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郑州南北仪器设备有限公司 卢明亮 电话手机Email: QQ:562113500数字摄像头CCD的一些知识CCD(电荷耦合器)摄像头基本知识现在科学级的摄像头比前几年更尖端,应用领域也更广了。在生物科学领域,从显微镜、分光光度计到胶文件、化学放光探测系统,都用到了CCD的摄像头。下面对CCD的一些常见指标进行表述。1、什么是数字摄像头所有CCD芯片都属于模拟的设备。当图像进入计算机是数字的。如果信号在摄像头、采集卡两部分完成数字化的,这个CCD被认为是模拟CCD。数字摄像头事实上是由内置于摄像头的数字化设备完成数字化过程,这样可以减少图像噪音。与模拟摄像头相比,数字摄像头提高了摄像头的信噪比、增加摄像头的动态范围、最大化图像灰度范围。科学级的绝大多数的CCD芯片都是由Kodak、Sony、SIT制造。2、评价CCD的基本指标像素值、信躁比、冷却温度等a、信噪比SNR真实体现摄像头的检测能力。所有的CCD摄像头的厂家为提高摄像头的性能,都尽力使信号(可达到满井电子的数目)最大同时尽可能减少噪音。SNR=满井电子/噪音电子=动态范围=最大灰阶=2bit数在相同满井电子的CCD,降低CCD噪音,就能提高CCD的监测能力,热或者暗电流对于CCD都是噪音,噪音在Cool CCD基本都可以被深度致冷的Peltier消除。在曝光超过5-10秒,CCD芯片就会发热,没有致冷设备的芯片,“热或者白的像素点就会遮盖图像,图像到处可见雪花。-20度的摄像头可以拍摄高达5分钟的图像,-40度的摄像头拍摄时间可以超过1小时。CCD结构设计、数字化的方法等都会影响噪音的产生。通过改善结构、优化方法,同样能减少噪音的产生。典型的真16bit的摄像头(能检测65536级灰度)都有很大的像素点(16-30um)。然而这些摄像头非常贵,同时图像数据很大,传输速度很慢。在基因组和蛋白组研究中,16bit的摄像头在捕获DNA和蛋白图像上不太实用,一般用于深度太空的专业天文学研究。真实的16bit的CCD,24um24um的像素点,1大小只能有50万像素点。B、像素面积这个指标是在芯片的一个重要指标。像素面积越大、对光越灵敏。因为像素点面积有更多电子,能产生更多信号。在1/2、2/3、1的芯片上,像素点越大,像素越少。会影响空间分辨率。大像素点增加灵敏度、小的像素点增加分辨率。要提高影像质量就必须增加CCD的像素,因此在CCD尺寸一定的情况下,增加像素就意味着要缩小了像素中的光电二极管。我们知道单位像素的面积越小,其感光性能越低,信噪比越低,动态范围越窄,因此这种方法不能无限制地增大分辨率,所以,如果不增加CCD面积而一味地提高分辨率,只会引起图像质量的恶化。但如果在增加CCD像素的同时想维持现有的图像质量,就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大CCD的总面积。而目前更大尺寸CCD加工制造比较困难,成品率也比较低,因此成本也一直降不下来,这一矛盾对于CCD而言是难以克服的相同数目的像素,排列越密集,像素之间就越容易出现电流干扰,容易出现“噪点等干扰成像质量的现象出现。所以尺寸越大越好,当然成本也会随之提高并且不是成比例提高,而是以几何级数向上提8bit-CCD可以达到30帧/每秒,基本可以认为是同步的。不论模拟或数字的CCD,超过15帧可以接受。应用差别有以下几点:1.数字CCD 是电子藕荷元件其可以直接和电脑连接,并可以在图象分析软件中直接对CCD进行控制拍摄.2.拍摄动态物体的

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