2026-08-07
ChargeCoupledDevices (CCD) diciptakan oleh WS Boyle dan GE Smith dari Bell Labs pada tahun 1970. Karena memiliki fungsi seperti konversi fotoelektrik, penyimpanan informasi, penundaan,dan transmisi berurutan sinyal listrik, serta integrasi yang tinggi dan konsumsi daya yang rendah, kemudian berkembang pesat.Ini adalah perangkat kunci yang sangat diperlukan untuk akuisisi gambar dan pemrosesan digital dan banyak digunakan dalam sains, pendidikan, kedokteran, perdagangan, industri, militer dan bidang konsumen.
Banyak orang berpikir bahwa CCD hanyalah sebuah chip. Namun sebenarnya, CCD dibuat menjadi komponen lengkap dengan prosesor (seperti yang ditunjukkan di bawah).
Struktur dasar dan prinsip kerja CCD (Gambar 1)
Jika Anda memotong CCD, Anda akan menemukan bahwa struktur CCD seperti sandwich. lapisan pertama adalah lensa mikro, lapisan kedua adalah filter pemisahan warna,dan lapisan ketiga adalah bus photosensitive.
1Lapisan pertama dari CCD adalah lensa.Hal ini untuk secara efektif meningkatkan piksel dari CCD, tetapi juga untuk memastikan bahwa piksel tunggal terus menyusut untuk mempertahankan ukuran standar dari CCD.area penerima cahaya dari satu piksel harus diperluasNamun, meningkatkan rasio aperture untuk meningkatkan area penerima cahaya sebenarnya memperburuk kualitas gambar.Jika tidak, CCD akan menjadi produk yang lebih rendah.Untuk memperbaiki masalah ini, lensa kecil dipasang pada setiap fotodioda (pixel tunggal).Daerah fotosensitif tidak lagi ditentukan oleh area pembukaan sensorDengan cara ini, ukuran satu piksel dapat diperhitungkan, dan rasio aperture dapat ditingkatkan dalam hal spesifikasi,sehingga sensitivitas dapat sangat ditingkatkan.
2Lapisan kedua dari CCD adalah filter pemisahan warna.Saat ini ada dua metode pemisahan warna, satu adalah metode pemisahan warna utama RGB, dan yang lainnya adalah metode pemisahan warna komplementer CMYG.Kedua metode memiliki pro dan kontra mereka sendiriNamun, dalam hal output, rasio warna primer dan warna komplementer CCD adalah sekitar 2:1Keuntungan dari CCD warna primer adalah kualitas gambar yang tajam dan warna yang benar, tetapi kerugian adalah masalah kebisingan.Sensitivitas ISO DC yang umumnya menggunakan CCD warna primer mungkin tidak melebihi 400Sebagai perbandingan, CCD warna komplementer memiliki filter warna kuning Y tambahan, yang lebih rinci dalam resolusi warna, tetapi mengorbankan sebagian resolusi.CCD warna komplementer dapat mentolerir sensitivitas yang lebih tinggi, dan umumnya dapat diatur di atas 800. (Lihat gambar di bawah untuk dua metode pemisahan warna ini)
Struktur dasar dan prinsip kerja CCD (Gambar 2)
Diagram pemisahan warna
3Lapisan ketiga dari CCD adalah bus fotosensitif.This layer is mainly responsible for converting the light source penetrating the color filter layer into electronic signals and transmitting the signals to the image processing chip to restore the image.