25/07/31Botilẹjẹpe ni ọdun 2025, awọn sensọ CMOS jẹ gaba lori imọ-jinlẹ ati aworan olumulo bakanna, eyi kii ṣe ọran nigbagbogbo.
CCD duro fun 'Ẹrọ-Idapọ Asopọmọra', ati awọn sensọ CCD jẹ awọn sensọ kamẹra oni nọmba atilẹba, akọkọ ti a dagbasoke ni ọdun 1970. CCD- ati awọn kamẹra ti o da lori EMCCD ni a gbaniyanju nigbagbogbo fun awọn ohun elo imọ-jinlẹ titi di ọdun diẹ sẹhin. Awọn imọ-ẹrọ mejeeji tun wa laaye loni, botilẹjẹpe awọn lilo wọn ti di onakan.
Iwọn ilọsiwaju ati idagbasoke awọn sensọ CMOS tẹsiwaju lati pọ si. Iyatọ laarin awọn imọ-ẹrọ wọnyi wa ni akọkọ ni ọna ti wọn ṣe ilana ati kika idiyele itanna ti a rii.
Kini Sensọ CCD kan?
Sensọ CCD jẹ iru sensọ aworan ti a lo lati mu ina ati yi pada sinu awọn ifihan agbara oni-nọmba. O ni ọpọlọpọ awọn piksẹli ti o ni imọlara ina ti o gba awọn fọto ti o si sọ wọn di awọn idiyele itanna.
Awọn kika sensọ CCD yatọ si CMOS ni awọn ọna pataki mẹta:
● Gbigbe idiyele: Photoelectrons ti o ya ni a gbe ni elekitirotikiki-si-piksẹli kọja sensọ si agbegbe kika ni isalẹ.
● Readout Mechanism: Dipo gbogbo ila ti afọwọṣe si awọn oluyipada oni-nọmba (ADCs) ti n ṣiṣẹ ni afiwe, Awọn CCD lo ADC kan tabi meji (tabi nigbakan diẹ sii) ti o ka awọn piksẹli lẹsẹsẹ.
Ibi Kapasito ati Ampilifaya: Ni aaye awọn capacitors ati awọn ampilifaya ni ẹbun kọọkan, ADC kọọkan ni kapasito kan ati ampilifaya.
Bawo ni Sensọ CCD Ṣiṣẹ?
Eyi ni bii sensọ CCD kan ṣe n ṣiṣẹ lati gba ati ṣe ilana aworan kan:
olusin: Readout ilana fun a CCD sensọ
Ni ipari ifihan wọn, awọn sensọ CCD kọkọ gbe awọn idiyele ti a gbajọ si laarin agbegbe ibi ipamọ ti o boju-boju inu ẹbun kọọkan (kii ṣe afihan). Lẹhinna, ọna kan ni akoko kan, awọn idiyele ti gbe sinu iforukọsilẹ kika. Iwe kan ni akoko kan, awọn idiyele laarin iforukọsilẹ kika ni a ka jade.
1. Gbigba agbara Clearing: Lati bẹrẹ ohun-ini, idiyele ti wa ni imukuro nigbakanna lati gbogbo sensọ (iboju agbaye).
2. Gbigba agbara ikojọpọ: Gbigba agbara ṣajọpọ lakoko ifihan.
3. Gbigba agbara Ibi ipamọNi opin ifihan, awọn idiyele ti a gba ni a gbe lọ si agbegbe ti o boju-boju ti laarin ẹbun kọọkan (ti a npe ni gbigbe interline CCD), nibiti wọn le duro de kika laisi awọn fọto ti a rii tuntun ti a ka.
4. Ifihan ti fireemu Next: Pẹlu awọn idiyele ti a rii ti o fipamọ si agbegbe iboju ti awọn piksẹli, agbegbe ti nṣiṣe lọwọ ti awọn piksẹli le bẹrẹ ifihan ti fireemu atẹle (ipo agbekọja).
5. Readout lesese: Ọna kan ni akoko kan, awọn idiyele lati ori ila kọọkan ti fireemu ti o ti pari ni a gbe lọ si 'iforukọsilẹ kika'.
6. Ipari kika: Oju-iwe kan ni akoko kan, awọn idiyele lati awọn piksẹli kọọkan ti wa ni pipade sinu ipade kika fun kika ni ADC.
7. Atunwi: Ilana yii tun ṣe titi awọn idiyele ti a rii ni gbogbo awọn piksẹli yoo ka.
Igo igo yii ti o ṣẹlẹ nipasẹ gbogbo awọn idiyele ti a rii ni kika nipasẹ nọmba kekere kan (nigbakugba ọkan) ti awọn aaye kika, yori si awọn idiwọn to lagbara ninu iṣelọpọ data ti awọn sensọ CCD ni akawe si CMOS.
Aleebu ati awọn konsi ti CCD Sensosi
| Aleebu | Konsi |
| Okunkun Irẹlẹ lọwọlọwọ Ni deede ~ 0.001 e⁻/p/s nigbati o ba tutu. | Iyara Lopin Aṣoju iwọnjade ~ 20 MP/s — o lọra pupọ ju CMOS. |
| Awọn idiyele Binning On-Pixel jẹ akopọ ṣaaju kika, idinku ariwo. | Ariwo Kika giga 5–10 e⁻ jẹ wọpọ nitori kika ADC-ojuami kan. |
| Global Shutter Otitọ agbaye tabi isunmọ-agbaye tiipa ni interline/fireemu-gbigbe CCDs. | Awọn iwọn Pixel Tobi Ko le baramu awọn ipese miniaturization CMOS. |
| Isokan Aworan giga Dara julọ fun aworan pipo. | Lilo Agbara giga Nilo agbara diẹ sii fun iyipada idiyele ati kika kika. |
Aleebu ti CCD Sensọ
● Kekere dudu Lọwọlọwọ: Ni igbagbogbo bi imọ-ẹrọ, awọn sensọ CCD maa n ni lọwọlọwọ dudu ti o kere pupọ, ni deede lori aṣẹ 0.001 e-/p/s nigbati o tutu.
● 'Lori-piksẹli' Binning: Nigbati binning, CCDs ṣafikun awọn idiyele ṣaaju kika, kii ṣe lẹhin, itumo ko si ariwo kika afikun ti a ṣe. Dudu lọwọlọwọ n pọ si, ṣugbọn bi a ti ṣe akiyesi loke, eyi maa n kere pupọ.
● Shutter Agbaye: 'Interline' Awọn sensọ CCD ṣiṣẹ pẹlu oju-ọna agbaye otitọ. 'Gbigbee fireemu' CCD sensosi lo a 'idaji agbaye' oju (wo 'Masked' ekun ti Figure 45) – fireemu gbigbe ilana lati bẹrẹ ati opin ifihan ni ko iwongba ti igbakana, sugbon ojo melo gba lori awọn aṣẹ ti 1-10 microseconds. Diẹ ninu awọn CCD lo tiipa ẹrọ.
Awọn konsi ti CCD Sensosi
● Iyara Lopin: Aṣoju data ti njade ni awọn piksẹli fun iṣẹju kan le wa ni ayika 20 Megapixels fun iṣẹju kan (MP/s), deede si aworan 4 MP ni 5 fps. Eyi wa ni ayika 20x losokepupo ju CMOS deede, ati pe o kere ju 100x losokepupo ju CMOS iyara-giga.
● Ariwo kika giga: Ka ariwo ni awọn CCD ga, paapaa nitori iwulo lati ṣiṣe awọn ADC (s) ni iwọn giga lati ṣaṣeyọri iyara kamẹra to ṣee lo. 5 si 10 e- jẹ wọpọ fun awọn kamẹra CCD giga.
● Awọn piksẹli ti o tobi julọ: Fun ọpọlọpọ awọn ohun elo, awọn piksẹli kere pese awọn anfani. Aṣoju CMOS faaji ngbanilaaye awọn iwọn piksẹli to kere ju CCD lọ.
● Agbara Agbara giga: Awọn ibeere agbara fun ṣiṣe awọn sensọ CCD ga ju CMOS lọ.
Awọn ohun elo ti Awọn sensọ CCD ni Aworan Imọ-jinlẹ
Botilẹjẹpe imọ-ẹrọ CMOS ti ni gbaye-gbale, awọn sensọ CCD tun jẹ ayanfẹ ni awọn ohun elo aworan imọ-jinlẹ nibiti didara aworan, ifamọ, ati aitasera ṣe pataki julọ. Agbara giga wọn lati mu awọn ifihan agbara ina kekere pẹlu ariwo kekere jẹ ki wọn jẹ apẹrẹ fun awọn ohun elo deede.
Aworawo
Awọn sensọ CCD ṣe pataki ni aworan astronomical nitori agbara wọn lati gba ina didan lati awọn irawọ ti o jinna ati awọn irawọ. Wọn ti wa ni o gbajumo ni lilo ninu mejeeji observatories ati ti ni ilọsiwaju magbowo aworawo fun gun-ifihan astrohotography, jiṣẹ ko o, alaye images.
Maikirosikopi ati Awọn sáyẹnsì Igbesi aye
Ninu awọn imọ-jinlẹ igbesi aye, awọn sensọ CCD ni a lo lati mu awọn ifihan agbara fluorescence ti ko lagbara tabi awọn ẹya cellular arekereke. Ifamọ giga wọn ati isokan jẹ ki wọn pe fun awọn ohun elo bii maikirosikopu fluorescence, aworan sẹẹli laaye, ati imọ-jinlẹ oni-nọmba. Idahun ina laini wọn ṣe idaniloju itupalẹ pipo deede.
Semikondokito Ayewo
Awọn sensọ CCD ṣe pataki ni iṣelọpọ semikondokito, pataki fun ayewo wafer. Ipinnu giga wọn ati didara aworan ti o ni ibamu jẹ pataki fun idamo awọn abawọn iwọn-kekere ni awọn eerun igi, ni idaniloju pipe ti o nilo ni iṣelọpọ semikondokito.
X-ray ati Imọ Aworan
Awọn sensọ CCD tun wa ni iṣẹ ni awọn ọna ṣiṣe wiwa X-ray ati awọn ohun elo aworan amọja miiran. Agbara wọn lati ṣetọju ifihan agbara-si-ariwo giga, paapaa nigbati o ba tutu, jẹ pataki fun aworan mimọ ni awọn ipo nija gẹgẹbi crystallography, itupalẹ awọn ohun elo, ati idanwo ti kii ṣe iparun.
Njẹ awọn sensọ CCD Tun wulo Loni?
Tucsen H-694 & 674 CCD Kamẹra
Pelu idagbasoke iyara ti imọ-ẹrọ CMOS, awọn sensọ CCD jinna si ti atijo. Wọn jẹ yiyan ayanfẹ ni ina-kekere ati awọn iṣẹ ṣiṣe aworan pipe, nibiti didara aworan wọn ti ko baramu ati awọn abuda ariwo jẹ pataki. Ni awọn aaye bii aworawo aaye-jinlẹ tabi maikirosikopu fluorescence to ti ni ilọsiwaju, awọn kamẹra CCD nigbagbogbo ju ọpọlọpọ awọn omiiran CMOS lọ.
Imọye awọn agbara ati ailagbara ti awọn sensọ CCD ṣe iranlọwọ fun awọn oniwadi ati awọn onimọ-ẹrọ yan imọ-ẹrọ to tọ fun awọn iwulo wọn pato, ni idaniloju iṣẹ ṣiṣe ti o dara julọ ninu awọn ohun elo imọ-jinlẹ tabi ile-iṣẹ wọn.
FAQs
Nigbawo ni MO yẹ ki Mo yan sensọ CCD kan?
Awọn sensọ CCD jẹ ohun ti o ṣọwọn pupọ loni ju ọdun mẹwa sẹhin, bi imọ-ẹrọ CMOS ṣe bẹrẹ lati wọ lori paapaa iṣẹ ṣiṣe dudu kekere wọn. Sibẹsibẹ, awọn ohun elo nigbagbogbo yoo wa nibiti apapọ wọn ti awọn abuda iṣẹ-gẹgẹbi didara aworan ti o ga julọ, ariwo kekere, ati ifamọ giga — pese anfani
Kini idi ti awọn kamẹra imọ-jinlẹ lo awọn sensọ CCD tutu?
Itutu agbaiye dinku ariwo gbigbona lakoko gbigba aworan, imudarasi asọye aworan ati ifamọ. Eyi ṣe pataki ni pataki fun ina-kekere ati aworan ijinle-ifihan gigun, eyiti o jẹ idi ti ọpọlọpọ awọn giga-opinijinle sayensi awọn kamẹragbekele awọn CCD ti o tutu fun mimọ, awọn abajade deede diẹ sii.
Kini ipo agbekọja ni CCD ati awọn sensọ EMCCD, ati bawo ni o ṣe mu iṣẹ ṣiṣe kamẹra dara si?
Awọn sensọ CCD ati EMCCD ni agbara deede ti 'ipo agbekọja'. Fun awọn kamẹra oju agbaye, eyi tọka si agbara lati ka fireemu ti tẹlẹ lakoko ifihan ti fireemu atẹle. Eyi nyorisi iṣẹ-ṣiṣe giga (nitosi 100%), afipamo pe akoko ti o kere ju ti sọnu kii ṣe ṣiṣafihan awọn fireemu si ina, ati nitorinaa awọn oṣuwọn fireemu ti o ga julọ.
Akiyesi: Ipo ni lqkan ni o yatọ si itumo fun yiyi oju sensosi.
Ti o ba fẹ lati ni imọ siwaju sii nipa yiyi titiipa, jọwọ tẹ:
Bawo ni Ipo Iṣakoso Yiyi Yiyi Ṣiṣẹ Ati Bii O Ṣe Le Lo
Tucsen Photonics Co., Ltd. Gbogbo ẹtọ wa ni ipamọ. Nigbati o ba n tọka si, jọwọ jẹwọ orisun:www.tucsen.com
