TDI CCD相机系统设计.pdf

第卷第期红外技术、, .
年月.
相机系统设计
刘伟,姚大志,华园园,吴建文
.中国科学院紫金山天文台,江苏南京;.江苏省公安厅行动技术处,江苏南京
摘要:采用芯片研制了一整套完整的具有功能的相机系统。分析了相机
的工作原理,运用编写了驱动,转换,数据锁存等时序,
传输,编写图像采集及相机控制程序。在移动轨道上进行扫描实验,采集图像信息,并对结果进
行分析
关键词:;;;外触发;传输
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:..—

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和相机的灵敏度都得到了提高,以便在红外微光夜视
引言
等环境下观测更暗弱的目标。
是一种新型的扫描
实验原理
方法,拍摄时对某一个目标进行多次曝光,使积分时
间增加倍为的级数, 即使在低照的像元结构和全帧转移面阵基本
度的环境下,芯片也有较高的灵敏度和较大的动相同,本文所用的为公司的,它是
态范围。在拍摄运动物体时有效的避免了拖尾现象, 一款高灵敏度宽动态范围的增强型芯片。在
提高了输出信噪比。由于这些优点使得相模式下工作时,所拍摄的目标与相机之间要有相对的
机可以使用相对小口径的光学系统。运动,目标在像面上的运动需要和电荷包在方向
在红外微光夜视环境下,对运动目标的实时测量上的运动速度同步,也就是两者相对静止对同一目标
是十分必要的,的相机满足了这一要求,它能够进行多次扫描。若速度不同步则会引起图像变形,
在微光条件下用小口径的相机长时间的对准动态的即行方向和列方向上的拖影。如图所示。相当
低照度的目标进行连续的扫描跟踪拍摄,不需要像传于对同一目标多次曝光的叠加, 电荷包在势阱里进
统的那样重复的清零和动作机械快门。观测人行,受驱动信号驱动,即信号控制。
员可根据返回的图像信息逐行显示数据对相机做当的第一个信号将第一行产生光敏电荷存入
出必要的调节,不需要在曝光和数据采集之间频繁的移位寄存器中,第二个信号将及第二行
切换,提高了观测效率。另外,拍摄的图像进行产生的光敏电荷存入移位寄存器中,以此类推,转移
了多帧累积,有效的抑制了随机噪声,图像的信噪比完全部产生的电荷,并经过放大器顺序读出,重
收稿日期:...
作者简介:刘伟一,男,汉族,江苏省南京市人,工程师,主要研究方向为探测器。: . .
基金项目:中国科学院紫金山天文台青年人才项目基金,编号:。
第卷第期红外技术.
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复这个过程一直到整幅图像读出为止。如图所示。到./共档速度可调,这样相当于被拍
摄物体在反向以的速度做相对运动。
其次需要一个可调节的外触发时钟信号。调节该
信号使得其与被拍摄物体运动严格匹配。即:
./
式中:Ⅳ为镜头的放大倍数,镜头采用的
焦距镜头,如果物距为,则Ⅳ,经测量Ⅳ
.;为相机的像元尺寸,的像元尺寸
为;为图像运动速率及放大倍数下的行
转移周期。/,为的频率,调节外触发的

使之与图像的运动速度同步,则可以采集正确的
图实验原理图. 图像。为了调节出正确的,我们采用的是
系列