凝膠成像分析系統(tǒng)CCD的原理介紹

每個公司生產(chǎn)的凝膠成像從結(jié)構(gòu)上看都是差不多的，都可以用于DNA/RNA/蛋白質(zhì)等凝膠電泳不同染色（如EB、考馬氏亮藍(lán)、銀染）等非化學(xué)發(fā)光成像檢測分析，主要區(qū)分看凝膠成像的靈敏度與分辯率，要想拍出的圖像質(zhì)量好主要是取決于CCD的尺寸、像素，還有成像的一個軟件功能。

以下是關(guān)于CCD的介紹：

一：CCD是Charge Coupled Device(電荷耦合器件)的縮寫,它是一種半導(dǎo)體成像器件,因而具有靈敏度高、抗強(qiáng)光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優(yōu)點(diǎn)。

（1）CCD尺寸與圖像質(zhì)量

CCD尺寸是影響其成像表現(xiàn)力的一個硬指標(biāo)，是指CCD對角線的長度，也即是說，CCD的尺寸決定了指感光器件的面積大小。感光器件的面積越大，也即CCD/CMOS面積越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。在相同像素的情況下，CCD的面積越大，單個感光單元的面積也就越大，其信噪比和感光能力也就越強(qiáng)，成像質(zhì)量就越好。相反，單個感光單元的面積越小，其信噪比和感光能力也就越弱，成像的質(zhì)量就會偏差。

（2） CCD的像素

通常描述攝像頭性能的時候都會用多少像素來表示,像素通俗地理解就是構(gòu)成圖像的基礎(chǔ)材料,法國有個畫派叫點(diǎn)彩派,是在畫布上點(diǎn)出幾百萬個很小的油彩色點(diǎn)的方法來組成畫的,當(dāng)你站在一定距離看點(diǎn)彩派的油畫時,這些色點(diǎn)混合起來形成一幅無縫的畫;數(shù)字圖像與點(diǎn)畫派的原理是一樣的,只不過代替小畫點(diǎn)的是一個個稱為像素(pixel)的顏色小方塊。

像素高低與尺寸大小沒有絕對關(guān)系，一般直觀想法認(rèn)為CCD的像素越高，所需空間應(yīng)該越多，相對的CCD的面積尺寸應(yīng)該越大！對照現(xiàn)在的生產(chǎn)技術(shù)來說，這個觀念是對，也是不對。事實(shí)上，像素面積大小與線路布局精細(xì)度才是影響CCD尺寸的關(guān)鍵因素；也就是說，當(dāng)制成技術(shù)越精密，線路所需占得的空間就越小，相對像素面積固定下，可以靠得更緊密，也就可以達(dá)到進(jìn)一步縮小面積的目的，所以說在像素面積一定的情況下，線路布局越緊密，像素越高，CCD尺寸越大，成像質(zhì)量也就越好。

二 ：CCD結(jié)構(gòu)分解 上層為增光鏡頭 中層為分色濾色片 下層為感光層

第一層“增光鏡頭”

我們知道，數(shù)碼相機(jī)成像的關(guān)鍵是在于其感光層，為了擴(kuò)展CCD的采光率，必須擴(kuò)展單一像素的受光面積。但是提高采光率的辦法也容易使畫質(zhì)下降。這一層“微型鏡頭”就等于在感光層前面加上一副眼鏡。因此感光面積不再因?yàn)閭鞲衅鞯拈_口面積而決定，而改由微型鏡片的表面積來決定。

第二層是“分色濾色片”

CCD的第二層是“分色濾色片”，目前有兩種分色方式，一是RGB原色分色法，另一個則是CMYK補(bǔ)色分色法這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。首先，我們先了解一下兩種分色法的概念，RGB即三原色分色法，幾乎所有人類眼鏡可以識別的顏色，都可以通過紅、綠和藍(lán)來組成，而RGB三個字母分別就是Red, Green和Blue，這說明RGB分色法是通過這三個通道的顏色調(diào)節(jié)而成。再說CMYK，這是由四個通道的顏色配合而成，他們分別是青（C）、洋紅(M)、黃(Y)、黑(K)。在印刷業(yè)中，CMYK更為適用，但其調(diào)節(jié)出來的顏色不及RGB的多。

原色CCD的優(yōu)勢在于畫質(zhì)銳利，色彩真實(shí)，但缺點(diǎn)則是噪聲問題。因此，大家可以注意，一般采用原色CCD的數(shù)碼相機(jī)，在ISO感光度上多半不會超過400。相對的，補(bǔ)色CCD多了一個Y黃色濾色器，在色彩的分辨上比較仔細(xì)，但卻犧牲了部分影像的分辨率，而在ISO值上，補(bǔ)色CCD可以容忍較高的感光度，一般都可設(shè)定在800以上