CCD圖像傳感器（ChargedCoupLEDDevice）于1969年在貝爾試驗室研制成功，之后由日商等公司開(kāi)始量產(chǎn)，其發(fā)展歷程已經(jīng)將近30多年，從初期的10多萬(wàn)像素已經(jīng)發(fā)展至目前主流應用的500萬(wàn)像素。CCD又可分為線(xiàn)型（Linear）與面型（Area）兩種，其中線(xiàn)型應用于影像掃瞄器及傳真機上，而面型主要應用于數碼相機（DSC）、攝錄影機、監視攝影機等多項影像輸入產(chǎn)品上。

　　

　　

伴隨著(zhù)數碼相機、帶有攝像頭的手機等電子設備風(fēng)靡全球，人類(lèi)已經(jīng)進(jìn)入了全民數碼影像的時(shí)代，每一個(gè)人都可以隨時(shí)、隨地、隨意地用影像記錄每一瞬間。帶領(lǐng)我們進(jìn)入如此五彩斑斕世界的，就是美國科學(xué)家威拉德·博伊爾和喬治·史密斯發(fā)明的CCD（電荷耦合器件）圖像傳感器。

　　

百多年來(lái)，伴隨著(zhù)暗箱、鏡頭和感光材料制作不斷取得突破，以及精密機械、化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，照相機的功能越來(lái)越強大，使用越來(lái)越方便。但是，直到幾十年前，人們依然只能將影像記錄在膠片上。拍攝影像慢慢普及，但即時(shí)欣賞、分享、傳遞影像還非常困難。1969年，博伊爾和史密斯極富創(chuàng )意地發(fā)明了一種半導體裝置，可以把光學(xué)影像轉化為數字信號，這一裝置，就是CCD圖像傳感器。

　　

　　

CCD圖像傳感器的發(fā)明，實(shí)際上是應用愛(ài)因斯坦有關(guān)光電效應理論的結果，即光照射到某些物質(zhì)上，能夠引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。但是從理論到實(shí)踐，道路卻并不平坦?？茖W(xué)家遇到的最大挑戰，在于如何在很短的時(shí)間內，將每一個(gè)點(diǎn)上因為光照而產(chǎn)生改變的大量電信號采集并且辨別出來(lái)。經(jīng)過(guò)多次試驗，博伊爾和史密斯終于解決了上述難題。他們采用一種高感光度的半導體材料，將光線(xiàn)照射導致的電信號變化轉換成數字信號，使得其高效存儲、編輯、傳輸都成為可能。簡(jiǎn)單地說(shuō)，CCD圖像傳感器就像是膠片一樣，有了它，人們就再不用耗時(shí)費力地去沖洗膠片了。

　　

　　

CCD圖像傳感器作為一種新型光電轉換器現已被廣泛應用于攝像、圖像采集、掃描儀以及工業(yè)測量等領(lǐng)域。作為攝像器件，與攝像管相比，CCD圖像傳感器有體積小、重量輕、分辨率高、靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍寬、光敏元的幾何精度高、光譜響應范圍寬、工作電壓低、功耗小、壽命長(cháng)、抗震性和抗沖擊性好、不受電磁場(chǎng)干擾和可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)。

　　

CCD圖像傳感器除了大規模應用于數碼相機外，還廣泛應用于攝像機、掃描儀，以及工業(yè)領(lǐng)域等。此外，在醫學(xué)中為診斷疾病或進(jìn)行顯微手術(shù)等而對人體內部進(jìn)行的拍攝中，也大量應用了CCD圖像傳感器及相關(guān)設備。

　　

CCD是數碼相機的電子眼，它革新了攝影術(shù)，光可以被電子化地記錄下來(lái)，取代了膠片。這一數字形式極大地方便了對圖像的處理和發(fā)送，”諾貝爾獎評選委員會(huì )稱(chēng)贊說(shuō)，“無(wú)論是我們大海中深邃之地，還是宇宙中的遙遠之處，它都能給我們帶來(lái)水晶般清晰的影像。”

　　

CCD圖像傳感器已成為攝錄一體機、打印機、傳真機、攝像機、數碼相機、掃描儀、數字攝像機和多媒體系統的核心部件。

　　

在世界已進(jìn)入信息時(shí)代的今天，以數字化、計算機、通訊、電視和多媒體為主要特征的信息革命正在興起。作為視覺(jué)傳感器的CCD攝像器件，在光電圖像信息獲取與處理中起著(zhù)極其重要的作用。CCD圖像傳感器的市場(chǎng)十分廣闊，前景十分看好。

　　

CCD圖像傳感器經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，已經(jīng)成熟并實(shí)現了商品化。CCD圖像傳感器從最初簡(jiǎn)單的8像元移位寄存器發(fā)展至今，已具有數百萬(wàn)至上千萬(wàn)像元。由于CCD圖像傳感器具有很大的潛在市場(chǎng)和廣闊的應用前景，因此，國際上在這方面的研究工作進(jìn)行得相當活躍，美國、日本、英國、荷蘭、德國、加拿大、俄羅斯、南韓等國家均投入了大量的人力、物力和財力，并在CCD圖像傳感器的研究和應用方面取得了令人矚目的成果。美國和日本的器件和整機系統已進(jìn)入了商品化階段。

　　

　　

中國CCD圖像傳感器的研制工作也在穩步地進(jìn)行。第一代普通線(xiàn)陣CCD圖像傳感器（光敏元為MOS結構）和第二代對藍光響應特性好的（光敏元為光電二極管陣列）CCPD均已形成128、256、512、1024、1728、2048、2500像元的系列產(chǎn)品，在實(shí)驗室已做出了3456、4096像元的CCPD樣品；面陣CCD圖像傳感器已研制出32×32、75×100、108×108、150×150、320×230、256×320、512×320、491×384、580×394、512×512、600×500、756×581、800×800像元器件。在實(shí)驗室已研制出了1024×1024，2048×2048像元的器件，基本上形成了系列化產(chǎn)品。隨著(zhù)器件性能的改進(jìn)，CCD攝像機也將得到迅速發(fā)展。

　　

除可見(jiàn)光CCD圖像傳感器外，中國還研制出了線(xiàn)陣64、128、256、1024像元和面陣32×64、128×128、256×256像元硅化鉑肖特基勢壘紅外CCD（Ptsi桽BIRCCD）。中國正在研制和開(kāi)發(fā)的CCD有：512×512像元X射線(xiàn)CCD、512×512像元光纖面板耦合CCD像敏器件、512×512像元幀轉移可見(jiàn)光CCD、1024×1024像元紫外CCD、1024像元X射線(xiàn)CCD、512×512像元PtSi桽BIRCCD、微光CCD和多光譜紅外CCD等。但由于受經(jīng)費、設備等因素影響，中國CCD圖像傳感器的研究進(jìn)展尚不夠迅速，還沒(méi)有生產(chǎn)能力，與國際先進(jìn)水平相比差距很大。就CCD的應用潛力而言，也最多不過(guò)發(fā)揮了1%左右。據悉，信息產(chǎn)業(yè)部下屬研究所已從美國和俄羅斯引進(jìn)可見(jiàn)光和紅外CCD芯片生產(chǎn)線(xiàn)并開(kāi)展試驗工作，這將大大促進(jìn)中國CCD芯片的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。