2026-08-07
ChargeCoupledDevices (CCD) ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดย WS Boyle และ GE Smith ของ Bell Labs ในปี 1970 เนื่องจากมันมีฟังก์ชัน เช่น การแปลงไฟฟ้าแสง, การเก็บข้อมูล, ความช้า,และการส่งสัญญาณไฟฟ้าตามลําดับรวมถึงการบูรณาการสูงและการบริโภคพลังงานที่ต่ํามันเป็นอุปกรณ์สําคัญที่จําเป็นสําหรับการเก็บภาพและการประมวลผลดิจิตอล และถูกใช้อย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์การศึกษา การแพทย์ การค้า อุตสาหกรรม การทหาร และสาขาผู้บริโภค
หลายคนคิดว่า CCD เป็นชิปเท่านั้น แต่ในความเป็นจริง CCD ถูกทําเป็นองค์ประกอบที่สมบูรณ์แบบพร้อมกับโปรเซสเซอร์ (เช่นที่แสดงด้านล่าง)
โครงสร้างพื้นฐานและหลักการทํางานของ CCD (รูป 1)
ถ้าคุณตัด CCD ออก คุณจะพบว่าโครงสร้างของ CCD เหมือนแซนวิช ชั้นแรกเป็นไมโครเลนส์ ชั้นที่สองเป็นฟิลเตอร์แยกสีและชั้นที่สามคือรถบัสที่มีความรู้สึกต่อแสง.
1ชั้นแรกของ CCD คือเลนส์นี่คือการเพิ่มพิกเซลของ CCD ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังเป็นการให้แน่ใจว่าพิกเซลตัวเดียวยังคงลดลงเพื่อรักษาขนาดมาตรฐานของ CCDพื้นที่รับแสงของพิกเซลเดียวต้องขยายอย่างไรก็ตาม การเพิ่มอัตราการเปิด เพื่อเพิ่มพื้นที่รับแสงจะทําให้คุณภาพภาพภาพแย่ลง ดังนั้นอัตราการเปิดสามารถเพิ่มขึ้นเพียงแค่ขั้นต่ําหนึ่งเท่านั้นไม่งั้น CCD จะกลายเป็นผลิตภัณฑ์ต่ํากว่าเพื่อแก้ไขปัญหานี้ มีเลนส์เล็ก ๆ น้อย ๆ ถูกติดตั้งบนแต่ละโฟตดิโอเดส (พิกเซลเดียว) การออกแบบนี้คล้ายกับการใส่แว่นตาบน CCDพื้นที่มีความรู้สึกต่อแสงไม่ได้ถูกกําหนดโดยพื้นที่เปิดของเซ็นเซอร์โดยพื้นที่ผิวของเลนส์ไมโคร โดยวิธีนี้, ขนาดของพิกเซลเดียวสามารถพิจารณาได้,เพื่อให้ความรู้สึกสามารถปรับปรุงได้มาก.
2ชั้นที่สองของ CCD เป็นกรองแยกสีปัจจุบันมีวิธีการแยกสี 2 แบบ หนึ่งคือวิธีการแยกสีหลัก RGB และอีกหนึ่งคือวิธีการแยกสีเสริม CMYGทั้งสองวิธีมีข้อดีและข้อเสียของตัวเองอย่างไรก็ตามในแง่ของผลิต, อัตราส่วนของสีหลักและสีครบครัน CCD คือประมาณ 2:1ข้อดีของ CCD สีหลักคือคุณภาพภาพภาพที่คมชัดและสีจริง แต่ข้อเสียคือปัญหาความรุนแรงความรู้สึก ISO ของ DC ที่ใช้ CCD สีหลักโดยทั่วไป คงไม่เกิน 400. เทียบเทียบกัน, CCD สีที่สมบูรณ์แบบมีกรองสีสีเหลือง Y เพิ่มเติม, ซึ่งมีรายละเอียดในความละเอียดสี, แต่เสียสละส่วนหนึ่งของความละเอียด. ในแง่ของค่า ISO,CCD สีที่สมบูรณ์แบบสามารถทนความรู้สึกสูงขึ้น, และโดยทั่วไปสามารถตั้งอยู่เหนือ 800. (ดูภาพด้านล่างสําหรับวิธีการแยกสีสองวิธีนี้)
โครงสร้างพื้นฐานและหลักการทํางานของ CCD (รูป 2)
รูปแบบการแยกสี
3ชั้นที่สามของ CCD คือบัสที่มีความรู้สึกต่อแสงThis 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.