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2024年6月8日发(作者:)
几个主要参数的对照-----
科研级CCD相机
真实分辨率 25万-1600万像素
根据用户的应用需要,采用
不同分辨率的系统
4e-至18e-
民用数码相机
100万-800万像素
应用专一的,拍摄景
物,人物
无标识
视频CCD相机
40万-100万像素
实时监测,比如生
产线,交通路口
无标识
快, 视频
10%左右
否/偶有冷
高
8bits
追求的是速度,非
颜色还原性和分辨
率
较好, 一般工业
用,
可以再次开发
差,民用和工业用
读出噪音
读出速度
峰值量子效率
是否制冷
暗电流
动态范围
快、慢都有,有明确的标识, 慢或较快,
如20MHz
40%-95%
必须制冷,以达到高信
噪比
低或极低, 有明确的数据标
识
12bits or 16bits
因为科研级的涉及到光密
度,光强度的计算
好,可以和专业领域的研究
应用软件实现无缝连接,一
般提供开发包,可以二次开
发
高或极高
用于尖端科技研究
10%左右
否
高, 没有标识
8bits or 10bits
只是图像的展示
操作灵活性 一般,专机专用
系统灵敏度和
应用
(S/N)
一般
生活拍照
了解更多科学级CCD产品信息,请登陆
美国普林斯顿仪器公司网站:
如何解释科研级CCD相机的应用和概念
常见提问和回答:
1. CCD我知道,就是“摄像头”;比“数码相机”差多了
CCD的是“Charge Couple Device”的简写,翻译成中文叫“电荷耦合器”。无论是科研级
的数码相机,民用的数码相机还是常见的“摄像头”,都是以CCD为光信号接收器件的
仪器。成像的基本原理是一样的。它们各有不同的应用领域,尤其是科研级数码相机技
术的飞速发展,使得它已被应用于各种研究领域,如:生命科学研究、天文观测、医学
检测新仪器的开发、卫星监测、环境监测,甚至新型武器装备的开发和研制等。
2. 目前市场上的数码相机很便宜,500万,甚至600万像素的也就三四千元,你们的数码
相机为什么这么贵?
答:我们的数码相机是科研级的,虽然都是CCD作为光的基本接收器件,但是CCD本
身是不同级别的。根据科学实验的要求:需要高灵敏度的,低噪声的,高动态域的,高
速度的,不同冷却温度的,我们要提供不同技术参数的仪器。单从分辨率角度看,科研
级的CCD数码相机不一定都要求高分辨,会有不同分辨率的CCD芯片的相机,还有线
型的,比如
2 x 1000,的CCD相机呢,分辨率与价格没有直接关系,不是决定相机价格的必然因素。
3.和CMOS是什么差别?CMOS很便宜
CMOS,是“Complementary Metal-Oxide Semiconductor”的简写,翻译成互补性金属氧
化物半导体,也是一种光感应器件。 和CCD相比,有传输速度快,耗电量小的优点。
但是,由于CMOS传感器集成度高,光电传感原件与电路之间距离很近。相互之间的
光、电、磁干扰较为严重,电流变化过于频繁会产生过热现象。在图像显示上,就是噪
声非常大。尤其针对科研应用中的长时间曝光的模式下,缺点显露无疑。 而CCD传
感器的技术相对成熟,并且不断有新的技术产生,这些都不断地巩固了CCD在科研应
用中位置。另外, 一般情况下, CMOS分辨率较低,在一百万像素之内。而CCD会
根据不同的科研需要,有不同分辨率、不同形状的CCD提供。
4.CCD是什么冷却方式?制冷温度越低越好吗?
电子冷却,半导体冷却,Peltier冷却都是一个概念,它们是常见的CCD相机冷却方式。
也有用液氮进行冷却的,制冷温度可达-120摄氏度。制冷的目的是降低暗电流(暗噪
声)。图像采集的质量取决于信号噪声比,降低噪声是取得高信噪比的一个途径,这里
所说的噪声包括读出噪声、暗噪声和随机噪声。总噪声N
T
=(N
R
2
+D
C
2
)
1/2,
举例说明:
If exposure time is 5second, 暗噪声:
CoolSnap ES, 1e/p/s, CoolSnap HQ, 0.05e/p/s
读出噪声都是:8e - rms
CoolSnap ES---- DC=1x5=5e,N
T-ES
=(8
2
+5
2
)
1/2
=9e
CoolSnap HQ----DC=0.05x5=0.25e,N
T-HQ
=(8
2
+0.25
2
)
1/2
=8e
如果曝光时间在10秒钟以内,总体噪声大体相当: N
T-ES =====
N
T-HQ
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