全帧CCD操作

2022-11-04 14:53:30 浏览:179

前言

全帧电荷耦合器件(CCD)具有高密度像素阵列,能够产生目前最高分辨率的数字图像。这种流行的CCD架构由于其设计简单、可靠且易于制造而广泛用于显微镜数码相机。教程的操作说明显示在小程序窗口下方。

 
 

 

教程说明

上面全画幅CCD中所示的像素阵列由一个平行移位寄存器组成,图像通过相机镜头或显微镜光学序列光学投影到该寄存器上。在这种配置中,像素阵列中的所有光电二极管共同充当图像平面,可用于在曝光期间检测光子。这在教程中说明为图像缓慢形成的区域。CCD收集图像数据的速度可通过图像采集延迟滑块进行调整。每个像素元素中包含总图像的微型部分,该像素元素由四个用红色、绿色和蓝色滤光片掩盖的光电二极管组成。本教程右上角显示的图像是单个像素元素的实际高放大倍率显微照片。

组成图像的光子被像素元件收集并转换为电势后,CCD通过以并行方式将图像信息行(一次一行)移动到串行移位寄存器(表示为像素阵列底部的一系列灰度元件)来进行读出。然后,串行寄存器将每行图像信息作为串行数据流按顺序移位至输出放大器。此操作由教程中的CCD 速度滑块控制。使用鼠标光标向左移动滑块以较慢的移动速度观察CCD,或向右移动以观察较快的速度。整个过程重复进行,直到所有图像数据行都传输到输出放大器,并从片外传输到模数信号转换器集成电路。以数字格式重建图像会产生最终的照片或显微照片。

全画幅CCD架构具有所谓的100%填充因子,这意味着整个像素阵列用于在暴露于被成像对象期间检测入射光子。这种类型的CCD通常具有方形像素尺寸以避免图像失真,并且在包含多达600万像素的阵列中以7至24微米的像素尺寸制造。由于像素阵列用于图像检测和读出,因此必须使用机械快门或同步频闪照明方案来防止大多数曝光期间的拖尾。

 

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