CCD传感器,打开五彩世界的电子眼

2009-10-12 10:32:22来源: 科学网

     瑞典皇家科学院6日宣布,将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。

    伴随着数码相机、带有摄像头的手机等电子设备风靡全球,人类已经进入了全民数码影像的时代,每一个人都可以随时、随地、随意地用影像记录每一瞬间。带领我们进入如此五彩斑斓世界的,就是美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯发明的CCD(电荷耦合器件)图像传感器
        

     百多年来,伴随着暗箱、镜头和感光材料制作不断取得突破,以及精密机械、化学技术的发展,照相机的功能越来越强大,使用越来越方便。

    但是,直到几十年前,人们依然只能将影像记录在胶片上。拍摄影像慢慢普及,但即时欣赏、分享、传递影像还非常困难。1969年,博伊尔和史密斯极富创意地发明了一种半导体装置,可以把光学影像转化为数字信号,这一装置,就是CCD图像传感器。

    CCD图像传感器的发明,实际上是应用爱因斯坦有关光电效应理论的结果,即光照射到某些物质上,能够引起物质的电性质发生变化。但是从理论到实践,道路却并不平坦。科学家遇到的最大挑战,在于如何在很短的时间内,将每一个点上因为光照而产生改变的大量电信号采集并且辨别出来。

    经过多次试验,博伊尔和史密斯终于解决了上述难题。他们采用一种高感光度的半导体材料,将光线照射导致的电信号变化转换成数字信号,使得其高效存储、编辑、传输都成为可能。简单地说,CCD图像传感器就像是胶片一样,有了它,人们就再不用耗时费力地去冲洗胶片了。

    如今,CCD图像传感器除了大规模应用于数码相机外,还广泛应用于摄像机、扫描仪,以及工业领域等。此外,在医学中为诊断疾病或进行显微手术等而对人体内部进行的拍摄中,也大量应用了CCD图像传感器及相关设备。

    “CCD是数码相机的电子眼,它革新了摄影术,现在光可以被电子化地记录下来,取代了胶片。这一数字形式极大地方便了对图像的处理和发送,”诺贝尔奖评选委员会称赞说,“无论是我们大海中深邃之地,还是宇宙中的遥远之处,它都能给我们带来水晶般清晰的影像。”

关键字:传感器  CCD

编辑:金继舒 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2009/1012/article_2143.html
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