Hva er en ladet koblet enhet?
En ladet koblet enhet (CCD) tillater transport av elektrisk ladede analoge signaler gjennom forskjellige kondensatorer satt opp i en serie. Denne enheten styres av et klokkesignal som svinger mellom høye og lave tilstander. Hele systemet fungerer som et skiftregister som har innganger og utganger koblet sammen i serie, noe som gjør at en ladet koblet enhet kan brukes som en måte å forsinke analoge signaler. Den vanligste bruken av disse enhetene er for fotoelektriske lyssensorer som er koblet til parallelle analoge signaler. Denne teknologien er grunnlaget for hvordan digitale kameraer, videoopptakere og bildetelefoner fungerer.
I 1961 skrev Eugene F. Lally, forsker ved Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, California, et papir som heter Mosaic Guidance for Interplanetary Travel . Han utforsket ideen om å bruke en serie optiske detektorer som implementerte digital prosessering for å lage et fotografi. I 1969 utviklet forskerne Willard Boyle og George E. Smith, som jobbet ved AT&T Bell Labs i Murray Hill, New Jersey, en ladet koblet enhet for bruk som minneteknologi. Ved hjelp av denne teknologien utviklet andre selskaper snart måter å fange den fotoelektriske effekten og lage elektroniske bilder.
Måten en ladet koblet enhet fungerer på å ta bilder er ved å fokusere et bilde som er projisert fra en linse på et fotoaktivt kondensatormateriale. Dette resulterer i at hver kondensator akkumulerer en elektrisk ladning som er proporsjonal med lysintensiteten på bildet. Dette tar et todimensjonalt bilde som overføres til en ladeforsterker, som igjen dekker det til spenning. Dette bildet blir deretter lagret digitalt i en minnemodul og kan nås senere.
En grunnleggende ladet koblet enhet er effektiv til å fange lysstyrke, men den har problemer med å gjengi farge. For å løse dette problemet bruker moderne digitale kameraer en enhet som kalles en Bayer-maske over CCD-en. Den kobler fire piksler i blokker og filtrerer forskjellige lysstyrkenivåer som forskjellige farger. Disse pikslene er farget, hvor den ene er rød, en blå og to grønn, fordi det menneskelige øyet kan identifisere grønt lettere enn andre farger.
En annen teknologi som ble utviklet på begynnelsen av det 21. århundre innebærer høyoppløselige ladede koblede enhetsbrikker som kan bruke mer av lysstyrken i forskjellige blenderstørrelser. Det oppnår dette ved å implementere en enhet som kalles et dikroisk prisme, som deler hver farge inn i de opprinnelige komponentene. Dikroiske prismer har blitt brukt i noen digitale kameraer og videokameraer.