数码CCD技术课案.ppt

Digital Cameras by CARL ZEISSStructure of a Single Chip Colour Sensor 数码相机基本技术指标 感应器类型（Sensor type)：CCD、CMOS 芯片尺寸(Chip size)：对角线大小（英寸） 1/3、1/2 、2/3、1 颜色 图象数字化 数码相机基本技术指标 分辨率(Resolution)：图象解析能力（像素点） 数码相机基本技术指标 满井电子容量 容纳电子的最大数量 与相机敏感度有关 与信噪比有关 数码相机基本技术指标 全幅采集速度(Frame capture rate) 将图象采集到相机芯片的速度(fps)，无计算机运算部分 像素组合(Binning) 相邻像素点组合成 一个相素点， 增大CCD灵敏度，容易 对弱光样品调焦 数码相机基本技术指标 量子效率(Quantum Efficiency) 由光子转化为电子的效率，效率越高，敏感度越高。 前感光CCD约为50％－75％ 背感光CCD约为90％ 数码相机基本技术指标 读出噪音(Readout Noise): 相机电子元件处理图象时的额外噪音，与电子效率有关 制冷(Cooling): 降低电子元件热噪音（热电、空气、液体） 降低暗电流Dark current 数码相机基本技术指标 How cool we need for Microscopy? Total noise=√readout noise2+dark noise2 Here, readout noise = 10e/p/s Cascade 512B, Dark noise =√total dark current=√dark current x exposure time For Cascade 512B dark current=1e/p/s camera cooled to -25°C, dark current=0.5e/p/s With exposure 30s, Total noise of 512B = 11.40e Total noise of -25°C camera = 10.72e With exposure 1mins, Total noise of 512B = 12.65e Total noise of -25°C camera = 11.40e 数码相机基本技术指标 Dynamic Range / Signal to Noise Ratio / Sensitivity Signal to Noise Ratio = Well capacity /total noise Dynamic Range(dB) =20 x Log10 (Well capacity /total noise) Here, total noise = readout noise + dark current 数码相机基本技术指标 数码相机基本技术指标 Video Camera Adapters 数码相机信号流程图 CCD传输方式 Full Frame 全幅式传输 超低分辨率CCD、红外CCD Interline Transfer隔行式传输 目前绝大部分CCD为隔行式传输 Frame Transfer幅转移式传输 EMCCD为幅转移式传输 High End B/W Camera: AxioCam HRm 1,4 Megapixel High Quality Sensor 1388 x 1040 pixels progessive readout Enhanced sensitivity by new sensor Near infrared sensitivity: NIR-Mode Up to 12 Megapixel Microscanning Resolution High Sensitivity and Low Noise Longest exposure times: Peltier cooled Binning up to 5x5 Highest dynamic range with 14 bit