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数码数码摄像头的种类及在显微镜上的应用

2020-09-08 | 来源:
感光器是数码数码摄像机的核心,也是最关键的技术。数码相机的发展道路,可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种:一种是广泛使用的CCD(电荷藕合)元件;另一种是CMOS(互补金属氧化物导体)器件。电荷藕合器件图像传感器CCD(ChargeCoupledDevice),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速

  

   感光器是数码数码摄像机的核心,也是最关键的技术。数码相机的发展道路,可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种:一种是广泛使用的CCD(电荷藕合)元件;另一种是CMOS(互补金属氧化物导体)器件。

  

   电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。

  

   互补性氧化金属半导体CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电) 和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。

  

   在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止,市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器;CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上,若有哪家摄像头厂商生产的摄想头使用CCD感应器,厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传,甚至冠以“数码相机”之名。一时间,是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。

  

   由于CMOS传感器便于大规模生产,且速度快、成本较低,将是数字相机关键器件的发展方向。目前,在佳能(CANON)等公司的不断努力下,新的CMOS器件不断推陈出新,高动态范围CMOS器件已经出现,这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要,使之接近了CCD的成像质量。另外由于CMOS先天的可塑性,可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本却不上升多少。相对于CCD的停滞不前相比,CMOS作为新生事物而展示出了蓬勃的活力。作为数码相机的核心部件,CMOS感光器以已经有逐渐取代CCD感光器的趋势,并有希望在不久的将来成为主流的感光器。

  

   如何用数码摄像机拍好显微图片? 首先,把显微镜的亮度调整到中间位置。在显微镜下放一张白纸,打开摄像头的自动白平衡自动调整;其次在打开自动暴光让自动调整;放入试样,调整显微镜的焦距使试样清晰。如果图象不满意可打开视频参数调整暴光和伽玛值(如果有的话)直到达到满意效果。

  

  对数码摄像头的甄别:首先是靶面的确认。通常的摄像头都要标明芯片靶面尺寸,一般世面上的数码摄像头130万像素/200万像素/300万像素的芯片大都是1/2英寸的,但也有的经销上为了价格上的空间,会提供1/3英寸靶面的,如何识别?用显微镜测微尺即可。用10X目镜,10X物镜,C接口用1X的。在摄像头下拍出的显示的图象尺寸如果是8MM,就证明芯片靶面是1/2英寸的。

  

  其次,对数码摄像头芯片性质的确定。数码摄像头有CCD芯片和CMOS芯片之分,目前CCD芯片摄像头比CMOS芯片的摄像头在价格上要贵的多。

  

  第三,是摄像头功能的鉴定,不同的摄像头在图象的处理功能上会有差异,如图象的放大,压缩,能否捕捉动态等等。这个问题就不能一概而论了,主要是看用户的要求,没有特殊要求大部分摄像头在功能方面都能满足。但摄像头的捕捉帧率是个较重要的指标,无论是多少万像素的摄像机,我们建议≥3帧/秒。

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