感光桿

電荷藕合器件圖像感測器CCD（ChargeCoupledDevice），它使用一種高感光度的半導體材料製成，能把光線轉變成電荷，通過模數轉換器晶片轉換成數位訊號，數位訊號經過壓縮以後由相機內部的閃速存儲器或內置硬碟卡保存，因而可以輕而易舉地把數據傳輸給計算機，並藉助於計算機的處理手段，根據需要和想像來修改圖像。CCD由許多感光單位組成，通常以百萬像素為單位。當CCD表面受到光線照射時，每個感光單位會將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產生的信號加在一起，就構成了一幅完整的畫面。

基本介紹

• 中文名：感光桿

簡介

CCD和傳統底片相比，CCD更接近於人眼對視覺的工作方式。只不過，人眼的視網膜是由負責光強度感應的桿細胞和色彩感應的錐細胞，分工合作組成視覺感應。CCD經過長達35年的發展，大致的形狀和運作方式都已經定型。CCD的組成主要是由一個類似馬賽克的格線、聚光鏡片以及墊於最底下的電子線路矩陣所組成。目前有能力生產CCD的公司分別為：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本廠商。

互補性氧化金屬半導體CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）和CCD一樣同為在數位相機中可記錄光線變化的半導體。CMOS的製造技術和一般計算機晶片沒什麼差別，主要是利用矽和鍺這兩種元素所做成的半導體，使其在CMOS上共存著帶N（帶–電）和P（帶+電）級的半導體，這兩個互補效應所產生的電流即可被處理晶片紀錄和解讀成影像。然而，CMOS的缺點就是太容易出現雜點,這主要是因為早期的設計使CMOS在處理快速變化的影像時，由於電流變化過於頻繁而會產生過熱的現象。

相關資料

科學家們一直在尋找機會反駁達爾文的“優勝劣汰”進化論，最近，來自歐洲分子生物學實驗室的科學家宣布，他們發現了眼睛進化的秘密，對達爾文的進化理論提出了有力挑戰。科學家們發現，眼睛中感光層的光敏細胞是從我們祖先位於腦中的光敏細胞進化而來的，而非物競天擇。

早期的動物祖先中存在兩類光敏細胞，一類是感光桿細胞，現存在於大多數動物的眼睛中，另一類是睫狀細胞，仍存在動物腦中。只是大腦中的睫狀細胞最終進化成視網膜的感光層。

科學家們是通過一種海洋蠕蟲的活化石得出這一結論的，這種蠕蟲與6億多年以前的人類祖先非常相似。當看到這些化石照片時，他們注意到，蠕蟲大腦中的細胞形狀與人眼的感光層非常相似，於是立即產生假設：這兩種光敏細胞可能有共同的進化起源。

他們隨後利用進化論生物學家們常用的現代工具———分子指紋對這一假設進行了科學驗證。如果兩個物種的細胞擁有相匹配的分子指紋，這些細胞很有可能來源於同一個原始細胞。其中一研究人員很快測出蠕蟲大腦細胞的分子指紋，結果發現，蠕蟲的視蛋白（光敏分子）與脊椎動物感光層中的視蛋白驚人地相似，也就是說，這兩種細胞擁有相同的分子指紋，這為人眼進化提供了確切證據，眼睛的細胞來源於腦細胞，並不是通過自然變異和天然選擇進化而來的。

複雜器官和生理結構如脊椎動物眼睛的進化一直以來都吸引著生物學家的目光。在近期的Current
Biology雜誌上，來自牛津大學、倫敦大學和荷蘭Radboud大學的研究人員報導說一種關鍵的眼睛蛋白的進化歷史揭示出了先前未知的脊椎動物眼睛的特定成分與無脊椎動物更為原始的感光系統成分之間的關係。這些發現有助於澄清人類了解脊椎動物眼睛進化過程的概念框架。我們的視力依賴於我們眼睛在視網膜上形成一個清晰、聚焦的影像的能力。聚焦的關鍵成分是眼睛的晶體，並且物理特性以及它精確折射光的能力起源於高濃度的特殊蛋白——晶狀體細胞中的晶狀體球蛋白。

魚類、青蛙、鳥類和哺乳動物的眼睛都能成像是因為它們的眼睛都能表達晶狀體球蛋白並形成一個晶體。但是，脊椎動物的最近的無脊椎動物親戚如海鞘（sea

squirts）的眼睛只能檢測光但不能形成一個形象。這使一些人認為晶體在脊椎動物進化的初期就發生了進化——這又產生了一個進化生物學問題：具有這種特殊物理特徵的複雜器官是如何進化的呢？

在這項新的研究中，Shimeld和同事調查了一個晶狀體球蛋白家族的進化起源。通過對脊椎動物的無脊椎動物近親海鞘進行研究，研究人員發現這些動物擁有一個獨特的晶狀體球蛋白基因——在它的原始的感光系統中表達。這些發現強有力的證明研究的這個蛋白家族起源於這個單獨的基因。

此外，研究人員還發現這種海鞘晶狀體球蛋白基因的表達顯著地受到一些遺傳成分的控制，而這些遺傳成分還對控制脊椎動物晶體形成的因子作出反應：當這個海鞘基因的調節區域被轉移到青蛙胚胎中時，這些調節元件在蝌蚪自己的視覺系統中促進基因的表達。這些有力地說明在晶體進化前，兩個系列的基因之間存在一種調節性的聯繫