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CCD傳感器，打開五彩世界的電子眼

時間：2009-10-12 08:35:26

關(guān)鍵字：電子 CCD傳感器影像 CCD圖像傳感器

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[導(dǎo)讀]瑞典皇家科學(xué)院6日宣布，將2009年諾貝爾物理學(xué)獎授予英國華裔科學(xué)家高錕以及美國科學(xué)家威拉德·博伊爾和喬治·史密斯。伴隨著數(shù)碼相機(jī)、帶有攝像頭的手機(jī)等電子設(shè)備風(fēng)靡全球，人類已經(jīng)進(jìn)入了全民數(shù)碼影像

瑞典皇家科學(xué)院6日宣布，將2009年諾貝爾物理學(xué)獎授予英國華裔科學(xué)家高錕以及美國科學(xué)家威拉德·博伊爾和喬治·史密斯。

伴隨著數(shù)碼相機(jī)、帶有攝像頭的手機(jī)等電子設(shè)備風(fēng)靡全球，人類已經(jīng)進(jìn)入了全民數(shù)碼影像的時代，每一個人都可以隨時、隨地、隨意地用影像記錄每一瞬間。帶領(lǐng)我們進(jìn)入如此五彩斑斕世界的，就是美國科學(xué)家威拉德·博伊爾和喬治·史密斯發(fā)明的CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器。

百多年來，伴隨著暗箱、鏡頭和感光材料制作不斷取得突破，以及精密機(jī)械、化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，照相機(jī)的功能越來越強(qiáng)大，使用越來越方便。

但是，直到幾十年前，人們依然只能將影像記錄在膠片上。拍攝影像慢慢普及，但即時欣賞、分享、傳遞影像還非常困難。1969年，博伊爾和史密斯極富創(chuàng)意地發(fā)明了一種半導(dǎo)體裝置，可以把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，這一裝置，就是CCD圖像傳感器。

CCD圖像傳感器的發(fā)明，實際上是應(yīng)用愛因斯坦有關(guān)光電效應(yīng)理論的結(jié)果，即光照射到某些物質(zhì)上，能夠引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。但是從理論到實踐，道路卻并不平坦?？茖W(xué)家遇到的最大挑戰(zhàn)，在于如何在很短的時間內(nèi)，將每一個點上因為光照而產(chǎn)生改變的大量電信號采集并且辨別出來。

經(jīng)過多次試驗，博伊爾和史密斯終于解決了上述難題。他們采用一種高感光度的半導(dǎo)體材料，將光線照射導(dǎo)致的電信號變化轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，使得其高效存儲、編輯、傳輸都成為可能。簡單地說，CCD圖像傳感器就像是膠片一樣，有了它，人們就再不用耗時費力地去沖洗膠片了。

如今，CCD圖像傳感器除了大規(guī)模應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)外，還廣泛應(yīng)用于攝像機(jī)、掃描儀，以及工業(yè)領(lǐng)域等。此外，在醫(yī)學(xué)中為診斷疾病或進(jìn)行顯微手術(shù)等而對人體內(nèi)部進(jìn)行的拍攝中，也大量應(yīng)用了CCD圖像傳感器及相關(guān)設(shè)備。

“CCD是數(shù)碼相機(jī)的電子眼，它革新了攝影術(shù)，現(xiàn)在光可以被電子化地記錄下來，取代了膠片。這一數(shù)字形式極大地方便了對圖像的處理和發(fā)送，”諾貝爾獎評選委員會稱贊說，“無論是我們大海中深邃之地，還是宇宙中的遙遠(yuǎn)之處，它都能給我們帶來水晶般清晰的影像。”

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