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CCD相機(顯微成像攝像頭)參數專業術語解釋
點擊次數: 發布時間:【2016-11-10】

1. 像素大小(Pixel Size)

指個別感應像素的實際尺寸大小,不論是長或寬,都以μm(Micrometer)為計量單位。像素愈大,則所需曝光成像時間較短,但卻會犧牲些許空間分辨率。反之,像素愈小,則需較久的曝光成像時間,成像之后的影像分辨率,則較好。

2. CCD(Charge Coupled Devices) ︰個別光感應組件(稱為Pixels)組合成矩陣或線形式的半導體裝置,光學鏡頭把影像聚在此Sensor上,每一個Pixels累積和光成正比的電荷,然后傳送讀出。輸出矩陣大小是感光元矩陣的一半就是interlace模式CCD,如是相同大小就是Progressive Scan CCD。

3.景深 (Depth of Field) :最近和最遠點之間的距離能聚焦清楚,受鏡頭焦距長及光圈大小影響。降低焦距長及光圈縮小,景深就會增加。

4.電子快門(Electronic Shutter) ︰CCD/CMOS Camera操作模式,積分時間可以縮短,不需任何機械裝置被用來降低抓取快速移動物體產生的模糊現象。

5.暗電流(Dark Noise Current) :在某特定工作溫度的條件下,遮蔽CCD/CMOS的感應器,使其避免任何光源的照射或感光,而經由感測組件本身產生的電荷數(Electrons)。噪聲值的大小,以特定溫度,每秒產生的電荷數為主要單位。

6.輸出噪聲(Readout Noise) :CCD/CMOS正常工作時,除了真正有效的輸出訊號外,因其它因素造成而隨之輸出的電荷數,皆稱之。

7.量子效益(Quantum Efficiency) :直接進入或投射在感測組件上的光子總數(Photons) ,與被傳感器換成電荷數的比率,通常用百分比(%)來表示。

8.電位井容量(Fall-well Capacity) :每個圖素所有容納的電荷總數量。數目愈多,影像的動態范圍(Dynamic Range)愈大;更能表現影像上,任何微小明暗度的變化。

9.S /N (Signal To Noise Ratio) :常以dB為單位表示,是正常訊號輸出和電子訊號內的噪聲比。

10.模擬數字化(Analog To Digital) :是CCD/CMOS攝影機輸出影像訊號的格式。早期所制定的標準型的CCD/CMOS,多采用模擬訊號輸出。目前各廠商,則陸續推出內建模擬轉數字(ADC)電路的數字化攝影機。攝影機所能提供的影像灰階度,則取決于A/D轉換電路的位數。譬如,8位攝影機,可提供28=256灰階影像輸出,而10位,則代表1024灰階度表現力,依此類推。

11.白平衡:白平衡是攝像機的一個極重要的概念.所謂白平衡,就是攝像機對白色物體的還原.當我們用肉眼觀看這大千世界時,在不同的光線下,對相同的顏色的感覺基本是相同的,比如在早晨旭日初升時,我們看一個白色的物體,感到它是白的;而我們在夜晚昏暗的燈光下,看到的白色物體,感到它仍然是白的.這是由于人類從出生以后的成長過程中,人的大腦已經對不同光線下的物體的彩色還原有了適應性.但是,作為攝像機,可沒有人眼的適應性,在不同的光線下,由于CCD/CMOS輸出的不平衡性,造成攝像機彩色還原失真:具體到拍攝白色物體的時候就表現為或者偏藍,或者偏紅,從而造成整個拍攝的圖像彩色失真.

12.制冷:CCD工作時溫度會升高,這會產生噪音,尤其是長時間曝光(若熒光拍攝等情況需要較長的曝光時間),如果把溫度降低,可以減少這類噪音,所以大家看到有冷CCD。制冷方式有很多,比如裝風扇、半導體制冷、水循環制冷,還有用液氮制冷的,制冷越低,降噪越好,但是成本也就越高。Tucsen二級半導體制冷CCD,可制冷至室溫下-45℃。

13.灰階:一般是寫的多少 bit,這個值高點好些,這樣在一些層次比較多或者不容易區分的圖片的拍攝上會有幫助,常見的是醫院血液科的血涂片拍攝:紅血球非常薄而且多,經常在鏡下觀察時會發現有不少是有重疊的,人眼還比較好區分重疊的部分,但是換到CCD上面的話,基本需要12bit以上了,最好是14bit的。對于做灰度分析或者熒光定量分析的,灰階還是高點好;

14.速度:這個自然是越快越好,不過要注意區分:速度分為讀出速度,預覽速度,采集速度;讀出速度高不一定預覽、采集就快,因為它還受后面接口、電腦等的影響;預覽速度受分辨率影響,采集速度相對好點,因為他的變動基本上就只有電腦配置高低影響了;

15.數據接口:最常用的是 USB接口,1394其次,還有就是串口;

16.Binning:這是提高CCD預覽、采集的常見方法,支持的binning越高,速度也就能提的更高,不過會犧牲分辨率——其實它就是把幾個像素當作一個像素計算,比如2X2,就是把4個像素當作一個像素;

17.曝光時間:支持的時間越長,在拍攝弱光的時候會好些;至于說最小曝光時間,原理上可以側面反應CCD的靈敏度,但是需要參考的條件比較多

18.GAIN:一個信號放大的參數,GAIN越大,所需要的曝光時間也就越短,但是相應的噪音也就會增加。更多NicwellCam顯微鏡成像產品 

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