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奥林巴斯显微镜行间转移CCD结构

2014-10-27  发布者:admin 

行间电荷耦合器件架构的设计来补偿多的帧转移的CCD的缺陷。这些装置是由装有一个单独的光电二极管和相关联的并行读出CCD存储区域到每个像素元件的混合结构。这两个区域的功能是由放置在光的金属掩模结构分离屏蔽并行读出用CCD元件。

像素的遮蔽区位于沿着横穿的CCD的垂直轴的长度在一个交替平行阵列的光电二极管元件。阵列中的光电二极管包括图像平面和收集由照相机或显微镜镜头投射到CCD表面入射的光子。后的图像数据已经被收集并通过图像阵列转换成电势,该数据然后被迅速地移动在一个平行转移至每一像素元件的相邻的CCD的存储区域。所述像素元件的所述存储部被示为覆盖相邻于每个CCD上的红,绿和蓝色发光二极管元件的不透明掩模灰度元素的群集。这些像素元件相结合,形成了从串行移位寄存器到阵列网格的顶部运行的垂直列。含有两个光电二极管和CCD元件上以四个像素阵列的放大图显示在图1的上部。

奥林巴斯显微镜成像全帧和帧传输的体系结构,行间传输CCD的通过一次在一个平行的方式移动的行的图像信息的,1行至串行移位寄存器进行读出。串行寄存器然后依次移位的图像信息的每一行的输出放大器作为一个串行数据流。重复整个过程,直到图像数据的所有行被转移到输出放大器和从芯片到一个模拟 - 数字信号转换器的集成电路。在数字格式的图像重建产生最终的照片或显微照片。 

在其中并行存储阵列正被读取的期间,图像阵列是忙碌积分的电荷用于下一个图像帧中,类似于帧转移的CCD的动作。这种结构的一个主要优点是行间传递装置,以无快门或同步的选通操作,从而允许提高设备的速度和更快的帧速率的能力。图像的“拖影”,一个共同的问题,帧转移的CCD,也与行间扫描CCD架构降低,因为迅速的速度(只有一个或几个微秒),其中图像转移发生。缺点包括一个较高的单位成本,以产生切屑与更复杂的体系结构,和一个较低的灵敏度,由于减少在光敏区域存在于各像素点。这个缺点可以通过在光电二极管阵列复合微透镜(或小透镜)的掺入可以部分地克服以增加光进入每个元素的量。与微透镜的增强的隔行装置通常从约20%-25%增加光学填充系数超过75%,显着地提高器件的量子效率净,在可见光波长区域内。 

行间转移CCD的经验,抽样误差所引起增加到减少的光圈大小。此外,入射的光的一部分会渗透到CCD的垂直寄存器,特别是在明应用显微镜灯强度由试样不减。一些隔行扫描CCD设计经验图像“滞后”,作为与从光电二极管转移电荷向CCD存储区域相关联的电荷转移时间常数的延迟的结果。这个传输延迟产生的残余电荷留在添加到下一个帧中的光电二极管,产生一个“残像”伪影。较新的空穴积累电荷耦合器件能够完成转移,从而消除了图像滞后。




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