[發明專利]采用CCD成像儀的時間延遲與積分掃描

有效

• 申請號: 201380042771.0
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN104541500B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: M·帕克;J·米爾斯;A·帕巴拉;F·阿姆斯特朗;J·埃里克森;G·黑文加;C·泰勒;W·拉特德克
• 申請（專利權）人: 統雷有限公司
• 主分類號: H04N5/353
• 分類號: H04N5/353;H04N5/372
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

一種在時間延遲積分(TDI)模式下操作焦平面陣列的方法，該方法包括：在TDI積分過程中對多個行進行移位，其中移位的行數少于焦平面陣列的總行數；以及讀出行數等于焦平面陣列的總行數減去移位的行數的多個行，留下部分積分行。

相關申請的交叉引用

本申請要求序列號為61/713,474、申請日為2012年10月12日的美國臨時專利申請的優先權，該美國臨時專利申請的內容在此通過引用的方式并入本文。

技術領域

本發明涉及圖像掃描領域，特別涉及采用CCD成像儀的時間延遲與積分(TDI)掃描。

背景技術

行間CCD成像儀可在TDI模式下操作，舉例來說，正如美國專利4,922,337中所定義的那樣，如在傳統的TDI相機中對不停止運動的移動物體進行曝光，同時還可以進行傳統的視頻直播或對靜止物體長時間曝光，這在傳統的TDI相機中是不實際的。因此，例如，可以通過持續移動實現大面積高速掃描，然后再通過相同的相機和設備返回到非常小的高倍放大的靜止感興趣區域。

當行間CCD操作在TDI模式下用于進行多個，即是少于總行數TOTAL_ROWS的N行的TDI轉移時，結束時將出現僅部分曝光的N行后置行。在讀出過程中，將TOTAL_ROWS行全部轉出，從而需要對應TOTAL_ROWS行的讀出時間，但只有TOTAL_ROWS-N行的圖像是有用的。因此，讀出和丟棄N行浪費了時間，減慢了TDI掃描流程。

在大部分掃描應用中，都渴望能在給定的曝光時間內更快速地獲取圖像。

DVC公司為OEM客戶開發出采用行間系統的TDI系統。然而，其沒有試圖去調整部分曝光的N行，且整個TDI移位序列都由一個內部時基控制。TDI移位不會單獨響應外部控制信號，因此不能響應物體的移動來對該TDI移位進行精確控制。

如上所述，另一個TDI系統，帶TDI選項的濱松公司(Hamamatsu)的ORCA R2，不允許讀出之前進行TDI。該產品只允許連續TDI，其中跨越CCD陣列的全長(全部行數，其中TOTAL_ROWS約等于1040)輸送電荷。該方法可以避免出現N行部分曝光的問題，這是因為以連續的形式來曝光和讀取所有的行。但是，該方案存在很大的局限性，包括較長的約為120毫秒的最低曝光時長以及固定的、非常大量的TDI轉移。

發明內容

眾所周知，對于給定TDI轉移所生成的每個部分曝光后置行，設備的另一端會同步記錄相應的空行，類似于輸送帶。以現有技術記錄曝光不足的像素會增加讀出時間，從而增加給定面積的掃描時間。提出的方法通過只讀出(記錄)TOTAL_ROWS-N有效行的方式解決了這個問題，使部分曝光行N從后置側移至前導側或設備的讀出側，然后再移出。在那時停止讀出，可減少讀出時間，從而可更快地進入下一個待掃描的視場。當TDI序列恢復時，在進行TDI轉移的同時從設備中同步地對部分曝光行進行記錄。通過這種方式，可在減少有效行讀出時間的同時，實現對無效行的有需要的丟棄。

本發明的實施例提供了一種在部分行間電荷轉移讀出序列之前操作CCD傳感器實現同步時間延遲積分(TDI)掃描的方法，其中，部分行間電荷轉移讀出序列將自N個TDI轉移開始時的不可避免的、部分積分的后置行留存在行間CCD寄存器中。然后，這些留存在設備中的部分積分后置行將作為前導行，丟棄在隨后的TDI積分序列中。通過在系列的TDI曝光中免去這些部分積分行的讀出，由此減少了讀出時間，從而在給定曝光下相應加快掃描的速度。一種替代方法是讀出有效行之后恢復部分積分行上的TDI序列，從而重新獲得部分積分行并保留CCD傳感器的全部原始分辨率。

附圖說明

圖1為根據本發明實施例的采用行間TDI的第一個移動平臺圖像序列的示意圖；

圖2為系統框圖和根據本發明實施例在平臺上投射時的移動平臺連續捕捉示意圖；