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 tego, w jaki sposób działają kamery cyfrowe, rejestratorów wideo i telefony z obrazkami.

W 1961 r. Eugene F. Lally, badacz z Jet Propulsion Laboratory w Pasadena w Kalifornii, napisał artykuł zatytułowany „Wytyczne Mosaic na temat podróży międzyplanetarnych .Zbadał pomysł korzystania z serii detektorów optycznych, które zaimplementowały cyfrowe przetwarzanie w celu utworzenia zdjęcia.W 1969 r. Naukowcy Willard Boyle i George E. Smith, pracujący w ATT Bell Labs w Murray Hill, New Jersey, opracowali 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, jest skoncentrowanie obrazu rzutowanego z obiektywu na fotoaktywne tablicę kondensatora.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 wydajne w rejestrowaniu luminancji, ale ma trudności z renderowaniem koloru.Aby rozwiązać ten problem, nowoczesne aparaty cyfrowe używają urządzenia o nazwie Bayer Mask nad 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 jest naładowane wióry urządzeń naładowanych o wysokiej rozdzielczościMoże użyć większej ilości koloru luminancji przy różnych rozmiarach przysłony.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.