Vad är en laddad kopplad enhet?
En laddad kopplad anordning (CCD) gör det möjligt att transportera elektriskt laddade analoga signaler genom olika kondensatorer inställda i en serie. Denna enhet styrs av en klocksignal som svänger mellan höga och låga tillstånd. Hela systemet fungerar som ett skiftregister som har sina ingångar och utgångar kopplade i serie, vilket gör att en laddad kopplad anordning kan användas som ett sätt att försena analoga signaler. Den vanligaste användningen av dessa enheter är för fotoelektriska ljusgivare som är kopplade till parallella analoga signaler. Denna teknik är basen för hur digitala kameror, videobandspelare och bildtelefoner fungerar.
1961 skrev Eugene F. Lally, en forskare vid Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, ett papper som heter Mosaic Guidance for Interplanetary Travel . Han utforskade idén att använda en serie optiska detektorer som implementerade digital behandling för att skapa ett fotografi. 1969 utvecklade forskarna Willard Boyle och George E. Smith, som arbetade på AT&T Bell Labs i Murray Hill, New Jersey, en laddad kopplad enhet för användning som minneteknologi. Med hjälp av denna teknik utvecklade andra företag snart sätt att fånga den fotoelektriska effekten och göra elektroniska bilder.
Det sätt på vilket en laddad kopplad enhet fungerar för att ta bilder är genom att fokusera en bild som projiceras från en lins på en fotoaktiv kondensatoruppsättning. Detta resulterar i att varje kondensator samlar en elektrisk laddning som är proportionell mot ljusintensiteten på bilden. Detta tar en tvådimensionell bild som överförs till en laddförstärkare, som i sin tur täcker den till spänning. Denna bild lagras sedan digitalt i en minnesmodul och kan nås senare.
En basladdad kopplad anordning är effektiv när det gäller att fånga luminans, men den har svårt att göra färg. För att lösa detta problem använder moderna digitala kameror en enhet som kallas en Bayer-mask över CCD. Den länkar fyra pixlar till block och filtrerar olika luminansnivåer som olika färger. Dessa pixlar är färgade, med en röd, en blå och två grön, eftersom det mänskliga ögat kan identifiera grönt lättare än andra färger.
En annan teknik som utvecklades i början av 2000-talet omfattar högupplösta laddade kopplade enhetschips som kan använda mer av ljusfärgen i olika bländarstorlekar. Det åstadkommer detta genom att implementera en anordning som kallas ett dikroiskt prisma, som delar upp varje färg i dess ursprungliga komponenter. Dikroiska prismor har använts i vissa digitalkameror och videokameror.