一小時誕生的諾貝爾獎 改變了人們生活

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【大紀元2015年06月23日訊】(大紀元記者張秉開綜合報導)從日常生活中的智能手機拍照到天文觀測,從運動攝影到醫療成像,數碼相機的應用已經無處不在。然而,我們不是每個人都會知道,數碼攝影設備的核心元件是在一小時內誕生。而且,發明數碼成像技術的科學家因此而獲得諾貝爾獎。

據《商業內幕》近日報導,1969 年,貝爾實驗室(Bell Labs)的科學家維拉•博伊爾(Willard S. Boyle)和喬治•史密斯(George E. Smith)接到實驗室主管傑克•莫頓(Jack Morton)的最後通牒:必須做出和當前技術相媲美的發明,否則不在給予研究經費的支持。

於是,二人在實驗室內,用了一個小時的時間,取得重大突破——設計出電荷耦合元件(Charge-coupled Device,簡稱 CCD),即數碼相機的核心部件,將光學影像轉換成電子數位訊號的集成電路,進而形成和儲存影像。

數碼相機(左)與膠片相機(右)(視頻截圖)

CCD的工作原理是將圖像轉換成數字式電信號。(視頻截圖)

1975年,柯達公司的工程師史蒂文•塞尚(Steven Sasson)使用CCD元件製成第一部數碼相機,取代了只能使用傳統底片攝影的功能。因為數碼攝影的操作方便,即時成像、大容量儲存、容易加工處理以及容易傳送(與親朋好友分享)等功能,數碼相機得到廣泛的使用,至今已經成為人們生活中的一部份。


(CCD的應用簡介)

CCD促成塞尚在2005 年獲得美國國家技術創新獎。博伊爾和史密斯也因為這個一個小時內的發明,獲得2009年諾貝爾物理學獎。

報導說,可惜的是,柯達公司沒有把握塞尚發明的巨大潛力,未開發數字攝影技術,而仍將成像技術的焦點放在膠片相機上。

日本的各大公司如尼康、理光、佳能等把握技術革新的時機,佔得數碼相機市場,創造出各種品牌數碼相機和攝影機。柯達在2012 年申請破產。如今,數碼相機和數碼成像處處可見,我們的日常生活中、各行業中幾乎無所不在。

科研中,應用數碼攝影攝像的共聚焦掃瞄顯微鏡觀察細胞內的肌動纖維成分。(維基百科)

而且,人們又開發出相比CCD耗電量更低、數據傳輸更快的CMOS(互補式金屬氧化物半導體,為Complementary Metal-Oxide-Semiconductor的縮寫)感光元件,於是數碼成像領域中有了兩種核心組件,即CCD和CMOS。

因為CMOS的成本相對較低,所以一般用於我們日常使用的數碼攝影設備;而CCD則最常見於專業高級攝影攝像及軍用器材。


(CMOS的應用簡介)

責任編輯:林妍

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