CCD攝像頭的性能詳細技術講解
日期：2025-05-09 23:50
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摘要：
CCD攝像頭的性能詳細技術講解
科學級CCD支持神經系統和腦成像；生物自發熒光和冷光成像；熱成像；夜視成像；空氣動力學成像；
Cortical成像；真空成像；Raman顯微鏡成像；化學發光成像；風洞測試成像；核子成像；科學目標跟
蹤及遠程偵察。
數字化
ProgRes CCD攝影機支持及控制(選項)：
灰階數量決定圖片的素質和對比。
8位 - 256灰階 (28)
10位 - 1024灰階 (210)
12位 - 4096灰階 (212)
14位 - 16384灰階 (214)
14+x位 > 16384灰階 (214+x)
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CCD攝像頭的性能詳細技術講解
科學級CCD支持神經系統和腦成像；生物自發熒光和冷光成像；熱成像；夜視成像；空氣動力學成像；
Cortical成像；真空成像；Raman顯微鏡成像；化學發光成像；風洞測試成像；核子成像；科學目標跟
蹤及遠程偵察。
數字化
ProgRes CCD攝影機支持及控制(選項)：
-
灰階數量決定圖片的素質和對比。
8位 - 256灰階 (28)
10位 - 1024灰階 (210)
12位 - 4096灰階 (212)
14位 - 16384灰階 (214)
14+x位 > 16384灰階 (214+x)
- 較多的位 - 增加資料深度 (datadepth)，因此可提供更豐富的信息。
注：bit 是 BInarydigiT 的縮寫，稱為"位"，也稱為"比特"。
火線 (firewire)與 萬用串行總線 (USB) 之優缺點比較
所有ProgRes CCD 攝影機都備有火線 (IEEE1394a)技術。
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IEEE1394a火線的優點
保證頻寬 400Mbps，其中之 320Mbps 可用作數據傳輸 電源提供可達 8W 電壓范圍為 8 到 32V 只需一條傳輸線 可同時裝置多臺攝影機 對等式 (P2P) 連結 可用遠距離光纖延伸線 與 IEEE1394b 兼容 |
USB2.0的優點
大部份現有計算機都會備有 USB2.0 接口 |
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IEEE1394a火線的缺點
不是所有計算機都會備有火線接口 加裝火線適配卡 |
USB2.0的缺點
典型頻寬為 150 到 200Mbps 理論頻寬 480Mbps 不保證頻寬 電源提供*大 2.5W 傳輸線*長 10m 主仆式 (Master to slave) 連結， 沒有對等式 (P2P) 連結 沒有升級計劃 |
注：USB ( 萬用串行總線)的英文全名是 Universal SerialBus。
對等式 Peer-to-Peer (P2P)技術能讓使用者「直接互相分享」。
對等式 Peer-to-Peer (P2P)技術能讓使用者「直接互相分享」。
1394a火線是當今較強的解決方案，因為它可提供快捷的傳輸速度以及足夠的電源，適合
ProgRes 專業CCD 攝影機應用 。
ProgRes 專業CCD 攝影機應用 。
下一代的火線擁有更快的傳輸速度：1394b 將擁有 800Mbps的頻寬。
CCD 與 CMOS影像感光組件之特點與效能比較
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特點
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CCD
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CMOS
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畫素輸出訊號
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電子封包
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電壓
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芯片輸出訊號
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電壓 (模擬)
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位 (數字)
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相機輸出訊號
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位 (數字)
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位 (數字)
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充填因子 (Fill factor)
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高
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中
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系統噪聲
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低
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中
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系統復雜性
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高
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低
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感光組件復雜性
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低
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高
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相對的系統價格
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較高
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較低
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效能
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CCD
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CMOS
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響應度 (responsitivity)
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中
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稍好
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動態范圍
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高
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中
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一致性
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高
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低至中
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統一快門 (unifromshuttering)
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快，普通
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拙劣的
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速度
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中至高
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較高
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窗口變化 (windowing)
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有限
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廣泛
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抗模糊 (anti-blooming)
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高至無
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高
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注：CCD 是Charge-Coupled Device 的簡稱，是電荷藕合組件，也稱為"數字攝影頭"或"數字攝影機"。
CMOS 是 Complementary Metal-Oxide Semiconductor的簡稱，是互補性氧化金屬半導體。
提高 Fill Factor (單一畫素中可吸收光的面積對整個畫素的比例)，可有效做到提升敏感度、放大面積
(全片幅) 和降低噪聲的影響。
響應度 (responsitivity) 為感光組件每單位光的響應。
CMOS 是 Complementary Metal-Oxide Semiconductor的簡稱，是互補性氧化金屬半導體。
提高 Fill Factor (單一畫素中可吸收光的面積對整個畫素的比例)，可有效做到提升敏感度、放大面積
(全片幅) 和降低噪聲的影響。
響應度 (responsitivity) 為感光組件每單位光的響應。
ProgRes 制冷 (散熱) - cooledCCD
-
適當的排列內建零組件。
- "兩塊電路板" 解決方案。
- 適當的相機組裝。
- 制冷組件、風扇及金屬外殼。 -
內建零組件。
- 可感測熱電。
- 高品質。
- 有利的尺寸 (零組件并非一定要用到極限)。
- 電源管理。 -
相機內部電源管理。
- 沒有產生的熱能不需排出。 -
整個感光面積都擁有一致情況。
- 對稱的電路板提供良好數據再現性。 -
穩定的制冷。
- 擷取的影像可再現。
- 短時間與長時間曝光都穩定。
模擬增益 (AnalogueGain)
模擬增益*多增加八倍的敏感度。
短時間曝光也行 (螢光及暗視野)。