Co to jest naładowane urządzenie sprzężone?
Naładowane urządzenie sprzężone (CCD) umożliwia transport elektrycznie naładowanych sygnałów analogowych przez różne kondensatory skonfigurowane w serii. To urządzenie jest kontrolowane przez sygnał zegara, który oscyluje między stanami wysokimi i niskimi. Cały system działa jako rejestr zmiany, który ma swoje dane wejściowe i wyjścia połączone w szeregu, co pozwala na użycie naładowanego sprzężonego urządzenia jako sposobu opóźnienia sygnałów analogowych. Najczęstszym zastosowaniem tych urządzeń są fotoelektryczne czujniki światła, które są połączone z równoległymi sygnałami analogowymi. Ta technologia jest podstawą, w jaki sposób działają kamery cyfrowe, rejestratorów wideo i telefony z obrazkami.
W 1961 r. Eugene F. Lally, badacz w Jet Propulsion Laboratory w Pasadena w Kalifornii, napisał artykuł zatytułowany MOSAIC Poradnik w sprawie podróży międzyplanowych . Zbadał pomysł korzystania z serii detektorów optycznych, które zaimplementowały cyfrowe przetwarzanie w celu utworzenia zdjęcia. W 1969 roku naukowcy Willard Boyle i George E. Smith, pracujący wAT&T Bell Labs w Murray Hill, New Jersey, opracował naładowane urządzenie sprzężone do użytku jako technologia pamięci. Korzystając z tej technologii, inne firmy wkrótce opracowały sposoby przechwytywania efektu fotoelektrycznego i tworzenia obrazów elektronicznych.
Sposób, w jaki naładowane urządzenie sprzężone działa w rejestrowaniu obrazów, polega na skupieniu obrazu rzutowanego z obiektywu na tablicę fotoaktywnych kondensatorów. Powoduje to, że każdy kondensator gromadzi ładunek elektryczny proporcjonalny do intensywności światła obrazu. To przechwytuje dwuwymiarowy obraz przenoszony do wzmacniacza ładunku, który z kolei pokrywa go w napięcie. Ten obraz jest następnie przechowywany cyfrowo w module pamięci i można go uzyskać później.
Podstawowe naładowane urządzenie sprzężone jest skuteczne w rejestrowaniu luminancji, ale ma trudności z renderowaniem koloru. Aby rozwiązać ten problem, nowoczesne aparaty cyfrowe używają urządzenia o nazwie Bayer Masknad CCD. Łączy cztery piksele z blokami i filtruje różne poziomy luminancji jako różne kolory. Te piksele są zabarwione, a jeden jest czerwony, jeden niebieski i dwa zielone, ponieważ ludzkie oko może zidentyfikować zieleń łatwiej niż inne kolory.
Inna technologia opracowana na początku XXI wieku obejmuje naładowane wióry urządzeń naładowanych w wysokiej rozdzielczości, które mogą zużywać większą ilość koloru luminancji o różnych rozmiarach apertury. Osiąga to, wdrażając urządzenie zwane dichroicznym pryzmatem, które dzieli każdy kolor na jego natywne komponenty. Dichroiczne pryzmaty były używane w niektórych aparatach cyfrowych i kamerach wideo.