¿Qué es un dispositivo acoplado cargado?
Un dispositivo acoplado cargado (CCD) permite el transporte de señales analógicas cargadas eléctricamente a través de diferentes condensadores configurados en una serie. Este dispositivo está controlado por una señal de reloj que oscila entre estados altos y bajos. Todo el sistema actúa como un registro de cambio que tiene sus entradas y salidas vinculadas en serie, lo que permite que un dispositivo acoplado cargado se utilice como una forma de retrasar las señales analógicas. El uso más común de estos dispositivos es para sensores de luz fotoeléctrica que están vinculados a señales analógicas paralelas. Esta tecnología es la base de cómo operan las cámaras digitales, las grabadoras de video y los teléfonos con imágenes.
En 1961, Eugene F. Lally, investigador del Laboratorio de Propulsión de Jet en Pasadena, California, escribió un artículo llamado Guía de Mosaico para viajes interplanetarios . Exploró la idea de usar una serie de detectores ópticos que implementaron procesamiento digital para crear una fotografía. En 1969, los científicos Willard Boyle y George E. Smith, trabajando enAT&T Bell Labs en Murray Hill, Nueva Jersey, desarrolló un dispositivo acoplado cargado para su uso como tecnología de memoria. Usando esta tecnología, otras compañías pronto desarrollaron formas de capturar el efecto fotoeléctrico y hacer imágenes electrónicas.
La forma en que funciona un dispositivo acoplado cargado en la captura de imágenes es enfocar una imagen que se proyecta desde una lente en una matriz de condensadores fotoactivos. Esto da como resultado que cada condensador acumule una carga eléctrica que es proporcional a la intensidad de la luz de la imagen. Esto captura una imagen bidimensional que se transfiere a un amplificador de carga, que a su vez la cubre en voltaje. Esta imagen se almacena digitalmente en un módulo de memoria y se puede acceder más tarde.
Un dispositivo acoplado con carga básica es eficiente para capturar la luminancia, pero tiene dificultades para representar el color. Para resolver este problema, las cámaras digitales modernas usan un dispositivo llamado máscara de Bayersobre el CCD. Vincula cuatro píxeles en bloques y filtra diferentes niveles de luminancia como diferentes colores. Estos píxeles están coloreados, uno es rojo, uno azul y dos verde, porque el ojo humano puede identificar el verde más fácilmente que otros colores.
Otra tecnología que se desarrolló a principios del siglo XXI implica chips de dispositivos acoplados con carga de alta resolución que pueden usar más color de luminancia en diferentes tamaños de apertura. Logra esto implementando un dispositivo llamado prisma dicroico, que divide cada color en sus componentes nativos. Los prismas dicroicos se han utilizado en algunas cámaras digitales y cámaras de video.