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CCD图像传感器发展历程和市场走向

导读: CCD图像传感器(ChargedCoupledDevice)于1969年在贝尔试验室研制成功,之后由日商等公司开始量产,其发展历程已经将近30多年,从初期的10多万像素已经发展至目前主流应用的500万像素。

  CCD图像传感器(ChargedCoupledDevice)于1969年在贝尔试验室研制成功,之后由日商等公司开始量产,其发展历程已经将近30多年,从初期的10多万像素已经发展至目前主流应用的500万像素。CCD又可分为线型(Linear)与面型(Area)两种,其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上,而面型主要应用于数码相机(DSC)、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。

  发明

  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。

  发展历程

  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。

  优点

  CCD图像传感器作为一种新型光电转换器现已被广泛应用于摄像、图像采集、扫描仪以及工业测量等领域。作为摄像器件,与摄像管相比,CCD图像传感器有体积小、重量轻、分辨率高、灵敏度高、动态范围宽、光敏元的几何精度高、光谱响应范围宽、工作电压低、功耗小、寿命长、抗震性和抗冲击性好、不受电磁场干扰和可靠性高等一系列优点。

  应用

  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,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。”

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