Hvad er en opladet koblet enhed?
En ladet koblet enhed (CCD) tillader transport af elektrisk ladede analoge signaler gennem forskellige kondensatorer, der er oprettet i en serie. Denne enhed styres af et kloksignal, der svinger mellem høj og lav tilstand. Hele systemet fungerer som et skiftregister, der har sine indgange og udgange sammenkoblet i serie, hvilket gør det muligt at bruge en ladet koblet enhed som en måde at forsinke analoge signaler. Den mest almindelige anvendelse af disse enheder er til fotoelektriske lyssensorer, der er knyttet til parallelle analoge signaler. Denne teknologi er grundlaget for, hvordan digitale kameraer, videooptagere og billedtelefoner fungerer.
I 1961 skrev Eugene F. Lally, en forsker ved Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, et papir kaldet Mosaic Guidance for Interplanetary Travel . Han udforskede ideen om at bruge en række optiske detektorer, der implementerede digital behandling til at skabe et fotografi. I 1969 udviklede forskerne Willard Boyle og George E. Smith, der arbejdede ved AT&T Bell Labs i Murray Hill, New Jersey, en opladet koblet enhed til brug som hukommelsesteknologi. Ved hjælp af denne teknologi udviklede andre virksomheder snart måder at fange den fotoelektriske effekt og lave elektroniske billeder.
Den måde, hvorpå en ladet, koblet enhed fungerer ved optagelse af billeder, er ved at fokusere et billede, der projiceres fra en linse på et fotoaktivt kondensatorarray. Dette resulterer i, at hver kondensator akkumulerer en elektrisk ladning, der er proportional med billedets lysintensitet. Dette fanger et todimensionelt billede, der overføres til en ladningsforstærker, som igen dækker det til spænding. Dette billede gemmes derefter digitalt i et hukommelsesmodul og kan fås adgang til det senere.
En grundlæggende ladet, koblet enhed er effektiv til at fange lysstyrke, men det har svært ved at gengive farve. For at løse dette problem bruger moderne digitale kameraer en enhed kaldet en Bayer-maske over CCD. Det forbinder fire pixels i blokke og filtrerer forskellige luminansniveauer som forskellige farver. Disse pixels er farvet, hvor den ene er rød, en blå og to grøn, fordi det menneskelige øje lettere kan identificere grønt end andre farver.
En anden teknologi, der blev udviklet i begyndelsen af det 21. århundrede involverer højopløsningsopladede koblede enhedschips, der kan bruge mere af lysstyrken i forskellige blænderestørrelser. Det opnår dette ved at implementere en enhed, der kaldes et dikroisk prisme, som deler hver farve i dens oprindelige komponenter. Dichroiske prismer er blevet brugt i nogle digitale kameraer og videokameraer.