Konprann Capteur CCD yo: Kisa yo ye e kijan yo fonksyone |

Malgre ke an 2025, detèktè CMOS yo domine imaj syantifik ak imaj konsomatè yo san distenksyon, sa pa t toujou ka a.

CCD vle di 'Charge-Coupled Device', epi detèktè CCD yo te premye detèktè kamera dijital yo, yo te devlope pou premye fwa an 1970. Kamera ki baze sou CCD ak EMCCD yo te souvan rekòmande pou aplikasyon syantifik jiska kèk ane de sa. Tou de teknoloji yo toujou egziste jodi a, byenke itilizasyon yo vin tounen yon nich.

Vitès amelyorasyon ak devlopman detèktè CMOS yo kontinye ap ogmante. Diferans ki genyen ant teknoloji sa yo chita prensipalman nan fason yo trete epi li chaj elektwonik yo detekte a.

Ki sa ki yon Capteur CCD?

Capteur CCD a se yon kalite capteur imaj yo itilize pou kaptire limyè epi konvèti li an siyal dijital. Li konsiste de yon seri pixel sansib a limyè ki kolekte foton epi transfòme yo an chaj elektrik.

Lekti Capteur CCD a diferan de CMOS nan twa fason enpòtan:

● Transfè ChajFotoelektwon yo kaptire yo deplase elektwostatikman pixel pa pixel atravè detèktè a nan yon zòn lekti anba a.
● Mekanis LektiOlye de yon ranje konplè konvètisè analòg-dijital (ADC) k ap opere an paralèl, CCD yo itilize sèlman youn oubyen de ADC (oswa pafwa plis) ki li pixel yo youn apre lòt.

Plasman Kondansateur ak Anplifikatè: Olye de kondansateur ak anplifikatè nan chak pixel, chak ADC gen yon kondansateur ak yon anplifikatè.

Kijan yon Capteur CCD fonksyone?

Men kijan yon detèktè CCD fonksyone pou pran epi trete yon imaj:

Figi: Pwosesis lekti pou yon detèktè CCD

Nan fen ekspozisyon yo a, detèktè CCD yo premye deplase chaj yo kolekte yo nan yon zòn depo maske andedan chak pixel (pa montre). Apre sa, yon ranje alafwa, chaj yo deplase nan yon rejis lekti. Yon kolòn alafwa, chaj ki nan rejis lekti a li.

1. Efasman ChajPou kòmanse akizisyon an, yo retire chaj la an menm tan nan tout detèktè a (obturateur mondyal la).
2. Akimilasyon ChajChaj akimile pandan ekspozisyon.
3. Depo ChajNan fen ekspozisyon an, chaj yo kolekte yo deplase nan yon zòn maske nan chak pixel (yo rele sa CCD transfè ant liy), kote yo ka tann lekti san yo pa konte nouvo foton detekte yo.
4. Ekspozisyon pwochen imaj laAvèk chaj detekte yo ki estoke nan zòn pixel ki maske yo, zòn pixel aktif yo ka kòmanse ekspozisyon pwochen imaj la (mòd sipèpoze).
5. Lekti SekansyèlYon ranje alafwa, chaj ki soti nan chak ranje ankadreman fini an deplase nan yon 'rejis lekti'.
6. Lekti Final laYon kolòn alafwa, chaj ki soti nan chak pixel yo voye nan ne lekti a pou lekti nan ADC a.
7. RepetisyonPwosesis sa a repete jiskaske yo konte chaj detekte nan tout pixel yo.

Blòk sa a ki koze pa tout chaj detekte yo ke yon ti kantite (pafwa youn) pwen lekti li, mennen nan gwo limitasyon nan debi done detèktè CCD yo konpare ak CMOS.

Avantaj ak dezavantaj detèktè CCD yo

Avantaj	Dezavantaj
Kouran fènwa ki ba Tipikman ~0.001 e⁻/p/s lè li refwadi.	Vitès limite Debi tipik ~20 MP/s — pi dousman pase CMOS.
Chaj Binning sou piksèl yo adisyone anvan lekti, sa ki diminye bri.	Bri lekti ki wo 5–10 e⁻ komen akòz lekti ADC yon sèl pwen.
Obturateur Global Vrè obturateur mondyal oswa prèske mondyal nan CCD ant liy/transfè imaj.	Pi gwo gwosè piksèl pa ka matche ak miniaturizasyon CMOS la ofri.
Segondè Inifòmite Imaj Ekselan pou imaj kantitatif.	Segondè konsomasyon enèji Mande plis enèji pou chanjman chaj ak lekti.

Avantaj Capteur CCD yo

● Kouran fènwa ki baKòm yon teknoloji, detèktè CCD yo gen tandans gen yon kouran nwa ki ba anpil, tipikman nan lòd 0.001 e-/p/s lè yo refwadi.
● Binning 'Sou-piksel'Lè y ap fè binning (klasman), CCD yo ajoute chaj anvan lekti a, pa apre, sa vle di pa gen okenn lòt bri lekti ki entwodui. Kouran fènwa a ogmante, men jan nou te note pi wo a, sa anjeneral trè ba.
● Obturatè GlobalCapteur CCD 'Entèliy' yo fonksyone avèk yon vrè obturateur global. Capteur CCD 'Transfè Ankadreman' yo itilize yon obturateur 'mwatye global' (gade rejyon 'Maske' nan Figi 45) – pwosesis transfè kadreman pou kòmanse ak fini ekspozisyon an pa vrèman similtane, men tipikman li pran anviwon 1-10 mikrosegond. Gen kèk CCD ki itilize obturateur mekanik.

Dezavantaj Capteur CCD yo

● Vitès limiteDebi done tipik an pixel pa segonn ka anviwon 20 Megapixel pa segonn (MP/s), ekivalan a yon imaj 4 MP a 5 fps. Sa anviwon 20 fwa pi dousman pase yon CMOS ekivalan, epi omwen 100 fwa pi dousman pase yon CMOS gwo vitès.
● Bri lekti ki woBri lekti nan CCD yo wo, sitou akòz nesesite pou fè ADC(yo) fonksyone nan yon vitès ki wo pou rive nan yon vitès kamera itilizab. 5 a 10 e- se yon valè komen pou kamera CCD wo nivo.
● Piksèl ki pi gwoPou anpil aplikasyon, pi piti pixel yo bay avantaj. Achitekti CMOS tipik la pèmèt pi piti gwosè pixel minimòm pase CCD.
● Segondè Konsomasyon EnèjiBezwen pouvwa pou fè detèktè CCD yo fonksyone pi wo pase CMOS.

Aplikasyon Capteur CCD nan Imaj Syantifik

Malgre teknoloji CMOS la vin pi popilè, yo toujou prefere detèktè CCD yo nan sèten aplikasyon imaj syantifik kote kalite imaj, sansiblite, ak konsistans yo esansyèl. Kapasite siperyè yo pou kaptire siyal nan limyè fèb ak bri minimòm fè yo ideyal pou aplikasyon presizyon.

Astwonomi

Capteur CCD yo enpòtan anpil nan imaj astwonomik akòz kapasite yo pou kaptire limyè fèb ki soti nan zetwal ak galaksi ki lwen. Yo lajman itilize nan obsèvatwa ak nan astwonomi amatè avanse pou astwofotografi ekspozisyon long, pou bay imaj klè ak detaye.

Mikwoskopi ak Syans Lavi

Nan syans lavi yo, yo itilize detèktè CCD pou kaptire siyal fluoresans fèb oswa estrikti selilè sibtil. Sansiblite segondè yo ak inifòmite yo fè yo pafè pou aplikasyon tankou mikwoskopi fluoresans, imaj selil vivan, ak patoloji dijital. Repons limyè lineyè yo asire analiz kantitatif egzat.

Enspeksyon Semi-kondiktè

Capteur CCD yo enpòtan anpil nan fabrikasyon semi-kondiktè, patikilyèman pou enspeksyon wafer. Rezolisyon wo yo ak kalite imaj konsistan yo esansyèl pou idantifye domaj mikwo-echèl nan chip, pou asire presizyon ki nesesè nan pwodiksyon semi-kondiktè.

Radyografi ak Imaj Syantifik

Yo itilize detèktè CCD yo tou nan sistèm deteksyon reyon X ak lòt aplikasyon imaj espesyalize. Kapasite yo pou kenbe yon rapò siyal-bri ki wo, sitou lè yo refwadi, enpòtan anpil pou imaj klè nan kondisyon difisil tankou kristalografi, analiz materyèl, ak tès ki pa destriktif.

Èske Capteur CCD yo toujou enpòtan jodi a?

Kamera CCD Tucsen H-694 ak 674

Malgre devlopman rapid teknoloji CMOS la, detèktè CCD yo pa demode ditou. Yo rete yon chwa pi pito nan travay imaj ki gen limyè ultra ba ak gwo presizyon, kote kalite imaj san parèy yo ak karakteristik bri yo enpòtan anpil. Nan domèn tankou astwonomi espas pwofon oswa mikwoskopi fliyoresans avanse, kamera CCD yo souvan depase anpil altènativ CMOS.

Konprann fòs ak feblès detèktè CCD yo ede chèchè ak enjenyè yo chwazi bon teknoloji a pou bezwen espesifik yo, pou asire pèfòmans optimal nan aplikasyon syantifik oswa endistriyèl yo.

Kesyon yo poze souvan

Kilè mwen ta dwe chwazi yon Capteur CCD?

Detèktè CCD yo pi ra jodi a pase dis ane de sa, paske teknoloji CMOS kòmanse anvayi menm pèfòmans kouran fènwa ki ba yo. Sepandan, ap toujou gen aplikasyon kote konbinezon karakteristik pèfòmans yo—tankou bon jan kalite imaj siperyè, bri ki ba, ak sansiblite ki wo—bay yon avantaj.

Poukisa kamera syantifik yo itilize detèktè CCD refwadi?

Refwadisman diminye bri tèmik pandan kapti imaj, sa amelyore klète ak sansiblite imaj la. Sa a patikilyèman enpòtan pou imaj syantifik nan limyè fèb ak ekspozisyon long, se poutèt sa anpil gwo ekipman...kamera syantifikkonte sou CCD refwadi pou rezilta pi pwòp ak pi egzak.

Kisa mòd sipèpoze ye nan detèktè CCD ak EMCCD, e kijan li amelyore pèfòmans kamera a?

Detèktè CCD ak EMCCD yo tipikman kapab itilize 'mòd sipèpoze'. Pou kamera ak obturateur global, sa vle di kapasite pou li imaj anvan an pandan ekspozisyon imaj kap vini an. Sa mennen nan yon sik devwa ki wo (prèske 100%), sa vle di yo gaspiye mwens tan san ekspoze imaj yo nan limyè, e pakonsekan pi gwo pousantaj imaj.

Remak: Mòd sipèpoze a gen yon siyifikasyon diferan pou detèktè volet woule yo.

Si ou vle aprann plis bagay sou volet woulant yo, tanpri klike sou:

Kijan Mòd Kontwòl Vole Woulant Fonksyone Ak Kijan Pou Itilize Li

Tucsen Photonics Co., Ltd. Tout dwa rezève. Lè w ap site, tanpri bay non sous la:www.tucsen.com