一種可提高成像質(zhì)量的tdi-ccd像元結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可提高成像質(zhì)量的TDI-CCD像元結(jié)構(gòu)，屬于CCD器件制造及應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及TDI-CCD像元的幾何形狀。本發(fā)明提供的可提高成像質(zhì)量的TDI-CCD像元結(jié)構(gòu)是在不改變原像元所占面積的情況下，使TDI-CCD在TDI方向上相鄰像元之間的非感光區(qū)域占原像元面積的75%以上，即縮小TDI方向上像元的感光區(qū)域尺寸，具有這種形狀像元的TDI-CCD，可以有效地提高成像質(zhì)量。
【專利說明】—種可提高成像質(zhì)量的TD1-CCD像元結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于C⑶器件制造及應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可提高成像質(zhì)量的TD1-CCD像元結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]TDI (Time Delay Integration) CO)(時間延遲積分電荷稱合器件)利用多級光敏元對同一運動目標(biāo)進(jìn)行多次積分，能增強(qiáng)光信號的采集，其具有低噪聲，寬動態(tài)范圍等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于成像檢測，航空、航天遙感等領(lǐng)域。
[0003]TD1-CXD工作原理是:假設(shè)TD1-CXD具有mXn個像元，m為水平方向像元數(shù)，η為垂直方向的像元數(shù)，也是對應(yīng)的積分級數(shù)。成像時，隨著成像系統(tǒng)與目標(biāo)之間的相對運動，TD1-C⑶從第η級至第I級逐級對同一目標(biāo)感光，電荷也逐級累積，當(dāng)最后一級像元感光結(jié)束時，累積電荷輸出，完成對該目標(biāo)的成像。如果像元之間沒有非感光區(qū)域，則填充因子為100%。傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，填充因子越高，成像效果越好，靈敏度高。但實際情況是填充因子越高，靈敏度雖然越高，但是成像質(zhì)量反而變差。
[0004]由于理想情況下，獲得高質(zhì)量圖像的前提是需要確保TD1-C⑶的行轉(zhuǎn)移速度與焦平面上圖像的運動速度保持一致，即在一行曝光周期內(nèi)，TD1-C⑶的像元在TDI方向上與目標(biāo)保持相對靜止。但是TD1-CCD的行轉(zhuǎn)移是離散方式，對于傳統(tǒng)的填充因子為100%的TD1-C⑶而言，這將導(dǎo)致單行像元在一行轉(zhuǎn)移周期內(nèi)實際收集的是2行像元對應(yīng)的目標(biāo)區(qū)域光能量，并且該區(qū)域內(nèi)各點得到的曝光時間長度不相等，這種條件下所獲得的圖像受到了污染，稱之為像移。據(jù)分析，這種像移曝光量約占獲取目標(biāo)曝光量的1/4。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明在不改變原像元所占面積的情況下，通過縮小TDI方向上像元的感光區(qū)域尺寸，提供一種可提高成像質(zhì)量的TD1-C⑶像元結(jié)構(gòu)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
[0007]一種可提高成像質(zhì)量的TD1-CXD像元結(jié)構(gòu)，該像元結(jié)構(gòu)上的感光區(qū)域滿足:
[0008]該感光區(qū)域TDI方向上的寬度小于或等于像元結(jié)構(gòu)TDI方向上的寬度的25%。
[0009]在上述技術(shù)方案中，該感光區(qū)域的寬度為TDI方向上的像元結(jié)構(gòu)的長度的12.5%。
[0010]本發(fā)明具有以下的有益效果:
[0011]本發(fā)明的一種可提高成像質(zhì)量的TD1-C⑶像元結(jié)構(gòu)，在不改變原像元所占面積的情況下，使TD1-C⑶在TDI方向上相鄰像元之間的非感光區(qū)域占原像元面積的75%以上，即縮小TDI方向上像元的感光區(qū)域尺寸，具有這種形狀像元的TD1-CXD，可以有效地提高成像質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]圖1是mXn級填充因子為100%的TD1-CXD結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是填充因子為100%的單像元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明的單像元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明的mXn級TD1-CXD結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明的發(fā)明思想為:
[0018]本發(fā)明的可提高成像質(zhì)量的TD1-CCD像元結(jié)構(gòu)，在不改變原像元所占面積的情況下，通過使TD1-C⑶在TDI方向上相鄰像元之間的非感光區(qū)域占原像元面積的75%以上，即縮小TDI方向上像元的感光區(qū)域尺寸，來有效地提高成像質(zhì)量。
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作一步詳細(xì)說明。
[0020]圖1是mXn級填充因子為100%的TD1-C⑶結(jié)構(gòu)示意圖，由mXn個像元101組成，如圖2所示，像元201的尺寸為bXc，整個像元表面均為感光區(qū)域。減少TDI方向上的感光區(qū)域,如圖3所示，像元感光區(qū)301的尺寸為aX C，像元的非感光區(qū)302的尺寸為(b-a) Xe。則改善后的mXn級的TD1-C⑶結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。
[0021]當(dāng)a=b/4時，單像移量將減少為1/16，有效圖像曝光量是原來的5/16 ;當(dāng)a=b/8時，像移量將減少為1/32，有效圖像曝光量是原來的31/192。本發(fā)明的TD1-CXD像元結(jié)構(gòu)能有效地提聞成像質(zhì)量。
[0022]在本【具體實施方式】中，只需滿足感光區(qū)域在TDI方向上的寬度a小于等于25%Xb即可實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，在此不再贅述。
[0023]在上述【具體實施方式】中:
[0024]所述TD1-C⑶:時間延遲積分電荷耦合器件；
[0025]所述像元:TDI_(XD中最小的感光單元；
[0026]所述TDI方向:像元的一個方向，為TD1-CXD的像元陣列垂直方向，也是像元電荷逐行轉(zhuǎn)移方向，與像在CCD像面上的移動方向保持一致；
[0027]所述感光區(qū)域:像素中能接收CXD像面上光能量的區(qū)域；
[0028]所述非感光區(qū)域:像素中不接收CXD像面上光能量的區(qū)域；
[0029]所述相鄰像元:TDI_C⑶的像元陣列垂直方向上相鄰的像元。
[0030]需要指出的是=TD1-CXD像元在TDI方向上的感光區(qū)域尺寸選多小合適，完全取決于(XD制造工藝水平。感光區(qū)域垂直于TDI方向上的長度與像兀結(jié)構(gòu)垂直于TDI方向上的長度可相同也可不相等。本發(fā)明通過減少了在TDI方向上的感光區(qū)域尺寸，雖然能提高成像質(zhì)量，但是并不能提高像元分辨率。本發(fā)明導(dǎo)致靈敏度降低可通過增加級數(shù)來解決。
[0031]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種可提高成像質(zhì)量的TD1-C⑶像元結(jié)構(gòu)，其特征在于，該像元結(jié)構(gòu)上的感光區(qū)域滿足: 該感光區(qū)域TDI方向上的寬度小于或等于像元結(jié)構(gòu)TDI方向上的寬度的25%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高成像質(zhì)量的TD1-CCD像元結(jié)構(gòu)，其特征在于，該感光區(qū)域的寬度為TDI方向上的像元結(jié)構(gòu)的長度的12.5%。
【文檔編號】H01L27/148GK103489886SQ201310384700
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】周剛, 周九飛, 趙嘉鑫, 徐正平, 陳志超 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所