|
Per
il CCD IT (Interline Transfer) viene utilizzato un approccio completamente
diverso dal CCD FT per trasferire le cariche dal rilevatore alla
memoria. Gli elementi di memoria sono protetti dalla luce e posizionati
come i prossimi di ogni elemento immagine.
La
figura qui sotto mostra uno schema semplificato.

Durante
il periodo di field attivo la griglia dei sensori accumula cariche
in modo proporzionale alla luce incidente. Successivamente durante
il prossimo blanking verticale queste cariche vengono velocemente
trasferite agli elementi di memoria adiacenti protetti dalla luce
e che vengono chiamati "Interline Storage Registers".
Durante il successivo field attivo la griglia dei sensori ora
scarica, si ricaricherà nuovamente con la nuova immagine mentre
l'immagine precedente, letta dai registri di memoria, verrà inviata
verso i successivi stadi di processo.
Se
compariamo CCD FT e CCD IT notiamo subito che l'area della superficie
sensibile deve essere sacrificata nel CCD IT per poter far posto
ai registri di memoria. Questo riduce la sensibilità del sistema
che comunque è possibile aumentare con altri sistemi. Uno di questi
sistemi utilizzato per aumentare la quantità di luce che un pixel
può catturare è quello delle microlenti ovvero di lenti grandi
quanto un singolo elemento del CCD e posizionate sopra al singolo
elemento.
Quindi
tante lenti quanti sono i pixel del CCD; è pura magia tecnologica.
Questo sistema chiamato "Hyper HAD" oltre a recuperare
la quantitrà di luce che non colpisce il pixel in pratica aumenta
notevolmente la sensibilità della camera che con l'introduzione
di CCD Hyper HAD hanno raggiunto la sensibilità definita come
segnale video a 1Vpp con luce bianca di 2000 lux riflessa per
il 96% e diaframma a F=8.
Per
dare una indicazione e comparazione alla sensibilità fotografica
(anche se inesatta in quanto la curva di gamma e reciprocità-latitudine
di posa è completamente diversa) equivale a circa 360 ASA.
Rispetto
ai CCD senza microlenti si guadagna uno stop di diaframma. Un
enorme guadagno se si ricorda che 1 stop di diaframma più
aperto corrisponde al doppio della luce in ingresso. Quindi ad
esempio se per illuminare un set per camere senza microlenti servono
100 KW (ad esempio uno studio medio TV), utilizzando camere con
microlenti bastano 50 KW. Non si risparmia solo in potenza consumata
ma anche in quantità di corpi illuminanti impiegati, tempo e personale
per posizionarli e gestirli.
Deve
anche essere ricordato che più luce è presente su un set di ripresa
e più difficile risulta controllarla e ottenere che un corpo illuminante
non invada l'altro per area generando ombre parassite o sovra-esposizioni.
Più luce è presente su un set di ripresa, tipo studio TV, e maggiore
sarà il calore dissipato che in qualche modo deve essere eliminato
con costosi impianti di condizionamento.
Con
i CCD IT è stato possibile costruire un otturatore non meccanico
ma bensì elettronico e variabile che risulta utile per la ripresa
di sequenze veloci oppure per sincronizzare la ripresa di monitor
asincroni o lavorare con diaframma/otturatore come in fotografia
per raggiungere la profondità di campo desiderata.
L'uso
del CCD IT ci consente di scaricare le cariche senza che queste
vengano contaminate da luce indesiderata ma permane il problema
sebbene attenuato legato alle alte luci in particolare se puntiformi
ovvero permane il problema dello "Smear Verticale",
la linea di luce bianca indesiderata e di forma verticale che
compare in presenza appunto di alte luci puntiformi, il problema
che nel CCD FT veniva eliminato con l'otturatore rotante.
Quando
una luce molto forte viene focalizzata sulla griglia dei sensori,
una piccola quantità di luce viene riflessa tra CCD e i registri
di memoria adiacenti. Il fenomeno dello "Smear Verticale"
sebbene a un livello più basso è tuttavia ancora presente, ha
un valore di circa 85 dB al di sotto del valore medio del segnale.
Sebbene
non ancora esente da alias il CCD IT con questi valori di "Smear
Verticale" raggiunge prestazioni compatibili o quanto meno
accettabili per un uso broadcast.
Si
fa notare che a tutt'oggi non è ancora stato codificato un metodo
di misura tra le varie industrie per misurare in modo univoco
e oggettivo il valore di smear di camere con CCD. Il metodo utilizzato
da qualche costruttore utilizza una alta luce di forma quadrata
al centro dello schermo con un'area uguale al 10% dell'intera
immagine. Basandosi sul valore di soglia di 2 IRE (1 IRE = 1,2V/75
Ohm diviso 100) sotto al quale lo smear non risulta visibile,
una camera con uno smear a 85 dB può essere esposta ad un'alta
luce con diaframma a F=5.6 ottenendo segnale video a 100 IRE prima
che compaia uno smear a 2 IRE.
Molti
sono i fattori che influenzano per smear le prestazioni di una
camera e non solo legati al sistema di CCD adottato. Esistono
problemi di riflessioni indesiderate tra le superfici, caratteristiche
di riflessione dei materiali, condizioni di luce, sistema ottico
preposto, ecc...
Tutto questo rende la comparazione di camere per valore di smear
piuttosto problematico.
Nel
broadcast il concetto di accettare compromessi tecnologici è mal
digerito così come il non riuscire in modo oggettivo a misurare
specifiche e prestazioni. Tutti noi tecnici preposti alla generazione
del segnale video per anni abbiamo fatto finta di non vedere gli
smear delle camere CCD confortati d'altra parte dalla maggiore
qualità, praticità e affidabilità dei sensori CCD rispetto ai
precedenti tubi a fotoconduzione.
Ricordo
con angoscia la ripresa di uno still life fatto per la pubblicità
di una nota marca di tè. Utilizzavo una camera di alta qualità
con i sensori migliori disponibili allora ovvero CCD IT con sensibilità
alta (1Vpp con luce riflessa a 1000 lux con F=5.6). Su un vassoio
dello still life vicino alla tazza di tè era posizionata una teiera
in argento ovviamente molto riflettente. Le superfici rotonde
della teiera riflettevano in modo puntiforme le luci che illuminavano
molto bene il set e io avevo a monitor 4 o 5 smer verticali tremendi
e non potevo risolvere il problema. Lo still life fu alla fine
girato in film 35 mm. Ma avrei dovuto soffrire ancora per poco,
stavano arrivando i CCD FIT che avrebbero risolto il problema
in modo definitivo.
|