高速数字化三维集成式CCD-CMOS图像传感器

为了解决CCD与CMOS工艺兼容性低、互连集成制作难度大,以及芯片间接口匹配和高性能兼备等问题,对CCD器件拓扑结构与像元、CMOS读出电路、三维异质互连集成及高密度引脚封装等技术进行研究,提出了一种1024×256阵列规模的集成式CCD-CMOS图像传感器。该器件实现了CCD信号的高精度数字化处理、高速输出及多芯粒的技术融合,填补了国内CCDCMOS三维集成技术空白。测试结果表明:集成CCD-CMOS器件的光响应和成像功能正常,双边成像效果良好,图像无黑条和坏列,互连连通率(99.9%)满足三维集成要求,实现了集成式探测器件的大满阱高灵敏度成像(满阱电子数达165.28ke^(-)、峰值量子效率达86.1%)、高精度数字化(12bit)和高速输出(行频率达100.85kHz),满足集成化、数字化、小型化的多光谱探测成像系统要求。

基于CCD的激光熔覆熔池平滑度在线监测系统研究

由于激光熔覆过程高温高亮,无法实时准确判断熔覆效果。使用CCD相机结合平滑度监测算法,对不同功率下的熔池形貌进行监测,验证算法性能,判断熔覆效果,同时尝试叶片修复。结果表明:激光功率过大或者扫描速度过慢,均会导致熔池边缘平滑度较差,进而认为熔覆参数不合适;为防止熔坏基材,可根据监测效果及时停机;发现激光功率与熔池边缘平滑度呈负相关。

一种针对大像元CCD的电荷累积方法研究

提出了一种针对大像元CCD的电荷累积的方法,包括器件内垂直和水平方向像元结构细分与电荷包求和,以及驱动时序上的多相非等分驱动。其特点在于,通过时序与CCD图传感器结构的配合,实现了大电荷量在图像传感器内累积的功能,大幅提高了模拟信号动态。再将此方法应用到一款210μm×210μm的大像元CCD器件上,以此方法为架构搭建硬件电路并进行软件设计,通过采集成像和参数测试对方法效果进行验证。测试结果表明,在不损失转移效率的情况下,实现了CCD内信号累积和模拟输出的CDS采集成像,提高了满阱容量和动态范围。

基于行过扫数据降低大面阵CCD图像噪声算法研究

针对全帧转移大面阵电荷耦合器件(CCD)多帧图像数据随时间漂移的现象和测试电路引入的噪声,导致无法准确评估CCD器件的参数,文章提出一种基于行过扫数据校正算法。行有效像元数据与对应行垂直过扫数据同时输出,通过有效像元数据减去垂直过扫数据均值,对图像数据漂移的现象进行抑制。测试电路中模拟模块与数字模块同时作用于单行有效像元数据与垂直过扫数据,通过有效像元数据减去垂直过扫数据均值,消除测试电路引入的噪声。实验结果表明,经过该算法校正后的器件读出噪声减小了20%,暗场差值图像中超过15e^(-)和25e^(-)的比例减小了25%。该算法适用于大面阵CCD器件,可校正测试系统引入的测试误差,提高全帧转移大面阵CCD器件测试效率。

高光谱紫外辐照度仪CCD电路系统的设计及测试

为了在地面获得高信噪比的太阳直射紫外光谱辐照度,选用紫外敏感型线阵CCD探测器,研发了高光谱紫外辐照度仪原理样机。设计了CCD电路系统,讨论了电源电路、驱动电路、模拟前端电路以及CCD驱动时序的工作原理与设计方法,并在实验室利用标准灯光源测试了CCD电路系统的非线性和信噪比。结果表明,在340 nm波段下,CCD探测器接收信号约为饱和信号的80%时,系统信噪比超过400。最终,将测试好的CCD电路系统与光机模块装调并进行了波长定标,光谱范围覆盖280~400 nm,实现了对室内光源的紫外高光谱测量,验证了CCD电路系统设计的合理性和可行性。

基于CCD-RSM联用D-最优混料设计优化抗下肢静脉血栓颗粒制剂工艺的研究

目的 采用星点设计-效应面法(CCD-RSM)联用D-最优混料设计,优化抗下肢静脉血栓颗粒的制剂工艺。方法 以溶媒用量、煎煮时间为主要考察因素,以有效成分丹酚酸B和多糖含量及干膏收率的总评归一值(OD)为评价指标,采用CCD-RSM确定最佳提取工艺;以颗粒吸湿率为评价指标,结合溶化性、成型率、休止角等,利用D-最优混料设计优选最佳成型工艺。结果 最佳提取工艺:采用8倍量水提取2次,每次100 min。成型工艺为浸膏与辅料比例1:2,辅料间比例为可溶性淀粉:糊精:蔗糖=0.452:0.518:0.030。结论 优选的制剂工艺条件稳定、可行,可为抗下肢静脉血栓颗粒的生产提供依据。

SMILE soft X-ray Imager flight model CCD370 pre-flight device characterisation

Throughout the SMILE mission the satellite will be bombarded by radiation which gradually damages the focal plane devices and degrades their performance.In order to understand the changes of the CCD370s within the soft X-ray Imager,an initial characterisation of the devices has been carried out to give a baseline performance level.Three CCDs have been characterised,the two flight devices and the flight spa re.This has been carried out at the Open University in a bespo ke cleanroom measure ment facility.The results show that there is a cluster of bright pixels in the flight spa re which increases in size with tempe rature.However at the nominal ope rating tempe rature(-120℃) it is within the procure ment specifications.Overall,the devices meet the specifications when ope rating at -120℃ in 6 × 6 binned frame transfer science mode.The se rial charge transfer inefficiency degrades with temperature in full frame mode.However any charge losses are recovered when binning/frame transfer is implemented.

基于线阵CCD的透明溶液浓度检测系统

当前的溶液浓度测量仪器大多存在造价昂贵、检测技术复杂、不能实时监测等问题。为了解决以上问题,使透明溶液浓度的测量更加方便,设计了基于线阵CCD的透明溶液浓度检测系统。利用线阵CCD检测穿过待测溶液的光线。由于溶液的浓度不同,其折射率也不同,当折射率变化时线阵CCD上的光斑位置也会发生改变。基于此,采用光电检测技术实现了对透明溶液浓度的实时采集。所设计系统结构简单、测量结果精确、易操作,使得透明溶液浓度的测量变得更加简便、成本更低。

产CCDs酿酒酵母菌株的构建及应用研究

类胡萝卜素双加氧裂解酶(Carotenoid cleavage dioxygenases,CCDs)可催化类胡萝卜素氧化裂解产生降异戊二烯类香气化合物。本研究利用同源重组技术在酿酒酵母BY4741基因组LPP1位点整合了葡萄VvCCD1基因得到重组菌株QGXH1,并探明了VvCCD1酶催化裂解β-胡萝卜素的最适条件(pH7、温度40℃)及香气化合物产物(β-紫罗兰酮、β-环柠檬醛、二氢猕猴桃内酯等)。以‘霞多丽’葡萄为原料,将菌株QGXH1与酿酒酵母EC1118顺序接种发酵,相比于只接种EC1118,β-紫罗兰酮和β-大马士酮的含量分别提高了125%、60%。本研究为VvCCD 1基因克隆表达提供了参考,为优化葡萄酒品种香气及富含类胡萝卜素的植物资源高值化加工创造了条件。

CCD引张线仪关键技术指标校准方法研究

根据大坝变形监测的工程需要,对应用最广泛的CCD(光电式)引张线校准方法进行研究。采用影像测量仪作为主要标准器,对示值误差和测量光不平行误差2项关键技术指标提出准确可行的校准方法,并进行不确定度分析,验证方法的可行性,为大坝的安全监测提供技术支撑。此方法也可适用于各类型引张线的校准。

多内部调制参数相关的CCD高温计测量能力评估理论及实验验证

基于像元输出信号强度与目标温度的积分关系,定义并构建了温度分辨率在不同内部调制参数下的评估模型。结合标定实验进行数值模拟,讨论了增益和gamma调制参数对CCD系统温度分辨率的影响。并开展调制参数对温度分辨率影响的理论验证性实验,得到了在不同增益和gamma调制参数影响下的304不锈钢和黄铜的温度分辨率情况。通过实验与模拟结果的对比分析,总结了两种内部调制参数对温度分辨率的影响效果。完善了CCD温度测量理论体系,同时也为CCD测温系统在不同条件下的参数选择提供了理论指导。

CCD/EMCCD光电参数测试系统的设计与应用

本文开发了一种用于测量CCD和EMCCD(电子倍增CCD)芯片光电参数的测试系统。该测试系统通过自动模式或手动模式间的切换,测量器件的暗电流、读出放大器的响应度、电荷转移效率、电荷容量和其他参数。该测试系统可以针对不同规格和结构的CCD/EMCCD器件,实现CCD晶圆或封装好的成品的参数测试,实现576×288、640×512、768×576、1024×1024、1280×1024 CCD/EMCCD的测试和筛选。

CCD散射图样法测量粉尘质量浓度影响因素研究

为减小连续在线式电荷耦合器件(charge-coupled device,CCD)传感器相机散射图样法测量粉尘质量浓度相对误差,提高该方法准确性。针对不同入射色光、颗粒粒径、相机传感器感光元件位置以及交互影响因素进行理论研究和实验验证;由于光子具有随机粒子统计特性,所以对测量数据进行独立样本T检验以及基于单因素验方分析的均值差异检验。研究结果表明:大粒径颗粒测量质量浓度偏低、曲线平滑,小粒径颗粒测量由于具有“双峰”现象,所以质量浓度曲线会有波动;为减小测量相对误差,应在不改变相机传感器位置前提下尽量选择红色线激光入射。研究结果可为粉尘质量浓度光学测量装置的改进和校准提供参考。

连续激光辐照面阵CCD串扰现象时空分布特性

研究了532 nm连续激光辐照面阵CCD串扰现象的时空分布特性。以CCD垂直传输沟道的最上游、中游、最下游三个部位作为典型辐照部位。研究结果表明,激光辐照CCD垂直沟道方向上不同位置,不会影响主光斑出现的时序,只要连续激光开始辐照时刻或结束辐照时刻在读出转移动作之前,主体信号电荷将形成干扰图像中的主光斑;但辐照部位对串扰线的时空分布具有重要影响。串扰线长度和空间分布位置,在激光结束辐照于读出转移时刻之前时,与携带溢出电荷的垂直传输势在读出转移时刻到达的位置有关;在激光结束辐照于读出转移时刻之后时,与获得溢出电荷的垂直传输势阱对应的绑定像素位置有关。研究结果进一步完善了连续激光对面阵CCD成像器件的干扰效应研究。

电子剪切散斑3CCD传感图像特征去噪优化检测方法

针对CCD(Charge-Coupled Device)光学传感器采集电子剪切散斑干涉图像特征由于散斑指数高、峰值信噪比低,导致剪切散斑图质量差、检测效果不佳的问题,提出一种电子剪切散斑3CCD传感图像特征去噪优化检测方法。该方法分析了电子剪切散斑技术在三维物体表面变形检测中产生问题的原因,采用3CCD图像传感器替代单CCD图像传感器,引入同态滤波降噪处理图像,设计一种相位干涉技术,结合Canny检测算法,实现电子剪切散斑去噪优化检测。实验结果表明,应用3CCD传感器结合去噪技术的电子剪切散斑智能检测方法,图像散斑指数更低、峰值信噪比更高、检测时间更短,分别为0.0234、19.5 dB、16.2 ms,并且三维物体表面变形测量误差在0.09 mm内,该方法有效提高了图像质量,从而提高了实际应用价值。

第二届中国数字经济产业发展大会(CCDE 2024)将于3月23日在苏州召开

由CCF主办的第二届中国数字经济产业发展大会(CCDE 2024)将于3月23日在苏州国际会议酒店举办。大会以“创新融合突破”为主题,精心设置“1+8+1”场活动(1个主论坛+8个平行分论坛+1场大会展览),邀请了孙凝晖院士、赵沁平院士、蒋昌俊院士、沈昌祥院士、卢锡城院士、郑纬民院士、陆军院士等专家学者,与政府、产业、高校及科研院所的千余位代表,围绕数据要素、信创与安全、大模型:算法与应用、数字金融、智能网联汽车、数字文化、智能建造、数字贸易与数字经济高质量发展等主题展开探讨。

偏振-微光一体化EMCCD相机的设计与开发

多维度的信息获取是微光夜视探测技术未来的发展方向,偏振成像是光电探测领域中的一种维度,偏振相机的研制是研究偏振成像技术的前提。基于集成偏振阵列结构的电子倍增CCD(electron multiplying CCD, EMCCD)器件,集合EMCCD微光探测的优势和偏振维度的探测功能,论述了偏振-微光一体化相机的硬件电路设计和开发方案,完成偏振维度信息与光强度信息一机同步采集作业,并通过FPGA对原始数据进行偏振运算与图像传输处理。搭建测试系统,对设计与开发的偏振样机进行性能测试。实验结果表明,在温度273 K、读出频率2 MHz条件下,器件的读出噪声为8.81e-,动态范围约为74 dB,样机的消光比可达50.95,透过率可达60.16%,并可实时地选择性输出偏振度图像、偏振角图像、光强度与偏振融合图像,极大地提高了夜间环境下对目标的识别探测能力。

基于线阵CCD的折射率和浓度测量装置

本文提出了一种结合激光器和线阵CCD的折射率测量方法,利用光线穿过平行板介质时产生横向位移的特性,实现对透明介质折射率和浓度的高效、准确测量。装置采用红色点状激光器作为稳定光源,并通过衰减片削弱光强,利用旋转平台精确调整入射角,最后用线阵CCD传感器捕捉光斑位置变化,再录入Matlab程序中,实现对介质折射率以及透明液体浓度的实时测量。

一种基于CCD的卷绕机对齐度测量补偿方法

采用CCD实现电芯对齐度检测,设计了一种动态补偿的方法,解决了卷绕机电芯生产过程中因为电芯多层卷绕厚度变化,导致图像成像解析度变化测量结果产生偏差的问题。通过实际验证,结果表明该方法能够有效地提升CCD测量结果同三次元的相关性,将GRR提升到10%以内。

基于CCD图像处理的智能车系统设计

随着科技革命和产业变革的蓬勃发展,汽车智能化成为一种发展趋势。其中,道路自动识别是汽车智能化的重要特征,是当前的研究热点。基于此,以TSL1401型CCD和STC16F40K128单片机为目标系统,将图像数据处理技术应用于四轮小车的寻迹行驶,并以一套模拟道路验证系统的道路自动识别和轨迹引导功能。实验结果表明,四轮小车能够识别环岛、十字路口、三角路口等情况,识别结果能够引导小车快速运行。