CCD摄像头的性能详细技术讲解
CCD摄像头的性能详细技术讲解
科学级CCD支持神经系统和脑成像；生物自发荧光和冷光成像；热成像；夜视成像；空气动力学成像；
Cortical成像；真空成像；Raman显微镜成像；化学发光成像；风洞测试成像；核子成像；科学目标跟
踪及远程侦察。
数字化
ProgRes CCD 摄影机支持及控制(选项)：
灰阶数量决定图片的素质和对比。
8位 - 256灰阶 (28)
10位 - 1024灰阶 (210)
12位 - 4096灰阶 (212)
14位 - 16384灰阶 (214)
14+x位 > 16384灰阶 (214+x)
较多的位 - 增加资料深度 (data depth)，因此可提供更丰富的信息。
注：bit 是 BInary digiT 的缩写，称为"位"，也称为"比特"。
火线 (firewire) 与 万用串行总线 (USB) 之优缺点比较
所有 ProgRes CCD 摄影机都备有火线 (IEEE1394a) 技术。
注：USB ( 万用串行总线)的英文全名是 Universal Serial Bus。
对等式 Peer-to-Peer (P2P) 技术能让使用者「直接互相分享」。
1394a 火线是当今较强的解决方案，因为它可提供快捷的传输速度以及足够的电源，适合
ProgRes 专业CCD 摄影机应用 。
下一代的火线拥有更快的传输速度：1394b 将拥有 800Mbps 的频宽。
CCD 与 CMOS 影像感光组件之特点与效能比较
注：CCD 是 Charge-Coupled Device 的简称，是电荷藕合组件，也称为"数字摄影头"或"数字摄影机"。
CMOS 是 Complementary Metal-Oxide Semiconductor 的简称，是互补性氧化金属半导体。
提高 Fill Factor (单一画素中可吸收光的面积对整个画素的比例)，可有效做到提升敏感度、放大面积
(全片幅) 和降低噪声的影响。
响应度 (responsitivity) 为感光组件每单位光的响应。
ProgRes 制冷 (散热) - cooled CCD
适当的排列内建零组件。
- "两块电路板" 解决方案。
- 适当的相机组装。
- 制冷组件、风扇及金属外壳。
内建零组件。
- 可感测热电。
- 高品质。
- 有利的尺寸 (零组件并非一定要用到极限)。
- 电源管理。
相机内部电源管理。
- 没有产生的热能不需排出。
整个感光面积都拥有一致情况。
- 对称的电路板提供良好数据再现性。
稳定的制冷。
- 撷取的影像可再现。
- 短时间与长时间曝光都稳定。
模拟增益 (Analogue Gain)
模拟增益最多增加八倍的敏感度。
短时间曝光也行 (萤光及暗视野)。
来源：美国自然基因有限公司网站
网址：http://www.naturegene.cn
科学级CCD支持神经系统和脑成像；生物自发荧光和冷光成像；热成像；夜视成像；空气动力学成像；
Cortical成像；真空成像；Raman显微镜成像；化学发光成像；风洞测试成像；核子成像；科学目标跟
踪及远程侦察。
数字化
ProgRes CCD 摄影机支持及控制(选项)：
灰阶数量决定图片的素质和对比。
8位 - 256灰阶 (28)
10位 - 1024灰阶 (210)
12位 - 4096灰阶 (212)
14位 - 16384灰阶 (214)
14+x位 > 16384灰阶 (214+x)
较多的位 - 增加资料深度 (data depth)，因此可提供更丰富的信息。
注：bit 是 BInary digiT 的缩写，称为"位"，也称为"比特"。
火线 (firewire) 与 万用串行总线 (USB) 之优缺点比较
所有 ProgRes CCD 摄影机都备有火线 (IEEE1394a) 技术。
|
IEEE1394a 火线的优点 保证频宽 400Mbps，其中之 320Mbps 可用作数据传输 电源提供可达 8W 电压范围为 8 到 32V 只需一条传输线 可同时装置多台摄影机 对等式 (P2P) 连结 可用远距离光纤延伸线 与 IEEE1394b 兼容 |
USB2.0 的优点 大部份现有计算机都会备有 USB2.0 接口 |
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IEEE1394a 火线的缺点 不是所有计算机都会备有火线接口 加装火线适配卡 |
USB2.0 的缺点 典型频宽为 150 到 200Mbps 理论频宽 480Mbps 不保证频宽 电源提供最大 2.5W 传输线最长 10m 主仆式 (Master to slave) 连结， 没有对等式 (P2P) 连结 没有升级计划 |
注：USB ( 万用串行总线)的英文全名是 Universal Serial Bus。
对等式 Peer-to-Peer (P2P) 技术能让使用者「直接互相分享」。
1394a 火线是当今较强的解决方案，因为它可提供快捷的传输速度以及足够的电源，适合
ProgRes 专业CCD 摄影机应用 。
下一代的火线拥有更快的传输速度：1394b 将拥有 800Mbps 的频宽。
CCD 与 CMOS 影像感光组件之特点与效能比较
|
特点 |
CCD |
CMOS |
|
画素输出讯号 |
电子封包 |
电压 |
|
芯片输出讯号 |
电压 (模拟) |
位 (数字) |
|
相机输出讯号 |
位 (数字) |
位 (数字) |
|
充填因子 (Fill factor) |
高 |
中 |
|
系统噪声 |
低 |
中 |
|
系统复杂性 |
高 |
低 |
|
感光组件复杂性 |
低 |
高 |
|
相对的系统价格 |
较高 |
较低 |
|
效能 |
CCD |
CMOS |
|
响应度 (responsitivity) |
中 |
稍好 |
|
动态范围 |
高 |
中 |
|
一致性 |
高 |
低至中 |
|
统一快门 (unifrom shuttering) |
快，普通 |
拙劣的 |
|
速度 |
中至高 |
较高 |
|
窗口变化 (windowing) |
有限 |
广泛 |
|
抗模糊 (anti-blooming) |
高至无 |
高 |
注：CCD 是 Charge-Coupled Device 的简称，是电荷藕合组件，也称为"数字摄影头"或"数字摄影机"。
CMOS 是 Complementary Metal-Oxide Semiconductor 的简称，是互补性氧化金属半导体。
提高 Fill Factor (单一画素中可吸收光的面积对整个画素的比例)，可有效做到提升敏感度、放大面积
(全片幅) 和降低噪声的影响。
响应度 (responsitivity) 为感光组件每单位光的响应。
ProgRes 制冷 (散热) - cooled CCD
适当的排列内建零组件。
- "两块电路板" 解决方案。
- 适当的相机组装。
- 制冷组件、风扇及金属外壳。
内建零组件。
- 可感测热电。
- 高品质。
- 有利的尺寸 (零组件并非一定要用到极限)。
- 电源管理。
相机内部电源管理。
- 没有产生的热能不需排出。
整个感光面积都拥有一致情况。
- 对称的电路板提供良好数据再现性。
稳定的制冷。
- 撷取的影像可再现。
- 短时间与长时间曝光都稳定。
模拟增益 (Analogue Gain)
模拟增益最多增加八倍的敏感度。
短时间曝光也行 (萤光及暗视野)。
来源：美国自然基因有限公司网站
网址：http://www.naturegene.cn
