Qu'est-ce qu'un appareil couplé chargé?
Un dispositif à couplage chargé (CCD) permet le transport de signaux analogiques chargés électriquement à travers différents condensateurs montés en série. Cet appareil est contrôlé par un signal d'horloge qui oscille entre les états haut et bas. L'ensemble du système agit comme un registre à décalage dont les entrées et les sorties sont reliées en série, ce qui permet d'utiliser un dispositif à couplage de charge pour retarder les signaux analogiques. L'utilisation la plus courante de ces dispositifs concerne les capteurs photoélectriques de lumière liés à des signaux analogiques parallèles. Cette technologie est à la base du fonctionnement des appareils photo numériques, des enregistreurs vidéo et des téléphones avec images.
En 1961, Eugene F. Lally, chercheur au Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, en Californie, a rédigé un article intitulé Mosaic Guidance for Interplanetary Guidance . Il a exploré l'idée d'utiliser une série de détecteurs optiques mettant en œuvre un traitement numérique pour créer une photographie. En 1969, les scientifiques Willard Boyle et George E. Smith, travaillant chez AT & T Bell Labs à Murray Hill, dans le New Jersey, ont mis au point un dispositif à couplage chargé destiné à être utilisé comme technologie de mémoire. À l'aide de cette technologie, d'autres sociétés ont rapidement mis au point des moyens de capturer l'effet photoélectrique et de créer des images électroniques.
Pour capturer des images, un dispositif couplé chargé fonctionne en focalisant une image projetée depuis une lentille sur un réseau de condensateurs photo-actifs. Il en résulte que chaque condensateur accumule une charge électrique proportionnelle à l’intensité lumineuse de l’image. Cela capture une image bidimensionnelle qui est transférée à un amplificateur de charge, qui à son tour la couvre en tension. Cette image est ensuite stockée numériquement dans un module de mémoire et peut être consultée ultérieurement.
Un dispositif couplé chargé de base est efficace pour capturer la luminance, mais il a du mal à rendre les couleurs. Pour résoudre ce problème, les appareils photo numériques modernes utilisent un dispositif appelé masque Bayer par-dessus le CCD. Il relie quatre pixels en blocs et filtre différents niveaux de luminance en tant que couleurs différentes. Ces pixels sont colorés, l’un étant rouge, l’autre bleu et deux verts, car l’œil humain peut identifier le vert plus facilement que les autres couleurs.
Une autre technologie mise au point au début du XXIe siècle fait appel à des puces pour dispositifs couplés chargés haute résolution pouvant utiliser davantage de couleurs de luminance à différentes tailles d’ouverture. Pour ce faire, il utilise un dispositif appelé prisme dichroïque, qui scinde chaque couleur en ses composants natifs. Des prismes dichroïques ont été utilisés dans certains appareils photo numériques et caméras vidéo.