凝膠成像分析系統(tǒng)CCD的原理介紹
以下是關(guān)于CCD的介紹：
：CCD是Charge Coupled Device(電荷耦合器件)的縮寫(xiě),它是種半導(dǎo)體成像器件,因而具有靈敏度、抗強(qiáng)光、畸變小、體積小、壽命長(zhǎng)、抗震動(dòng)等點(diǎn)。
（1）CCD尺寸與圖像質(zhì)量
CCD尺寸是影響其成像表現(xiàn)力的個(gè)硬指標(biāo)，是指CCD對(duì)角線的長(zhǎng)度，也即是說(shuō)，CCD的尺寸決定了指感光器件的面積大小。感光器件的面積越大，也即CCD/CMOS面積越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。在相同像素的情況下，CCD的面積越大，單個(gè)感光單元的面積也就越大，其信噪比和感光能力也就越強(qiáng)，成像質(zhì)量就越好。相反，單個(gè)感光單元的面積越小，其信噪比和感光能力也就越弱，成像的質(zhì)量就會(huì)偏差。
（2） CCD的像素
通常描述攝像頭性能的時(shí)候都會(huì)用多少像素來(lái)表示,像素通俗地理解就是構(gòu)成圖像的基礎(chǔ)材料,法有個(gè)畫(huà)派叫點(diǎn)彩派,是在畫(huà)布上點(diǎn)出幾百萬(wàn)個(gè)很小的油彩色點(diǎn)的方法來(lái)組成畫(huà)的,當(dāng)你站在定距離看點(diǎn)彩派的油畫(huà)時(shí),這些色點(diǎn)混合起來(lái)形成幅無(wú)縫的畫(huà);數(shù)字圖像與點(diǎn)畫(huà)派的原理是樣的,只不過(guò)代替小畫(huà)點(diǎn)的是個(gè)個(gè)稱為像素(pixel)的顏色小方塊。
像素低與尺寸大小沒(méi)有關(guān)系，般直觀想法認(rèn)為CCD的像素越，所需空間應(yīng)該越多，相對(duì)的CCD的面積尺寸應(yīng)該越大！對(duì)照現(xiàn)在的生產(chǎn)技術(shù)來(lái)說(shuō)，這個(gè)觀念是對(duì)，也是不對(duì)。事實(shí)上，像素面積大小與線路布局精細(xì)度才是影響CCD尺寸的關(guān)鍵因素；也就是說(shuō)，當(dāng)制成技術(shù)越精密，線路所需占得的空間就越小，相對(duì)像素面積固定下，可以靠得更緊密，也就可以達(dá)到進(jìn)步縮小面積的目的，所以說(shuō)在像素面積定的情況下，線路布局越緊密，像素越，CCD尺寸越大，成像質(zhì)量也就越好。
：CCD結(jié)構(gòu)分解 上層為增光鏡頭 中層為分色濾色片 下層為感光層
第層“增光鏡頭”
我們知道，數(shù)碼相機(jī)成像的關(guān)鍵是在于其感光層，為了擴(kuò)展CCD的采光率，必須擴(kuò)展單像素的受光面積。但是提采光率的辦法也容易使畫(huà)質(zhì)下降。這層“微型鏡頭”就等于在感光層前面加上副眼鏡。因此感光面積不再因?yàn)閭鞲衅鞯拈_(kāi)口面積而決定，而改由微型鏡片的表面積來(lái)決定。
第層是“分色濾色片”
CCD的第層是“分色濾色片”，目前有兩種分色方式，是RGB原色分色法，另個(gè)則是CMYK補(bǔ)色分色法這兩種方法各有缺點(diǎn)。先，我們先了解下兩種分色法的概念，RGB即三原色分色法，幾乎所有人類眼鏡可以識(shí)別的顏色，都可以通過(guò)紅、綠和藍(lán)來(lái)組成，而RGB三個(gè)字母分別就是Red, Green和Blue，這說(shuō)明RGB分色法是通過(guò)這三個(gè)通道的顏色調(diào)節(jié)而成。再說(shuō)CMYK，這是由四個(gè)通道的顏色配合而成，他們分別是青（C）、洋紅(M)、黃(Y)、黑(K)。在印刷業(yè)中，CMYK更為適用，但其調(diào)節(jié)出來(lái)的顏色不及RGB的多。
原色CCD的勢(shì)在于畫(huà)質(zhì)銳利，色彩真實(shí)，但缺點(diǎn)則是噪聲問(wèn)題。因此，大可以注意，般采用原色CCD的數(shù)碼相機(jī)，在ISO感光度上多半不會(huì)超過(guò)400。相對(duì)的，補(bǔ)色CCD多了個(gè)Y黃色濾色器，在色彩的分辨上比較仔細(xì)，但卻犧牲了部分影像的分辨率，而在ISO值上，補(bǔ)色CCD可以容忍較的感光度，般都可設(shè)定在800以上
第三層：感光層
CCD的第三層是“感光片”，這層主要是負(fù)責(zé)將穿過(guò)濾色層的光源轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，并將信號(hào)傳送到影像處理芯片，將影像還原。
傳統(tǒng)的照相機(jī)膠卷尺寸為35mm，35mm為對(duì)角長(zhǎng)度，35mm膠卷的感光面積為36 x 24mm。換算到數(shù)碼相機(jī)，對(duì)角長(zhǎng)度約接近35mm的，CCD/CMOS尺寸越大。在單反數(shù)碼相機(jī)中，很多都擁有接近35mm的CCD/CMOS尺寸，例如尼康德D100，CCD/CMOS尺寸面積達(dá)到23.7 x 15.6，比起消費(fèi)數(shù)碼相機(jī)要大很多，而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸為36 x 24mm，達(dá)到了35mm的面積，所以成像也相對(duì)較好。
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