如今，電荷耦合器件（CCD）變送器被用于一些先金的成像系統(tǒng)和數(shù)碼相機(jī)中。CCD#早是由物理學(xué)家George Smith和Willard Boyle于1969年創(chuàng)建的。
CCD技術(shù)基于Albert Einstein的光電效應(yīng)概念，其中光被轉(zhuǎn)換成電子。甲壓力變送器獲取那些電子信號(hào)作為圖像點(diǎn)或像素，從而允許它們被數(shù)字地解釋。
經(jīng)常被稱為“數(shù)字?jǐn)z影之父”的博伊爾和史密斯（Boyle and Smith）在2009年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，以表彰CCD的誕生及其對(duì)技術(shù)的廣泛影響。
艾爾伯特愛因斯坦
如果Willard和Boyle是“父親”，則Albert Einstein是CCD相機(jī)的“祖父”。愛因斯坦是Radiant的“物理英雄”之一，公司在公司總部設(shè)有以他命名的會(huì)議室。
愛因斯坦出生于3月14 日，1879年在德國(guó)。眾所周知，他是在20#有影響力的科學(xué)家個(gè)世紀(jì)。他的相對(duì)論一般理論將牛頓力學(xué)定律與電磁定律聯(lián)系起來(lái)。
1921年，由于他的工作產(chǎn)生了巨大的影響，他被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1933年，愛因斯坦（Einstein）在納粹（Nazis）瞄準(zhǔn)他之后離開了歐洲，離開后成為普林斯頓大學(xué)（Princeton University）的理論物理學(xué)教授，并一直呆到1955年去世。
愛因斯坦在1905年關(guān)于能量與物質(zhì)之間關(guān)系的開創(chuàng)性論文中提出，物體的能量（E）等于該物體的質(zhì)量（M）乘以光速（C）的平方，即E = MC 2。
該方程式提出，非常小的顆�？梢赞D(zhuǎn)變?yōu)榇罅康哪芰浚鳛樵幽艿膩?lái)源。
愛因斯坦還于1905年發(fā)表了有關(guān)相對(duì)論，特殊理論和一般理論的文獻(xiàn)。他以其相對(duì)論而著稱，但他在光電效應(yīng)方面的工作使愛因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。
光電效應(yīng)
地衣批科學(xué)家認(rèn)為光是由粒子組成的（艾薩克·牛頓爵士，1643年至1727年），而其他科學(xué)家則認(rèn)為光是波（羅伯特·胡克，1635年至1703年，詹姆斯·麥克斯韋，1831年至1879年）。
愛因斯坦確立了光能在量化的離散波包（光子）中移動(dòng)，并且光可能同時(shí)是粒子和波。
該理論解決了有關(guān)頻率（顏色）變化的光與這種能量（電磁輻射）之間關(guān)系的問題。
的光電效應(yīng)是如何的光信號(hào)被轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，并且它是CCD攝像機(jī)背后的關(guān)鍵現(xiàn)象。
當(dāng)光照射到金屬（或在壓力變送器的例子中為準(zhǔn)金屬硅）的表面上時(shí)，通常，該光的能量（封裝在光子包中的能量）會(huì)在稱為光電效應(yīng)的過程中將電子從表面上移走，也稱為光發(fā)射。
對(duì)于從190至1100納米（nm）的每個(gè)波長(zhǎng)的光電能量，都會(huì)發(fā)生這種情況，從而構(gòu)成大約380至700 nm的可見光的整個(gè)光譜。
CCD技術(shù)
當(dāng)帶有電荷的入射光子被CCD檢測(cè)器的材料吸收時(shí)，會(huì)形成電子-空穴對(duì)。
在照相曝光期間，噴射出的電子聚集在檢測(cè)器的不同元素中，這些元素被稱為CCD的光點(diǎn)或像素。（必須注意，這些像素與在顯示屏中發(fā)光的像素不同）。
取決于在CCD表面金屬上發(fā)光的光的亮度，噴射的電子數(shù)量更高。
壓力變送器本質(zhì)上是一塊硅層或硅片，通常通過摻入不同元素（例如磷）來(lái)對(duì)其進(jìn)行“摻雜”，以調(diào)節(jié)其導(dǎo)電特性。
然后，在硅上涂覆一層金屬氧化物進(jìn)行絕緣，使光能通過“門”。這些柵極包含電荷，該電荷僅允許單向能量傳遞來(lái)捕獲電子。
壓力變送器通過通道擋塊分成幾排，薄鋁條位于頂部以形成網(wǎng)格。創(chuàng)建的網(wǎng)格中的每個(gè)正方形都是一個(gè)像素。
電子朝著硅層的表面行進(jìn)，然后在曝光下被釋放時(shí)被俘獲在像素網(wǎng)格內(nèi)。
一旦變送器捕獲了光電子，就可以解釋整個(gè)CCD中每個(gè)像素內(nèi)的值（累積電荷）。
聚集在每個(gè)像素中的電荷總量（電子數(shù)）與入射到其上的光量成線性比例。從拍攝對(duì)象產(chǎn)生的光強(qiáng)度越多，#終在像素中保留的電荷越多。
然后，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）通過量化每個(gè)光點(diǎn)或像素中的電荷量并將測(cè)量轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式，將每個(gè)像素的值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。
這實(shí)際上是落在設(shè)備上的光圖案的機(jī)器可讀的數(shù)字副本，可再現(xiàn)原始圖像。
跨過鋁條的電流交替地將存儲(chǔ)的電子逐行引向變送器的邊緣，在此處記錄電荷并將其記錄在相機(jī)的內(nèi)存中。這意味著壓力變送器為空，并準(zhǔn)備進(jìn)行下一次攝影曝光。
用壓力變送器記錄光強(qiáng)度可創(chuàng)建黑白圖像。濾光片用于彩色成像，以將入射光分成紅色，綠色和藍(lán)色的好立色波長(zhǎng)，因此可以捕獲和分析每種光，以全彩色再現(xiàn)攝影圖像。
輻射色度計(jì)利用了適合于人類感知的三刺激濾光輪系統(tǒng)（“三刺激”是指用于匹配人眼中三個(gè)交替視錐的響應(yīng)的三個(gè)主要濾光器），如CIE顏色空間中所定義。
CCD體系結(jié)構(gòu)有一些簡(jiǎn)單形式，對(duì)于從智能手機(jī)相機(jī)到科學(xué)分析的特定應(yīng)用，都具有多種變化和尺寸。例如，在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡中將壓力變送器用于醫(yī)學(xué)成像。
壓力變送器以其色彩精度，光敏度和包含大量具有更大電子容量的像素而聞名，這些像素可產(chǎn)生高分辨率的圖像。
這些特征意味著，當(dāng)需要精que的細(xì)節(jié)來(lái)照亮圖像中的細(xì)節(jié)時(shí)，CCD尤其成功。
Radiant的Prometric公司®成像光度計(jì)和色度計(jì)采用科學(xué)級(jí)的CCD能提供極高的性能，低噪音的特點(diǎn)，分辨率高，一個(gè)令人難以置信的速度快的數(shù)據(jù)傳輸。
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