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Pioniere der digitalen Fotografie gewinnen Nobelpreis für Physik

VonHeather Kelly 10. Dezember 2009 12:30 Uhr PST

Die Innovatoren der digitalen Bildgebung, Willard S. Boyle und George E. Smith, wurden als Nobelpreis für Physik heute für ihre bahnbrechenden Arbeiten zum ersten digitalen Bildsensor, dem CCD. Das CCD oder Charge-Coupled Device ist die Technologie, die die moderne digitale Bildgebung ermöglicht hat. Die Erfindung von Boyle und Smith ist heute zu finden in DLSRs , Webcams, Bildgebungsgeräte für Krankenhäuser und sogar das Hubble-Teleskop.

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Ein CCD ist ein stempelgroßer Siliziumsensor, der als Auge für digitale Bildgebungsgeräte dient. Wenn Licht durch die Linse einer Kamera fällt, trifft es auf die Millionen Fotozellen des CCDs, die dieses Licht in Elektronen umwandeln. Je mehr Licht eine Fotozelle ausgesetzt ist, desto mehr Elektronen hält sie. (Dieser Effekt, der als photoelektrischer Effekt bezeichnet wird, brachte Albert Einstein 1921 den Nobelpreis ein.) Die Informationen aus jeder Zelle des CCD werden dann Zeile für Zeile in Binärcode übersetzt und schließlich auf einem Display als Pixel wiederhergestellt. Da der CCD nur Bilder in Schwarz und Schwarz aufnimmt, werden Filter verwendet, um die Farben jedes Pixels zu bestimmen.

Boyle und Smith kamen zum ersten Mal in einer kurzen Brainstorming-Sitzung bei . auf die Idee des CCD als eine Form des elektronischen Gedächtnisses Bell Labs 1969. Sein Potenzial als bildgebende Technologie wurde schnell erkannt und in den letzten 40 Jahren weiterentwickelt. Die erste Kamera mit CCD erschien 1981, und die erste volldigitale Kamera wurde 1995 auf den Markt gebracht. Heute hat sich die CCD als wertvolles Werkzeug außerhalb der digitalen Consumer-Fotografie erwiesen, insbesondere in den Bereichen medizinische Bildgebung und Astronomie. Ärzte verwenden CCD-Endoskope, um ohne größere Operation in den menschlichen Körper zu schauen. Das Hubble-Weltraumteleskop verwendet vier CCD-Sensoren mit 0,64 Megapixel, um seine Fotos des Weltraums aufzunehmen.

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Die CCD-Technologie ist nicht ohne Konkurrenz. In den letzten Jahren haben CMOS-Sensoren (Complementary Metal Oxide Semiconductor) aufgrund ihres geringen Energieverbrauchs und ihrer günstigeren Produktionskosten stark an Popularität gewonnen.