Charge Coupled Devices (töltés-csatolt elem)
A félvezető kivitelezésű töltés-csatolású elem az optikai érzékelők legelterjedtebb képviselői.
Működése:
Fényérzékeny cellák rendszeréből áll, melyek a beeső fény erősségének megfelelő elektromos töltést tárolnak.
A több egymás mellé helyezett elektróda segítségével a rájuk kapcsolt feszültség hatására a töltéscsomag mozgathatóvá válik, így a fényérzékeny elem által tárolt töltés kinyerhető, digitalizálása alapján összeállítható a teljes kép
Története:
A CCD-t 1969-ben Willard S. Boyle és George E. Smith fejlesztette ki a Bell Labsnál.
Jelentősségét bizonyítja, hogy Willard S. Boyle és George E. Smith 2009. október 6-án megosztott fizikai Nobel-díjat kapott a CCD felfedezésért osztozva Charles K. Kao-val, aki az optikai szálon keresztüli fénytovábbítás területén elért eredményeiért a másik fél Nobel-díjat kapta.
A Svéd Királyi Akadémia indoklása szerint a CCD volt az első sikeres digitális képalkotó technológia, mely forradalmasította a fényképezést, mivel elektronikussá tette azt, így szükségtelenné vált a fényérzékeny film használata.
A laboratórium akkori feladata egy képtelefon kifejlesztése és a félvezető buborékmemória megalkotása volt. A célt összekötve Boyle és Smith kifejlesztette, az (akkor még) töltés-buborék eszköznek (Charge „Bubble” Devices) nevezett konstrukciót, melynek lényege az volt, hogy töltést tudott végigvinni egy félvezető felületén.
A fejlesztés során felismerték, hogy fotoeffektussal is fel lehet tölteni az egység elemeit, és így digitálsian tárolható kép hozható létre.
A kutatómunka során 1970-re képesek voltak lineáris képet lértehozni.
A találmány nagyszerűségét felismerve olyan nagy cégek szálltak be a fejlesztésbe, mint a Texas Instruments, a Semiconductor, az RCA, vagy a Fairchild, mely 1974-ben egy 500 elemes 100 x 100 pixeles eszközt hozott forgalomba.
Felhasználási területei:
- Sorolvasókban
- Lapolvasókban
- Fényképezőgépekben
- Videokamerákban
- Csillagászatban
Színes felvételek készítésének két módja ismert:
- Amatőr kamerák - színszűrőkkel ellátott kombinált CCD-szenzor1
- Stúdióberendezések - a három alapszínt külön érzékelő CCD-szenzorok, majd a 3 képet összeolvassák2
1:
2:
