天文观测相机低噪声CCD视频处理电路的分析与设计

在讨论天文观测相机低噪声视频处理电路的基础上,对前置放大、差分放大、可编程增益放大、相关双采样及16bit模数转换等关键组成部分进行了分析,给出各组成部分的设计方法。对所设计的低噪声视频处理电路进行了PSPICE仿真和实验测试,仿真和实验结果表明,该视频处理电路在本身引入噪声较小的同时,有效地抑制了CCD的复位噪声和1/f等低频噪声,使天文观测相机的整机噪声<15e-,达到了指标要求。     

多CCD共线拼接中照度均匀性计算及补偿

针对多CCD拼接技术中照度不均匀性进行分析计算,给出照度理论曲线,论述了从结构和视频信号放大两个方面对照度进行补偿的方法.     

应用CCD拼接技术的高分辨率图像扫描仪设计

介绍多CCD拼接技术在高分辨率扫描仪系统中的应用.采用此技术研制的图像扫描系统,在4-CCD拼接情况下,设计物理分辨率700DPI,可分辨率插值350DPI和1400DPI,满足清晰扫描0.08m线宽要求,系统图件扫描相对精度0.1mm,水平方向拼接精度和垂直方向安装精度控制在一个像元内,对应物面0.036mm.     

线阵CCD遥感侦察系统中CCD焦平面的光学拼接

本文阐述了CCD图象传感器的焦平面光学拼接的原理、拼接的技术要求以及几种拼接方案的选择,介绍了本拼接方案的特点、检测、装调方法和拼接结果,完成了两片TCD106C线阵CCD传感器的光学拼接。     

一种提高双CCD图像拼接精度的方法

利用一对光楔间距变化时,通过它的成像光束的像点会产生微小偏移这一特性,在双CCD图像拼接探测器中增加了光楔调整机构,该光楔调整机构包含两对光楔,一对光楔用于CCD水平方向的图像调整;另一对用于垂直方向的图像调整。通过设计、制作,光楔调整机构最终应用于双CCD图像拼接探测器的装调。装调过程显示:加装光楔调整机构对原有光学系统没有任何影响,可以实现精度高于0.001 mm的图像移动量,有效降低了双CCD图像拼接探测器的装调难度,提高了拼接图像质量,降低了生产成本。     

增强CCD紫外和极紫外成像的荧光物质的研究

CCD广泛用于可见光和近红外波段的成像,为了使CCD也能在紫外和极紫外波段成像,波长转换十分有用。采用对此波段敏感的荧光物质,使辐射到CCD上的紫外和极紫外光转换成可见光,CCD便可对其成像。研究了产生荧光的过程和条件以及用于把紫外和极紫外光转换成可见光的荧光物质需要满足的条件后,发现水杨酸钠、四苯基-丁二烯、六苯并苯和路玛近比较合适,并简明介绍了它们的特性和制备方法。评述了该领域的荧光物质物质的应用前景以及需要改进的方面。     

一种基于工业级CCD器件的高性能制冷CCD成像组件

随着CCD器件的发展,采用工业级CCD器件研制高性能制冷CCD成像系统成为一个重要的发展方向。从高性能CCD成像和高性能微光ICCD成像应用需求出发,研制了一种基于工业级CCD器件的高性能制冷型数字视频CCD成像组件;介绍了成像组件在高性能大面阵CCD器件、低噪声驱动电路、小型化低功耗制冷技术以及特殊的制冷腔结构等方面的设计特点,指出成像组件对进一步发展高性能CCD成像系统具有积极的促进作用,在军事、工业、生物医学和科学研究领域具有广泛的应用前景。     

CCD成像辅助激光散斑实验

激光照射到粗糙物体的表面上在空间随机相干叠加形成散斑.激光散斑随物体在自身平面内作同步运动,这一现象可用来测量物体的微小位移.利用氦氖激光器作为光源,结合CCD成像技术辅助采集散斑图像,采用计算机程序处理图像,验证了散斑位移理论,并指出CCD成像辅助的激光散斑教学中应注意的问题.     

多路CCD成像非一致性动态校正新方法

在多路CCD成像结构中,由于影响各路成像参量不一致的因素较多,常规校正方法变得复杂和困难。在分析多路CCD成像机理的基础上,提出了一种利用小波变换的多路CCD成像非一致性动态校正新方法,即在分析同一目标成像中异路图像像元特性差异的基础上,利用小波变换构筑校正因子对后续的CCD捕获图像进行校正。为满足实时校正的需要,研究了动态条件下成像校正的时效性,分析了不同小波的动态校正效率。实验结果表明,校正后同一目标异路图像相关值为0．9975,Symlet3小波在两路及多路成像校正中均具有较高效率;在多路成像中,Symlet系列小波相对于其它类型小波校正效率相对突出。此方法为多路CCD成像非一致性在线校正提供了有效的途径。     

连续扫描全画素CCD摄像系统

本文阐述了连续扫描和隔行扫描ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ－ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）摄像机的工作方式和特征，较详细地介绍了连续扫描ＣＣＤ的工作原理，用图示给出了两种扫描方式的比较。连续扫描方式可从每一个独立像素中获得在一个信号曝光周期之间产生的信号。对于在高分辨率成像情况下，在必需捕捉迅速运动目标的应用领域中，连续扫描ＣＣＤ是最佳的选择。     

��ѧ����ѧCCD��������Է���

从噪声来源出发,基于入射光子、暗电流、偏置信号的涨落均近似满足泊松分布的条件,得到了更为精准的信噪比表达式。实验设置CCD增益、读出速率、冷却温度分别为3、100k Hz、?25°C,得出光子转移曲线。通过设置不同实验条件,分别探讨了暗电流、读出速率和系统增益对该科学级光学CCD信噪比的影响。实验结果与理论预期吻合得很好,为科学级光学条纹相机的设计以及弱光标定实验室自动化平台的搭建提供了良好的实验依据。     

基于PXI总线的温控盒自动测试系统设计

温控盒作为飞机温度调节系统中的核心部件,在飞机运行安全中起着举足轻重的作用,需要对温控盒的各项参数进行详细测试。传统的温控盒测试设备普遍存在测试数据不精确、扩展性差以及测试人员操作繁琐、工作量大等缺点。提出了基于PXI总线的温控盒自动测试技术,阐述了其基本的测试原理以及具体软硬件实现方法,重点介绍了阻值动态分段逼近闭环设计及脉冲输出的低延时处理算法,完成了测试过程的一键自动化,拥有通用性、扩展性强、功能全面、智能化程序高等特点。     

不同光照条件下CCD相机时间噪声和空间噪声的研究

在用CCD相机进行目标探测时,多数情况下目标的背景具有一定的照度,这个照度会对探测结果产生影响。为了了解背景对探测结果的影响,通过建立CCD相机三维噪声模型及其测试系统,在不同光照条件下对CCD相机的时间噪声和空间噪声进行了测量与分析。给出了测试系统的结构框图和部分测试结果,得到了对CCD输出质量产生主要影响的噪声以及时间噪声和空间噪声随光照度变化的规律。测试结果表明：随着CCD相机光敏面光照度的提高,空间噪声和时间噪声均升高,符合CCD相机的实际性能。     

生物芯片扫描仪CCD背景噪声研究

冷CCD(Cool CCD)是生物芯片扫描仪的核心检测器件,其背景噪声直接影响到检测精度。CCD背景噪声可分为光子噪声、热噪声、读出噪声和量化噪声。其中热噪声Hn与读出噪声Rn最为核心,采用拍摄暗场帧的方法对其进行实验研究。实验表明对于某一指定曝光时刻,背景噪声图像各像素的强度可认为符合正态分布,并可将均值与标准方差的估计值即■与■作为其相应正态分布的表征参数。■与■的95%置信区间较小,最大区间长度分别占■与■的0.16%和28.36%。在此基础上讨论了温度、曝光时间对均值与方差的影响。     

用于激光聚变的科学级光学CCD读出噪声标定

在惯性约束聚变和超强超短激光等离子体相互作用中,科学级光学CCD作为诊断设备的重要记录器件,发挥着至关重要的作用.通过研究给出了可见光CCD读出噪声的标定原理和标定方案,并首次在国内取得了惯性约束聚变(ICF)实验中常用的可见光CCD读出噪声,为物理实验数据的修正和不确定度分析提供了依据.     

基于面阵CCD的瞬态光谱检测方法研究

针对瞬态光谱检测中对CCD线扫描速度要求高的特点,提出一种基于面阵CCD的瞬态光谱检测方法。该方法通过改变面阵CCD的电荷转移方式,以实现基于面阵CCD的高速线扫描。为了探究此方法的可行性,初步通过改变线阵CCD的电荷转移方式,建立了基于线阵CCD的单点超快探测系统。在发光二极管(light emitting diode,LED)光脉冲探测实验中,系统分别工作在单点超快探测模式和正常模式下。测试结果表明,基于线阵CCD的单点超快探测方法是可行的,单点探测速率可达20MHz。从而在理论上证明,通过改变CCD电荷转移方式以实现基于面阵CCD的瞬态光谱检测也是切实可行的。     

激光自准直CCD数字分光计的研制

采用半导体激光器、CCD显示单元和高精度实心轴角度传感器对传统分光计进行改进,实现了分光计的激光自准直调节,使得分光计的粗调能有的放矢,减少了盲目调节;望远镜图像液晶显示缓解了实验者的视觉疲劳,减少了视差;读数系统的数字化,使得读数变得非常简单快捷,数据的重复性和可靠性更好.     

用于成像侦察的CCD探测器成像分辨力的探讨

通过对CCD探测器成像过程的模拟,分析了CCD成像在像元几何尺寸及成像灰度方面的数字离散化特征对CCD成像分辨力的影响,给出了CCD成像分辨力与CCD像元分辨力的关系,同时也给出了在相应情况下的调制度传递函数(MTF)的数值。     

CCD工作信号的噪声分析与处理

对CCD自身噪声以及工作过程中的各种噪声干扰进行了分析,并对相关双采样法和相关四采样法两种主要噪声处理方法的基本原理进行了详细介绍,对各自工作时序、性能特点和适合的工作领域进行了仔细研究和探讨。