CCD攝像頭的性能詳細技術(shù)講解

來源：自然基因科技有限公司 2008年01月17日 16:49

CCD攝像頭的性能詳細技術(shù)講解

科學(xué)級CCD支持神經(jīng)系統(tǒng)和腦成像；生物自發(fā)熒光和冷光成像；熱成像；夜視成像；空氣動力學(xué)成像；
Cortical成像；真空成像；Raman顯微鏡成像；化學(xué)發(fā)光成像；風(fēng)洞測試成像；核子成像；科學(xué)目標跟
蹤及遠程偵察。

數(shù)字化

ProgRes CCD 攝影機支持及控制(選項)：

灰階數(shù)量決定圖片的素質(zhì)和對比。
8位 -　 256灰階　(2⁸)
10位 -　 1024灰階　(2¹⁰)
12位 -　 4096灰階　(2¹²)
14位 - 　16384灰階　(2¹⁴)
14+x位 >　16384灰階　(2^14+x)

較多的位 - 增加資料深度 (data depth)，因此可提供更豐富的信息。

　注：bit 是 BInary digiT 的縮寫，稱為"位"，也稱為"比特"。

火線 (firewire) 與萬用串行總線 (USB) 之優(yōu)缺點比較

所有 ProgRes CCD 攝影機都備有火線 (IEEE1394a) 技術(shù)。　

IEEE1394a 火線的優(yōu)點　保證頻寬 400Mbps，其中之　　 320Mbps 可用作數(shù)據(jù)傳輸　電源提供可達 8W 　電壓范圍為 8 到 32V 　只需一條傳輸線　可同時裝置多臺攝影機　對等式 (P2P) 連結(jié) 　可用遠距離光纖延伸線　與 IEEE1394b 兼容	USB2.0 的優(yōu)點　大部份現(xiàn)有計算機都會備有 USB2.0 　　接口
IEEE1394a 火線的缺點　不是所有計算機都會備有火線接口　加裝火線適配卡	USB2.0 的缺點　典型頻寬為 150 到 200Mbps 　理論頻寬 480Mbps 　不保證頻寬　電源提供zui大 2.5W 　傳輸線zui長 10m 　主仆式 (Master to slave) 連結(jié)，　　沒有對等式 (P2P) 連結(jié) 　沒有升級計劃

　注：USB ( 萬用串行總線)的英文全名是 Universal Serial Bus。
　　　對等式 Peer-to-Peer (P2P) 技術(shù)能讓使用者「直接互相分享」。

1394a 火線是當今較強的解決方案，因為它可提供快捷的傳輸速度以及足夠的電源，適合
ProgRes 專業(yè)CCD 攝影機應(yīng)用。

下一代的火線擁有更快的傳輸速度：1394b 將擁有 800Mbps 的頻寬。

　CCD 與 CMOS 影像感光組件之特點與效能比較

特點	CCD	CMOS
畫素輸出訊號	電子封包	電壓
芯片輸出訊號	電壓 (模擬)	位 (數(shù)字)
相機輸出訊號	位 (數(shù)字)	位 (數(shù)字)
充填因子 (Fill factor)	高	中
系統(tǒng)噪聲	低	中
系統(tǒng)復(fù)雜性	高	低
感光組件復(fù)雜性	低	高
相對的系統(tǒng)價格	較高	較低
效能	CCD	CMOS
響應(yīng)度 (responsitivity)	中	稍好
動態(tài)范圍	高	中
一致性	高	低至中
統(tǒng)一快門 (unifrom shuttering)	快，普通	拙劣的
速度	中至高	較高
窗口變化 (windowing)	有限	廣泛
抗模糊 (anti-blooming)	高至無	高

　注：CCD 是 Charge-Coupled Device 的簡稱，是電荷藕合組件，也稱為"數(shù)字攝影頭"或"數(shù)字攝影機"。
　　　CMOS 是 Complementary Metal-Oxide Semiconductor 的簡稱，是互補性氧化金屬半導(dǎo)體。
　　　提高 Fill Factor (單一畫素中可吸收光的面積對整個畫素的比例)，可有效做到提升敏感度、放大面積
　　　 (全片幅) 和降低噪聲的影響。
　　　響應(yīng)度 (responsitivity) 為感光組件每單位光的響應(yīng)。

　ProgRes 制冷 (散熱) - cooled CCD

適當?shù)呐帕袃?nèi)建零組件。
- "兩塊電路板" 解決方案。
- 適當?shù)南鄼C組裝。
- 制冷組件、風(fēng)扇及金屬外殼。
內(nèi)建零組件。
- 可感測熱電。
- 高品質(zhì)。
- 有利的尺寸 (零組件并非一定要用到極限)。
- 電源管理。
相機內(nèi)部電源管理。
- 沒有產(chǎn)生的熱能不需排出。
整個感光面積都擁有一致情況。
- 對稱的電路板提供良好數(shù)據(jù)再現(xiàn)性。
穩(wěn)定的制冷。
- 擷取的影像可再現(xiàn)。
- 短時間與長時間曝光都穩(wěn)定。

模擬增益 (Analogue Gain)

模擬增益zui多增加八倍的敏感度。
短時間曝光也行 (螢光及暗視野)。

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