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2024年6月8日发(作者：)
几个主要参数的对照-----
科研级CCD相机
真实分辨率 25万-1600万像素
根据用户的应用需要，采用
不同分辨率的系统
4e-至18e-
民用数码相机
100万-800万像素
应用专一的，拍摄景
物，人物
无标识
视频CCD相机
40万-100万像素
实时监测，比如生
产线，交通路口
无标识
快， 视频
10%左右
否/偶有冷
高
8bits
追求的是速度，非
颜色还原性和分辨
率
较好， 一般工业
用，
可以再次开发
差，民用和工业用
读出噪音
读出速度
峰值量子效率
是否制冷
暗电流
动态范围
快、慢都有，有明确的标识， 慢或较快，
如20MHz
40%-95%
必须制冷，以达到高信
噪比
低或极低， 有明确的数据标
识
12bits or 16bits
因为科研级的涉及到光密
度，光强度的计算
好，可以和专业领域的研究
应用软件实现无缝连接，一
般提供开发包，可以二次开
发
高或极高
用于尖端科技研究
10%左右
否
高， 没有标识
8bits or 10bits
只是图像的展示
操作灵活性 一般，专机专用
系统灵敏度和
应用
(S/N)
一般
生活拍照
了解更多科学级CCD产品信息，请登陆
美国普林斯顿仪器公司网站：
如何解释科研级CCD相机的应用和概念
常见提问和回答：
1. CCD我知道，就是“摄像头”；比“数码相机”差多了
CCD的是“Charge Couple Device”的简写，翻译成中文叫“电荷耦合器”。无论是科研级
的数码相机，民用的数码相机还是常见的“摄像头”，都是以CCD为光信号接收器件的
仪器。成像的基本原理是一样的。它们各有不同的应用领域，尤其是科研级数码相机技
术的飞速发展，使得它已被应用于各种研究领域，如：生命科学研究、天文观测、医学
检测新仪器的开发、卫星监测、环境监测，甚至新型武器装备的开发和研制等。
2. 目前市场上的数码相机很便宜，500万，甚至600万像素的也就三四千元，你们的数码
相机为什么这么贵？
答：我们的数码相机是科研级的，虽然都是CCD作为光的基本接收器件，但是CCD本
身是不同级别的。根据科学实验的要求：需要高灵敏度的，低噪声的，高动态域的，高
速度的，不同冷却温度的，我们要提供不同技术参数的仪器。单从分辨率角度看，科研
级的CCD数码相机不一定都要求高分辨，会有不同分辨率的CCD芯片的相机，还有线
型的，比如
2 x 1000，的CCD相机呢，分辨率与价格没有直接关系，不是决定相机价格的必然因素。
3．和CMOS是什么差别？CMOS很便宜
CMOS，是“Complementary Metal-Oxide Semiconductor”的简写，翻译成互补性金属氧
化物半导体，也是一种光感应器件。 和CCD相比，有传输速度快，耗电量小的优点。
但是，由于CMOS传感器集成度高，光电传感原件与电路之间距离很近。相互之间的
光、电、磁干扰较为严重，电流变化过于频繁会产生过热现象。在图像显示上，就是噪
声非常大。尤其针对科研应用中的长时间曝光的模式下，缺点显露无疑。 而CCD传
感器的技术相对成熟，并且不断有新的技术产生，这些都不断地巩固了CCD在科研应
用中位置。另外， 一般情况下， CMOS分辨率较低，在一百万像素之内。而CCD会
根据不同的科研需要，有不同分辨率、不同形状的CCD提供。
4．CCD是什么冷却方式？制冷温度越低越好吗？
电子冷却，半导体冷却，Peltier冷却都是一个概念，它们是常见的CCD相机冷却方式。
也有用液氮进行冷却的，制冷温度可达-120摄氏度。制冷的目的是降低暗电流（暗噪
声）。图像采集的质量取决于信号噪声比，降低噪声是取得高信噪比的一个途径，这里
所说的噪声包括读出噪声、暗噪声和随机噪声。总噪声N
T
=(N
R
2
+D
C
2
)
1/2，
举例说明：
If exposure time is 5second, 暗噪声：
CoolSnap ES, 1e/p/s, CoolSnap HQ, 0.05e/p/s
读出噪声都是：8e - rms
CoolSnap ES---- DC=1x5=5e，N
T-ES
=(8
2
+5
2
)
1/2
=9e
CoolSnap HQ----DC=0.05x5=0.25e，N
T-HQ
=(8
2
+0.25
2
)
1/2
=8e
如果曝光时间在10秒钟以内，总体噪声大体相当： N
T-ES =====
N
T-HQ
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