CCD傳感器，打開(kāi)五彩世界的電子眼

　　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(zhù)數碼相機、帶有攝像頭的手機等電子設備風(fēng)靡全球，人類(lèi)已經(jīng)進(jìn)入了全民數碼影像的時(shí)代，每一個(gè)人都可以隨時(shí)、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(lái)，伴隨著(zhù)暗箱、鏡頭和感光材料制作不斷取得突破，以及精密機械、化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，照相機的功能越來(lái)越強大，使用越來(lái)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(shí)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)明了一種半導體裝置，可以把光學(xué)影像轉化為數字信號，這一裝置，就是CCD圖像傳感器。

　　CCD圖像傳感器的發(fā)明，實(shí)際上是應用愛(ài)因斯坦有關(guān)光電效應理論的結果，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(shí)踐，道路卻并不平坦?？茖W(xué)家遇到的最大挑戰，在于如何在很短的時(shí)間內，將每一個(gè)點(diǎn)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(lái)。

　　經(jīng)過(guò)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體材料，將光線(xiàn)照射導致的電信號變化轉換成數字信號，使得其高效存儲、編輯、傳輸都成為可能。簡(jiǎn)單地說(shuō)，CCD圖像傳感器就像是膠片一樣，有了它，人們就再不用耗時(shí)費力地去沖洗膠片了。

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

　　“CCD是數碼相機的電子眼，它革新了攝影術(shù)，現在光可以被電子化地記錄下來(lái)，取代了膠片。這一數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(huì )稱(chēng)贊說(shuō)，“無(wú)論是我們大海中深邃之地，還是宇宙中的遙遠之處，它都能給我們帶來(lái)水晶般清晰的影像。”