最近捡到一个冷冻CCD相机，这里对它进行拆解，来了解一些内部结构。所谓冷冻CCD相机，就是使用低噪声CCD传感器，并利用TEC制冷器降低CCD的工作温度，使得CCD的暗电流（热噪声）大幅度下降，从而可以适合弱光摄影用途，例如天文摄影，X光增感屏摄影，生物荧光显微镜拍摄，以及其他需要长时间曝光的场合。
正文：
本次拆解的是Vosskuhler COOL-1300HD冷冻CCD相机，德国企业制造的产品，其手册列出的关键参数如下：
从特性参数里可以看到CCD的工作温度约-20摄氏度。
相机整体基本上是一个圆柱形，这是镜头螺口一侧，这个东西体积不大但重量不轻，大约有2kg。
侧面的铭牌，可以看出这个相机是2003年生产的。
相机后部，控制和数字图像输出接口，以及一些指示灯。IOD,FOUT,EXP指示相机的拍摄和曝光状态，ST应该是调节恒温电路工作温度的。>250k指示灯提示CCD温度高于-20度，制冷正常工作时该指示灯会熄灭。
侧面的散热风扇
拆开底盖，分离接口板和CCD驱动板
接口板的背面
接口板正面
该相机实际上是利用的CCD-1300非制冷相机的电路板，因此内部多了一些飞线，直接加上了制冷相关的功能，比如这个指示灯。
继续向下看是CCD驱动板。
拆掉风扇，从侧面伸进去撬棒，把CCD驱动板顶起来就可以分离下来
分离CCD驱动板，这里的插针直接连接到CCD上，全部是气密结构的。
CCD驱动板正面
CCD驱动板背面
这个时候就可以抽出CCD和制冷组件了，这是整体的样子，夹在中间的是TEC制冷器控制板。
前面的玻璃窗口，直接依靠前壳压在这里，保持腔体内干燥，防止结露。
侧面，前面散热片部分是一种比较硬的金属，外表面镀金。我认为有可能是可伐合金的（因为需要做气密连接）。后面是散热片部分纯铜的。
CCD的连接器，以及拧下这四个螺丝就可以分离纯铜部分的散热片
分离散热片，可以看到TEC驱动电路了。
厚实的散热片。
TEC和温度传感器的连接同样是通过气密引脚从腔体侧面连接到板子上
腔体一侧还有一个抽气管，顶部涂胶水的螺丝是一个阀门。应该可以把腔体内部抽真空
TEC和温度传感器的引脚。
将引脚解焊，分离TEC控制板。
剩下的就是金光闪闪的腔体部分，整体都做了镀金处理，应该是提高表面反射率，降低热损耗的
环状的TEC驱动电路
正面
正面
背面
背面
背面
CCD部分，CCD靠两个螺丝紧固在导热板上，并使用两块PCB把引脚延长到底部的连接器上。
CCD和延长板
CCD是SONY ICX085，同系列性能最好的是ICX285，也广泛的用于冷冻CCD相机上。
CCD延长板，以及奇怪的走线。关于这些走线，我的朋友认为有可能是增加热阻的，或者降低应力的，防止在频繁的温度交替下走线被拉断。
拆掉CCD以后腔体内部的样子，蓝线是温度传感器。
由于导热板，TEC制冷器均是导热硅胶粘接的，非常紧密，无法再分开了。因此只能从侧面看一看，其中包括了温度传感器，以及两级TEC制冷器用于增大温差。
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沪公网安备 31010702007642号 )
发表于 2020-10-6 10:10
