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凝膠成像分析系統(tǒng)CCD的原理介紹
  • 發(fā)布日期:2016-01-14     信息來源:      瀏覽次數(shù):3385
    •  每個公司生產(chǎn)的凝膠成像從結(jié)構(gòu)上看都是差不多的,都可以用于DNA/RNA/蛋白質(zhì)等凝膠電泳不同染色(如EB、考馬氏亮藍(lán)、銀染)等非化學(xué)發(fā)光成像檢測分析,主要區(qū)分看凝膠成像的靈敏度與分辯率,要想拍出的圖像質(zhì)量好主要是取決于CCD的尺寸、像素,還有成像的一個軟件功能。
      以下是關(guān)于CCD的介紹:
      一:CCD是Charge Coupled Device(電荷耦合器件)的縮寫,它是一種半導(dǎo)體成像器件,因而具有靈敏度高、抗強(qiáng)光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優(yōu)點。
      (1)CCD尺寸與圖像質(zhì)量
      CCD尺寸是影響其成像表現(xiàn)力的一個硬指標(biāo),是指CCD對角線的長度,也即是說,CCD的尺寸決定了指感光器件的面積大小。感光器件的面積越大,也即CCD/CMOS面積越大,捕獲的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。在相同像素的情況下,CCD的面積越大,單個感光單元的面積也就越大,其信噪比和感光能力也就越強(qiáng),成像質(zhì)量就越好。相反,單個感光單元的面積越小,其信噪比和感光能力也就越弱,成像的質(zhì)量就會偏差。
      (2) CCD的像素
      通常描述攝像頭性能的時候都會用多少像素來表示,像素通俗地理解就是構(gòu)成圖像的基礎(chǔ)材料,法國有個畫派叫點彩派,是在畫布上點出幾百萬個很小的油彩色點的方法來組成畫的,當(dāng)你站在一定距離看點彩派的油畫時,這些色點混合起來形成一幅無縫的畫;數(shù)字圖像與點畫派的原理是一樣的,只不過代替小畫點的是一個個稱為像素(pixel)的顏色小方塊。
      像素高低與尺寸大小沒有關(guān)系,一般直觀想法認(rèn)為CCD的像素越高,所需空間應(yīng)該越多,相對的CCD的面積尺寸應(yīng)該越大!對照現(xiàn)在的生產(chǎn)技術(shù)來說,這個觀念是對,也是不對。事實上,像素面積大小與線路布局精細(xì)度才是影響CCD尺寸的關(guān)鍵因素;也就是說,當(dāng)制成技術(shù)越精密,線路所需占得的空間就越小,相對像素面積固定下,可以靠得更緊密,也就可以達(dá)到進(jìn)一步縮小面積的目的,所以說在像素面積一定的情況下,線路布局越緊密,像素越高,CCD尺寸越大,成像質(zhì)量也就越好。
      二 :CCD結(jié)構(gòu)分解 上層為增光鏡頭 中層為分色濾色片 下層為感光層
      *層“增光鏡頭”
      我們知道,數(shù)碼相機(jī)成像的關(guān)鍵是在于其感光層,為了擴(kuò)展CCD的采光率,必須擴(kuò)展單一像素的受光面積。但是提高采光率的辦法也容易使畫質(zhì)下降。這一層“微型鏡頭”就等于在感光層前面加上一副眼鏡。因此感光面積不再因為傳感器的開口面積而決定,而改由微型鏡片的表面積來決定。
      第二層是“分色濾色片”
      CCD的第二層是“分色濾色片”,目前有兩種分色方式,一是RGB原色分色法,另一個則是CMYK補(bǔ)色分色法這兩種方法各有優(yōu)缺點。首先,我們先了解一下兩種分色法的概念,RGB即三原色分色法,幾乎所有人類眼鏡可以識別的顏色,都可以通過紅、綠和藍(lán)來組成,而RGB三個字母分別就是Red, Green和Blue,這說明RGB分色法是通過這三個通道的顏色調(diào)節(jié)而成。再說CMYK,這是由四個通道的顏色配合而成,他們分別是青(C)、洋紅(M)、黃(Y)、黑(K)。在印刷業(yè)中,CMYK更為適用,但其調(diào)節(jié)出來的顏色不及RGB的多。
      原色CCD的優(yōu)勢在于畫質(zhì)銳利,色彩真實,但缺點則是噪聲問題。因此,大家可以注意,一般采用原色CCD的數(shù)碼相機(jī),在ISO感光度上多半不會超過400。相對的,補(bǔ)色CCD多了一個Y黃色濾色器,在色彩的分辨上比較仔細(xì),但卻犧牲了部分影像的分辨率,而在ISO值上,補(bǔ)色CCD可以容忍較高的感光度,一般都可設(shè)定在800以上
      第三層:感光層
      CCD的第三層是“感光片”,這層主要是負(fù)責(zé)將穿過濾色層的光源轉(zhuǎn)換成電子信號,并將信號傳送到影像處理芯片,將影像還原。
      傳統(tǒng)的照相機(jī)膠卷尺寸為35mm,35mm為對角長度,35mm膠卷的感光面積為36 x 24mm。換算到數(shù)碼相機(jī),對角長度約接近35mm的,CCD/CMOS尺寸越大。在單反數(shù)碼相機(jī)中,很多都擁有接近35mm的CCD/CMOS尺寸,例如尼康德D100,CCD/CMOS尺寸面積達(dá)到23.7 x 15.6,比起消費級數(shù)碼相機(jī)要大很多,而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸為36 x 24mm,達(dá)到了35mm的面積,所以成像也相對較好。

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