2026-08-07
ChargeCoupledDevices (簡略CCD) は,1970年にベル研究所のWSボイルとGEスミスによって発明されました.電気信号の配列伝達高い統合と低電力消費率により,その後急速に発展しました.画像取得とデジタル処理のための不可欠な鍵装置であり,科学で広く使用されています教育,医療,商業,産業,軍事,消費分野.
CCDは単にチップだと思われる人が多い.しかし,実際には,CCDはプロセッサ (以下のように) と完全な部品に作られています.
CCD の基本構造と動作原理 (図1)
CCDの構造はサンドイッチのようなものです 最初の層はマイクロレンズで 2番目の層は色分離フィルターですそして3つ目の層は光敏感バスです.
1CCDの最初の層はレンズですCCDのピクセルを効果的に増やすだけでなく,CCDの標準サイズを維持するために,単一のピクセルが縮小し続けることを保証します.したがって,単一のピクセルの光受信領域は拡大しなければならない.しかし,光を受信する領域を増やすためにアパルチャ比率を増やすことは,実際には画像の質を悪化させます.したがって,アパルチャ比率は一定の限界までしか増加することはできません.そうでなければCCDは劣質な製品になりますこの 問題 を 解決 する ため に,各 光二極子 (単一 ピクセル) に 小さな レンズ が 設置 さ れ て い ます.この デザイン は CCD に 眼鏡 を 付ける と 同じ です.光敏感領域は,センサーの開口領域によってもはや決定されません.この方法により,単一のピクセルの大きさを考慮し,光開き比を仕様により増加させることができます.感度が大きく向上できるように.
2CCD の 2 番目の層は色分離フィルターです.現在,2つの色分離方法があります. 1つはRGB主色分離方法,もう1つはCMYG補完色分離方法です.両方 の 方法 に も 利点 と 欠点 が あり ますしかし,出力に関しては,主色と補完色CCDの比率は約2である.1主色CCDの利点は鋭い画像品質と真の色ですが,欠点は騒音の問題です.通常,主色CCDを使用するDCのISO感度は,おそらく400を超えない.比較的に,補完色CDには,色解像度においてより詳細なY黄色色フィルタがあり,解像度の一部を犠牲にする.ISO値に関しては,補完色CCDはより高い感度に対応できる(この2つの色分離方法については下図を参照してください)
CCD の基本構造と動作原理 (図2)
色分別図
3CCDの3番目の層は光敏感バスです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.
