EOS可能产生原因

为防止****EOS****现象发生，而导致大电流与大电压****Damage IC****。建议采用如下措施：

初步、检查

第一种运算放大器OP1遭到一个大型的EOS事件,其许多电路部件受到损坏。第二种运算放大器OP2的情形是EOS事件只损坏了一只薄膜电阻器。两个运算放大器都有一个或多个引脚无法进行连续性测试—这是器件失效的第一个征兆。此外,OP1的其它几个引脚呈现功能退化。无论OP1还是OP2都通不过功能测试。在运行电测试后,我们打开每一个运算放大器的外封装,对失效器件进行了检查,从外观上将失效器件与有效器件进行对比可帮确定失效位置。

OP1运算放大器呈现多处地方受损(图1),损坏大部分与器件的输出、负输入和正电源引脚关联。运算放大器输出端上的保险烧断的金属线路证明,运算放大器在EOS事件出现时接到了大量的能量。

相反,OP2器件没显示常规的EOS征兆---异常的金属印迹和灼烧标记。仅有一只电阻可疑,显示颜色略有不同。基于此点得出结论,EOS事件没造成失效,可能是由NiCr电阻器遭氧化或侵蚀所致。但是,同一区域的其它电阻器没显示类似的色变迹象,圆片制造上的问题不可能只对单一个电阻器造成了影响。此外我们还观察到没有其它腐蚀存在,也没发现会把腐蚀性化学品带给电阻器的钝化氧化物缺陷。经分析我们发现是连接着OP2负输入端的开路电阻(图3)造成了器件工作的不正常。当这一电阻断开时,它切断了反馈通路并造成运算放大器输出摆高,不管施加的输入信号如何变化都停留在高电位。对损坏电阻进行探查显示,输入端印迹正常,表示EOS事件没有损坏运算放大器输入通路中的其它电路。

对原因追根溯源

在知道了造成两种失效的损坏之后,我们还得对原因进行追根溯源。第一步是辨别EOS事件的原因,这涉及到从失效报告人处取得的信息。因为我们需要知道发生失效时哪些电路和线路板配置在使用,在最后一次得知部件正常工作的时刻测试条件是什么,以及在经过部件功能正常情况下的最后一次测试或使用之后到底发生了什么样的事件。包含每一种运算放大器的电路示意图给出的运算放大器与所有其它元件以及“外界”信号间的连接。

查看在每种运算放大器上观察到的损坏图案,基于这些图案以及对每种运算放大器周边电路元件的了解,获到了有关EOS事件的来源和强度的信息,如通过大阻抗的外部信号过小可能成为EOS事件的能量供源。阻抗使电流量变小,具有某种保护功能。由电源及其它器件的引脚直接与运算放大器相连虽会产生低阻抗,却因而更容易向半导体器件传导EOS能量。

含有OP1的电路将器件当作一只一致性增益非反相放大器使用,其输出与线路板上一根电缆导线连接。在这种结构中,运算放大器的输出直接与其负输入连接。针对放大器的输入信号直接与来自线路板电源的OP1正输入连接。

基于我们的观察以及运算放大器的应用,认为发生损坏是因为对运算放大器的输出脚施加了正电压。OP1的局部示意图(图4)显示出电流从运算放大器的输出脚流经Q70及Q75到达V+线路的路径。Q70是一个大的输出晶体管,可以应付EOS事件的功率,但Q75不能,正如我们在Q75的基极-发射结处发现铝“短路”所反映的一样。这种小的晶体管在不短路的情况下是不能消掉EOS事件的大量能量的。在电流达到临界电平后,通向焊盘(bond pad)一端的金属输出线路烧断,如图2所示一大段线路烧坏。烧掉如此大段的金属线需要短时间内的大电流脉冲(1~2A

)。

OP1还出现了其它损坏。当金属输出线路断开时,电流迅速降为0,电压迅速增加。由于运算放大器的输出与其负输入直接相接,因此在运算放大器Input连接的周围观察到了由EOS电压脉冲造成的损坏(图1)。在我看来,是EOS信号源的寄生电感造成了输出电压的迅速升高。

看起来OP2比OP1损坏轻---仅有一个开路NiCr电阻,这使得难于判断引起器件失效的原因。电测试表明与NiCr电阻器相连的其它元件工作正常。该电阻器连于焊盘和输入级之间。对于由焊盘到负电源的正电压存在一个最低击穿路径。如果电荷采取了不同的路径,理应出现其它电路损坏。由此,EOS能量脉冲必是进入了负输入引脚。

最低电阻击穿路径存在于负输入和负电源线之间,于是EOS电流便流经了这条线路。而由于除该电阻器以外我们没看到金属线或其它元件受损,因此得到结论,这一EOS事件只产生了少量的能量。还有,如果是慢脉冲理应损坏NiCr电阻器的中心而非损坏全部电阻区域。因此,我们认定EOS事件的出现十分迅捷,有一个快速上升时间。

寻查工作的下一步是通过试验试再现失效过程。我们对造成损坏的EOS事件类型进行了某些假设。例如,假定测试导线能提供充足的电感量(~2mH)造成电压尖峰,这样在测试电路中就不用放置额外的电感了。我们还对电压和电流水平、提供给电路的能量以及EOS事件的持续时间进行了一些猜测。

对OP1器件进行测试,我们用一台Tektronix曲线跟踪仪提供25V脉冲,持续时间范围10~50ms。3英尺

的测试导线将曲线跟踪仪连于DUT。在这些条件下,测试部件没产生像我们在OP1器件中观察到的那样失效。将电压设定到350V、使用串联电阻将峰值电流限制在2.5 A

进行第二次尝试,所产生的损坏与在OP1中见到的类似。脉冲不仅损坏了与OP1相同的电路区域,而且我们还观察到对测试部件更为严重的损坏。降低电压水平或者串联电阻增大可能会使损坏程度减小,但我们觉得我们已找到了损坏的原因,因此我们没做进一步的试验。

通过我们的测试结果,用户找到了可能的失效原因---测试台的非接地测试电缆存在失效。非接地电缆能充电到极高的电压,且当与线路板相连时,它将放电到线路板电路中,损坏运算放大器和其它元件。

增加更多能量

OP2的失效源显得更难以查明。首先,我们在测试器件上施加一电压给负输入并增大这一电压直到运算放大的输入电阻器开路。运算放大器负输入上的+17V信号造成了电阻器的烧毁,但这似乎与OP2中的失效电阻有所不同。

并非显示整个电阻完全失效,测试器件中的电阻器显示跨电阻有一条线。我们决定施加更多的能量使电阻器完全烧断,且快速施加能量以防电阻器热损。

曲线跟踪仪提供的脉冲太慢不能使整个电阻器迅速受热,于是我们尝试使用传输线脉冲(TLP)测试仪。这种类型的测试仪将一定长度的同轴电缆充电至预置电压,然后将电缆放电到DUT中。TLP测试仪能产生一种上升时间小于2 ns、脉宽可变的矩形电流脉冲。当我们给电缆充电充到250V时,它产生了0.5A

的峰值电流,在55

ns内烧坏了运算放大器的电阻器。这种脉冲测试的结果与在OP2中所见到的损坏相吻合。

这一结果虽不意味着来自电缆组件的电量造成了部件的损坏,但它的确预示出,具有迅速上升时间的快速脉冲,以及约0.5A

的电流,会造成类似的损坏。用户进一步的工作查到了一种可能诱因是紧挨着测板的示波器。

用户发现示波器辐射产生一种高能电场,从而在近邻部件上感应电荷。当技师们用测试仪器接触线路板时,产生了放电。采取适当的屏蔽手段移去电荷,就消除了在测板运算放大器的失效问题。

【IT168 资讯】佳能（中国）有限公司隆重发布面向专业摄影师的专业数码单反相机EOS-1D Mark IV。EOS-1D Mark IV为EOS-1D/1Ds系列的第8款产品，是在新闻报道和体育摄影领域广受专业摄影师好评的EOS-1D Mark III后继机型。EOS-1D Mark IV凭借佳能先进的数码技术，实现了超过10万（102400）的ISO感光度，并且常用ISO感光度范围也扩大至ISO 100-12800。在自动对焦性能上，EOS-1D Mark IV也有了突破性的改进，在全部45个自动对焦点中的39点上配置了十字型对焦感应器。另外，EOS-1D Mark IV还搭载了佳能自行研发生产的有效像素约1610万的CMOS图像感应器以及两块高性能的DIGIC 4数字影像处理器，实现了约1610万有效像素下最高约10张／秒的连拍速度。EOS-1D Mark IV上市日期预计为2009年"12

月中旬

。

自2001年EOS-1系列首款数码单反相机EOS-1D发售以来，随着相机和数码技术的进步，EOS-1D/1Ds系列也在不断完善。2007年发售的EOS-1D Mark III，由于其高性能获得许多新闻报道及体育摄影领域专业摄影师的好评与喜爱。但由于技术的不断进步，专业摄影师和摄影发烧友对更高性能旗舰机的呼声越来越高，因此佳能继承了EOS-1系列胶片单反相机以来的理念，结合引领业界的数码技术，开发了可将崭新的数码表现变为可能的EOS-1D Mark IV。它不仅拥有超过10万（102400）的ISO感光度，还具有39点十字型全45点自动对焦感应器，可带来更高的被摄体捕捉力。实现了约1610万有效像素的高精细画质以及高像素下最高约10张／秒的连拍速度。EOS-1D Mark IV先进的数码劲能回应了专业摄影师严格的要求，同时也扩大了专业数码单反相机的拍摄新领域。

EOS-1D Mark IV作为EOS专业数码单反相机的旗舰系列机型，为满足专业摄影师严格的要求，毫无保留地导入了各种先进技术。图像感应器采用的是佳能自行研发生产的APS-H规格CMOS图像感应器，有效像素约1610万，可获得更精细的影像表现。正是因为佳能对数码技术不断的追求才实现了图像感应器和数字影像处理器性能的提高，通过ISO感光度扩展功能可获得上超过10万（102400），下低至50的ISO感光度。常用ISO感光度范围扩大为ISO 100-12800。ISO 50-102400共12级，可选性的大幅提升使拍摄领域更加广阔。搭载两块数字影像处理器的双DIGIC 4使EOS-1D Mark IV通过并行处理和全新算法能够更快速地进行影像处理，而且在高像素下实现了最高约10张／秒的连拍速度。使用JPEG/大时可连续拍摄约85张（基于佳能测试标准。使用约30MB/秒的4GB CF卡，JPEG画质8、ISO 100和标准照片风格）。取景器的视野率为了达到专业数码相机所必需的约100%，采用了大型五棱镜。自动对焦系统也实现了更高性能，在全部45个自动对焦感应器中39点使用了十字型感应器，是EOS史无前例的新设计，能够准确地捕捉被摄体。

EOS-1D Mark IV进一步强化了人工智能伺服自动对焦的算法，人工智能伺服自动对焦升级至II代，对运动被摄体追踪的性能和合焦性能变得更加稳定。另外，自动对焦功能可以配合各个场景和个人喜好进行详细自定义设置。EOS-1D Mark IV采用了63区测光感应器，测光区域通过与对焦点的联动能够计算出更加准确的曝光值。EOS-1D Mark IV还是专业数码单反相机中首款搭载全高清短片拍摄功能的相机，可以最高每秒30帧的高画质拍摄全高清（1920×1080）短片。此外，实时显示拍摄功能也进一步改善，自动对焦模式首次在EOS-1D/1Ds系列实时显示模式中搭载。EOS-1D Mark IV的背面液晶监视器采用的是3.0″约92万点的“清晰显示液晶监视器II型”，既是图像确认浏览器，又是实时显示拍摄和短片拍摄时的第二取景器。其结构也与之前有很大不同，在液晶面板和保护层的间隙中填充了光学d性材料。大幅减轻了外光反射，提高了晴天室外拍摄时的可视性，令拍摄更加顺畅。EOS-1D Mark IV作为EOS专业数码单反相机的旗舰系列机型，其可靠性和技术力量开创了专业摄影领域下一片新天地。

超过10万的ISO感光度！

图像感应器和数字影像处理器性能的提升使ISO感光度达到了胶片无法比拟的、超过10万（102400）的ISO感光度。最低ISO感光度可扩展至ISO 50，ISO 50-102400共12级的宽ISO感光度范围，扩大了拍摄的可能性。常用ISO感光度范围在EOS数码单反系列中堪称之最，达到了ISO 100-12800。使用超高的ISO感光度，不仅对昏暗场景下的拍摄十分有利，还能够大幅减少手抖动和被摄体抖动的发生，因此可以在进行室内体育摄影等时发挥其威力。在闪光灯拍摄时提高ISO感光度可增强对光线的敏感度，即使被摄体远离相机，闪光灯的光线无法完全到达时，也能够使图像得到一定程度的增亮，这对于闪光灯拍摄十分有利。

实时显示拍摄时的ISO感光度选择画面

ISO感光度范围设置画面

EOS-1D Mark IV还是EOS-1D/1Ds系列中首款搭载“ISO自动”功能的相机。无论是静止图像还是短片的拍摄，ISO 100-12800范围内的ISO感光度可完全交给相机进行选择（“高光色调优先”下为ISO 200-12800。使用B门和闪光灯时固定在ISO 400。短片拍摄时可通过扩展功能使用ISO 102400）。另外，实时显示拍摄下可自动设置的范围与取景器拍摄时的范围相同。由于能够利用超高ISO感光度进行拍摄，因此在手持拍摄时可以抑制各种抖动的发生。在被摄体的亮度突然发生变化、无法进行正确曝光的时候，自定义功能中的ISO感光度安全偏移功能可以在ISO 100-12800之间自动设置以获得准确曝光。启动此功能后，在程序自动曝光、快门优先自动曝光和光圈优先自动曝光模式下，即便在自定义功能中设置了ISO感光度的上下限，当无法获得适当曝光时，相机也会自动解除ISO感光度的限制，在ISO 100-12800之间自动进行设置。

39点十字型全45点自动对焦感应器！

丰富了对焦点选择模式的自动对焦系统

EOS-1D Mark IV共搭载了45个自动对焦点，其中采用高精度十字型自动对焦感应器的有39点，可谓EOS史上之最。39个自动对焦点均呈十字型配置了善于捕捉被摄体的对应F5.6光束检测横向线条的线型自动对焦感应器，以及对焦精度高对应F2.8光束检测纵向线条的线型自动对焦感应器，实现了高速且精确的对焦。另外，中央对焦点的自动对焦感应器还能够对应最大光圈F4的镜头。因此，当安装最大光圈大于等于F4的镜头（包括与增倍镜组合后，最大光圈降至F4的情况）时，仍可通过十字型自动对焦感应器进行对焦。不仅如此，当镜头与增倍镜组合后，最大光圈即使降至F8，相机仍可通过横向线条检测自动对焦感应器进行对焦。除中央对焦点以外的38点还可在使用最大光圈为F4的EF 17-40mm f/4L USM和EF 24-105mm f/4L IS USM两款镜头时，通过十字型自动对焦感应器进行对焦。此外，最大光圈大于等于F2.8的镜头中，4款远摄镜头安装增倍镜之后会使光圈降至F4，但即便在这种状态下仍可使用十字型自动对焦感应器进行对焦。

通过可选择的自动对焦点功能设置的5种可选择自动对焦点数量

EOS-1D Mark IV对全45点的多点自动对焦加以利用，不再是仅手动选择1点，还能按照被摄体或拍摄情况切换自动对焦点选择模式，进一步提高被摄体的捕捉力。比如说，自定义功能“选定对焦点的自动对焦扩展”中可激活选定对焦点周围的自动对焦点，增加自动对焦点的使用数量进行对焦。对于一些动态难以预测的运动被摄体来说，只使用选定的1个自动对焦会难以合焦，而使用自动对焦扩展就会很方便。在“选定对焦点的自动对焦扩展”下选择“45点全区域”，并将自动对焦模式设置为人工智能伺服自动对焦后，自动对焦范围将以所选自动对焦点为中心向周围邻近的最多18个自动对焦点扩展。配合被摄体动作选定的自动对焦点一旦切换到其他的自动对焦点，自动对焦扩展范围也变为以新的自动对焦点为中心。由于追踪被摄体的自动对焦范围比起使用全45点要小一些，因此即使有其他被摄体进入构图中，也能够持续对主被摄体进行跟踪对焦。

（文件名：12_cn.eps）能够检测相机方向并自动切换对焦点位置的与方向链接的自动对焦点功能

EOS-1D Mark IV中除自动选择自动对焦点，自动对焦点的手动选择可在45点、19点、11点、内部9点和外部9点中选择使用。另外，在自定义功能“与方向链接的自动对焦点”中选择“选择不同的自动对焦点”后，会将自动对焦点位置默认为分别在纵向拍摄与横向拍摄中最后选择的对焦点位置。在拍摄时，相机自动检测持机方向，分别以纵向拍摄、横向拍摄时前一次设置的自动对焦点进行对焦。在拍摄前决定好要使用的自动对焦点位置的话，就可以在突然改变构图时迅速进行对焦。此外，还搭载了“定点自动对焦”，按下部分超远摄镜头上的自动对焦停止按钮会缩小自动对焦范围，可以使对焦位置更加精确。

双DIGIC 4与全新开发的APS-H传感器！

EOS-1D Mark IV采用了DIGIC 4数字影像处理器。通过搭载两块数字影像处理器的双DIGIC 4对庞大的数据进行高速处理。EOS-1D Mark IV在有效像素约1610的高像素下可实现最高约10张／秒的连拍速度。正是由于在信息处理方面，“双DIGIC 4”与可进行8通道高速读取的CMOS图像感应器及新开发的2个4通道模数转换前端模组联动，形成高速并行处理电路，从而实现了这一连拍速度。除此之外，EOS-1D Mark IV搭载了可进行高速数据传输的缓存，当DIGIC 4进行并行图像处理时，使用JPEG/大可连续拍摄约85张（基于佳能测试标准。使用约30MB/秒的4GB CF卡，JPEG画质8、ISO 100和标准照片风格）。

能够进行高速图像处理的双DIGIC 4数字图像处理器

EOS-1D Mark IV搭载的是新开发的、有效像素约1610万的APS-H规格图像感应器，单个像素面积为5.7×5.7微米，有效感应器面积为27.9×18.6毫米，还采用了色彩还原性优秀的RGB原色滤镜。新技术的导入实现了良好的信噪比，再加上双DIGIC 4数字影像处理器高速低噪点的显像处理，达到了10万数量级（102400）的超高ISO感光度以及8通道读取带来的最高约10张／秒的高速连拍，实现了宽动态范围。

消除了微透镜之间的间隙，无间隙微透镜结构提高了光电二极管的聚光率

新开发的CMOS半导体制造技术导入了更加精密的全新制作工艺。在基本保证光电二极管面积的同时，采用了高光电转换率的光电二极管构造，提高了信噪比。尽管缩小了像素面积，但仍然能够获得充足的光信号，并进行传输。另外，无间隙微透镜的采用和彩色滤镜中新材料的使用提高了透射率，微透镜和光电二极管之间距离的缩短等使聚光效果进一步增强。在信号增益电路中设置了能抑制图像感应器外部噪点的电路。这些技术的使用将高ISO感光度、低噪点和宽动态范围变为可能。

视野率100%的光学取景器及与自动对焦点相联动的63区测光感应器

EOS-1D Mark IV的光学取景器在上下左右各方向上都达到了专业相机必不可少的约100%视野率。取景器中观看到的图像和实际拍摄的图像基本一致，对构图有着严格要求的专业摄影师也能够放心地进行拍摄。取景器倍率约0.76倍（-1m-1，使用50mm镜头对无限远处对焦）。光学取景器能达到如此之高的性能是因为采用了大型五棱镜，确保了清晰明亮无暗角的取景器环境。屈光度可以在-3到+1dpt范围内进行调节，眼点约20毫米。另外，目镜侧内置目镜遮光挡片使用了浅灰色，以便更容易确认目镜遮光挡片的开闭状态等，细节随处可见专业相机所特有的高端设计。EOS-1D Mark IV的标准对焦屏是具有易合焦、亮度高、颗粒少并且虚化效果自然等优点的“Ec-C IV”。另外，还有适合各种拍摄场景的可更换对焦屏（另售）。可在适合决定构图的激光磨砂带方格对焦屏等共10多种对焦屏中选择最合适的来使用。

采用了大型五棱镜，实现了100%视野率及清晰视野的光学取景器

为了更准确地控制曝光，EOS-1D Mark IV搭载了与自动对焦点相联动的63区测光感应器。各个测光区域和45个自动对焦点在测光时高度携作，计算出适当的曝光值。测光模式有评价测光、局部测光、点测光和中央重点平均测光4种可供选择。特别是对评价测光的算法加以改进，进一步降低了测光时对被摄体的依赖性，实现了稳定的测光控制。

3种测光模式的测光范围

闪光摄影时，能够以E-TTL II自动算法为基础，灵活运用镜头的距离信息，不受被摄体颜色和大小的影响，以稳定的闪光量进行拍摄。

高端影像处理和补偿功能！

EOS-1D Mark IV中有6种预设照片风格。除此之外，还有“影棚人像”和“快拍人像”等7种照片风格文件，可从佳能网站上下载并注册到相机中。由此可以选择拍摄者中意的色彩和图像表现。每种照片风格中都可以对锐度、反差、饱和度和色调等分别进行设置。还能够将根据个人喜好调整的照片风格注册到相机中。白平衡功能中除了自动白平衡外，还预设了“日光”和“阴天”等包括用户自定义和色温设置在内共9种可供选择。色彩空间对应两种模式，分别是适用于电脑观赏照片等一般用途的sRGB和色彩表现更丰富的Adobe RGB。不仅如此，EOS-1D/1Ds系列首次搭载了如可对曝光不足和低对比度等图像进行矫正的自动亮度优化，可以对图像四角曝光不足进行补偿的镜头周边光量校正等图像补偿技术。这些图像数据的处理均是将CMOS图像感应器输出的模拟信号以14位模数转换（16384色）转换为数字信号进行的，由此实现更为丰富的层次表现。

白平衡选择画面

照片风格选择画面

色彩空间选择画面

全高清（1920×1080/30fps）短片拍摄功能！

EOS-1D Mark IV的短片拍摄功能，凭借高性能图像感应器以及双DIGIC 4数字影像处理器的高速图像处理能力，实现了低噪点、高ISO感光度的全高清高精细影像拍摄，可以运用大型图像感应器带来的特有虚化效果进行短片拍摄。并且能够使用数码单反相机所特有的丰富可更换镜头，为影像带来更广阔的表现空间。在画质方面，可以从分辨率1920×1080的全高清画质（帧率可从30/25/24fps中选择）、分辨率1280×720的高清画质（帧率可从60/50fps中选择）以及分辨率640×480的标清画质（帧率可从60/50fps中选择）3种中进行选择。记录格式为“MOV”。通过外接立体声麦克风，可以实现立体声录音。此外，即使是在短片拍摄的时候也能够进行静止图像的拍摄。拍摄的短片可以在相机上进行简单的编辑 *** 作。

短片回放画面

短片编辑画面

可进行精密对焦的实时显示拍摄功能！

实时显示拍摄功能能够在拍摄时，通过被誉为数码时代第二取景器的背面液晶监视器，对希望合焦部分进行放大显示，并进行非常精密的对焦。在实时显示模式下EOS-1D Mark IV除能使用手动对焦模式外，还能够使用3种自动对焦模式（实时模式、面部优先实时模式、快速模式）。在实时显示拍摄时，可以使用实时显示模拟功能通过背面液晶监视器画面对曝光补偿及照片风格等效果进行实时模拟。此外，还具有能够辅助用户进行构图及防止相机倾斜的网格线显示功能，不但能够显示纵横各2条的网格线，还在此种基础上增加了纵向5条，横向3条的网格线显示模式，可以根据需要进行选择。

实时显示拍摄时的自动对焦模式

实时显示拍摄画面

放大10倍的图像

大幅降低外光反射的背面液晶监视器！

EOS-1D Mark IV的背面液晶监视器采用了3.0″约92万点的“清晰显示液晶监视器II型”，其视角在上下左右方向均为160°。“清晰显示液晶监视器II型”为了减少造成液晶监视器可视性下降的外光反射，采用了全新的构造。折射率不同是造成外光反射的一大原因，“清晰显示液晶监视器II型”通过在液晶面板及表面保护层之间的空隙中填充光学d性材料，使表面保护层与空隙的折射率达到基本一致，从而大幅减少了液晶监视器的外光反射。因此，即使在晴朗的室外也能够发挥出优良的可视性。液晶监视器不仅用于对拍摄图像进行确认，它作为数码时代的第二取景器，更可进行精密的对焦。

背面液晶监视器采用清晰显示液晶监视器II型

清晰显示液晶监视器的结构

丰富多彩的EOS智能综合闪光系统！

EOS-1D Mark IV通过安装EOS用的EX系列外接闪光灯，就能够体验丰富多彩的闪光摄影。当安装580EX II、430EX II或270EX时，可以通过相机的菜单画面直接更改闪光灯的各种功能设置及闪光灯自定义功能设置（也可以对其他型号的EX系列闪光灯的一部分功能进行设置）。当使用具有主控功能的外接闪光灯或闪光灯信号发射器ST-E2时，可与具有从属功能的外接闪光灯组合，进行无线多灯闪光摄影。

具有30万次动作寿命的快门以及镁合金机身

EOS-1D Mark IV作为专业数码单反相机，具有能够在南极、北极、沙漠或小雨中等严酷拍摄环境下工作的强韧机身。其上、前、后的外壳自不必说，内部构造的骨架及反光镜箱也采用了镁合金。并在外壳上实施了高耐磨涂层。由此实现了高强度、高刚性、重量轻以及高品位兼具的相机机身。在快门单元等机械部分以及电路部分等所有方面，都具有能够经受30万张拍摄的可靠性。所有的 *** 作部分和外壳的接缝部分都进行了严谨的密封处理，实现了良好的防水滴防尘效果。

EOS综合除尘系统

能够对附着在图像感应器前面红外保护滤镜上，会映入所拍图像的灰尘，从产生到除去全方位进行对应的EOS综合除尘系统。此系统通过使用能够抑制快门单元和机身盖产生摩擦碎屑的材料，来抑制相机内部灰尘的产生。此外，红外保护滤镜表面的氟涂层，能够防止灰尘的附着。当有灰尘附着的时候，可通过感应器自清洁单元的超声波振动抖落灰尘。如果进行以上 *** 作后还是有灰尘残留的话，可以根据取得的除尘数据，通过附带的软件进行图像编辑，有效减轻灰尘影响。

启动时间0.1秒！快门时滞40毫秒！

EOS-1D Mark IV在打开电源后的启动时间仅有约0.1秒（基于CIPA标准）。对于不期而遇的快门时机也能从容应对。快门按钮的反应性较高，只要轻轻按压就会有反应，继承了EOS-1D/1Ds系列的 *** 作性。快门时滞可以通过自定义功能进一步缩短，光圈全开时最快可设置约为40毫秒*。取景器图像消失时间约为80毫秒，即使通过取景器观察进行连拍也不会跟丢被摄体。

*通常约为55毫秒。

拍摄图像加密记录

对于专业数码单反相机，一套能够防止拍摄图像流失、拷贝以及被第三者无授权浏览、篡改、使用的，保护拍摄者权利的高度安全系统是不可或缺的。EOS-1D Mark IV通过使用原始数据安全套装OSK-E3（另售），就能通过原始数据校验系统判断图像是否进行了无授权的修片。此外，如果是自EOS-1Ds以后的EOS-1D/1Ds系列数码单反相机的7款机型之一的话，就能通过将OSK-E3附带的原始数据校验OS卡安装于相机内，实现拍摄图像的加密记录（仅限于静止图像）。保障了专业数码单反相机所应具有的高度安全性。加密图像可通过原始数据安全套装中附带的软件进行恢复。

无线文件传输器

EOS-1D Mark IV 通过与无线文件传输器WFT-E2 II C组合，能够通过局域网进行无线及有线通信。在无线网络规格中，WFT-E2 II C兼容受电波干扰较少的IEEE 802.11a标准，最大连接速度约为54Mbps。能够直接向FTP服务器传送图像数据或通过具有浏览器功能的便携设备显示的实时画面进行遥控拍摄等，构建起了一套灵活运用局域网进行丰富信息传输的系统。此外，还可通过USB Host（USB控制）功能，使用USB连接线将WFT-E2 II C与移动硬盘（需要外接电源供电）连接，将拍摄的图像直接保存在硬盘中。不仅如此，还可以使用USB连接线通过有线或符合蓝牙规格的无线方式与GPS设备连接，从而自动将拍摄位置信息添加到所拍摄的图像数据中。

遥感传感器是获取遥感数据的关键设备，由于设计和获取数据的特点不同，传感器的种类也就繁多，目前遥感中使用的传感器类型大体上可分为: ①摄影类型的传感器②扫描成像类型的传感器③雷达成像类型的传感器④非成像类型的传感器。以下将就前三类的典型传感器进行介绍。

( 一) 光学摄影类传感器

这种类型传感器的基本工作原理为经过透镜 ( 组) ，按几何光学的成像原理聚焦构像，利用感光材料，通过光化学反应直接感测和记录目标物反射的可见光和摄影红外波段电磁辐射能，在胶片或像纸上形成目标物固化影像。其优点是空间分辨率高、成本低、 *** 作易、信息容量大缺点是局限在 0. 3 ～1. 3μm 波谱段，影像几何畸变较严重，成像受气候、光照条件和大气效应的限制。

典型的光学摄影类传感器是各类摄影机，按结构及胶片曝光方式可分为帧幅摄影机、缝隙摄影机、多光谱摄影机和全景摄影机。

1. 帧幅式摄影机

这是大家最为熟悉的一种传感器。主要由收集器、物镜、探测器和感光胶片组成，另外还需有暗盒、快门、光栅、机械传动装置等。曝光后的底片上只有一个潜像，须经摄影处理后才能显示出影像来。这种传感器的成像原理是在某一个摄影瞬间获得—张完整的像片 ( 18cm ×18cm 或 23cm ×23cm 幅面) ，一张像片上的所有像点共用一个摄影中心和同一个像片面。

图 3-5 缝隙摄影机

2. 缝隙摄影机

缝隙摄影机又称航带摄影机。在飞机或卫星上，摄影瞬间所获取的影像，是与航向垂直，且与缝隙等宽的一条地面影像。这是由于在摄影机焦平面前方放置一开缝的挡板，将缝隙外的影像全挡去的缘故 ( 图 3-5) 。当飞机或卫星向前飞行时，摄影机焦平面上与飞行方向成垂直的狭缝中的影像，也连续变化。如果摄影机内的胶片也不断地进行卷绕，且其速度与地面在缝隙中的影像移动速度相同，就能得到连续的条带状的航带摄影负片。当飞机航速与胶片卷绕速度不匹配时，影像会产生仿射畸变。缝隙摄影机投影性质，对于瞬间获取的一条缝隙宽度的影像，仍为中心投影。但对于条带影像，由于是在摄影机随飞行器移动的情况下连续获得，因此与框幅式影像的投影性质就不一样，其航迹线影像为正射投影，而其他部分的像点，是相对各自缝隙内的摄影中心的中心投影，称之为多中心投影。另外，搭载此类传感器的飞行器，其位移和姿态变化会使影像产生复杂的几何畸变。

3. 多光谱摄影机

它是为了摄取不同波段同一目标物的多光谱像片而设计的。其构造与一般普通航空摄影机相似，但具有多镜头、多通道的特点。常见的多光谱摄影机可分为三种类型，即多像机型、多镜头型、单镜头分光谱型。

多镜头型是在一架航空摄影机上，安置几个光学特性一致的镜头，以摄取不同波段同一地区的像片。多像机型是将几架航空摄影机安装在同一飞机上，就组合成了多机型的摄影机。各架像机之间，光轴互相平行，按动一个快门按钮，即可使几个快门同时工作，从而对地物进行多光谱摄影。单镜头分光谱像机的特点是采用棱镜将光束分离成几个波段再进行摄影，或利用响应不同波段的多感光层胶片进行多光谱摄影，胶片经摄影处理后得到的是一张合成了的多光谱像片，如彩色摄影和红外彩色摄影。

图 3-6 全景摄影机

4. 全景摄影机

全景摄影机又称扫描摄影机。全景摄影机的结构如图 3-6 所示，它是在物镜焦面上平行于飞行方向设置一狭缝，并随物镜作垂直航线方向扫描，得到一幅扫描成的影像图，因此称扫描像机，又由于物镜摆动的幅面很大，能将航线两边的地平线内的影像都摄入底片，因此又称它为全景摄影机。

全景摄影机的特点是焦距长，有的达 600mm 以上。幅面大，可在长约 23cm 宽达128cm 的胶片上成像。这种摄影机的精密透镜既小又轻，扫描视场很大，有时能达 180°。这种摄影机是利用焦平面上一条平行于飞行方向的狭缝来限制瞬时视场，因此在摄影瞬间得到的是地面上平行于航迹线的一条很窄的影像，当物镜沿垂直航线方向摆动时，就得到一幅全景像片。这种摄影机的底片呈弧状放置，当物镜扫描一次后，底片旋进一幅。由于每个瞬间的影像都在物镜中心一个很小的视场内构像，因此每一部分的影像都很清晰，像幅两边的分辨力明显提高。但由于全景像机的像距保持不变，而物距随扫描角增大而增大，因此出现两边比例尺逐渐缩小的现象，整个影像产生所谓全景畸变，再加上扫描的同时，飞机向前运动，以及扫描镜摆动的非线性等因素，使影像的畸变更为复杂，图 3-7 为地面上正方形格网在全景像片上的形状。

图 3-7 全景像片的畸变

( 二) 扫描成像类型的传感器

扫描成像类型的传感器是逐点逐行地以时序方式获取二维图像。有两种主要的形式，一是对物面扫描的成像仪，它的特点是对地面直接扫描成像，这类仪器如红外扫描仪、多光谱扫描仪、成像光谱仪、自旋和步进式成像仪及多频段频谱仪等二是瞬间在像面上先形成一条线图像，甚至是一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像，这类仪器有线阵列CCD 推扫式成像仪，电视摄像机等。

图 3-8 机载红外扫描仪结构原理图

1. 红外扫描仪

典型的机载红外扫描仪的结构如图 3-8 所示。它的具体结构元件有一个旋转扫描镜，一个反射镜系统，一个探测器，一个制冷设备一个电子处理装置和一个输出装置。

红外扫描仪扫描成像过程是当旋转棱镜旋转，第一个镜面对地面横越航线方向扫视一次扫描视场内的地面辐射能，由刈幅的一边到另一边依次进入传感器，经探测器输出视频信号再经电子放大器放大和调制，在阴极射线管上显示出一条相应于地面扫描视场内的景物的图像线，这条图像线经曝光后在底片上记录下来接着第二个扫描镜面扫视地面，由于飞机向前运动，胶片也作同步旋转，记录的第二条图像正好与第一条衔接。依次下去，就得到一条与地面范围相应的二维条带图像。

由于地面分辨力随扫描角发生变化，因此红外扫描影像会产生畸变，这种畸变通常称之为全景畸变，其形成原因与全景摄影机类似。

红外扫描仪还存在一个温度分辨力的问题，温度分辨力与探测器的响应率 R 和传感器系统内的噪声 N 有直接关系。为了获得较好的温度鉴别力，红外系统的噪声等效温度限制在 0. 1 ～0. 5 K 之间，而系统的温度分辨力一般为等效噪声温度的 2 ～6 倍。

2. TM 专题制图仪

TM 专题制图仪是一个高级的多波段扫描型的仪器，包括七个光谱段，第一到第五谱段和第七谱段是可见光、近红外和短波红外谱段，第六谱段是热红外谱段。可见光、近红外和短波红外谱段的瞬时视场为 30m ( 轨道高度 705km) ，热红外谱段的瞬时视场分辨率为 120m。由于改善了空间分辨率，扩大了光谱搜盖范围，所以它能用于地球资源分类和绘制多种专题地图。

图 3-9 专题制图仪光学系统

TM 专题制图仪结构如图 3-9 所示，它的主反射镜位于仪器的中下方，在它的前面是光学挡光片和第二反射镜。第二反射镜由支柱安装到望远镜结构支架上。主反射镜的后面是扫描行改正器、内部标定器和主焦面。内部标定器采用白炽灯，通过纤维光束作为第一到第五和第七谱段的光源，第六谱段采用的是可控温度黑体。扫描行改正器是一具有小型的、由马达驱动的双反射镜像平面扫描系统，它的旋转速率与卫星轨道速度大小相同，但方向相反。通过反射镜的主动扫描，直接校正像的运动。辐射制冷器、后续光学系统和红外探测器阵列位于仪器尾部末端。电子线路安装在一个楔形盒内，固定在望远镜的上方。专题制图仪的主要性能参数见表 3-3。

表 3-3 TM 专题制图仪各项参数

图 3-10 HRV 扫描仪的结构原理图

3. HRV 线阵列推扫式扫描仪

HRV 是一种线阵列推扫式扫描仪，其简单的结构如图 3-10 所示。仪器中有一个平面反射镜，将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组，然后聚焦在 CCD 线阵列元件上，CCD 的输出端以一路时序视频信号输出。由于使用线阵列的 CCD元件作探测器，在瞬间能同时得到垂直航线的一条图像线，不需要用摆动的扫描镜，如缝隙摄影机那样，以 “推扫”方式获取沿轨道的连续图像条带。CCD 称电荷耦合器件，是一种由硅等半导体材料制成的固体器件，受光或电激发产生的电荷靠电子或空穴运载，在固体内移动，达到一路时序输出信号。

4. 成像光谱仪

成像光谱仪是新一代传感器，在 20 世纪 80 年代初正式开始研制，研制这类仪器的主要目的是在获取大量地物目标窄波段连续光谱图像的同时，获得每个像元几乎连续的光谱数据，因而称为成像光谱仪。目前已存在成像光谱仪在可见光—红外波段范围内，可以被分割成几百个窄波段，具有很高的光谱分辨率。从其近乎连续的光谱曲线上，可以分辨出不同物体光谱特征的微小差异，有利于识别更多的目标，因此，成像光谱仪主要应用于高光谱遥感。

成像光谱仪所依据的原理和结构可分为两大类型，一类可称为线阵探测器 CCD 加光机扫描型 ( 图 3-11) ，另一类为面阵 CCD 探测器加空间推扫型 ( 图 3-12) 。

图 3-11 带线阵的成像光谱仪工作方式

图 3-12 带面阵成像光谱仪工作方式

前者实际上是多光谱扫描仪 MSS 和 TM 向更多光谱段的发展，所以具有线阵 CCD 与缝隙式摄影成像相同的行中心投影关系和多光谱扫描仪类似的技术特点: ①空间扫描通过扫描镜摆动完成，从而可以获得大的视场 ( 可高达 90°) ②像元配准好，不同波段任何时候都能凝视同一像元③光谱覆盖范围比较大，可以从可见光一直到热红外波段④进一步提高光谱分辨率、空间分辨率和辐射灵敏度比较困难。

第二类成像光谱仪实际上是 SPOT 推扫式扫描仪的进一步发展，所以具有面阵 CCD与推扫式摄影成像相同的中心投影关系和 HRV 类似的特点: ①像元的凝视时间长，可以获得较高的系统灵敏度和空间分辨率②在可见光波段，由于器件很成熟，光谱的分辨率可以做得相当高。但是各个光谱通道之间的配准有一定难度，光学设计不容易，故总视场一般只能达到 30°左右③中红外特别是热红外谱区，受器件的限制很大，目前尚未取得实质性进展，难于覆盖到这一谱段。

成像光谱仪 MODIS，作为美国 EOS 计划第一颗卫星 TERRA ( EOS － AM －1) 的主要传感器，已于 1999 年升空。其巨大的应用前景和免费接收政策，促使 MODIS 接收处理站在全球，如雨后春笋般地冒出来，MODIS 将成为宏观资源和环境遥感的重要信息源。MO-DIS 从可见光到红外共分 36 个波段，采用线阵 CCD 探测器与光机扫描相结合的结构形式，星下点的地面分辨率为 250m，500m 和 1000m，卫星轨道与太阳同步。上午 10: 30 过境，扫幅宽度 2330km，每天基本上可覆盖全球一次。MODIS 的光电转换由一个双面扫描镜旋转对地面扫描，以每次 10km 的宽度收集地物目标的波谱信号，经镜头聚焦到星上的探测器。由于不同波段需用不同的探测器，因此在物镜前设置了分光镜，分光后，分别送到可见光 ( VIS) 、近红外 ( NIR) 、短波红外 ( SWIR) 与中波红外 ( MWIR) 以及长波红外( LWIR) 四个物镜与焦平面部件。在焦平面分别安置响应不同波段的探测器和 A/D 变换器，把地物目标的模拟信号变换成数字信号，再经格式化器和缓冲器，将信号输出，通过系统校正处理提供产品。

由于高光谱分辨力和高空间分辨力，随之而来的是数据量的急剧增加，必须考虑海量数据的实时压缩方法，其中之一是实时地选择有效波段，并能根据需要灵活地改变波段宽度和空间分辨力。这样在未来的成像光谱仪传感器系统中必然要有智能型的实时控制和处理能力。另外，与其他遥感数据一样，成像光谱数据也经受着大气、遥感平台姿态、地形因素的影响，产生横向、纵向、扭曲等几何畸变及边缘辐射效应，因此在数据提供给用户使用之前必须进行预处理。预处理的内容主要包括平台姿态的校正，沿飞行方向和扫描方向的几何校正以及图像边缘辐射校正。

( 三) 雷达成像类型的传感器

雷达是一种主动式的微波遥感传感器，它有侧视雷达和全景雷达两种形式，其中在地学领域主要使用侧视雷达。侧视雷达是向遥感平台行进的垂直方向的一侧或两侧发射微波，再接收由目标反射或散射回来的微波。通过观测这些微波信号的振幅、相位、极化以及往返时间，就可以测定目标的距离和特性。

图 3-13 脉冲式雷达的一般结构

侧视雷达成像与航空摄影不同，航空摄影利用太阳光作为照明源，而侧视雷达利用发射的电磁波作为照射源，它与普通脉冲式雷达的结构大体上相近。图 3-13 为脉冲式雷达的一般组成格式，它由一个发射机，一个接收机，一个转换开关和一根天线等构成。发射机产生脉冲信号，由转换开关控制，经天线向观测地区发射。地物反射脉冲信号，也由转换开关控制进入接收机。接收的信号在显示器上显示或记录在磁带上。

雷达工作时，其上的发射器通过天线在很短的微秒级时间内发射一束能量很强的脉冲波，当遇到地面物体时，被反射回米的信号再被天线接收。由于系统与地物距离不同，同时发出的脉冲，接收的时间则不同 ( 图 3-14) 。

雷达接收到的回波中，含有多种信息。如雷达到目标的距离、方位，雷达与目标的相对速度 ( 即作相对运动时产生的多普勒频移) ，目标的反射特性等。其中距离信息可用下式表示:

式中: R 是雷达到目标的距离v 电磁波传播速度t 是雷达和目标间脉冲往返的时间。

雷达接收到的回波强度是系统参数和地面目标参数的复杂函数。系统参数包括雷达波的波长、发射功率、照射面积和方向、极化等。地面目标参数与地物的复介电常数、地面粗糙度等有关。

图 3-14 雷达传播工作原理

按天线的结构不同，侧视雷达又分为真实孔径侧视雷达 ( RAR) 和合成孔径侧视雷达 ( SAR) 。

1. 真实孔径侧视雷达

真实孔径侧视雷达的工作原理如图 3-15 所示。天线装在飞机的侧面，发射机向侧向面内发射一束窄脉冲，地物反射的微波脉冲，由天线收集后，被接收机接收。由于地面各点到飞机的距离不同，接收机接收到许多信号，以它们到飞机距离的远近，先后依序记录。信号的强度与辐照带内各种地物的特性、形状和坡向等有关。如图 3-15 中的 a，b，c，d，e 等各处的地物，a 处由于地物隆起，反射面朝向天线，出现强反射b 处为阴影，无反射c 处为草地，是中等反射d 处为金属结构，电导率大，出现最强反射e 处为平滑表面，出现镜面反射，回波很弱。回波信号经电子处理器的处理，在阴极射线管上形成一条相应于辐照带内各种地物反射特性的图像线，记录在胶片上。飞机向前飞行时，对一条一条辐照带连续扫描，在阴极射线管处的胶片与飞机速度同步转动，就得到沿飞机航线侧面的由回波信号强弱表示的条带图像。

图 3-15 真实孔径侧视雷达的工作原理

真实孔径侧视雷达的地面分辨率包括距离分辨率和方位分辨率两种。距离分辨率是在脉冲发射的方向上，能分辨两个目标的最小距离 ( 图 3-16) ，它与脉冲宽度有关，可用下式表示:

遥感地质学

式中: Rτ为距离分辨率c 为光速τ 为脉冲宽度Φ 为雷达波束俯角。另外真实孔径侧视雷达的距离分辨率与距离无关。若要提高距离分辨率，从上式分析，需要减小脉冲宽度，但这样将使作用距离减小。目前一般是采用脉冲压缩技术来提高距离分辨率。此外，在 Φ =50°，脉冲宽度为0. 1 μs 时，距离分辨率为23m，图中，A，B 两点相距20m，不能被分辨。当 Φ =35°，脉冲宽度不变时，距离分辨率为 18m，C，D 两点相距 20m，可以被分辨。这就是说，俯角越大，距离分辨率低反之则距离分辨率提高。

图 3-16 在距离方向上的雷达分辨率

方位分辨率是指相邻的两束脉冲之间，能分辨两个目标的最小距离，它与波瓣角 β 有关 ( 图 3-17) 。雷达发射的微波向四面八方辐射，呈花瓣状，称波瓣，但以一个方向为主，称为主瓣，其他方向辐射能小，形成副瓣，其中 β 称为波瓣角。这时的方位分辨率为

图 3-17 侧视雷达的方位分辨率

遥感地质学

式中: Rβ为方位分辨率λ 为波长d 为天线孔径GR 为观测距离。要提高方位分辨率，需采用波长较短的电磁波，加大天线孔径和缩短观测距离。这几项措施无论在飞机上或卫星上使用时都受到限制。目前是利用合成孔径侧视雷达来提高侧视雷达的方位分辨率。

2. 合成孔径侧视雷达

合成孔径侧视雷达是利用遥感平台的前进运动，将一个小孔径的天线安装在平台的侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨率的雷达 ( 图 3-18) 。要用小孔径雷达天线代替大孔径雷达天线，在地面上通常采用若干小孔径天线组成阵列，即把一系列彼此相连、性能相同的天线，等距离地布设在一条直线上，利用它们接收窄脉冲信号 ( 目标地物后向散射的相位、振幅等) ，以获得较高的方位分辨率。天线阵列的基线愈长，方向性愈好。

图 3-18 合成孔径天线示意图

图 3-19 合成孔径侧视雷达工作过程

合成孔径侧视雷达的工作原理是: 遥感平台在匀速前进运动中，以一定的时间间隔发射一个脉冲信号，天线在不同位置上接收回波信号，并记录和储存下来。将这些在不同位置上接收的信号合成处理，得到与真实天线接收同一目标回波信号相同的结果。这样就使一个小孔径天线，起到了大孔径天线的同样作用。

合成孔径雷达系统与真实孔径侧视雷达系统相比，最大的优点在于它的方位分辨率与距离 R 无关。这样的系统既可以放在航空器上，又可以放在航天器上，不会因为与地物的距离远而减少分辨率。理论计算表明，合成孔径雷达在沿航迹的方向上，像元尺寸( 分辨率) 为

遥感地质学

式中: RS为方位分辨率d 为天线沿航迹方向的长度 ( 不是全部天线的总长度) 。例如，合成孔径雷达天线装置在宇宙飞船上，总长度为 2km，它由多个小天线排成一阵列，每一个小天线真实孔径为 8m，雷达波长 4cm，飞船天线侧向与目标地物的距离为 400km 时，该合成孔径的方位分辨率为 4m如果以 8m 小天线真实孔径作侧视雷达天线，其方位分辨率为2000m如果以天线全长2km 为真实孔径天线，其方位分辨率为8m ( 图3-19) 。

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