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La struttura di base e il principio di funzionamento del CCD

2026-08-07

Ultime notizie aziendali su La struttura di base e il principio di funzionamento del CCD

I dispositivi a carica accoppiata (CCD in breve) sono stati inventati da WS Boyle e GE Smith dei Bell Labs nel 1970.e trasmissione sequenziale di segnali elettrici, oltre ad un'elevata integrazione e un basso consumo energetico, si è successivamente sviluppato rapidamente.È un dispositivo indispensabile per l'acquisizione di immagini e l'elaborazione digitale ed è ampiamente utilizzato nella scienza, l'istruzione, la medicina, il commercio, l'industria, il settore militare e quello dei consumatori.

Molte persone pensano che il CCD sia solo un chip, ma in realtà il CCD è fatto in un componente completo con il processore (come mostrato di seguito).

La struttura di base e il principio di funzionamento del CCD (Figura 1)

Componenti CCD

Se si apre il CCD, si scopre che la struttura del CCD è come un sandwich. Il primo strato è una micro lenti, il secondo strato è un filtro di separazione dei colori,e il terzo strato è un bus fotosensibile.

  1. 1Il primo strato di CCD è la lente.Questo è per aumentare efficacemente i pixel del CCD, ma anche per garantire che un singolo pixel continui a ridursi per mantenere la dimensione standard del CCD.l'area di ricezione della luce di un singolo pixel deve essere ampliataTuttavia, aumentare il rapporto di apertura per aumentare l'area di ricezione della luce peggiora effettivamente la qualità dell'immagine.In caso contrario il CCD diventerà un prodotto inferiorePer risolvere questo problema, su ciascun fotodiodo (singolo pixel) vengono installati piccoli obiettivi.L'area fotosensibile non è più determinata dall'area di apertura del sensoreIn questo modo, si può tenere conto della dimensione di un singolo pixel e aumentare il rapporto di apertura in termini di specifiche,in modo che la sensibilità possa essere notevolmente migliorata.

  2. 2Il secondo strato del CCD è un filtro di separazione dei colori.Attualmente ci sono due metodi di separazione dei colori, uno è il metodo di separazione dei colori primari RGB e l'altro è il metodo di separazione dei colori complementari CMYG.Entrambi i metodi hanno i loro pro e i loro controTuttavia, in termini di uscita, il rapporto tra colore primario e colore complementare CCD è di circa 2:1. Il vantaggio del CCD a colori primari è la qualità di immagine nitida e i colori veri, ma lo svantaggio è il problema del rumore.la sensibilità ISO di DC che generalmente utilizzano CCD a colori primari probabilmente non supererà 400. In confronto, il CCD a colori complementari ha un ulteriore filtro colore giallo Y, che è più dettagliato nella risoluzione dei colori, ma sacrifica una parte della risoluzione.il colore complementare CCD può tollerare una sensibilità più elevata, e può generalmente essere impostato sopra 800. (Vedi l'immagine qui sotto per questi due metodi di separazione del colore)

    La struttura di base e il principio di funzionamento del CCD (Figura 2)

    Diagramma di separazione dei colori

  3. 3Il terzo strato del CCD è il bus fotosensibile.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.