METHODS AND APPARATUS FOR TRUE HIGH DYNAMIC RANGE (THDR) TIME-DELAY-AND-INTEGRATE (TDI) IMAGING

• Main Authors: BLACKWELL, Megan H, WHITE, Lauren L, COLONERO, Curtis B, KELLY, Michael W
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 08.06.2017

In time-delay-and-integrate (TDI) imaging, a charge-couple device (CCD) integrates and transfers charge across its columns. Unfortunately, the limited well depth of the CCD limits the dynamic range of the resulting image. Fortunately, TDI imaging can be implemented with a digital focal plane array (DFPA) that includes a detector, analog-to-digital converter (ADC), and counter in each pixel and transfer circuitry connected adjacent pixels. During each integration period in the TDI scan, each detector in the DFPA generates a photocurrent that the corresponding ADC turns into digital pulses, which the corresponding counter counts. Between integration periods, the DFPA transfers the counts from one column to the next, just like in a TDI CCD. The DFPA also non-destructively transfers some or all of the counts to a separate memory. A processor uses these counts to estimate photon flux and correct any rollovers caused by "saturation" of the counters. Dans l'imagerie à décalage temporel et intégration (TDI), un dispositif à couplage de charge (CCD) intègre et transfère des charges à travers ses colonnes. Malheureusement, la profondeur de puits limitée du CCD limite la gamme dynamique de l'image résultante. Heureusement, l'imagerie TDI peut être mise en oeuvre avec une matrice plan focal numérique (DFPA) qui comporte un détecteur, un convertisseur analogique-numérique (ADC), un compteur dans chaque pixel et des circuits de transfert connectant des pixels adjacents. Pendant chaque période d'intégration dans le balayage TDI, chaque détecteur dans le DFPA génère un photocourant que le ADC correspondant convertit en impulsions numériques que compte le compteur correspondant. Entre les périodes d'intégration, le DFPA transfères les comptages d'une colonne à la suivante, exactement comme dans un CCD TDI. Le DFPA transfère également de manière non destructrice certains ou tous les comptages vers une mémoire séparée. Un processeur utilise ces comptages pour estimer le flux de photons et corrige tous les transferts causés par la « saturation » des compteurs.