1、像素越高是不是成像更清晰,產品就越好? 像素是要針對成像設備來看的, 其實 CCD本身的質量比單純的像素高低更重要。 對于同級別 CCD來說, 最重要的指標是 CCD的尺寸大小,尺寸越大其本身價值就成幾何倍地增長。
2. CCD 和 CMOS有什么區別,哪種芯片更好? CCD和 CMOS在制造上的主要區別是 CCD是集成在半導體單晶材料上, 而 CMOS是集成在被稱做金屬氧化 物的半導體材料上。 從原理上, CMOS的信號是以點為單位的電荷信號,而 CCD是以行為單位的電流信號,前者更為敏感, 速度也更快,更為省電。 但 CCD制造工藝較復雜,采用 CCD的攝像頭價格都會相對比較貴。事實上經過技術改造,目前 CCD和 CMOS的實際效果的差距已經減小了不少。 而且 CMOS的制造成本和功耗都要低于 CCD不少,所以很多攝像頭 生產廠商采用的 CMOS感光元件。 在成像方面,相同像素下 CCD的成像通透性、明銳度都很好,色彩還原、曝光可以保證基本準確。而 CMOS的產品往往通透性一般,對實物的色彩還原能力偏弱,曝光也都不太好,由于自身物理特性的原因, CMOS的成像質量和 CCD還是有一定距離的。 但由于 CMOS低廉的價格以及高度的整合性, 因此在攝像頭領域 還是得到了廣泛的應用。 現在高級的 CMOS并不比一般 CCD差,但是 CMOS工藝還不是十分成熟,普通的 CMOS 一般分辨率低而 成像較差。 目前的情況是,許多低檔入門型的數碼相機使用廉價的低檔 CMOS芯片,成像質量比較差。普及型、高 級型及專業型數碼相機使用不同檔次的 CCD,個別專業型或準專業型數碼相機使用高級的 CMOS芯片。代表 成像技術未來發展的 X3芯片實際也是一種 CMOS芯片。 CCD與 CMOS孰優孰劣不能一概而論,但一般而言,普及型的數碼相機中使用 CCD芯片的成像質量要好 一些。
3、如何看待 CCD的一些主要技術參數?
CCD的主要技術參數有 CCD尺寸,有效像素,信噪比,采集位數等。其中 CCD尺寸與信噪比都是影響成 像的關鍵因素,尺寸越大能接受的信號就越多。而熱噪音越低,信噪比就越高,成像質量也就越好。采集 位數指色彩灰度的表達范圍。如采集位數為 8 則表示有 2 的 8 次方數量的灰度來還原色彩。
4. 什么是分辨率,它與像素值有什么關系? 分辨率的大小和像素值是分不開的,像素值是指 CCD能分辨到的最小的感光元件,我們平時說的多少 萬像素就是這些感光元件的個數了。 所以一般來講像素越多,成像也就越清晰細膩,當然這其中還要受許多因素限制。但是高像素也不一 定是好的 CCD,其原因就是像素大小( Pixel Size ),也是很重要的因素,相同數目的像素,排列越密集, 像素之間就越容易出現電流干擾,容易出現 " 噪點" 等干擾成像質量的現象出現。由于制造工藝的限制,增 加尺寸,成本將會以幾何級數提高。 現在大部分廠家的 CCD為了提高圖像的靈敏度,會使用像素合并的技術,像素合并是一種非常有用的 功能,它可被用來提高像素的大小和靈敏度。
5. 什么是動態范圍值,它如何反映 CCD的性能? 動態范圍決定著你能否同時在一張膠上同時看到強的信號和弱的信號,而且他們之間能保持比較好的 定量關系。一般動態范圍采用數量級來表示,這個數越大,表明動態范圍越寬。 簡單的說,動態范圍表示在一個圖像中最亮與最暗的比值。動態范圍的值越高 CCD性能越好 .
6. 為什么需要制冷 CCD,它適用于哪些情況? 在曝光超過 5-10 秒時, CCD芯片就會發熱,沒有致冷設備的芯片,“熱”或者白的像素點就會遮蓋圖 像,圖像到處可見雪花。 在相同滿井電子的 CCD情況下,降低 CCD噪音,就能提高 CCD的監測能力,熱或者暗電流對于 CCD都 是噪音,噪音在制冷 CCD中基本都可以被深度致冷的 Peltier 消除。 CCD結構設計、數字化的方法等都會影響噪音的產生。當然通過改善結構、優化方法,同樣能減少噪音的產 生。 制冷 CCD的適用性:熒光及化學發光本身較弱,所以對 CCD噪音的降低要求很高,應選用高分辨率數 字冷卻 CCD相機結合高通透鏡頭系統,使其能夠捕獲到信號極其微弱的熒光及化學發光樣品圖像,并且能 夠最大程度的降低噪音,減少背景,提供出色的圖像清晰度。 另外可選激發光源及多位濾鏡輪擴大了熒光 / 化學發光成像的應用范圍。所以一般在熒光及化學發光觀 察時需要選擇制冷 CCD 。所以制冷 CCD相機絕對是高端分子影像成像分析系統的未來的發展趨勢和必須要求。 灰階表示一種表征光亮度的方法, 12bit 表示從最暗到最亮等分為 212=4096 個級別,16bit 即分為 216 個級別, 可見 bit 值越高能分出的細微差別越大。 目前來說, 市場上主流的凝膠成像的 CCD以 12bit 為主, 16bit 的儀器一般情況下,分辨率均在 200 萬像素左右,對于真正的 16bit ,而像素值又近 400 萬的 CCD是 非常少見的。
7. 什么是信噪比和暗電流,它與 CCD有什么關系? 提到制冷 CCD , 我們就必須提到另外一個參數就是信噪比 , 圖象的信噪比應該等于信號與噪聲的功率譜 之比;說到信噪比就不得不提到暗電流了,因為暗電流是導致 CCD噪音的很重要的因素。 暗電流指在沒有曝光的情況下, 在一定的時間內, CCD傳感器中像素產生的電荷。我們在做化學發光檢 測的時候,需要的曝光的時候比較長,這樣導致 CCD產生較多的暗電流,對圖像的質量影響非常大。 通常情況下, 通過降低 CCD的溫度來最大限度的減少暗電流對成像的影響。 CCD產生的暗電流隨著溫度 下降而減少,但是在 -23 ℃下曲線開始趨于平緩,由此可以看出溫度并非需要無休止的降低的。所以在選擇 冷 CCD時,溫度在 -25℃(絕對溫度,非室溫以下)下一般就可以達到您的要求了。 有的 CCD是在圖像最終生成后, 通過軟件去背景來扣除暗電流, 對于信號遠遠強于背景的有一定效果, 但是對于弱信號處理過程中會產生越來越多的錯誤。
8. 什么是量子效率? CCD的量子效率也稱像素靈敏度,指在一定的曝光量下 , 像素勢阱中所積累的電荷數與入射到像素表面
上的光子數之比。不同結構的 CCD其量子效率差異很大。值得注意的是 CCD 的量子效率與入射光的波長有 關。動態范圍的值越高 CCD性能越好 .
9. 如何選擇光學鏡頭? 光學鏡頭是機器視覺系統中必不可少的部件,直接影響成像質量的優劣,影響算法的實現和效果。光 學鏡頭規格繁多,有時不免頭暈。光學鏡頭從焦距上可分為短焦鏡頭、中焦鏡頭,長焦鏡頭;從視場大小 分有廣角、標準,遠攝鏡頭;結構上分有固定光圈定焦鏡頭,手動光圈定焦鏡頭,自動光圈定焦鏡頭,手 動變焦鏡頭、自動變焦鏡頭,自動光圈電動變焦鏡頭,電動三可變(光圈、焦距、聚焦均可變)鏡頭等。
10. 常用的數據傳輸的方式是什么? IEEE1394 總 線 是 一 種 目 前 為 止 最 快 的 高 速 串 行 總 線 , 火 線 ( IEEE1394 ) 支 持 的 傳 輸 速 率 有 100Mbps,200Mbps,400Mbps,最高的傳輸速度為 400Mbps/s 。對于各種需要大量帶寬的設備提供了專門的優 化,接口可以同時連接 63 個不同設備, IEEE1394 同 USB一樣,支持帶電插撥設備。 IEEE1394 同樣支持即 插即用,現在的 WIN98 SE、WIN2000、WIN ME、WIN XP都對 IEEE1394 支持的很好,在這些操作系統中用戶 不用再安裝驅動程序,也能使用 IEEE1394 設備。
11. 軟件功能包括哪幾個方面? 選擇好成像系統后,配套的軟件選擇也很重要。硬件設備再好,如果不配上好的軟件,也無法發揮它 應有的功能。
12. 為何要采用自動變焦鏡頭,有何意義? 自動變焦鏡頭無需手動調節,可操作性強,同時也減少了 EB潛在的污染機會。再者使得將 CCD內置成 為了可能,從而達到防灰防塵防震的目的,更好地保護了核心部件延長產品的使用壽命。
13. 紫外對人體有傷害,是否具有防護措施? 紫外對人體, 特別是眼睛有一定傷害, TOCAN凝膠成像系統具備紫外防護設施, 在紫外燈開啟的狀態下, 如不慎打開暗箱,紫外燈會自動熄滅防止對人體的傷害。
14. 能否在凝膠成像上直接切膠? TOCAN凝膠成像可以, 如需直接切膠, 首先按系統中間的觀察窗, 打開裝有進口防紫外玻璃的觀察窗口, 然后打開左右兩側專為割膠所設計的小門,即可進行切膠操作。
15. 如何調節焦距 , 聚焦 , 光圈以獲得高質量的圖片? 三個最重要的可調參數分別是焦距,聚焦和光圈。其中焦距調節清晰度,聚焦調節圖像大小,光圈調 節明暗。一般先把光圈調節到適宜的亮度后,再調節聚焦將圖像放到最大,最后調解焦距,在圖像較大的 情況下焦距比較容易調節到最清晰狀態,然后再把圖像縮放在適宜大小后成像即可。