2026-08-07
Os dispositivos com carga acoplada (CCD em abreviatura) foram inventados por WS Boyle e GE Smith, dos Bell Labs, em 1970.e transmissão sequencial de sinais elétricos, bem como uma elevada integração e baixo consumo de energia, desenvolveu-se rapidamente.É um dispositivo indispensável para a aquisição de imagens e processamento digital e é amplamente utilizado na ciência, da educação, da medicina, do comércio, da indústria, das forças armadas e dos consumidores.
Muitas pessoas pensam que o CCD é apenas um chip, mas na verdade, o CCD é feito em um componente completo com o processador (como mostrado abaixo).
A estrutura básica e o princípio de funcionamento do CCD (Figura 1)
Se abrirem o CCD, verão que a estrutura do CCD é como uma sanduíche.e a terceira camada é um autocarro fotossensível.
1A primeira camada do CCD é a lente.Isto é para aumentar efetivamente os pixels do CCD, mas também para garantir que um único pixel continue a encolher para manter o tamanho padrão do CCD.A área de recepção de luz de um único pixel deve ser ampliadaNo entanto, o aumento da taxa de abertura para aumentar a área de recepção de luz realmente piora a qualidade da imagem.Caso contrário, o CCD se tornará um produto inferior.Para melhorar este problema, são instaladas lentes minúsculas em cada fotodiodo (pixel único).A área fotossensível já não é determinada pela área de abertura do sensor, mas pela superfície da microlente. Desta forma, o tamanho de um único pixel pode ser levado em conta e a relação de abertura pode ser aumentada em termos de especificações,para que a sensibilidade possa ser muito melhorada.
2A segunda camada do CCD é um filtro de separação de cores.Atualmente, existem dois métodos de separação de cores, um é o método de separação de cores primárias RGB e o outro é o método de separação de cores complementares CMYG.Ambos os métodos têm os seus próprios prós e contrasNo entanto, em termos de produção, a relação entre a cor primária e a cor complementar CCD é de cerca de 2:1A vantagem do CCD a cores primárias é a qualidade da imagem nítida e as cores verdadeiras, mas a desvantagem é o problema do ruído.a sensibilidade ISO dos DC que geralmente utilizam CCDs de cor primária provavelmente não excederá 400Comparativamente, o CCD de cor complementar tem um filtro de cor amarelo Y adicional, que é mais detalhado na resolução de cores, mas sacrifica parte da resolução.o CCD de cor complementar pode tolerar uma sensibilidade mais elevada, e geralmente pode ser definido acima de 800. (Veja a imagem abaixo para esses dois métodos de separação de cores)
A estrutura básica e o princípio de funcionamento do CCD (Figura 2)
Diagrama de separação de cores
3A terceira camada do CCD é o autocarro fotossensível.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.