增強(qiáng)型光學(xué)多道分析儀

1、CCD共有三種電荷轉(zhuǎn)移方式，分別為幀轉(zhuǎn)移（FT）方式、行間轉(zhuǎn)移（IT）方式和幀行間轉(zhuǎn)移（FIT）方式。1）幀轉(zhuǎn)移（FT）方式以FT方式工作的CCD是結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單、也是最容易制造的一種CCD。FTCCD早年被認(rèn)為是一種非常不錯(cuò)的CCD結(jié)構(gòu)，盡管其尺寸是其感光區(qū)域的兩倍，但它的性能較光電攝像管而言有了多方面的改進(jìn)。上面的矩陣用于接收光學(xué)影像，所以它是大量電荷集中的地方。這個(gè)矩陣中的像素被設(shè)計(jì)成為垂直轉(zhuǎn)移方式。在垂直消隱期，所有的影像電荷被盡

2、可能快地向下轉(zhuǎn)移到下面的矩陣中去，而下面的矩陣被遮光物質(zhì)遮蓋。這個(gè)電荷轉(zhuǎn)移過程清除了影像矩陣中的所有電荷，從而使一個(gè)新的電荷集中過程重新開始。在下一個(gè)垂直掃描過程的水平消隱期間，下面不感光的矩陣?yán)^續(xù)將一個(gè)水平線上的電荷向下轉(zhuǎn)移直到最下端的讀出寄存器。在水平掃描過程中，讀出寄存器將代表不同像素的電荷按時(shí)鐘順序水平傳輸?shù)揭粋€(gè)輸出門。在此，電荷被轉(zhuǎn)換成為視頻信號(hào)。值得一提的是，由于光學(xué)鏡頭所成的像是上下顛倒、左右相反的實(shí)像，故在感光矩陣的右下

3、角的像素，實(shí)際上與景物中的左上角物體對(duì)應(yīng)。所以在垂直消隱結(jié)束后，首先被讀出的是右下角的像素所生成的電荷。另外，在像素上的電荷積累是與光照射在矩陣上的時(shí)間相關(guān)的，即使是在垂直消隱期間的垂直傳輸過程中，像素上小部分的電荷積累也會(huì)發(fā)生，于是就產(chǎn)生了垂直拖尾現(xiàn)象。垂直消隱期大約相當(dāng)于整個(gè)電荷積累過程的6%的時(shí)間，但由高光所產(chǎn)生的拖尾要大于6%，它表現(xiàn)為一條通過高光點(diǎn)的上下的垂直線，這種現(xiàn)象被稱為傳輸拖尾，這對(duì)于FT模式的CCD來說是一個(gè)較嚴(yán)重的

4、問題。徹底防止傳輸拖尾的唯一途徑，是在垂直傳輸期間將光線當(dāng)住。這可由攝像機(jī)上的機(jī)械快門來完成，在早期使用FT模式CCD的攝像機(jī)上的確有這種裝置。然而，機(jī)械裝置對(duì)于全電子化的攝像機(jī)來說畢竟不太般配。而且，CCD在其他構(gòu)造上的發(fā)展已經(jīng)可以用來防止傳輸拖尾的產(chǎn)生了。2）行間轉(zhuǎn)移（IT）方式將感光矩陣和存儲(chǔ)矩陣交叉成為一個(gè)單一的矩陣，這樣的CCD結(jié)構(gòu)被稱為行間轉(zhuǎn)移模式IT。在這種結(jié)構(gòu)中，每個(gè)像素包含兩個(gè)并列的CCD細(xì)胞，其中的一個(gè)細(xì)胞用來感光，

5、而另一個(gè)被遮擋的細(xì)胞則用來組成垂直移位寄存器。在垂直消隱期間，每個(gè)像素的感光細(xì)胞所產(chǎn)生的電荷被水平轉(zhuǎn)移到相鄰的垂直移位寄存器細(xì)胞中去，而后，垂直移位寄存器按時(shí)鐘順序?qū)⑦@些電荷轉(zhuǎn)移到最下端的水平讀出寄存器中，并最終通過輸出門輸出而產(chǎn)生視頻信號(hào)。由于遮光的垂直移位寄存器是處于成像區(qū)的內(nèi)部，這使得落到CCD上的光能量會(huì)有一半損失掉，從而引起了50%或更大的感光度損失。由于CCD在感光方面的高效能性，這一點(diǎn)到顯得不那么嚴(yán)重。另外，這種感光部分在

6、間隔上的加大反而改善了CCD在MTF值上的表現(xiàn)。電荷由感光細(xì)胞到垂直移位寄存細(xì)胞的轉(zhuǎn)移是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的過程，它不可能導(dǎo)致拖尾的發(fā)生。所有的垂直傳輸又都發(fā)生在遮光的情況下，所以傳輸拖尾在IT模式的CCD上被有效地消除了。然而，一個(gè)與之相似的現(xiàn)象仍然在高光區(qū)存在，盡管它比在FT模式的CCD上產(chǎn)生拖尾所需的高光水平要低的多，這種現(xiàn)象稱為垂直拖尾。它一般由以下的原因形成：由垂直移位寄存細(xì)胞的周圍泄露出來的一些光；或者是像紅光那樣的長波光很深地穿