影像感測器

影像感測器的構造

數位顯微鏡使用所謂影像感測器的感測器代替人的眼睛。將光的強弱轉換成電信號的多個「眼」排列成棋盤狀,形成所謂的「電子眼」。利用屬於半導體元件的影像感測器,將從鏡頭入射的光轉換成數位資訊,最後輸出為影像的構成資訊。影像感測器形成於矽晶圓上,於晶圓表面排列有光電二極體,其數量即為總畫素數。
當光線照射到影像感測器時,將光子的能量所產生的電子與電洞對進行光電轉換,藉由傳輸電極使電荷移動而讀取為資訊。
由於光電二極體不能讀取特定顏色,故色彩資訊是由光電二極體與彩色濾鏡或稜鏡組合後重現。取得色彩資訊的方法分為以下兩種:
原色方式,使用紅(R)、綠(G)、藍(B)的原色濾鏡;及使用青藍(C)、洋紅(M)、黃(Y)、綠(G)的4色補色濾鏡獲得影像後,透過運算而產生將RGB組合而成的影像。一般而言,原色濾鏡雖然較暗,但彩度較高,可真實重現目標物的色彩。這便稱作「色彩重現性佳」。

影像感測器:由微距鏡頭、彩色濾鏡、光電二極體構成。

影像感測器的畫素數

影像感測器的畫素數標記方式有總畫素數、有效畫素數、及實質畫素數。
在色彩影像感測器中,有一些畫素排列在設備的周邊,這些畫素雖然不能直接促進影像的形成,但其有助於控制影像的顏色和光強度。
總畫素數:於影像感測器的周邊配置有實際上不輸出影像的畫素,其作為亮度或顏色的基準。總畫素數是指包含所有該類畫素的畫素數。
有效畫素數:影像感測器是將一個畫素與該畫素周圍的畫素進行比較而決定色彩。實質畫素數:即實際輸出影像的畫素數。

數位影像之重現

數位顯微鏡是利用影像感測器在鏡頭接收的光轉換為數位信號。
數位信號經過運算後重現為影像,顯示於顯示器上。

重現數位影像的構造
A
影像感測器
B
類比信號
C
畫素轉換
D
數位信號
E
數位運算
F
顯示

數位影像的性能(解析度與色彩解析度)

數位影像的性能是由「顯示解析度」與「色彩解析度」來表示。
顯示解析度在於表示一張影像是由多少個畫素構成,以得知水平方向的解析度。解析度越高,越可表現出細微的區域。色彩解析度在於表示數位影像的各個畫素能夠表現出多微妙的亮度及色調差異程度。

A
縱向及橫向以多少個畫素構成=顯示解析度
B
一個畫素可表現出多少灰階的色彩及亮度=色彩解析度

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