[发明专利]基于小像元尺寸探测器的虚拟大满阱TDI CMOS成像系统

摘要

基于小像元尺寸探测器的虚拟大满阱TDI CMOS成像系统，涉及一种基于小像元尺寸探测器的虚拟大满阱TDI CMOS成像系统，本发明解决现有的小像元存在满阱电荷数过低，信噪比不高的问题，包括多谱段TDI CMOS探测器、成像控制器和外部存储器；成像控制器产生多谱段TDI CMOS探测器的工作时序，进行TDI工作模式的控制，同时接收多谱段TDI CMOS探测器输出的经过了模拟电荷域TDI叠加的多谱段图像数据，采用外部存储器进行数字域TDI工作模式叠加；采用模拟电荷域TDI结合数字域TDI的方式来突破小像元尺寸的满阱电荷数少的约束，设计分区曝光成像的TDI CMOS探测器结构，根据TDI积分方向和TDI级数选择设计TDI积分过程的控制方式和数据缓存方法，形成虚拟的大满阱电荷数的TDI CMOS图像探测器成像系统。

主权项

1.基于小像元尺寸探测器的虚拟大满阱TDI CMOS成像系统，包括多谱段TDI CMOS探测器、成像控制器和外部存储器；其特征是，所述成像控制器产生多谱段TDI CMOS探测器的工作时序，进行TDI工作模式的控制，同时接收多谱段TDI CMOS探测器输出的经过了模拟电荷域TDI叠加的多谱段图像数据，采用乒乓结构的外部存储器进行数字域TDI工作模式叠加；设定p谱段分布在多谱段TDI CMOS探测器边缘，该谱段包括n个区域，每个区域最大实现m级模拟电荷域TDI工作模式，且每个区域能独立输出电荷并进行量化输出；m、n均为大于1的正整数；设定b谱段像元尺寸为p谱段像元尺寸的k倍，每个谱段仅存在一个感光区域；所述k为大于1的正整数；设定地面景物经过TDI CMOS探测器时，p谱段获得的所述探测器内累加的电荷up用下式表示为：式中A为探测器的像元面积，texp为探测器的在轨的行周期，ηλ为在探测器中心波长为λ的谱段内的积分量子效率，EO(λ)为探测器像面的典型照度，h为普朗克常量，c为光速。