50年前,科学家们发明了ccd图像传感器,这项技术一跃成为当时最为先进的数字图像获取技术之一。今天,ccd图像传感器已经在许多行业被广泛使用,如数码相机、望远镜、卫星和医疗设备等。
ccd通常代表氧化物半导体(charge-coupled device)图像传感器。ccd图像传感器可以将光线转化为电荷,并记录下来。简单来说,它是一个装着一堆微小电容的芯片,在这个芯片中,存在着一个大电容,它用来收集从所有微小电容中的电荷。这种电荷是由光线在照耀时在微小电容中产生的。
工作原理:
ccd图像传感器由纵向和横向(即,行和列)的一系列电荷移位寄存器组成。会沿着纵向电荷储存器的行上的像素时,该像素的电荷会被逐个转移到一个配对的横向电荷储存器中。一旦行中的每个像素的电荷都被转移到相应的储存器中,图像数据就被移交到一些电路和模拟信号处理器中,然后转化为可用于数字成像的信号格式。
具体来说,当光线照射到ccd上时,光子将通过晶体管传播到寄存器的微小电容上,就可以将电荷转化为电压,通过模拟信号处理器进行处理,最后成为数字图像。传感器中的行和列与此类似,电压将不断在传感器中流动,直到被记录下来和存储。
由于ccd具有极高的灵敏度和分辨率,所以最初主要用于天文学和医学图像处理。如今,它已经广泛应用于数码相机、手机摄像机、安全监控摄像机、望远镜、卫星以及医疗设备等领域。
总之,50年前的ccd图像传感器标志着数字成像技术的到来,并促进了数字图像处理和成像领域的持续发展。随着技术的飞速发展,ccd图像传感器未来将在更多的领域得到广泛应用。