CCD摄像头的性能详细技术讲解.doc

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。　

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
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)。