O que é um dispositivo acoplado carregado?
Um dispositivo acoplado carregado (CCD) permite o transporte de sinais analógicos carregados eletricamente através de diferentes capacitores configurados em uma série. Este dispositivo é controlado por um sinal de relógio que oscila entre estados altos e baixos. Todo o sistema atua como um registro de turno que possui suas entradas e saídas vinculadas em série, o que permite que um dispositivo acoplado carregado seja usado como uma maneira de atrasar os sinais analógicos. O uso mais comum desses dispositivos é para sensores de luz fotoelétricos vinculados a sinais analógicos paralelos. Essa tecnologia é a base de como as câmeras digitais, gravadores de vídeo e telefones operam. Ele explorou a idéia de usar uma série de detectores ópticos que implementaram o processamento digital para criar uma fotografia. Em 1969, os cientistas Willard Boyle e George E. Smith, trabalhando emA AT&T Bell Labs em Murray Hill, Nova Jersey, desenvolveu um dispositivo acoplado carregado para uso como tecnologia de memória. Usando essa tecnologia, outras empresas logo desenvolveram maneiras de capturar o efeito fotoelétrico e fazer imagens eletrônicas.
A maneira como um dispositivo acoplado carregado funciona na captura de imagens é concentrando uma imagem projetada de uma lente em uma matriz de capacitores fotoativa. Isso resulta em cada capacitor acumulando uma carga elétrica proporcional à intensidade da luz da imagem. Isso captura uma imagem bidimensional que é transferida para um amplificador de carga, que por sua vez a cobre em voltagem. Esta imagem é então armazenada digitalmente em um módulo de memória e pode ser acessada mais tarde.
Um dispositivo acoplado carregado básico é eficiente na captura de luminância, mas tem dificuldade em renderizar a cor. Para resolver esse problema, as câmeras digitais modernas usam um dispositivo chamado máscara de Bayersobre o CCD. Ele liga quatro pixels em blocos e filtra diferentes níveis de luminância como cores diferentes. Esses pixels são coloridos, com um sendo vermelho, um azul e dois verdes, porque o olho humano pode identificar o verde mais rapidamente do que outras cores.
Outra tecnologia desenvolvida no início do século XXI envolve chips de dispositivo acoplados carregados de alta resolução que podem usar mais a cor da luminância em diferentes tamanhos de abertura. Ele realiza isso implementando um dispositivo chamado prisma dicróico, que divide cada cor em seus componentes nativos. Prismas dicróicos foram usados em algumas câmeras digitais e câmeras de vídeo.