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 sine innganger og utganger koblet sammen i serie, noe som gjør at en ladet koblet enhet kan brukes som en måte å utsette analoge signaler på.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, en artikkel kalt 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 forskere Willard Boyle og George E. Smith, som jobbet på ATT Bell Labs i Murray Hill, New Jersey, en ladet koblet enhet for bruk som minneteknologi.Ved å bruke denne teknologien utviklet andre selskaper snart måter å fange opp den fotoelektriske effekten og lage elektroniske bilder.

Måten en ladet koblet enhet fungerer for å ta bilder er ved å fokusere et bilde som er projisert fra et objektiv på en fotoaktiv kondensator.Dette resulterer i at hver kondensator akkumulerer en elektrisk ladning som er proporsjonal med lysintensiteten til bildet.Dette fanger et todimensjonalt bilde som overføres til en ladningsforsterker, som igjen dekker det til spenning.Dette bildet lagres deretter digitalt i en minnemodul og kan nås senere.

En grunnleggende ladet koblet enhet er effektiv til å fange luminans, men det har vanskeligheter med å gjengi farge.For å løse dette problemet bruker moderne digitale kameraer en enhet som kalles en Bayer -maske over CCD.Den kobler fire piksler til blokker og filtrerer forskjellige luminansnivåer som forskjellige farger.Disse pikslene er farget, med en som er rød, en blå og to grønt, fordi det menneskelige øyet kan identifisere grønt lettere enn andre farger.

En annen teknologi som ble utviklet på begynnelsen av det 21. århundre involverer høyoppløselig ladede koblede enhetsbrikker somkan bruke mer av luminansfargen i forskjellige blenderåpninger.Det oppnår dette ved å implementere en enhet som kalles et dikroisk prisme, som deler hver farge i sine innfødte komponenter.Dikroiske prismer har blitt brukt i noen digitale kameraer og videokameraer.