadcast.
Il fenomeno viene chiamato "Vertical Smear" che come
vedremo è tipico dei CCD e si evidenzia con una linea verticale
di luce inesistente in prossimità delle alte luci soprattutto
puntiformi. Quindi un alias, una cosa non voluta, un difetto.
Per
evitare questo fenomeno davanti ai CCD FT viene montato un otturatore
meccanico (simile alla croce di malta di un otturatore rotante
di una cinepresa) L'otturatore meccanico viene sincronizzato con
l'intervallo di blanking verticale generato dal generatore di
sincronismi PAL interno alla camera e quindi diventa possibile
bloccare completamente la luce che colpisce i sensori durante
la fase in cui le cariche vengono trasferite. La contaminazione
in questo modo viene eliminata. Il CCD con sistema FT fu presentato
nel 1983 da RCA e anche attualmente viene utilizzato su alcune
camere broadcast.
Tuttavia
questo sistema pur funzionando in modo egregio pone alcuni problemi
operativi.
Il
problema maggiore è rappresentato proprio dall'otturatore meccanico.
Questo otturatore è mosso da un motore passo-passo e quindi all'interno
della camera "esiste un motore", fatto del tutto inusuale
per una telecamera che viene vissuta come dispositivo a stato
solido. Un motore per piccolo esso sia consuma energia così come
la circuitazione di servo preposta. Un motore per quanto affidabile
possa essere è un dispositivo in rotazione e quindi soggetto ad
usura. Il motore e relativo circuito di servo può guastarsi o
perdere la sincronia con il blanking verticale. Il motore per
quanto silenzioso può anche per usura diventare rumoroso e quindi
provocare problemi per una ripresa audio ravvicinata (Il cameraman
con camera spalleggiata avverte il rumore di rotazione del motore
dell'otturatore e questo mentre può essere rassicurante circa
il funzionamento del motore può risultare fastidioso e non poco).
Il
sistema di funzionamento del CCD FT deriva dalla tecnologia degli
anni '80 che sebbene già evoluta risentiva ancora di problemi
di miniaturizzazione (relativi alla griglia del CCD) e di ricerca
sui materiali fotosensibili che era possibile utilizzare per le
celle dei CCD. Si diede pertanto maggiore importanza all'ottenere
una buona risposta in sensibilità alla luce utilizzando tutta
la superficie del CCD e quindi si costruirono celle/pixel relativamente
grandi, patendo del problema dell'otturazione meccanica.
Un
aneddoto: quando a metà degli anni ?80 in una fiera di settore
a Las Vegas insieme a altri colleghi vidi una camera con CCD FT
aperta e con il sistema in bella vista dell'otturatore rotante
"Croce di Malta" scoppiai in una risata. Uno dei colleghi
mi ricordo disse: "Bisognerà mandare il negativo in sviluppo
tutte le sere" ovvero tutti quanti noi pensammo che quella
cosa in rotazione con la telecamera non c'entrasse proprio niente.
Difatti
i costruttori di camere si misero subito all'opera per togliere
quell'imbarazzante oggetto rotante dalla camera e si studiarono
dispositivi che non richiedessero un otturatore meccanico. Questo
portò alla realizzazione dei CCD IT e FIT.
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