光学用語集CCD (charge-coupled device) イメージセンサ

微小な受光素子を2次元的にドットとして複数配置し、各ドットの受光量を高速で検出読み出しできる機能を持つセンサ。構成するドット数は数十メガ(1メガ=100万)にも及ぶものがある。

ある1時刻のセンサ表面上に投影されている像(図内鉛筆)の光量をセンサでは個々のドット毎に電気量に変えて保持(アナログ電気量)している。線状のドット順に検出する(図上実線矢印)ことで時間軸上にならんだ各ドットの情報が得られる。さらに線を順に変える(図上点線矢印)ことで全体として時間軸上に並んだ面の情報が得られる。これをデジタル情報に変換してある1時刻の画像全体のドット単位のデジタル情報が得られる。これらは高速で行われる。保持から検出、デジタル情報化を短時間で繰り返すことで動画としてもデジタル情報化される。

さらに色彩情報として扱うために図のようにドット単位内での受光素子数を増やし、それぞれに波長特性の異なる光フィルタを配置することにより、カラー画像の動画としてのデジタル情報化も可能になる。人間の色彩感覚に十分なように色を再現するには少なくとも3つ以上の異なった波長特性を受光素子に持たせる必要がある。
個々のドットに光フィルタを配置するのではなく、投影像自身を3つに分けセンサも3つ置き、センサ毎に異なる光フィルタを置いたタイプもあり、色彩の情報をより忠実に得ることができるが、全体として高価になる。

CCDの技術により写真や、動画の扱いがフィルムに比べ画期的に進歩した。最近では安価なCMOS(complementary metal-oxide semiconductor)イメージセンサが性能上も急速な進歩を遂げている。CCDとCMOSでは内部の動作や構成素子、作成方法の違いなどにより各性能や価格に違いがあるため、使い分けられている。

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