| 攝影機模組 Imaging module |
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CT3 | 宏觀攝影 工作站 |
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本公司為 Jenoptik 原廠所翻譯的 ProgRes CCD 繁體中文軟體已推出！
ProgRes 系列專業 CCD [Charge-Coupled Device] - 電荷藕合元件，也稱為"數位攝影頭"或"數位攝影機"，是由前蔡司 (Zeiss)
公司旗下的
德國 Jenoptik 公司生產。
ProgRes CCD 攝影機分辨率高 (330萬像─1250萬像素)，曝光時間範圍大 (0.2毫秒─10分鐘)，高比特色 (36位─42位)， 動態範圍大 (60dB─66dB)，可選擇非致冷或者風扇及半導體雙致冷 (cooled ccd)，使用標準 C-mount 界面可連接各種光學顯微鏡，成像質量優異。可廣泛應用于顯微圖像分析、病理學、質量檢測和檔案存儲等領域。
ProgRes CCD 攝影機採用 IEEE1394 火線界面連接電腦，數據傳輸速率高，無需影像擷取卡。支援 TWAIN 軟體界面，可以在所有支援 TWAIN 界面的軟體中直接擷取影像 (如 ACDsee, Photoshop 等)，軟體操作簡便快捷， 特有的區域調焦技術讓您能輕鬆對焦。
ProgRes CCD 攝影機支援 Windows 系統及 Mac OS 系統。 它可以幫助您在各種條件下獲取最完美的圖像。
軟體特色：
容易操作
白平衡校正 (沒有日光瀘色鏡的黃色燈光下也可拍出正確顏色)
黑平衡校正
自動曝光
拍攝時可自動調低數位增益 (digital gain)
局部擷取影像
標上刻劃尺
多種測量 (長度、角度、圓圈、橢圓形、長方形、多角形及任意形 [free form] )
容易修改已測量之物體
輸出測量數據至報表
把量測之物體燒進原有影像圖
拍攝動畫
長時間間隔時間拍照 (timelapse)
調整螢光圖片的畫素位置
等等
ProgRes ccd 攝影機可於即時觀看模式 (Live mode) 時作測量，也就是在還沒有捕捉影像之前就可測量。
絕大部分其他牌子的 CCD 都要先擷取影像，然後才能在補捉的影像上測量。
如何選擇適當的 CCD 攝影機?
日常應用 |
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|---|---|---|
| ProgRes CT3 | ProgRes C10plus | ProgRes C12plus |
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| 優點：價格 解析度 |
優點：解析度 | 優點：解析度 |
研究應用 |
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| ProgRes CF | ProgRes CFcool | ProgRes CFscan | ProgRes C14plus |
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| 優點：速度 | 優點：速度 敏感度 |
優點：速度 |
優點：速度 敏感度 解析度 色彩精準重現 |
螢光及材料學應用 |
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| ProgRes ＭF | ProgRes ＭFcool | ProgRes ＭFscan |
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| 優點：速度 | 優點：速度 敏感度 |
優點：速度 |
註：pixel clock 會將每一條水平線分成取樣的樣本，越高頻率的 pixel clock，每條掃瞄線會有越多的樣本。
數位化
ProgRes CCD 攝影機支援及控制(選項)：
- 灰階數量決定圖片的素質和對比。
8位元 - 256灰階 (28)
10位元 - 1024灰階 (210)
12位元 - 4096灰階 (212)
14位元 - 16384灰階 (214)
14+x位元 > 16384灰階 (214+x)
- 較多的位元 - 增加資料深度 (data depth)，因此可提供更豐富的資訊。
註：bit 是 BInary digiT 的縮寫，稱為"位元"，也稱為"比特"。
ProgRes CCD 是屬於高灰階及高動態範圍的 CCD。
亮部有細節失蹤 暗部有細節失蹤 高動態範圍 ccd，所有細節都在
以上三張照片取自 DP Review。
ProgRes CCD 是屬於高灰階及高動態範圍的 CCD。
火線 (firewire) 與 萬用串列匯流排 (USB) 之優缺點比較
所有 ProgRes CCD 攝影機都備有火線 (IEEE1394a) 技術。
IEEE1394a 火線的優點 保證頻寬 400Mbps，其中之 320Mbps 可用作資料傳輸 電源提供可達 8W 電壓範圍為 8 到 32V 只需一條傳輸線 可同時裝置多臺攝影機 對等式 (P2P) 連結 可用遠距離光纖延伸線 與 IEEE1394b 相容 |
USB2.0 的優點 大部份現有電腦都會備有 USB2.0 接口 |
|---|---|
IEEE1394a 火線的缺點 不是所有電腦都會備有火線接口 加裝火線介面卡，約新台幣六百 九十塊錢 |
USB2.0 的缺點 典型頻寬為 150 到 200Mbps 理論頻寬 480Mbps 不保證頻寬 電源提供最大 2.5W 傳輸線最長 10m 主僕式 (Master to slave) 連結， 沒有對等式 (P2P) 連結 沒有升級計劃 |
註：USB ( 萬用串列匯流排)的英文全名是 Universal Serial Bus。
對等式 Peer-to-Peer (P2P) 技術能讓使用者「直接互相分享」。
1394a 火線是當今較強的解決方案，因為它可提供快捷的傳輸速度以及足夠的電源，適合 ProgRes 專業 CCD 攝影機應用 。
下一代的火線擁有更快的傳輸速度：1394b 將擁有 800Mbps 的頻寬。
CCD 與 CMOS 影像感光元件之特點與效能比較
| 特點 | CCD | CMOS |
|---|---|---|
| 畫素輸出訊號 | 電子封包 | 電壓 |
| 晶片輸出訊號 | 電壓 (類比) | 位元 (數位) |
| 相機輸出訊號 | 位元 (數位) | 位元 (數位) |
| 充填因子或開口率 (Fill factor) | 高 | 中 |
| 系統雜訊 | 低 | 中 |
| 系統複雜性 | 高 | 低 |
| 感光元件複雜性 | 低 | 高 |
| 相對的系統價格 | 較高 | 較低 |
| 效能 | CCD | CMOS |
| 響應度 (responsitivity) | 中 | 稍好 |
| 動態範圍 | 高 | 中 |
| 一致性 | 高 | 低至中 |
| 統一快門 (unifrom shuttering) | 快，普通 | 拙劣的 |
| 速度 | 中至高 | 較高 |
| 視窗變化 (windowing) | 有限 | 廣泛 |
| 抗模糊 (anti-blooming) | 高至無 | 高 |
註：CCD 是 Charge-Coupled Device 的簡稱，是電荷藕合元件，也稱為"數位攝影頭"或"數位攝影機"。
CMOS 是 Complementary Metal-Oxide Semiconductor 的簡稱，是互補性氧化金屬半導體。
提高 Fill Factor (單一畫素中可吸收光的面積對整個畫素的比例，簡稱填充率)，可有效做到提升敏感度、放大面積(全片幅) 和降低雜訊的影響。
響應度 (responsitivity) 為感光元件每單位光的響應。
ProgRes 致冷 (散熱) - cooled CCD
- 有效的消除雜訊
- 適當的排列內建零組件。
- "兩塊電路板" 解決方案。
- 適當的相機組裝。
- 致冷元件、風扇及金屬外殼。
- 內建零組件。
- 可感測熱電。
- 高品質。
- 有利的尺寸 (零組件並非一定要用到極限)。
- 電源管理。
- 相機內部電源管理。
- 沒有產生的熱能不需排出。
- 整個感光面積都擁有一致情況。
- 對稱的電路板提供良好數據再現性。
- 穩定的致冷。
- 擷取的影像可再現。
- 短時間與長時間曝光都穩定。
類比增益 (Analogue Gain)
類比增益最多增加八倍的敏感度。
短時間曝光也行 (螢光及暗視野)。
注意：黑色校正之後，擷取之圖不可以執行訊號強度分析，因為資訊會遺失。
您還在使用數位相機拍攝顯微鏡看到的影像嗎？
市面上數位相機的局限：
吃光，雜訊特多特高，需要相當亮的顯微鏡燈光；使用高倍率物鏡時，很多時候燈光已相當微弱，拍出來的照片更暗，解析度會降低，一些細節可能因此而失蹤。
多數數位相機採用 CMOS 晶片，色彩失真不準確，不如 CCD 晶片。
連接到顯微鏡時，C-Mount 只能用 1x，而且數位相機鏡頭要伸出來 (也就是需要使用到數位相機的光學放大或數位放大，把已經成像的影像繼續放大)，否則照片會有黑圈，四個角落是黑的。
通常數位相機會自動對焦，有些時候照片拍到的位置高低與目鏡實際上看到的不一樣，甚至模糊。
大多數的數位相機都要先拍，才能在電腦上看。
沒有外接快門線而用手去按數位相機的快門時，有時會震動到相機而造成影像模糊。
雖然有些數位相機可先用電腦螢幕看，但是它的即時畫面小，畫素低，通常低於 10 萬畫素，有可能只有 320 x 240 畫素 (7萬6千八百畫素而已)，造成影像模糊，畢竟數位相機不是設計給顯微鏡用的。
一般上使用者都會拍很多樣品，拍了很多張數後，才會應用傳輸線或記憶卡把影像傳到電腦；如果照片效果不如意而需要重拍時，就很耗時費力，因為需要重新準備樣品和找尋樣品的拍攝位置。
數位相機沒有散熱功能，拍螢光時效果太差。
能選擇的存檔方式通常只有 RAW 或 JPEG。
閃光燈沒有效果，因為燈光會被顯微鏡主體擋到。
曝光時間很短或甚至不能調整。
不能做白平衡的校正。 不能局部擷取影像。
不能標上刻劃尺。
不能量測長度、角度和圓圈等等。
或許您還在使用傳統相機拍攝顯微鏡看到的影像？
傳統相機的局限：
沒有外接快門線而用手去按相機的快門時，有時會震動到相機而造成影像模糊。
無法預先看到照片效果，一般上使用者都會拍很多樣品，拍了很多張數後，才會拿去沖印店沖洗，洗出來後又發現焦距不對，或照片效果不如意而要重拍時，就很耗時費力，因為需要重新準備樣品和找尋樣品的拍攝位置。
洗出來的照片顏色通常不正確。
相片要經過掃描後才能在電腦裡存檔，才能經濟且快速的用電郵傳送。
掃描而得的照片有時顏色會失真。
不能輕易的把個別螢光照片整合成一張。
傳統相機沒有散熱功能，拍螢光時效果較差。
閃光燈沒有效果，因為燈光會被顯微鏡主體擋到。
不能長時間間隔錄影，沒有 time-lapse 功能。
不能做白平衡的校正。 不能局部擷取影像。
不能標上刻劃尺。
不能量測長度、角度和圓圈等等。
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