CCD'nin temel yapısı ve çalışma prensibi

CCD'yi keserseniz, CCD'nin yapısının bir sandviç gibi olduğunu göreceksiniz. İlk katman mikro lens, ikinci katman renk ayırma filtresi ve üçüncü katman fotohassas veri yoludur.

1. 1. CCD'nin ilk katmanı lenstir. Bu, CCD'nin piksellerini etkili bir şekilde artırmak içindir, ancak aynı zamanda tek bir pikselin CCD'nin standart boyutunu korumak için küçülmeye devam etmesini sağlamak içindir. Bu nedenle, tek bir pikselin ışık alma alanının genişletilmesi gerekir. Ancak, ışık alma alanını artırmak için diyafram oranını artırmak aslında görüntü kalitesini kötüleştirir. Bu nedenle, aksi takdirde CCD kalitesiz bir ürün haline geleceğinden, diyafram oranı yalnızca belirli bir sınıra kadar artırılabilir. Bu sorunu çözmek için her fotodiyota (tek piksel) küçük lensler takılır. Bu tasarım, bir CCD'ye gözlük takmak gibidir. Işık alma alanı artık sensörün açıklık alanı ile değil, mikro lensin yüzey alanı ile belirlenir. Bu şekilde, tek bir pikselin boyutu dikkate alınabilir ve özellikler açısından diyafram oranı artırılabilir, böylece hassasiyet büyük ölçüde artırılabilir.

2. 2. CCD'nin ikinci katmanı renk ayırma filtresidir. Şu anda iki renk ayırma yöntemi bulunmaktadır: biri RGB ana renk ayırma yöntemi, diğeri ise CMYG tamamlayıcı renk ayırma yöntemidir. Her iki yöntemin de kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Ancak çıktı açısından, ana renk ve tamamlayıcı renk CCD'nin oranı yaklaşık 2:1'dir. Ana renkli CCD'nin avantajı keskin görüntü kalitesi ve gerçek renklerdir, ancak dezavantajı gürültü sorunudur. Bu nedenle, genellikle ana renkli CCD kullanan DC'lerin ISO hassasiyeti muhtemelen 400'ü geçmeyecektir. Buna kıyasla, tamamlayıcı renkli CCD ek bir Y sarı renk filtresine sahiptir, bu da renk çözünürlüğünde daha fazla ayrıntı sağlar, ancak çözünürlüğün bir kısmından ödün verir. ISO değeri açısından, tamamlayıcı renkli CCD daha yüksek bir hassasiyeti tolere edebilir ve genellikle 800'ün üzerinde ayarlanabilir. (Bu iki renk ayırma yöntemi için aşağıdaki resme bakınız)

   CCD'nin temel yapısı ve çalışma prensibi (Şekil 2)

   Renk ayırma şeması

3. 3. CCD'nin üçüncü katmanı fotohassas veri yoludur. Bu katman esas olarak renk filtresi katmanından geçen ışık kaynağını elektronik sinyallere dönüştürmekten ve görüntü işleme çipine sinyalleri ileterek görüntüyü geri yüklemekten sorumludur.