GLOSSARY

CCDイメージセンサとは

Charge Coupled Device
最終更新:2026-08-02デバイス別

CCDイメージセンサとは?

CCD(電荷結合素子)とは、フォトダイオードで光を電荷に変換し、その電荷をバケツリレーのように順次転送して読み出す方式のイメージセンサです。1970年代に発明され、ノイズが少なく画質に優れることからデジタルカメラや科学計測で長く主役でしたが、低消費電力と高速読み出しに優れるCMOSセンサーに置き換わりました。

定義・解説

CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)は、フォトダイオードで光を電荷に変換し、その電荷をバケツリレーのように順次転送して読み出す方式のイメージセンサです。1970年代に発明され、デジタルカメラやビデオカメラ、科学計測・産業用途で長く主役を担ってきた撮像デバイスです。

CCDは、画素で生成した電荷を垂直・水平の転送レジスタで順に送り、最終段で一括して電圧に変換・増幅します。転送効率が高く、ノイズが少なく均一性に優れるため、高画質・高感度が得られる反面、高い駆動電圧と消費電力を要し、読み出しが遅く、周辺回路を1チップに集積しにくいという弱点があります。

こうした弱点から、低消費電力で読み出しが速く、増幅・AD変換・信号処理を1チップに集積できるCMOSイメージセンサ(CIS)へ主役の座が移りました。現在、民生用カメラやスマートフォンはほぼCISが占め、CCDは高感度が要る科学計測や一部の産業用途にニッチとして残っています。

CCDの発明はノーベル物理学賞の対象にもなった重要技術で、撮像素子の歴史を理解する上で欠かせません。cmos-image-sensorやbackside-illumination、photodiodeの各項とあわせて読むと、イメージセンサ方式の違いと進化が明確になります。

よくある質問(FAQ)

CCDとCMOSイメージセンサはどう違いますか?
CCDは電荷をバケツリレー式に転送して1か所で読み出すため、ノイズが少なく均一性に優れますが、高電圧が必要で消費電力が大きくなります。CMOSは画素ごとに増幅回路を持ち並列に読み出すため、低消費電力・高速・低コストで、周辺回路も同一チップに集積できます。
なぜCCDは主流でなくなったのですか?
CMOSセンサーが微細化と回路技術の進歩でノイズ性能を大幅に改善し、CCDの画質優位が薄れた一方で、低消費電力・高速読み出し・低コスト・システム集積という利点が決定的になったためです。スマートフォンの普及がこの転換を加速しました。
CCDは今も使われていますか?
極めて低ノイズや高い均一性が求められる一部の科学計測、天文観測、産業用検査などのニッチ領域では現在も使われています。ただし民生機器での採用はほぼ終了し、主要メーカーも生産を縮小しています。

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パワー半導体・CMOSイメージセンサー・SiCデバイスのIDM大手。EV・ADAS・産業・5G向けに自社ファブ…

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キヤノン(Canon)日本

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