工作学习上由于需要编写一个能够控制CCD进行拍照的简易软件,因此需要对CCD照相机的基本原理有一个较为清楚的认识,于是参考DICAM-PRO Operating Instructions写下了这篇文章。
上图显示了CCD相机不同的功能模块,其中主要的是Image Intensifier,CCD,12 Bit A/D,parallel/serial Converter,Logic Control。
那么在计算机内部相对应的软件是如何对从CCD相机传输进来的数据进行处理的呢。如下图所示:
可见对于图片数据进行存储的时候可以采用16bit的形式进行无损存储,但是在pc机的屏幕上进行显示的时候,一般需将16bit的数组转化为8bit的数组,然后采用8bit,24bit或32bit的形式将图形成像到屏幕上。由于屏幕成像的方式是采用RGB或加一个alpha通道进行成像的,即使采用8bit的方式进行成像,也是将其转化成了R=G=B的灰度图进行成像。
下面主要从CCD相机图像增强,曝光、触发方式两个方面进行阐述。
1. 图像增强
光子打到光电阴极上产生电子,通过MCP进行增益而后打到荧光粉上发出光。
该处需要注意的是:光子打到光电阴极上与CCD的使用寿命直接相关,另外,不允许强光照射到光电阴极板,这样有可能损坏光电阴极板,从而使CCD相机损坏。由于对光强有一定的要求,因此对于曝光时间也要小心设置,过长的曝光时间也有可能引起光电阴极板的损坏。
2. 曝光、触发
触发模式分为:Single Trigger Mode, Multi Trigger Mode, Double Trigger Mode;
a. single trigger mode
系统延时与脉冲延时是硬件上的延时是无法避免的,它们总共的时间在100ns以内,延时时间(Delay)(0-1000s)与曝光(Exposure)(x-1000s,x脉冲时序相关)时间是人为设定的。因为它是单触发模式,每一次触发都带有系统与脉冲上的延迟。在每次循环之间也需要额外的时间。
b. multi trigger mode
延迟时间0-999ms,曝光时间在20ns-999ms之间。
c. double trigger mode