CCDとは 固体撮像素子を意味するCharge Coupled Deviceの頭文字をとった呼び名です。最近ではビデオカメラ、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話などでおなじみの名前になりました。これらに使われていることから、カメラに関わる部品であることは想像できますよね。では、どの部分にあり、どのような役割を果たすのでしょう。右にデジタルカメラの断面図がありますが、ビデオカメラでも、カメラ付き携帯でも構造は基本的に同じです。
カメラ本体の前面についている結像レンズから、光が入り、CCDチップの表面で像を結びます。従来のカメラで言うと、CCDチップはフィルムにあたる部分です。望遠鏡を用いた天体観測の場合、結像レンズがそのまま望遠鏡に置き換わる物と考えてください。
画素〜ピクセルとは？
CCD の使用について耳にする言葉にピクセルというものがあります。“メガピクセル”ということばはもはやめずらくないでしょう。数が大きければ性能がいいように思えますが、そもそも“ピクセル”とはいったいなんでしょう？
ピクセルは日本語で画素といいます。「画素は画像を構成する最小の単位要素」（大辞林より）で、印刷物なら、印刷機が刷り込むインク一点がこれに当たります。パソコンモニターの画素は非常に小さな発光する点です（右図）。虫眼鏡などで拡大して観察すると、印刷物もモニター画面も小さな画素の集まりであることがわかります。同じ絵を表現するときに、画素数が多い方が細かく表示されることはわかりますね。
CCDカメラはモニターと異なり、画像を表示するのではなく、画像を取得します。画素それぞれが、光の受け皿だと考えてもよいでしょう。受け皿に落ちた光は１画素の範囲であれば光の届いた方向に関係なく、ひとまとめに出力されてしまいます。下の図では、ある天体を20×15pixel（300画素）のCCDで撮像した場合です。少ない画素では粗い画像になることがわかります。もっとも、今では300画素のCCDなんて見かけることはありませんが。
CCDの画素は光の受け皿と説明しました。光を受ける仕組みを説明しましょう。CCDチップはシリコンでできており、光の入射方向に対して表（表面照射式の場合）に画素の数だけ電極が貼り付けてあります。シリコンは光が当たると電子をはき出す性質があります。はき出された電子を電極で捕まえることで、結果的に光をため込むのと同じ結果を得ることができるのです。一つの画素が小さいと、画素数が増えて細かな画像がえられますが、一方で画素が大きいと捕まえておける電子の数が多くなります。多くの電子をため込むと言うことは多くの光をため込むことと同じ事になります。多くの光をため込めばS/Nが大きくなり、測光精度がよくなります。このS/Nや測光精度に関しては画像処理の仕組みでふれることにします。
CCD の使用について耳にする言葉にピクセルというものがあります。“メガピクセル”ということばはもはやめずらくないでしょう。数が大きければ性能がいいように思えますが、そもそも“ピクセル”とはいったいなんでしょう？
ピクセルは日本語で画素といいます。「画素は画像を構成する最小の単位要素」（大辞林より）で、印刷物なら、印刷機が刷り込むインク一点がこれに当たります。パソコンモニターの画素は非常に小さな発光する点です（右図）。虫眼鏡などで拡大して観察すると、印刷物もモニター画面も小さな画素の集まりであることがわかります。同じ絵を表現するときに、画素数が多い方が細かく表示されることはわかりますね。
CCDカメラはモニターと異なり、画像を表示するのではなく、画像を取得します。画素それぞれが、光の受け皿だと考えてもよいでしょう。受け皿に落ちた光は１画素の範囲であれば光の届いた方向に関係なく、ひとまとめに出力されてしまいます。下の図では、ある天体を20×15pixel（300画素）のCCDで撮像した場合です。少ない画素では粗い画像になることがわかります。もっとも、今では300画素のCCDなんて見かけることはありませんが。
CCDの画素は光の受け皿と説明しました。光を受ける仕組みを説明しましょう。CCDチップはシリコンでできており、光の入射方向に対して表（表面照射式の場合）に画素の数だけ電極が貼り付けてあります。シリコンは光が当たると電子をはき出す性質があります。はき出された電子を電極で捕まえることで、結果的に光をため込むのと同じ結果を得ることができるのです。一つの画素が小さいと、画素数が増えて細かな画像がえられますが、一方で画素が大きいと捕まえておける電子の数が多くなります。多くの電子をため込むと言うことは多くの光をため込むことと同じ事になります。多くの光をため込めばS/Nが大きくなり、測光精度がよくなります。このS/Nや測光精度に関しては画像処理の仕組みでふれることにします。