凝胶成像分析系统CCD的原理

每个公司生产的凝胶成像从结构上看都是差不多的，都可以用于DNA/RNA/蛋白质等凝胶电泳不同染色（如EB、考马氏亮蓝、银染）等非化学发光成像检测分析，主要区分看凝胶成像的灵敏度与分辩率，要想拍出的图像质量好主要是取决于CCD的尺寸、像素，还有成像的一个软件功能。

以下是关于CCD的介绍：

一：CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。

（1）CCD尺寸与图像质量

CCD尺寸是影响其成像表现力的一个硬指标，是指CCD对角线的长度，也即是说，CCD的尺寸决定了指感光器件的面积大小。感光器件的面积越大，也即CCD/CMOS面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。在相同像素的情况下，CCD的面积越大，单个感光单元的面积也就越大，其信噪比和感光能力也就越强，成像质量就越好。相反，单个感光单元的面积越小，其信噪比和感光能力也就越弱，成像的质量就会偏差。

（2） CCD的像素

通常描述摄像头性能的时候都会用多少像素来表示,像素通俗地理解就是构成图像的基础材料,法国有个画派叫点彩派,是在画布上点出几百万个很小的油彩色点的方法来组成画的,当你站在一定距离看点彩派的油画时,这些色点混合起来形成一幅无缝的画;数字图像与点画派的原理是一样的,只不过代替小画点的是一个个称为像素(pixel)的颜色小方块。

像素高低与尺寸大小没有绝对关系，一般直观想法认为CCD的像素越高，所需空间应该越多，相对的CCD的面积尺寸应该越大！对照现在的生产技术来说，这个观念是对，也是不对。事实上，像素面积大小与线路布局精细度才是影响CCD尺寸的关键因素；也就是说，当制成技术越精密，线路所需占得的空间就越小，相对像素面积固定下，可以靠得更紧密，也就可以达到进一步缩小面积的目的，所以说在像素面积一定的情况下，线路布局越紧密，像素越高，CCD尺寸越大，成像质量也就越好。

二 ：CCD结构分解 上层为增光镜头 中层为分色滤色片 下层为感光层

第一层“增光镜头”

我们知道，数码相机成像的关键是在于其感光层，为了扩展CCD的采光率，必须扩展单一像素的受光面积。但是提高采光率的办法也容易使画质下降。这一层“微型镜头”就等于在感光层前面加上一副眼镜。因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定，而改由微型镜片的表面积来决定。

第二层是“分色滤色片”

CCD的第二层是“分色滤色片”，目前有两种分色方式，一是RGB原色分色法，另一个则是CMYK补色分色法这两种方法各有优缺点。首先，我们先了解一下两种分色法的概念，RGB即三原色分色法，几乎所有人类眼镜可以识别的颜色，都可以通过红、绿和蓝来组成，而RGB三个字母分别就是Red, Green和Blue，这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色调节而成。再说CMYK，这是由四个通道的颜色配合而成，他们分别是青（C）、洋红(M)、黄(Y)、黑(K)。在印刷业中，CMYK更为适用，但其调节出来的颜色不及RGB的多。

原色CCD的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。因此，大家可以注意，一般采用原色CCD的数码相机，在ISO感光度上多半不会超过400。相对的，补色CCD多了一个Y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像的分辨率，而在ISO值上，补色CCD可以容忍较高的感光度，一般都可设定在800以上

第三层：感光层

CCD的第三层是“感光片”，这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并将信号传送到影像处理芯片，将影像还原。

传统的照相机胶卷尺寸为35mm，35mm为对角长度，35mm胶卷的感光面积为36 x 24mm。换算到数码相机，对角长度约接近35mm的，CCD/CMOS尺寸越大。在单反数码相机中，很多都拥有接近35mm的CCD/CMOS尺寸，例如尼康德D100，CCD/CMOS尺寸面积达到23.7 x 15.6，比起消费级数码相机要大很多，而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸为36 x 24mm，达到了35mm的面积，所以成像也相对较好。