科研级CCD照相机简介（1）——图像显示存储、曝光、触发

科研级CCD照相机简介（1）——图像显示存储、曝光、触发

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