理论知识
TDI-CCD的工作原理
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时间:2012-02-08 09:55:14

    TDI(time delay and integration)是一种能够增加线扫描传感器灵敏度的扫描技术。TDI-CCD是具有一种面阵结构、线阵输出的新型CCD,较普通的线阵CCD而言,它具有多重级数延时积分的功能。从其结构来看,多个线阵平行排列,像元在线阵方向和级数方向呈矩形排列。

  TDI-CCD的电荷累积方向是沿Y向进行的,其推扫级数自下而上为第1级至第96级。在成像过程中,随着相机(或景物)的运动,TDI-CCD从第96级至第1级依次感光,电荷从第96级至第1级逐级累积。最终,经过多重延时积分积累起来的电荷包(成像数据信息)转移到CCD水平读出寄存器上,并从第1级经运算放大器传输出去。从TDI-CCD的电性能特点可以看出,TDI-CCD为一种单方向推扫成像器件。与一般CCD相比,TDI借助了6、12、24、48、96等可变积分级数来增加曝光时间。在传感器成像时,由于信号存储与曝光时间是成正比的,TDI-CCD通过延长曝光时间来增加所收集到的光子,因此比一般线阵CCD具有更高的灵敏度,可用在低光照度环境下成像,同时又不会影响扫描速度。TDI-CCD具有可以不牺牲空间分辨率和工作速度的情况下获得高灵敏度这个突出特点,使其在高速、微光领域具有广泛的应用前景 。

  关于DALSA IL-E2型TDI-CCD 图像传感器

  CCD 图像传感器是科学级CCD相机的关键组成部件, 其性能的优劣直接影响着相机的功能和使用效果。该科学级CCD 相机选用了加拿大DALSA 公司生产的IL-E2型TDI-CCD 图像传感器,该TDI-CCD的像素结构 2048×96 。像元尺寸为13μm( H) ×13μm( V )、最高数据输出频率为20MHz 、动态范围为1600:1 、单向、单端输出、级数可选、具有蓝光响应增强功能的TDI-CCD。IL-E2型TDI-CCD可以分为3个功能区,即光敏元探测区、电荷传输区、检测输出区。

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