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什么是ccd相机

编辑:生活百科 2023-10-25 20:53 浏览: 来源:www.ywpnc.com
       CCD,英语全名Charge coupled Device,中文全名电荷藕合元件,可称为CCD图像传感器。CCD是一种能将光学图像转化为数字信号的半导体器件。 嵌入在CCD上的细微光敏物质称为像素(Pixel)。CCD上包含的像素越多,场景分辨率就越高。CCD像胶卷一样有效,但它将图像像素转化为模拟信号。CCD上有许多电容器排列整齐,可以感应光源,并将图像转换成模拟信号。操作外部电源后,每个小电容器都能将其带来的电荷转移到其相邻的电容器上。CCD相机作为一种光数转换元件,已被广泛使用。(来源:搜狗百科)
简单地说,CCD可以将光源转换为电荷并存储和迁移电荷,也可以取出存储电荷以改变电压。,它是一个理想的CCD相机元件。由于其组成的CCD相机体积小,重量轻,不受磁场影响,具有抗振动和碰撞的特点。
所有使用CCD的摄像头都能成为CCD摄像头吗?就我个人而言,我认为我们不能只有这样的区别。毕竟,这只是一个半导体设备。就像小龙处理器一样,所有使用小龙处理器的手机都是小龙手机吗?看来我们不能简单地认识和区分,对吧。
CCD 相机的特点如下
CCD只有一个(或几个)导出节点统一读取,其信号导出的一致性非常好;
CCD只能导出模拟电信号,必须解决后续地址译码器、模拟转换器、图像信号转换器,并提供三组不同电压的电源同步时钟控制电路,集成度很低;
CCD选择逐一感光导出,只能按规定程序导出,速度慢;
CCD技术发展较早,相对完善。PN结或二氧化硅(SiO2)隔离层用于保护噪声。与其他半导体相机相比,显像质量有一定的优势;
好像上面都在说CCD的缺点,我又找到了它的优点。
CCD相机具有很强的自扫描功能,具有良好的图像清晰度,可以随时捕捉图像。它适用于多种合并像素。创新的读取技术可以充分降低噪音,达到更高的敏感性和转换效果,促进图像具有很高的信噪比,并广泛应用于医学领域。与传统相机相比,CCD相机具有体积小、可靠性高、灵敏度高、抗强光、抗振动、抗磁场、畸变小、使用寿命长、图像清晰、操作方便等特点。
CCD相机具有稳定的PELTIER制冷机组、真空室和透射镜的真空系统保护,光纤耦合具有单独的电子敏感性和抗相邻信号干扰的效果。,CCD相机具有强大的视频图像记录器软件工具和工作语言页面,使研究人员观察超微结构,实验结论也可以使用U磁盘,消除繁琐的暗室显影、固定、清洁底片和照片照明步骤,提高试验效率和图片质量,解决安全灯、水温、试剂浓度等因素。
使用CCD相机
数码相机、光学扫描仪和相机的感光部件采用含格状排序像素的CCD。其光效率可达70%(可捕获70%的入射光),优于传统软件的2%,CCD迅速被科学家广泛使用。
图像通过透镜在电容数组表面成像后,根据其亮度的强度在每个电容单元上形成不同强度的电荷。传真机或扫描仪使用的线性CCD每次捕获一个细长的光和阴影,而数码相机或相机使用的平面CCD一次捕获整个图像或从中提取一个方形区域。一旦曝光动作完成,控制电路将电容器模块上的电荷传输到相邻的下一个单元,并将电信号传输到放大器并转换为电位。在整个图像转换为电位之前,如此周到地重新开始,取样并智能地存储在存储器中。存储的图像可以输送到复印机、存储设备或显示器。20世纪90年代初,冷冻CCD也广泛应用于天文摄影和各种夜视设备,各大天文台不断开发高像数CCD拍摄极高解像星体照片。
CCD在天文学层面有一种奇妙的应用方法,可以使移动望眼镜像跟踪望远镜一样发挥作用。该方法是使CCD上的电荷读取和移动方向与天体运行方向一致,同步速度。CCD导星不仅能有效纠正望眼镜的跟踪偏差,还能使望眼镜记录比以前更多的视觉。
普通CCD大部分可以感应红外线,从而衍生出红外线图像、夜视设备、零照度(或接近零照度)摄像机/摄像机等。为了减少红外线的影响,液氮或半导体通常用天文CCD制冷,因为常温下的物体具有红外线的黑体辐射效应。CCD对红外线的敏感性导致了另一种影响。如果配备CCD的各种数码相机或录像机没有配备红外滤镜,则很容易拍摄控制器发出的红外线。降低温度可以降低电容数组上的暗电流,提高CCD在低照度下的敏感性,甚至提高紫外线和可见光(信噪比增加)的敏感性。
温度噪声,暗电流(dark current)而且宇宙辐射会影响CCD表面的像素。科学家们利用快门的开合,让CCD多次曝光,得到其平均值,以缓解影响效用。为了消除背景噪声,图像信号的平均值必须在快门关闭时取出,即“暗框”(dark frame)。然后打开快门,获取图像后减去暗框值,然后过滤系统噪声暗点和亮点等。),获得更清晰的细节。
天文摄影中使用的制冷CCD相机必须用接环固定在显像位置,以避免外部光源或振动的影响;
       由于大多数图像平台天生沉重,科学家们使用“自动导星”技术来拍摄星球、星云等暗弱星体的图像。大多数自动导星系统使用额外的不同轴CCD来检测任何图像的偏差,但也有一些系统将主镜连接到用于拍摄的CCD相机上。将主镜中的星光添加到相机中的另一个CCD导星设备中,可以快速检测和跟踪星体的细微偏差,并自动调整驱动电机来纠正偏差,而无需设备导星。