| 一小时“头脑风暴”催生数字式相机 |
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| 科技日报 2006-08-01 |
贝尔实验室研究人员博伊尔和史密斯于上世纪60年代末，发明了当今数字相机的基础元件———电荷耦合器件（CCD）,使数字相机逐渐取代传统的感光胶卷相机，从此，照相业发生天翻地覆的变化。第一台电荷耦合器件只有6个像素，而当今普通数字相机拥有400万到600万像素。好的数字相机可以达到800万以上像素，柯达公司用于专业电影摄影的相机像素数高达3900万。
近日，美国家工程院将向博伊尔和史密斯颁发CharlesStarkDraper奖，以奖励他们做出的突破性发明。这一最著名的工程奖的奖金为50万美元。
执着带来创新
博伊尔和史密斯发明电荷耦合器件（CCD）也不是一帆风顺，并且不时遭到怀疑者的冷嘲热讽。上世纪60年代末，贝尔实验室正研发多种存储数据的新方法，其中最热门的是“磁泡”技术。博伊尔的上司、时任贝尔实验室电子技术部副总裁的莫顿，就热衷于“磁泡”技术的研发。他每2到3天就会给博伊尔打个电话，催问他的研究工作进展情况。据博伊尔回忆：一天早上8点半，莫顿又打来电话，甚至都不向博伊尔道一声早安，直接就问：“你在干什么？”这个电话让博伊尔感到凉飕飕的。当时博伊尔和史密斯痴迷于半导体研究，“磁泡”技术占据电子技术部的大部分研发经费。如果博伊尔再不赶快发明出新的东西，他们的经费就要枯竭了。靠着这股执着劲，1969年的一天下午，博伊尔将史密斯叫到一个房间共同讨论，在一块普通的黑板上画来画去，经过一个小时暴风雨般的智慧碰撞，最终他们画出后来称为电荷耦合器件的新器件草图。他们的理念是：当光子击中电荷耦合器件中的硅片时，它们释放出电子，产生同射入的光密度成比例的电荷，利用小电容器收集和存储这些电荷。实际上电荷耦合器件由很多这些小电容器组成。
尽管当时很多人都不认为电荷耦合器件拥有捕获和存储图像的能力，博伊尔很快认识到，这种新器件将是“磁泡”技术的强有力的竞争者，拥有成像的潜力。为了慎重对待这一发明，他们将它保密了几周。后来他们在简单的金属氧化物阵列上，制造出第一个电荷耦合器件，并且其性能还不错。这才导致整个贝尔实验室的人，集体对这种器件进行大规模的研发。在制成头两台成像器件后，史密斯就意识到化学胶卷相机即将灭亡。
发明电荷耦合器件未获一分钱
1990年，装有电荷耦合器件的哈勃太空望远镜开创了太空光学天文学新纪元。装有电荷耦合器件的两台“火星”车，仍在探索火星的奥秘。美宇航局戈达德太空中心天体物理学家耿德热说：“没有电荷耦合器件，就不会有太空天文学。”但博伊尔和史密斯并未为此获得太多的荣誉和财富。贝尔实验室拥有电荷耦合器件的专利权。史密斯说：“我们从这项专利未获得一分钱。”博伊尔和史密斯将获得的Draper奖，是社会给予他们的最大荣誉。此外，直到1979年，才有15家天文台向博伊尔和史密斯发出祝贺其发明30周年的贺信。博伊尔说：“当我看到‘火星’车在火星上行走时，我感到特别的激动，也就仅此而已。”
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