CCD器件在便携式脉冲测色仪中的应用

    1.  CCD器件及技术发展概况

    近十年来，CCD器件的研制在国内外取得了长足的进步，新器件不断产生，性能价格比有了明显的提高;CCD器件的发展应用，带动了光电接收技术的发展，是光电检测仪器范围内一场新的划时代的变革.

    CCD器件的发展从以下几个主要技术参数上很容易看出:

    接收灵敏度:从八十年代初的10 ^{- 5} Lx发展到目前的“星光级产品”-10^-12 Lx,已达到可以在星光夜晚进行拍摄曝光的地步，有的产品在低温下甚至可以达到接收光子的量级;

    暗电流:由初期产品的1达到目前的近1/100水平;

    动态范围:这一影响谱线板接收的关键因素，常使设计者感到棘手的技术指标，已提高了几个数量级，达到目前报道的10⁷左右;

    封装尺寸众多:各种超小型及超长型封装的器件推向市场，从250位的线阵到目前NEC公司的200万象素面阵CCD摄象器件，令设计者可选余地不断扩大.

    兰光效应:早期的CCD器件由于其明显的兰光效应差而使谱线接收器或扫描器设计者们却步，如今的新型器件已在这一点上取得很大改进，在可见光范围内的差别在一个数量级以内，容易修正，达到实用的地步;

    象素间灵敏度的一致性:这个一直影响CCD器件投人大批量光学仪器生产的技术难点，也在近两年来的更新设计中取得了改进，如东芝公司早期的产品TCD -102C，其象素间的不一致性达到25%左右，而目前的TCD -142D己小于80Y0(实测结果飞这一性能的改善为谱线板象素接收信号电压及细分的重复性奠定了基础。

    2脉冲便携式测色仪

    由于CCD器件本身在以上所述的几个重要技术参数中的长足进步，使其在光谱仪、单色仪、测色仪中的应用成为可能。

    我们设计的脉冲便携式测色仪中采用了EC&G公司的1024CCD器件和仙童公司的256位二极管阵列两种器件，两种器件带来了两种不同的灵敏度和动态范围，分别对应不同类的被测物。

    脉冲测色仪光路设计如图1所示:

脉冲测色仪CCD器件设计一如图2所示

CCD器件置于谱线成象处，为了增强谱线强度，提高信噪比，在CCD器件前血加有  ·个柱面镜，使光线会聚于CCD器件象素队列上、柱面镜方向与CCD平行。

    CCD谱线读数装置方框图如图3所示

    本脉冲侧色仪，是应用于染织业、装饰收的快捷简易测色仪器，它利用脉冲氛灯的较广功率谱线照射被测物的表面，会聚并接收其反射光线，通过单色仪2形成反射谱线，运用CCD线阵接收其强度，再通过A%D变换器将每根谱线的强度经量化后形成数’护量，输人微机之中;另一路单色仪1接收山氛灯直接射来的光线，将其谱线呈现丁该羊色仪的谱线接收器CCDI上，同样通过A厂D变换将反射谱线的数字量送人微机之中，通过相关处理，得到该被测物的色度坐标及色温数据。