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科学级冷CCD满足生物医学领域应用要求
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时间:2012-10-17 14:47:40

 相信人们现在对CCD图像传感器已经不再陌生,从一开始应用在数码相机、摄像机等摄像器材上,到后来应用于质量检测、安全监控等工、农业生产管理中,这些应用都是与我们的工作生活密不可分的。随着对CCD的充分开发和研究,其在科研上的应用价值也被体现了出来, 这其中就包括在生物医学研究领域。但是,由于此领域对图像要求极高,普通的CCD在性能方面多少有些心有余而力不足,有了市场的需要,经过不断的研究,专门服务于科研领域的科学级冷CCD终于诞生了。

社会在不断地发展,生物医学技术也需要不断的提高,对影像技术的要求也就越来越高了。例如:我们在医院常见的X光检测应用,需要分辨率以及灵敏度比较高的机器进行图像的快速提取,目前我们可以观察到所拍摄的片子清晰度越来越好了。图像提取完成之后,要求在电脑上可以实时处理图像,最终成片。那么,鉴于生物医学领域的高要求,科学级冷CCD需要具备什么样的参数配置呢?

1、高灵敏度

如果想捕捉到非常细微的信号,那么就要求机器具有足够高的灵敏度。影响灵敏度的主要有噪声和量子效应这两个因素,量子效应体现的是光电转化的能力,科学级冷CCD的量子效率在40%以上,远远超过了普通相机15%的能力。CCD的噪声主要是热噪声,会对信号的获取产生一定的干扰,科学级冷CCD采用的是制冷芯片技术, 大大降低了热噪声影响。

2、高分辨率

高分辨率是图像清晰的重要参数,一般情况下会采用显微镜来提高分辨率。但显微镜放大是有限的,而且随着放大倍率的增多,能观测的范围也会相应缩小, 并不满足我们在生物医学领域的应用要求。而科学级冷CCD可以达到1600万(4K×4K)个象素,为普通相机的45倍。

3、高线性度

线性度的高低决定了我们获取的图像是否与目标物相吻合,尤其是在科研中,一般更具严谨性,有的时候还需要观测一些细微处,没有高线性度,是很难达到观测效果的。科学级冷CCD非线性度在光谱范围内最高达到了小于1%的水平,符合观测应用的要求。

4、宽动态范围

在生物医学领域,通常是我们观测的物体光强度差异很大,要想把信号分的精细,使图像变得具有层次感,就需要机器能同时检测到极强与极弱光。而最强与最弱光的比值被称作动态范围,动态范围越宽,成像效果就越好,而科学级冷CCD动态范围就可达12—18Bit。

除去以上几点外,还具有曝光时间可控、温度可控、采集影像速度可控等特点。对于科学级冷CCD为什么会得到生物医学领域的青睐,我们通过上面的描述已经有了大致上的了解。至于其具体应用,主要包括活体分子荧光影像技术、高解析度光活化定位荧光显微摄像技术、拉曼光谱影像技术等等。

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