充電された結合デバイスとは何ですか？

充電された結合デバイス（CCD）を使用すると、シリーズに設定されたさまざまなコンデンサを介して、電動充電されたアナログ信号を輸送できます。このデバイスは、高状態と低い状態の間で振動するクロック信号によって制御されます。システム全体は、入力と出力が直列にリンクされているシフトレジスタとして機能します。これにより、充電された結合デバイスをアナログ信号を遅らせる方法として使用できます。これらのデバイスの最も一般的な使用は、並列アナログ信号にリンクされている光電光センサー用です。このテクノロジーは、デジタルカメラ、ビデオレコーダー、および画像携帯電話の動作の基礎です。

1961年、カリフォルニア州パサデナのジェット推進研究所の研究者であるユージンF.ラリーは、プラネタリー間旅行のためのモザイクガイダンスと呼ばれる論文を書きました。彼は、写真を作成するためにデジタル処理を実装した一連の光学検出器を使用するというアイデアを調査しました。 1969年、科学者のウィラード・ボイルとジョージ・E・スミス、ニュージャージー州マレーヒルにあるAT＆Tベルラボは、メモリテクノロジーとして使用するための充電された結合デバイスを開発しました。この技術を使用して、他の企業はすぐに光電効果をキャプチャして電子画像を作成する方法を開発しました。

充電された結合デバイスが画像をキャプチャする際に機能する方法は、レンズからフォトアクティブコンデンサアレイに投影される画像を集中させることです。これにより、各コンデンサが画像の光強度に比例する電荷を蓄積します。これにより、電荷増幅器に転送される2次元画像がキャプチャされ、それがそれを電圧に隠します。この画像は、メモリモジュールにデジタルで保存され、後でアクセスできます。

基本的な充電された結合デバイスは、輝度をキャプチャするのに効率的ですが、色のレンダリングが困難です。この問題を解決するために、最新のデジタルカメラはバイエルマスクと呼ばれるデバイスを使用しますCCDを介して。 4つのピクセルをブロックにリンクし、異なる輝度レベルを異なる色としてフィルターします。これらのピクセルは色が付いており、1つは赤、1つは青、2つの緑です。人間の目は他の色よりも緑を容易に識別できるためです。

21世紀初頭に開発されたもう1つの技術には、さまざまな開口サイズでより多くの輝度色を使用できる高解像度の充電された結合デバイスチップが含まれます。これは、Dichroic Prismと呼ばれるデバイスを実装することでこれを実現し、各色をネイティブコンポーネントに分割します。ダイクロイックプリズムは、一部のデジタルカメラやビデオカメラで使用されています。