圖像傳感器學問多 解析監(jiān)控攝像機冷CCD

什么是冷CCD相機？這個話題要從CCD講起，所謂CCD是charge-coupleddevice(電荷耦合器件的縮寫)，它的作用便是能將光信號轉化成電荷量，并通過電荷量的不同來表示光信號的不同。

CCD由貝爾實驗室于1969年研制發(fā)現(xiàn)，sony中央研究院于同年12月在其基礎上展開了大規(guī)模的研究。并成功于1980年開始商品化，正式進入量產階段。CCD圖像傳感器開始正式進入人們的生活并影響到人們的方方面面。

由CCD的作用我們可以知道，光信號轉化成電信號，第一步就是要有足夠的光信號，第二是在轉化成電信號的時候要保證各個像素點的轉化效率一致無噪聲，這樣我們就可以得到一幅完美的圖像。

但是在實際拍攝的時候我們往往得不到理想強度的光信號(如熒光和化學發(fā)光拍攝)，這時候就要求對光子信號進行累積而得到足夠強的光信號。作為一個光電轉換裝置，其材料和物理特性都是不可能是理想化的，因此傳感器的內部和表面不可避免的含有雜質，由于熱激發(fā)，雜質會產生電子，同樣被電子阱捕獲，而成為電荷量從而破壞其光電轉換的效率，破壞產生的圖像，我們稱這種噪聲為暗電流噪聲。而雜質熱激發(fā)產生的電子數(shù)目與時間有關，因此在對弱光拍攝，對光子信號進行累積的時候，暗電流噪聲就會很明顯。如何降低暗電流也就成了弱光拍攝中最重要的一環(huán)。由暗電流的產生原因我們可以知道，溫度是最主要的原因，因此科學家們就將ccd進行制冷讓它工作在較低的溫度中，從而減少暗電流產生，提高了長時間弱光拍攝圖像的信噪比。這種有制冷模塊的CCD，我們就稱做為冷CCD。相比于普通CCD，冷CCD有著更少的暗電流，更高的信噪比，能拍攝出理想的熒光或化學發(fā)光圖案。