[实用新型]快速胶片数字化仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及数字图像传感器、医学成像、计算机、机械和图像处理技术领域，具体涉及一种使用CCD阵列板将医用胶片转换成数字信号的处理设备。

背景技术

目前消费者使用的CCD（Charge-coupled Device，电荷耦合元件）图像传感器多为行间转移型CCD。将感光矩阵和存储矩阵交叉成为一个单一的矩阵，这样的CCD结构被称为行间转移模式IT。在这种结构中，每个像素包含两个并列的CCD细胞，其中的一个细胞用来感光，而另一个被遮挡的细胞则用来组成垂直移位寄存器。在垂直消隐期间，每个像素的感光细胞所产生的电荷被水平转移到相邻的垂直移位寄存器细胞中去，而后，垂直移位寄存器按时钟顺序将这些电荷转移到最下端的水平读出寄存器中，并最终通过输出门输出而产生视频信号。

由于遮光的垂直移位寄存器是处于成像区的内部，这使得落到CCD上的光能量会有一半损失掉，从而引起了50%或更大的感光度损失。另外，这种感光部分在间隔上的加大反而改善了CCD在MTF（Modulation Transfer Function，调制传递函数）值上的表现。

电荷由感光细胞到垂直移位寄存细胞的转移是一个非常简单的过程，它不可能导致拖尾的发生。所有的垂直传输又都发生在遮光的情况下，所以传输拖尾在IT模式的CCD上被有效地消除了。然而，一个与之相似的现象仍然在高光区存在，尽管它比在FT模式的CCD上产生拖尾所需的高光水平要低的多，这种现象称为垂直拖尾。它一般由以下的原因形成：由垂直移位寄存细胞的周围泄露出来的一些光；或者是像红光那样的长波光很深地穿入底层从而产生电荷，而这些电荷又转移到了垂直移位寄存器中。垂直拖尾也会产生沿着高光点上下垂直的线，很像是FT模式CCD上产生的传输拖尾，但产生它所需要的高光水平要低的多。 

医用电子内窥镜使用帧转移方式（FT）的CCD，以FT方式工作的CCD其尺寸是其感光区域的两倍。上面的矩阵用于接收光学影像，所以它是大量电荷集中的地方。这个矩阵中的像素被设计成为垂直转移方式。在垂直消隐期，所有的影像电荷被尽可能快地向下转移到下面的矩阵中去，而下面的矩阵被遮光物质遮盖。这个电荷转移过程清除了影像矩阵中的所有电荷，从而使一个新的电荷集中过程重新开始。

在下一个垂直扫描过程的水平消隐期间，下面不感光的矩阵继续将一个水平线上的电荷向下转移直到最下端的读出寄存器。在水平扫描过程中，读出寄存器将代表不同像素的电荷按时钟顺序水平传输到一个输出门。在此，电荷被转换成为视频信号。

 值得一提的是，由于光学镜头所成的像是上下颠倒、左右相反的实像，故在感光矩阵的右下角的像素，实际上与景物中的左上角物体对应。所以在垂直消隐结束后，首先被读出的是右下角的像素所生成的电荷。

另外，在像素上的电荷积累是与光照射在矩阵上的时间相关的，即使是在垂直消隐期间的垂直传输过程中，像素上小部分的电荷积累也会发生，于是就产生了垂直拖尾现象。垂直消隐期大约相当于整个电荷积累过程的6%的时间，但由高光所产生的拖尾要大于6%，它表现为一条通过高光点的上下的垂直线，这种现象被称为传输拖尾，这对于FT模式的CCD来说是一个较严重的问题。

彻底防止传输拖尾的唯一途径，是在垂直传输期间将光线当住。这可由摄像机上的机械快门来完成，在早期使用FT模式CCD的摄像机上的确有这种装置。然而，机械装置对于全电子化的摄像机来说毕竟不太般配。而且，CCD在其他构造上的发展已经可以用来防止传输拖尾的产生了。

基于上述CCD工作的特性，申请人发明创造出快速胶片数字化仪，放弃使用传统光学镜头，采用全帧读出型（FT）CCD阵列板，使用电子快门，保真原图像的光感度并消除拖尾现象。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种快速胶片数字化仪，可降低外界光信号干扰，减少光学镜头造成的图像畸变，图像成像速度快，性能优异，整机轻巧，成像质量高，可完成单一图像文件分辨率为1000万像素以上，用于病案室的数字化转移工作，具备高速、小巧、成本低廉及可靠性高的特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种快速胶片数字化仪，包括外壳，所述外壳为一长方体形状结构，外壳内置背景光源板、主板、电源模块及CCD阵列板，所述主板通过数据线分别连接背景光源板及CCD阵列板，所述电源模块为主板、背景光源板及CCD阵列板供电，所述电源模块通过电线连接所述背景光源板、主板和CCD阵列板。