云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
由于生产工艺灰尘、坏像素等多种因素都会造成CMOS像元辐射响应特性不一致, 影响成像系统的图像质量, 因此, 能够高效快速地测出异常像素的位置和大小是图像处理过程中必要的预处理技术。通过实验分析了固体成像器件像元的响应特性, 提出了一种基于K-Means算法的CMOS像元响应特性分类方法, 该方法根据像元像素值存在的差异, 不仅能够有效地检测出异常像元, 而且可以对异常像元进行分类。实验表明, 该方法能有效地检测出CMOS器件中异常像元的位置, 和异常像元区域大小与传统的”3[σ]”算法相比, 该方法对异常像元区域查找速度快, 定位准确。
固体成像器件 异常像元 响应特性 K-Means算法 ”3[σ]”算法 solid state imaging device anomalous pixel response characteristics K-Means algorithm ”3[σ]”algorithm
Author Affiliations
Abstract
1 Nanjing University, College of Engineering and Applied Sciences, National Laboratory of Solid State Microstructures, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Integration, Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials, Nanjing, China
2 Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing, China
3 Nanjing University, School of Electronic Science and Engineering, Nanjing, China
Metasurfaces have demonstrated unprecedented capabilities in manipulating light with ultrathin and flat architectures. Although great progress has been made in the metasurface designs and function demonstrations, most metalenses still only work as a substitution of conventional lenses in optical settings, whose integration advantage is rarely manifested. We propose a highly integrated imaging device with silicon metalenses directly mounted on a complementary metal oxide semiconductor image sensor, whose working distance is in hundreds of micrometers. The imaging performances including resolution, signal-to-noise ratio, and field of view (FOV) are investigated. Moreover, we develop a metalens array with polarization-multiplexed dual-phase design for a wide-field microscopic imaging. This approach remarkably expands the FOV without reducing the resolution, which promises a non-limited space-bandwidth product imaging for wide-field microscopy. As a result, we demonstrate a centimeter-scale prototype for microscopic imaging, showing uniqueness of meta-design for compact integration.
metalens compact imaging device polarization multiplexing wide-field microscopy Advanced Photonics
2020, 2(6): 066004
针对传统折反射全景成像系统的图像必须依赖展开技术的问题, 提出一种基于仿视网膜成像器件的折反射全景系统设计。利用国内首款仿视网膜CMOS探测器各环上像元与周向、径向空间瞬时视场的对应关系, 推导了双曲面反射镜的镜面参数, 构建了基于BIT Retina52探测器的全景成像系统。系统实现了无需坐标变换的全景图像直接输出, 较之传统折反射成像系统, 改善了空间角分辨率变尺度分布问题。
应用光学 仿视网膜成像器件 全景成像 空间角分辨率 折反射 applied optics retina-like imaging device panorama imaging spatial angel resolution catadioptric
中国科学院半导体研究所 光电系统实验室, 北京 100083
提出了一种小型非接触式三维指纹获取系统.该系统采用单个CCD相机作为图像传感器, 利用相机镜头结合双棱镜的成像装置在单帧CCD图像上获得立体图像对, 再基于立体视觉原理重建三维指纹.整个系统封装后尺寸为12 mm×12 mm×10 mm.基于该系统进行了指纹获取实验, 测量的均方根误差为0.022 mm.该系统操作简单且结构紧凑, 为三维指纹的获取提供了一种小型化方案.
指纹识别 获取系统 双目立体视觉 成像装置 小型化 Fingerprint identification Acquisition system Binocular stereo vision Imaging device Miniaturization 光子学报
2016, 45(7): 070710004
1 装备学院研究生院,北京 101416
2 装备学院光电装备系,北京 101416
采用全固态微光成像器件是未来微光成像的发展趋势。介绍了2 种全固态微光器件EMCCD、InxGa1-xAs,分析了其成像性能,描述了其研究现状,对比了传统的真空光电成像与全固态微光成像性能指标,阐明了微光成像器件向着高灵敏度、低噪声、宽光谱响应和强适应能力方向发展。
微光成像 全固态微光成像器件 low light level imaging all-solid-state low light level imaging device EMCCD EMCCD InxGa1-xAs InxGa1-xAs
上海交通大学 附属第一人民医院, 上海 201620
荧光显微镜是常用的医用光学仪器之一,分布在各大医院科研、病理、检验等部门。光源是荧光显微镜的主要组成部分,使用新型的LED光源替代传统的高压汞灯,以及把数码相机改为CCD摄像装置,使现有的荧光显微镜上了一个等级,达到现代荧光显微镜的水平。
荧光显微镜 高压汞灯 LED光源 CCD摄像装置 the fluorescence microscope the high-pressure mercury lamp LED light source CCD imaging device
1 微光夜视技术重点实验室, 陕西 西安 710065
2 北方夜视科技集团有限公司, 云南 昆明 650223
3 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
为解决紫外成像器件光电阴极与管体封接漏气问题, 对管体InSn合金熔化过程中出现的质量问题进行了深入分析, 找出焊料熔层缺陷主要来源于对焊料除气不彻底和基底表面氧化及设备油污染。通过优化工艺参数, 改进工艺质量和把化铟设备管体搁置焊料熔化改为浇铸熔化, 使管体焊料熔化合格率达到了100%, 光电阴极与管体封接气密性成品率达到98%。
紫外成像器件 阴极封接 焊料缺陷 气密性 InSn合金层 ultraviolet imaging device cathode sealing solder defects gas tightness InSn alloy layer
1 国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
2 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
采用扫描电子显微镜和显微拉曼光谱仪研究了受脉冲激光损伤的CCD的形貌和光谱特性。在损伤表面上得到CCD各层的形貌,比较出不同层受激光损伤的先后次序,观察到感光区附近遮光层和多晶硅电极的破坏,研究深入到单个像素尺度;在截面上测得损伤区内部硅材料拉曼光谱特征峰红移,判定内部硅材料发生熔融,并造成表面多晶硅电极和基底短路,解释了CCD受皮秒激光热损伤完全失效的机理。
激光技术 激光损伤 脉冲激光 CCD成像器件 破坏机理 扫描电子显微镜 显微拉曼光谱仪 中国激光
2013, 40(s1): s103002
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
提出一种测量大气气溶胶散射相函数及能见度的方法,并且设计了以半导体激光器为光源和电荷耦合器件(CCD)为探测器的实验装置,利用该实验装置测量了15°~45°的散射灰度值角分布。根据激光雷达方程和Henyey-Greenstein散射相函数理论,拟合气溶胶的相函数分布,计算其能见度。将拟合得到的相函数和计算的能见度的结果分别与POM天空辐射计和Belfort能见度得到的观测结果进行对比,结果表明两者一致性较好,证明了利用激光光源和CCD测量气溶胶相函数和能见度的可行性。
大气光学 气溶胶散射相函数 能见度 电荷耦合成像器件