50年前,科學家們發(fā)明了ccd圖像傳感器,這項技術一躍成為當時最為先進的數(shù)字圖像獲取技術之一。今天,ccd圖像傳感器已經(jīng)在許多行業(yè)被廣泛使用,如數(shù)碼相機、望遠鏡、衛(wèi)星和醫(yī)療設備等。
ccd通常代表氧化物半導體(charge-coupled device)圖像傳感器。ccd圖像傳感器可以將光線轉(zhuǎn)化為電荷,并記錄下來。簡單來說,它是一個裝著一堆微小電容的芯片,在這個芯片中,存在著一個大電容,它用來收集從所有微小電容中的電荷。這種電荷是由光線在照耀時在微小電容中產(chǎn)生的。
工作原理:
ccd圖像傳感器由縱向和橫向(即,行和列)的一系列電荷移位寄存器組成。會沿著縱向電荷儲存器的行上的像素時,該像素的電荷會被逐個轉(zhuǎn)移到一個配對的橫向電荷儲存器中。一旦行中的每個像素的電荷都被轉(zhuǎn)移到相應的儲存器中,圖像數(shù)據(jù)就被移交到一些電路和模擬信號處理器中,然后轉(zhuǎn)化為可用于數(shù)字成像的信號格式。
具體來說,當光線照射到ccd上時,光子將通過晶體管傳播到寄存器的微小電容上,就可以將電荷轉(zhuǎn)化為電壓,通過模擬信號處理器進行處理,最后成為數(shù)字圖像。傳感器中的行和列與此類似,電壓將不斷在傳感器中流動,直到被記錄下來和存儲。
由于ccd具有極高的靈敏度和分辨率,所以最初主要用于天文學和醫(yī)學圖像處理。如今,它已經(jīng)廣泛應用于數(shù)碼相機、手機攝像機、安全監(jiān)控攝像機、望遠鏡、衛(wèi)星以及醫(yī)療設備等領域。
總之,50年前的ccd圖像傳感器標志著數(shù)字成像技術的到來,并促進了數(shù)字圖像處理和成像領域的持續(xù)發(fā)展。隨著技術的飛速發(fā)展,ccd圖像傳感器未來將在更多的領域得到廣泛應用。