[發明專利]一種CCD校正方法、系統、具有CCD校正系統的光譜儀

在審

• 申請號: 202010199248.0
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111504454A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 周穎;黃云彪
• 申請（專利權）人: 重慶川儀自動化股份有限公司
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J3/28
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 尹麗云

本發明提供一種CCD校正方法、系統、具有CCD校正系統的光譜儀，所述的方法包括：采集入射光子輸入像元一像元產生光電荷的理想值與實際值，獲取所述理想值與所述實際值之間的斜率偏差；采集所述像元在不同積分時間下的斜率偏差，并在單位時間內進行歸一化處理，獲取歸一值；通過多個所述歸一值確定校正規則；根據所述校正規則以及各個像元的實際值，確定各個所述像元的校正值，完成校正。通過采集數據建立理想值與實際值之間的映射關系，擬合出相應的校正規則，完成光譜曲線的非線性校正，實現像元的校正。

技術領域

本發明涉及光電技術領域，特別是涉及一種CCD校正方法、系統、具有CCD校正系統的光譜儀。

背景技術

目前，電荷耦合器件(CCD)作為檢測器件，廣泛應用于各種光學儀器，例如光譜儀中。尤其是微型光譜儀作為現代科學儀器的重要組成部分，可定性、定量檢測物質組分與含量，具有快速、無損、多元數據分析等顯著特點，在環保檢測、工農業生產、科學實驗、航空航天、國防安全等領域獲得廣泛應用。

線陣CCD工作原理主要是通過光子射入像元產生光電荷，再通過通過控制器讀出。而控制器是由多個數模轉換單元組成的，但其數量與入射光子數量并不成比例，故線陣CCD探測器會對入射光子產生非線性響應。這種非線性效應將較大地影響微型光譜儀的測量精度。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種CCD校正方法、系統、具有CCD校正系統的光譜儀，用于解決現有技術中CCD檢測精度不佳的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種CCD校正方法，包括：

采集入射光子輸入像元一像元產生光電荷的理想值與實際值，獲取所述理想值與所述實際值之間的斜率偏差；

采集所述像元在不同積分時間下的斜率偏差，并在單位時間內進行歸一化處理，獲取歸一值；

通過多個所述歸一值確定校正規則；

根據所述校正規則以及各個像元的實際值，確定各個所述像元的校正值，完成校正。

可選的，根據權利要求1所述的CCD校正方法，其特征在于，歸一化處理的過程：

將積分時間按照等間隔調整，記錄不同積分時間下輸出光強值；

將各個輸出光強值除以對應的積分時間，得到單位積分時間內光強的實際值，再將每一像元單位積分時間內的光強值與分別與該像元同一積分時間下的最大單位積分時間內的光強值比較，完成單位積分時間內光強值的歸一化處理。

可選的，通過多個所述歸一值與所述理想值確定校正規則的步驟包括：將多個所述歸一值和對應的理想值進行最小二乘法處理，確定校正規則。

可選的，所述校正規則包括多個n階多項式。

可選的，n為整數，且7≥n≥1。

可選的，所述校正規則的數學表達為：

其中，a_k為擬合系數；x_i為每一像元輸出光強值，y_i為每一像元對應的歸一化處理結果。

一種CCD校正系統，包括：

采集模塊，用于采集入射光子輸入像元一像元產生光電荷的理想值與實際值，獲取所述理想值與所述實際值之間的斜率偏差；

處理模塊，采集所述像元在不同積分時間下的斜率偏差，并在單位時間內進行歸一化處理，獲取歸一值，通過多個所述歸一值確定校正規則

校正模塊，根據所述校正規則以及各個像元的實際值，確定各個所述像元的校正值，完成校正。