圖像傳感器學(xué)問多 解析監(jiān)控攝像機(jī)冷CCD
什么是冷CCD相機(jī)?這個話題要從CCD講起,所謂CCD是charge-coupleddevice(電荷耦合器件的縮寫),它的作用便是能將光信號轉(zhuǎn)化成電荷量,并通過電荷量的不同來表示光信號的不同。
CCD由貝爾實驗室于1969年研制發(fā)現(xiàn),sony中央研究院于同年12月在其基礎(chǔ)上展開了大規(guī)模的研究。并成功于1980年開始商品化,正式進(jìn)入量產(chǎn)階段。CCD圖像傳感器開始正式進(jìn)入人們的生活并影響到人們的方方面面。
由CCD的作用我們可以知道,光信號轉(zhuǎn)化成電信號,第一步就是要有足夠的光信號,第二是在轉(zhuǎn)化成電信號的時候要保證各個像素點的轉(zhuǎn)化效率一致無噪聲,這樣我們就可以得到一幅完美的圖像。
但是在實際拍攝的時候我們往往得不到理想強(qiáng)度的光信號(如熒光和化學(xué)發(fā)光拍攝),這時候就要求對光子信號進(jìn)行累積而得到足夠強(qiáng)的光信號。作為一個光電轉(zhuǎn)換裝置,其材料和物理特性都是不可能是理想化的,因此傳感器的內(nèi)部和表面不可避免的含有雜質(zhì),由于熱激發(fā),雜質(zhì)會產(chǎn)生電子,同樣被電子阱捕獲,而成為電荷量從而破壞其光電轉(zhuǎn)換的效率,破壞產(chǎn)生的圖像,我們稱這種噪聲為暗電流噪聲。而雜質(zhì)熱激發(fā)產(chǎn)生的電子數(shù)目與時間有關(guān),因此在對弱光拍攝,對光子信號進(jìn)行累積的時候,暗電流噪聲就會很明顯。如何降低暗電流也就成了弱光拍攝中最重要的一環(huán)。由暗電流的產(chǎn)生原因我們可以知道,溫度是最主要的原因,因此科學(xué)家們就將ccd進(jìn)行制冷讓它工作在較低的溫度中,從而減少暗電流產(chǎn)生,提高了長時間弱光拍攝圖像的信噪比。這種有制冷模塊的CCD,我們就稱做為冷CCD。相比于普通CCD,冷CCD有著更少的暗電流,更高的信噪比,能拍攝出理想的熒光或化學(xué)發(fā)光圖案。
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