[发明专利]线列型红外焦平面的读出方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外焦平面技术领域，尤其涉及一种线列型红外焦平面的读出方法。

背景技术

红外焦平面探测技术具有光谱响应波段宽、可获得更多地面目标信息、能昼夜工作等显著优点，广泛应用于预警探测、情报侦察、毁伤效果评估以及农牧业、森林资源的调查、气象预报，地热分布、地震、火山活动，太空天文探测等领域。跨入21世纪以来，红外焦平面阵列技术飞速发展。

目前红外焦平面正向超高密度集成、高性能、小型化以及智能化等方向发展，而传统的处理方式是通过固定的读出频率将像元的模拟信号读出，同时，按照同样的读出频率用一个片外的单片ADC对读出来的模拟信号进行模数转换，从而实现像元信息的数字化，以方便接下来的算法处理等。但是该种方式随着红外焦平面规模的不断增大，会对ADC的转换速率提出非常高的要求，同时在电路板级传输过程中，也会对模拟信号带来一定的干扰，从而降低信号的信噪比。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种线列型红外焦平面的读出方法，用以解决现有技术中红外焦平面规模增大会对ADC的转换速率提出非常高的要求，实现红外焦平面器件的数字化输出。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种线列型红外焦平面的数字化读出方法，该方法包括：

步骤A：在像元级完成像元信号的数字化；

步骤B：数字化的数据构成延迟存储结构；

步骤C：将相邻两个像元间的数字信号进行累加后输出给下一个像元；

步骤D：将步骤C中的连续的多个两两累加结构级联起来，并通过像元内多级时间延迟积分像元构成时间延迟积分结构。

优选地，步骤A是基于电荷包计数的小面积像元级的中速模数变换器。

优选地，步骤C具体包括：每一个像元累加上一个像元的数据，并将累加后的值输出给下一个像元进一步累加。

优选地，步骤D是在数字信号上进行时间延迟积分的计算。

本发明有益效果如下：

本发明提供的一种线列型红外焦平面的读出方法，利用中速模数变换器（ADC，Analog Digital Converter）技术和时间延迟积分（TDI，time delays integral）技术相结合，实现了线列型红外焦平面的片上数字化，同时大幅提高红外焦平面器件的性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明的线列型红外焦平面的读出方法的流程图；

图2为本发明的数字化输出的线列型红外焦平面读出电路的整体结构；

图3为本发明的单个像元完成数字化以及延迟存储的结构。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。

本发明提供了一种线列型红外焦平面的读出方法，参见图1，将中速模数变换器（ADC，anolog digital convertor）技术和时间延迟积分（TDI，time delays integral）技术相结合，实现了线列型红外焦平面的片上数字化，同时大幅提高红外焦平面器件的性能。

该方法包括：

步骤A：在像元级完成像元信号的数字化；

其中，该步骤是基于电荷包计数的小面积像元级的ADC。

步骤B：数字化的数据构成延迟存储结构；

步骤C：将相邻两个像元间的数字信号进行累加后输出给下一个像元；如图3中所示，积分信号统一控制三个延迟存储单元的数据推移和ADC的数据转换。当积分信号有效时，ADC开始数据转换，当积分信号失效时，ADC转换完成，数据叠加在累加输入数据上加载到第一级延迟存储单元。第二级延迟存储单元加载第一级延迟存储单元的数据，如此继续，第三级延迟存储单元的数据加载到下一个像元的累加输入端。

该步骤具体包括：每一个像元累加上一个像元的数据，并将累加后的值输出给下一个像元进一步累加。

本发明实施例通过将相邻像元间的数字信号进行两两累加后输出，从而构成TDI的流水线结构，所有像元的数据按照TDI算法要求全部累加在一起，同时不占用大量的数据缓冲区。