2009年10月6日，據(jù)諾貝爾基金會官方網(wǎng)站報道，瑞典皇家科學院諾貝爾獎委員會宣布，授予兩位發(fā)明第一片半導體成像芯片的科學家加拿大出身的博伊爾（Willard S. Boyle）和史密斯（George E. Smith），2009年諾貝爾物理學獎，以表彰他們于1969年在新澤西貝爾實驗室成功發(fā)明CCD（電荷耦合器件），華裔英國科學家高錕Charles K. Kao基于其在光學通信領域中光的傳輸?shù)拈_創(chuàng)性成就分享這項榮譽。 [align=center] 左起 高錕Charles K. Kao，Willard S. Boyle 和 George E. Smith[/align] 高錕教授于1966年7月在英國《電機工程師學會學報》（PIEE）上，發(fā)布了其著名的題為“光頻率的介質纖維表面波導”的論文，拉開了科學家及工程師利用光纖傳輸信息的一系列研究和攻堅的序幕。并于4年后，康寧玻璃公司通過化學氣相沉淀積法成功制造出符合高錕博士要求的纖維，從而驗證了他的發(fā)現(xiàn)。 如果說高錕教授是基于光學技術把光信息的傳輸，提高了速度，拉近了空間距離；那么博伊爾（Willard S. Boyle）和史密斯（George E. Smith）博士則是實現(xiàn)了記錄光信息的歷史性突破，二者相輔相成，缺一不可，共同實現(xiàn)和成就了當今社會最欣榮和最具潛力的現(xiàn)代光通信技術和圖像視覺成像技術。 Boyle 和 Smith研究成果的公布，激勵了一大批數(shù)字成像領域的先驅，這當中包括時任滑鐵盧大學電子工程系教授，DALSA的創(chuàng)始人、主席Savvas Chamberlain博士。早在1970年，Chamberlain博士就開始進行一系列前沿性研究包括：NMOS和CCD構建，VLSI MOSFETs和高性能CCD圖像傳感器等，并最終于1980年創(chuàng)建加拿大DALSA公司。 注：加拿大DALSA公司于 1980 年在加拿大安大略省的Waterloo成立，創(chuàng)辦人是成像行業(yè)的先驅、Waterloo大學電子工程專業(yè)的前任教授 Savvas Chamberlain 博士。在高端成像和機器視覺領域，DALSA是全球最大、技術最先進的CCD/CMOS芯片和相機制造商，是世界上唯一的一家同時擁有半導體制造，芯片設計\制造，相機設計\制造，圖像采集處理軟硬件設計\制造能力以及視覺系統(tǒng)集成的全線能力的高科技企業(yè)。 圖像視覺技術并不是一門多么“新”的技術，早在1839年，法國物理學家亞歷克山大.貝克勒爾，就發(fā)現(xiàn)了半導體材料經(jīng)過光照后，表面會攜帶電荷。直到100多年之后，1969年在貝爾實驗室，博伊爾和史密斯博士才發(fā)明了CCD。CCD（Charge Coupled Device），是一種通過光電耦合效應，將光信號轉換為電信號，用硅片替代傳統(tǒng)的化學膠片來獲取圖像信息的新型傳感器件。 那么用CCD成像到底對我們的生活產(chǎn)生了多大的影響呢？特別通常的，我們可以想到數(shù)碼相機或者類似消費級影音產(chǎn)品，在這一類產(chǎn)品中，CCD替代傳統(tǒng)膠片，能夠以更低的成本、更快的速度、更高清晰度，完成日常的影像采集等。但是，CCD的意義遠大于此！ [color=silver]注：通常人們所說的CCD，不單單是CCD電荷成像器（芯片）本身，而是包括前端光線采集的光學系統(tǒng)，到后端電荷采集簡單集成電路，把他們放在外殼里面，也就是我們通常所說的CCD相機，簡稱CCD。 [/color] 正常情況下，人類獲取信息的80%以上來自視覺。正所謂“百聞不如一見”，也說明了人眼是人類獲取信息、適應環(huán)境、改造世界的主要器官之一，但是實際上，人眼的感應能力是非常有限的，人眼的分辨率約為1600萬像素左右，幀速率約為20幀/秒，動態(tài)范圍在14-16Bit左右，光譜響應范圍為380nm-760nm。應用CCD，我們可以采集最高1.11億像素分辨率，500幀/秒，動態(tài)范圍16bit，光譜范圍從400-1000nm的光信號。 超高分辨率，在天文、航天、國防等領域都得到了應用，尤其是在對天觀測和對地觀測方面發(fā)揮著重要作用；高速攝影能夠對各種瞬態(tài)過程進行記錄和研究，如爆炸過程、碰撞過程、高速加工過程等；CCD對近紅外光的響應，也可以用到一些相應的工業(yè)領域，如食物分選、安防監(jiān)控等。 從CCD衍生出去，關于視覺成像技術有更加廣闊的天地，可見光光譜段為380nm-760nm（0.38μm-0.76μm），依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，而自然界存在的電磁波波段從小于10-4μm的到大于1000μm，依次包括伽瑪射線，X-射線，紫外光，可見光，紅外光，微波等。通過加閃爍體，鍍膜或采取背減薄等處理，CCD可以完成對X射線、近紅外光和近紫外光的成像，X射線目前廣泛應用在醫(yī)療、天文觀測、國防工業(yè)及科學研究中；紫外成像則可用于國防、刑偵等安防領域及凝膠分析、電力等一般工業(yè)；紅外成像的應用范圍就更廣泛一些，如夜視、測溫、制導、工業(yè)檢測等。 CCD的發(fā)明，不僅是為人類找到了另外一雙“眼睛”，同時也為諸多實際應用找到了人眼的替代物。 將CCD的特性和優(yōu)勢延伸開來，我們就會發(fā)現(xiàn)有各種各樣的成像器件，正在或即將通過其不同特性，完成人類對各種“不可視”的挑戰(zhàn)！這里除了不可見光譜以外，還包括肉眼無法發(fā)現(xiàn)的瑕疵，以及諸多極端情況。 機器視覺行業(yè)，正是建立在這諸多先進的成像器件和成像技術之上的。我們將CCD安裝在機器上，相當于為機器植入“眼睛”，同時在視覺系統(tǒng)內(nèi)嵌入視覺軟件，相當于為機器植入“大腦”，機器通過CCD等成像器件采集到需要的圖像及目標信息，然后通過視覺軟件進行一系列處理（檢測，識別，測量，定位等）。相信隨著CCD制造工藝的進一步提高，以及其他諸如CMOS等成像器件的快速發(fā)展，機器視覺必將為眾多工業(yè)客戶帶去更多優(yōu)良技術，推動各個行業(yè)的進步！ 更多新聞請訪問凌云公司網(wǎng)站www.lusterinc.com。http://www.lusterinc.com