维纳德 • 波利(左)和乔治 • 史密斯(右)在1969年发明了CCD技术
来源:文献[1]
2009年,维纳德 • 波利(Willard S. Boyle)和乔治 • 史密斯(George E. Smith)因为发明CCD(Charge-coupled Device,电荷耦合元件,或称为CCD图像传感器)而获得当年的诺贝尔物理学奖。
诺贝尔奖委员会主席约瑟夫·诺德格伦(Joseph Nordgren)在宣布该奖项的新闻发布会上说:“当今社会的记录影像的方式完全基于CCD的研究。” “这项研究的实际意义是巨大的……它改变了我们的生活,不仅在科学领域,而且在整个社会领域。”
胶片时代
在1975年数码相机发明以前,人们记录影像的方式是使用胶片。它的工作过程可以概述为:光线经过照相机镜头,然后由快门的速度来决定曝光量的多少。光线使胶片上的银盐产生化学反应,最后在胶片上生成影像的潜影。经过暗房里的冲洗形成影像并制成底片。利用调配将底片显影最终印出。
胶片摄影需要经过复杂的处理才能得到影像
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CCD的发明
1969年10月,史密斯和波利在贝尔实验室吃午餐时,讨论产生了灵感。午餐后继续探讨,当天就构想出了CCD这个无处不在的成像发明。不过,从造出样机到研制出科学家和摄影师都可以使用的实用技术,这条路漫长而艰难。尽管CCD后来主宰了天文学领域,但它在刚发明时分辨率非常低,根本派不上实际用场。当时CCD的信噪比很差,不大容易看得出它是否会有远大的前程。
第一个CCD器件
来源:文献[4]