CCD技术与CCD图像传感器

　　电荷耦合器件（CCD）与电荷存储器件（Memory）作为现代电子系统中两个独立分支分别沿着各自的路径发展。2019年10月至2020年1月是CCD问世50周年纪念季。CCD改变了人们对物理学、生命科学、地球、太阳系等领域的理解，并通过数码摄影丰富了我们的生活。

Teledyne e2v制作的CCD问世五十周年纪念标志，资料图

　　1969年，Willard Boyle和George E. Smith在美国AT&T贝尔实验室发明了电荷耦合器件 (CCD)。1970年，Boyle和Smith向《贝尔系统技术杂志》提交了一篇关于他们发明CCD的论文。他们发明CCD的初衷是要创造一种存储设备。然而，Boyle和Smith在1970年发表研究成果后，其他科学家开始在一系列的应用中试验这种技术。天文学家们发现，得益于CCD提供的光敏度比胶片提供的大100倍，他们能够拍摄出遥远天体的高分辨率图像。

CCD44-82 Teledyne e2v图像传感器用于OmegaWhite——2小时内的多变性勘测。在VLT巡天望远镜 (VST) 上使用广域摄像机OmegaCam。资料图

　　“最重要的是量子效率。可以用CCD获得80%的量子效率，”George E. Smith后来解释称。

　　Teledyne e2v将通过制作和创作独特的徽章设计来纪念这一周年，并为其工作人员举办一场活动，他们孜孜不倦地致力于创制世界上最先进的CCD设计和一系列短篇出版物。

　　关于CCD图像传感器

　　现在我们所使用的摄像头都会采用CCD传感器或者CMOS传感器将光信号转换为电信号，那什么是CCD传感器？

　　电荷耦合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。

CCD工作原理示意图，资料图

　　CCD的工作原理是将光子信号转换成电子包并顺序传送到一个共同输出结构，然后把电荷转换成电压。接着这些信号会送到缓冲器并存储到芯片外。在CCD应用中，大部分功能都是在相机的电路板上进行的。当应用需要修改时，设计人员可以改动电路而无需重新设计图像芯片。一般来说，CCD采用NMOS技术，因而能够通过如双层多晶硅、 抗晕(antiblooming)、金属屏蔽和特定起始物料互相覆盖等特定工艺实现性能。

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