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工業電子內窺鏡CCD尺寸大小對成像質量的影響

2016-06-06

   工業內窺鏡CCD技術所為人津津樂道的是像素級別的快速增長。每提高一個百萬級就被視為技術上的突破,從而帶來相機的更新換代。不過工業內窺鏡CCD尺寸這一影響成像質量的重大因素卻甚少有人提及,甚至連各生產廠商也秘而不宣。
   究竟工業內窺鏡CCD的尺寸大小對成像質量影響有多大?客觀地說,決定一部DC成像質量好壞的幾大要素:曝光寬容度、信噪比、鏡頭焦距、入瞳孔徑,無不與工業內窺鏡CCD尺寸密切相關。
   工業內窺鏡CCD的感光元件MOS好比可以用來儲存電荷的桶,這個桶能容納電荷的極限表明了CCD的動態范圍,也就是曝光寬容度。CCD尺寸的大小直接決定了MOS的體積。同尺寸工業內窺鏡CCD,當MOS的體積增大,當然這會造成CCD的像素數相對減少,其容納電荷的能力就越強,CCD的動態范圍就加大,即曝光寬容度就大,從而工業內窺鏡CCD能感受到更細微的光線變化,拍出來的片子自然層次豐富。反之,當MOS的體積減小,CCD的像素數相對增加,儲存電荷的能力就下降,就很容易出現電荷溢出等現象,導致畫面出現噪點。所以,我們常發覺某一款DC的升級版,提高了CCD的分辨率,但CCD的尺寸卻沒變,拍出來的照片銳度提高了,但是信噪比下降,細節損失加重,整體的成像質量反而下降了。不少數碼玩家甚至由此得出結論:選購DC、DV時,在工業內窺鏡CCD尺寸相同的機型中要優先挑選像素水平低的機器。
   DC的CCD尺寸,通常只有135膠卷大小的十幾到幾十分之一,由此決定了DC的鏡頭焦距很短。比較短的鏡頭的焦距,對拍攝有一定的限制作用:首先,根據光圈指數等于鏡頭焦距與入瞳直徑之比的原則,短焦距一方面限制了光圈的變化范圍,另一方面也使鏡頭直徑不可能做得太大,捕捉光線的性能因此受到影響。其次,鏡頭的焦距與工業內窺鏡CCD對角線長度有對應關系,一般來說,焦距與對角線相等的是標準鏡頭,大于對角線長度的是遠攝鏡頭,反之廣角鏡頭。工業內窺鏡CCD的小尺寸令DC很容易優出長焦的遠攝鏡頭,但是要縮短焦距形成廣角效果就相對因難。比如松下FZ1以4.6-55.2mm的焦距輕易實現相當于135相機420mm的12倍光學變焦,它所配備的工業內窺鏡CCD尺寸僅為1/3.2英寸,約合5.27mm×4.40mm,跟指甲蓋差不多大。另外,短焦距也令拍攝的景深受到了影響。工業內窺鏡CCD尺寸越小的DC越不容易拍出淺景深效果,解決之法唯有加大CCD的尺寸。

工業內窺鏡產品鏈接:http://www.for815.cn/product/endoscope/

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