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显微摄影CCD的选择
显微摄影CCD的选择
一、CCD简介
CCD，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。
二、CCD分类
 CCD的加工工艺有两种，一种是TTL工艺，一种是CMOS工艺，现在市场上所说的CCD和CMOS其实都是CCD，只不过是加工工艺不同，前者是毫安级的耗电量，而后者是微安级的耗电量。TTL工艺下的CCD成像质量要优于CMOS工艺下的CCD。
 三、CCD的主要技术指标
　　CCD尺寸：原多为1/2英寸，现在1/3英寸的已普及化，1/4英寸和1/5英寸也已商品化。
CCD像素：是CCD的主要性能指标，它决定了显示图像的清晰程度，分辨率越高，图像细节的表现越好。CCD是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像越清晰。
水平分辨率：彩色摄像机的典型分辨率是在320到500电视线之间，主要有330线、380线、420线、460线、500线等不同档次。分辨率是用电视线来表示的，彩色摄像头的分辨率在330-500线之间。分辨率与CCD和镜头有关，还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关，通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为80线。频带越宽，图像越清晰，线数值相对越大。
　　*小照度：也称为灵敏度，是CCD对环境光线的敏感程度，或者说是CCD正常成像时所需要的*暗光线。照度的单位是勒克斯（LUX），数值越小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏。月光级和星光级等高增感度摄像机可工作在很暗条件，2~3lux属一般照度，现在也有低于1lux的普通摄像机问世。 
信噪比：典型值为46db，若为50db，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。
四、CCD的选择
    显微镜考虑是图像的成像素，因此可以根据您对图像像素的需要，选择合适像素的CCD。而荧光显微镜由于荧光及化学发光本身较弱，所以对CCD噪音的降低要求很高，热或者暗电流对于CCD都是噪音，噪音在Cool CCD基本都可以被深度致冷的Peltier消除。在曝光超过5-10秒，CCD芯片就会发热，没有致冷设备的芯片，“热”或者白的像素点就会遮盖图像，图像到处可见雪花。暗电流是导致CCD噪音的很重要的因素。暗电流指在没有曝光的情况下，在一定的时间内，CCD传感器中像素产生的电荷。我们在做化学发光检测的时候，需要的曝光的时候比较长，这样导致CCD产生较多的暗电流，对图像的质量影响非常大。所以应选用高分辨率数字冷却CCD相机结合高通透镜头系统，使其能够捕获到信号极其微弱的荧光及化学发光样品图像，并且能够*大程度的降低噪音，减少背景，提供出色的图像清晰度。所以一般在荧光及化学发光观察时需要选择制冷CCD。
通常情况下通过降低CCD的温度来*大限度的减少暗电流对成像的影响。CCD产生的暗电流随着温度下降而减少，但是在-23℃下曲线开始趋于平缓，由此可以看出温度并非需要无休止的降低的。所以在选择冷CCD时，温度在-25℃下一般就可以达到您的要求了。有的CCD是在图像*终生成后，通过软件去背景来扣除暗电流，对于信号远远强于背景的有一定效果，但是对于弱信号处理过程中会产生越来越多的错误。
另外可选激发光源及多位滤镜轮扩大了荧光/化学发光成像的应用范围。所以制冷CCD相机**是**分子影像成像分析系统的未来的发展趋势和必须要求。
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