चार्ज-कपल्ड डिवाइस
चार्ज कपल्ड डिवाइस
परिचय
चार्ज कपल्ड डिवाइस (सीसीडी) एक प्रकार का इमेज सेंसर है जिसका उपयोग डिजिटल कैमरों, टेलीस्कोप और वैज्ञानिक उपकरणों में प्रकाश को इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल में बदलने के लिए किया जाता है। सीसीडी सेंसर, सीएमओएस सेंसर के साथ, डिजिटल इमेजिंग तकनीक की नींव हैं। यह लेख सीसीडी सेंसर की कार्यप्रणाली, संरचना, अनुप्रयोगों और सीमाओं का विस्तृत विवरण प्रदान करता है, जिसका उद्देश्य शुरुआती लोगों के लिए एक व्यापक समझ प्रदान करना है।
सीसीडी का इतिहास
सीसीडी का आविष्कार 1969 में बेल लैब्स में विलार्ड बोइल और जॉर्ज स्मिथ द्वारा किया गया था। इस आविष्कार के लिए उन्हें 2009 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला। शुरुआती सीसीडी सेंसर का उपयोग मुख्य रूप से खगोल विज्ञान में किया गया था, लेकिन धीरे-धीरे वे अन्य अनुप्रयोगों में भी लोकप्रिय हो गए। 1970 के दशक में, सीसीडी की लागत और आकार को कम करने में महत्वपूर्ण प्रगति हुई, जिससे वे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए व्यवहार्य बन गए।
सीसीडी की कार्यप्रणाली
सीसीडी सेंसर प्रकाश को विद्युत आवेश में परिवर्तित करने के लिए अर्धचालक सामग्री, आमतौर पर सिलिकॉन का उपयोग करते हैं। जब प्रकाश सेंसर पर पड़ता है, तो यह सिलिकॉन में इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न करता है। ये इलेक्ट्रॉन एक विद्युत क्षेत्र द्वारा एकत्र किए जाते हैं और छोटे-छोटे कपैसिटर में जमा होते हैं, जिन्हें पिक्सेल कहा जाता है। प्रत्येक पिक्सेल एक विशिष्ट रंग के प्रकाश के प्रति संवेदनशील होता है, जो रंग फिल्टर का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।
एक बार जब सभी पिक्सेल चार्ज से भर जाते हैं, तो चार्ज को एक-एक करके पढ़ा जाता है। यह चार्ज ट्रांसफर प्रक्रिया सीसीडी का एक महत्वपूर्ण पहलू है। चार्ज को एक पिक्सेल से दूसरे पिक्सेल में स्थानांतरित किया जाता है, एक श्रृंखला में, जब तक कि यह सेंसर के किनारे पर स्थित एक एम्पलीफायर तक नहीं पहुंच जाता। एम्पलीफायर चार्ज को वोल्टेज में परिवर्तित करता है, जो तब डिजिटल रूप में रिकॉर्ड किया जाता है।
सीसीडी की संरचना
सीसीडी सेंसर की संरचना को समझने के लिए, इसके प्रमुख घटकों को जानना आवश्यक है:
- पिक्सेल: सीसीडी सेंसर के मूल निर्माण खंड। प्रत्येक पिक्सेल प्रकाश को विद्युत आवेश में परिवर्तित करता है और उसे संग्रहीत करता है।
- रंग फिल्टर: पिक्सेल के ऊपर स्थित होते हैं और विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के प्रकाश को ही गुजरने देते हैं, जिससे रंगीन चित्र प्राप्त होते हैं। आमतौर पर, लाल, हरा, और नीला रंग फिल्टर का उपयोग किया जाता है।
- ट्रांसफर रजिस्टर: चार्ज को पिक्सेल से एम्पलीफायर तक स्थानांतरित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले चैनलों की एक श्रृंखला।
- एम्पलीफायर: चार्ज को वोल्टेज में परिवर्तित करता है, जिसे तब डिजिटल रूप में रिकॉर्ड किया जाता है।
- माइक्रोलेन्स: प्रकाश को प्रत्येक पिक्सेल पर केंद्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले छोटे लेंस।
| घटक | कार्य | पिक्सेल | प्रकाश को विद्युत आवेश में परिवर्तित करना और संग्रहीत करना | रंग फिल्टर | विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के प्रकाश को गुजरने देना | ट्रांसफर रजिस्टर | चार्ज को पिक्सेल से एम्पलीफायर तक स्थानांतरित करना | एम्पलीफायर | चार्ज को वोल्टेज में परिवर्तित करना | माइक्रोलेन्स | प्रकाश को प्रत्येक पिक्सेल पर केंद्रित करना |
सीसीडी के प्रकार
कई प्रकार क
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