DE102008003996A1 - Time delay and integration image acquisition device for object, has accumulator synchronously accumulating information read from all lines of sensor with same sensitivity except information provided at line located at beginning of sensor - Google Patents

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Abstract

The device has a surface sensor (1) comprising a set of lines (L1-L3), where each line possesses a same preset spectral sensitivity and/or black-white sensitivity and same bright-dark sensitivity over the length and/or pixels of the lines with respect to recorded image parameter or characteristics. Two of the lines possess different spectral sensitivities and/or bright-dark sensitivities. An accumulator (A1) synchronously accumulates the information read from all the lines with same sensitivity except the information provided at the line located at the beginning of the sensor. An independent claim is also included for a method for time delay and integration (TDI) image acquisition of object, which is moved relative to a time delay and integration image acquisition device.

Description

Die Erfindung betrifft eine TDI-Bildaufnahmeeinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Flächensensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The The invention relates to a TDI image recording unit according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a surface sensor according to the generic term of claim 10.

TDI-Bildaufnahmeeinheiten besitzen Flächensensoren mit einer Vielzahl von neben- bzw. untereinander benachbart bzw. aufeinanderfolgend angeordneten Pixel-Zeilen, auf welche Zeilen der aufzunehmende, sich relativ zur Aufnahmeeinheit bewegende Gegenstand abgebildet wird; jede Zeile wird dabei von einer Gegenstandszeile belichtet. Um eine Akkumulierung der von denselben Gegenstandszeilen abgeleiteten Zeileninformationen zu erhalten, werden die Gegenstandszeilen nacheinander auf eine vorgegebene Anzahl von Zeilen des Flächensensors abgebildet und die für die einzelnen Abbildungen derselben Gegenstandszeile auf die entsprechenden Zeilen erhaltenen Zeileninformationen werden nach ihrem Auslesen akkumuliert. Die Aufnahme von Gegenständen mit TDI-Bildaufnahmeeinheiten und die erforderlichen Abbildungsmodalitäten sind bekannt. TDI bedeutet time delay integration.TDI imaging units own area sensors with a plurality of adjacent or adjacent to each other or successively arranged pixel lines on which lines the male, relative to the receiving unit moving object is shown; each line is taken from an item line exposed. To an accumulation of the same subject lines to get derived line information, the object lines become successively to a predetermined number of lines of the area sensor pictured and the for the individual illustrations of the same subject line on the corresponding Rows of line information received are read out accumulated. The inclusion of objects with TDI image acquisition units and the required imaging modalities are known. TDI means time delay integration.

Um Gegenstände, insbesondere für Prüfzwecke, genauer abzubilden bzw. den Informationsgehalt (insbesondere Farbinformation und/oder Helligkeitsinformationen bzw. Information über verschiedene spektrale Empfindlichkeit) zu erhöhen und gleichzeitig jedoch den Aufbau des Flächensensors möglichst einfach zu halten und den erforderlichen Rechenaufwand zur Akkumulierung der Zeileninformationen gering zu halten, ist eine TDI-Bildaufnahmeeinheit der eingangs genannten Art mit den im Anspruch 1 angeführten Merkmalen gekennzeichnet.Around objects especially for testing purposes, to map more accurately or the information content (in particular color information and / or brightness information or information about different spectral sensitivity) and at the same time, however the structure of the area sensor possible easy to hold and the necessary computational effort to accumulate keeping the line information low is a TDI image capture unit of the type mentioned above with the features cited in claim 1 characterized.

Ein vereinfachter Aufbau und Steuerungsaufwand ergibt sich, wenn anstelle von Akkumulatoren an zumindest eine, vorzugsweise an alle, der jeweils ersten Zeile(n) mit unterschiedlicher Sensitivität jeweils ein Zwischenspeicher zur Aufnahme und Weitergabe der Zeileninformation anstelle eines Akkumulators angeschlossen ist.One simplified structure and control effort results when instead of of accumulators to at least one, preferably to all, each first line (s) with different sensitivity each a cache for receiving and passing the line information instead of a Accumulator is connected.

Zur taktweisen Weitergabe von ausgelesenen Zeileninformationen, deren richtigen Zuordnung und deren taktrichtigen Akkumulierung sind die Merkmale der Ansprüche 3 oder 4 vorteilhaft. Ein hardwaremäßig einfacher Aufbau ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruches 5. Ein zweckmäßiger und einfacher Aufbau der TDI-Bildaufnahmeeinheit ergibt sich mit den Merkmalen der Ansprüche 6 bis 9.to intermittent forwarding of read line information whose correct assignment and their correct accumulation are the Features of the claims 3 or 4 advantageous. A hardware-wise simple structure results with the features of claim 5. A convenient and simple structure of the TDI image acquisition unit results with the Features of the claims 6 to 9.

Es ist von Vorteil, wenn die Information zumindest einer, vorzugsweise jeder, der jeweils ersten Zeilen einer jeden unterschiedliche Sensitivität spektralen Empfindlichkeit an jeweils einen Anfangszeilen-Zwischenspeicher ausgelesen wird; bei dieser Vorgangsweise kann ein Akkumulator für diese ersten Zeilen entfallen. Ein an dieser Stelle vorgesehener Akkumulator erfüllt hier lediglich die Funktion eines Schieberegisters. Ferner ist vorgesehen, dass die jeweilige von den jeweils ersten Zeilen mit einer bestimmten Sensitivität ausgelesene Zeileninformation über die an dieselbe Sensitivität wie diese erste Zeile aufweisende Zeilen angeschlossenen Akkumulatoren taktweise weitergegeben und in jedem Akkumulator die weitergegebene Information und die von der jeweiligen Zeile ausgelesenen Zeileninformation akkumuliert werden. Es wird dabei derart vorgegangen, dass eine Verzögerung der Weitergabe von bereits akkumulierten Informationen von einem Akkumulator zum nächstfolgenden Akkumulator durch Zwischenspeichern erfolgt, derart, dass Zeileninformationen, die von einer Zeile einer bestimmten Sensitivität ausgelesen werden, dann bei dem Akkumulator der folgenden Zeile derselben spektralen Empfindlichkeit einlangen, wenn die Zeileninformation dieser folgenden Zeile an den Akkumulator ausgelesen wird, sodass eine Akkumulierung der weitergegebenen und ausgelesenen Informationen für dieselbe Gegenstandszeile und von Zeilen derselben Sensitivität erfolgt.It is advantageous if the information at least one, preferably each, the first lines of each spectral spectral sensitivity Sensitivity to one start line buffer is read out; In this procedure, an accumulator for this first lines omitted. An accumulator provided at this point Fulfills here only the function of a shift register. It is also envisaged that each of the first lines with a particular sensitivity read line information about the same sensitivity like these first line rows have connected accumulators passed on in cycles and passed in each accumulator Information and the line information read from the respective line accumulates become. The procedure is such that a delay of Transfer of already accumulated information from an accumulator to the next Accumulator by latching, such that line information, which are read from a line of a certain sensitivity, then at the accumulator of the following line of the same spectral sensitivity arrive when the line information of this following line the accumulator is read, so that an accumulation of the passed and read information for same subject line and lines of the same sensitivity.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das den schematischen Aufbau einer TDI-Bildaufnahmeeinheit zeigt, die einen Flächensensor, an dessen Zeilen angeschlossene Akkumulatoren und eine nicht dargestellte Steuereinheit umfasst. Die Steuereinheit steuert die Weitergabe der Informationen über die Datenleitungen 3.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment, which shows the schematic structure of a TDI image recording unit comprising an area sensor, connected to the rows of accumulators and a control unit, not shown. The control unit controls the transfer of the information over the data lines 3 ,

Die vorhandenen Sensorzeilen Li können nach vorgegebenen anwendungsspezifischen Kriterien, insbesondere entsprechend ihrer unterschiedlichen Sensitivität, angeordnet sein. Es muss am Flächensensor 1 zumindest zwei Zeilen derselben Sensitivität geben und zumindest zwei Zeilen unterschiedlicher Sensitivität geben. Es ist vorgesehen, dass die einzelnen Zeilen Li des Flächensensors 1 über die Länge bzw. die Pixel einer Zeile bezüglich der aufzunehmenden Bildparameter bzw. Bildmerkmale oder -eigenschaften gleiche Sensitivität, z. B. die gleiche vorgegebene spektrale Empfindlichkeit R, G und/oder die gleiche Hell-Dunkel-Sensitivität besitzen, dass zumindest zwei Zeilen untereinander bezüglich der aufzunehmenden Bildparameter bzw. Bildmerkmale oder -eigenschaften unterschiedliche Sensitivität und/oder unterschiedliche Hell-Dunkel-Sensitivität aufweisen, dass zumindest zwei Zeilen bezüglich der aufzunehmenden Bildparameter bzw. Bildmerkmale oder -eigenschaften untereinander gleiche Sensitivität und/oder die gleiche Hell-Dunkel-Sensitivität aufweisen.The existing sensor lines L i can be arranged according to predetermined application-specific criteria, in particular according to their different sensitivity. It has to be on the surface sensor 1 give at least two lines of the same sensitivity and give at least two lines of different sensitivity. It is envisaged that the individual lines Li of the area sensor 1 the same sensitivity over the length or the pixels of a line with respect to the image parameters or image characteristics or properties to be recorded, eg. B. have the same predetermined spectral sensitivity R, G and / or the same light-dark sensitivity, that at least two lines with each other with respect to the male image parameters or image features or properties have different sensitivity and / or different light-dark sensitivity, that at least two lines have the same sensitivity and / or the same light-dark sensitivity with respect to the image parameters or image characteristics or properties to be recorded.

Es kann vorgesehen sein, dass die Zeilen ein regelmäßiges Muster entsprechend ihrer Sensitivität bilden bzw. Periodizität zeigen. Im einfachsten und üblicherweise auch günstigsten Fall können die Sensorzeilen Li zu Gruppen zusammengefasst werden, wobei alle Zeilen einer Gruppen untereinander unterschiedliche Sensitivität, z. B. spektrale Empfindlichkeit R, G aufweisen. Zeilen gleicher Sensitivität bzw. spektraler Empfindlichkeit besitzen in den einzelnen Gruppen gleiche Plätze bzw. zeigen die Sensitivitäten in den Gruppen dieselbe Reihenfolge. Es wird vermerkt, dass die Zusammenfassung zu Gruppen nicht zwingend notwendig ist. So kann ein Flächensensor 1 z. B. eine Vielzahl von R, G und B Zeilen enthalten, jedoch im Extremfall nur eine UV Zeile, für die somit keine Akkumulation sondern nur ein Auslesen entsprechend einer einstufigen Akkumulierung erfolgt.It can be provided that the lines a form regular patterns according to their sensitivity or show periodicity. In the simplest and usually most favorable case, the sensor lines L i can be combined into groups, with all rows of a group mutually different sensitivity, eg. B. spectral sensitivity R, G have. Rows of the same sensitivity or spectral sensitivity have the same places in the individual groups or show the sensitivities in the groups in the same order. It is noted that the group summary is not mandatory. So can an area sensor 1 z. B. contain a variety of R, G and B lines, but in extreme cases, only one UV line, for which therefore no accumulation but only a readout corresponding to a single-stage accumulation.

Zwei Sensorzeilen L1, L2 mit den spektralen Empfindlichkeiten R, G bilden die erste Gruppe Q1 auf dem Flächensensor 1. Es wird vermerkt, dass an Stelle der spektralen Empfindlichkeiten R, G auch beliebige andere spektrale Empfindlichkeiten für die Zeilen vorgegeben sein können, z. B. spektrale Empfindlichkeit für UV, IR, Schwarz-Weiß oder speziell vorgegebene andere Wellenlängen, z. B. blau. cyan, magenta, gelb. Des weiteren wird vermerkt, dass sich die Zeilen bezüglich ihrer Sensitivität nicht notwendigerweise durch spektrale Empfindlichkeit unterscheiden müssen, sondern sich prinzipiell durch alle Eigenschaften der Bilder, die von den Pixel der Zeilen unterschieden werden können bzw. unterschiedliche Zeileninformation bewirken, so z. B. auch durch Schwarz-Weiss- oder hell/dunkel-Empfindlichkeit, unterscheiden können.Two sensor lines L 1 , L 2 with the spectral sensitivities R, G form the first group Q 1 on the area sensor 1 , It is noted that, instead of the spectral sensitivities R, G, also any other spectral sensitivities for the lines can be predetermined, eg. As spectral sensitivity for UV, IR, black and white or specially specified other wavelengths, z. B. blue. cyan, magenta, yellow. Furthermore, it is noted that the lines need not necessarily differ in spectral sensitivity with respect to their sensitivity, but in principle by all the properties of the images, which can be distinguished from the pixels of the lines or cause different line information, such. B. also by black and white or light / dark sensitivity, can distinguish.

Die Sensitivität der einzelnen Zeilen des Zeilensensors 1 werden z. B. durch Aufbringung entsprechender Filtermasken auf die Zeilen des Halbleiterchips oder Vorgabe von Materialeigenschaften wie z. B. Dotierungen der Sensorzeilen vorgegeben. Der Flächensensor wird vor allem in CMOS-Technik gefertigt.The sensitivity of the individual lines of the line sensor 1 be z. B. by applying appropriate filter masks on the lines of the semiconductor chip or specification of material properties such. B. predefined doping of the sensor lines. The surface sensor is primarily manufactured using CMOS technology.

Der Zeilensensor 1 umfasst eine Anzahl von Gruppen Qi von Zeilen Zi, wobei von den Zeilen in einer Gruppe zumindest zwei Zeilen unterschiedliche Sensitivität aufweisen. Es wird bemerkt, dass die Anzahl der Zeilen auf dem Flächensensor 1 und somit die Anzahl m der Sensorzeilen je Gruppe und die Anzahl n der Gruppen Qi auf dem Flächensensor 1 beliebig gewählt werden kann. An jede dieser Zeilen schließt eine Datenleitung 3 an, mit der die Zeileninformationen der jeweiligen Zeile mit einer Steuereinheit im vorgegebenen Takt an den angeschlossenen Akkumulator Ai weitergeleitet wird. Es kann zur Vereinfachung des Aufbaus des Flächensensors 1 vorgesehen sein, dass an die einzelnen Zeilen der ersten Gruppe Qi jeweils ein Anfangs-Zwischenspeicher Azi zur Aufnahme und Weitergabe der Zeileninformation anstelle eines Akkumulators angeschlossen ist.The line sensor 1 comprises a number of groups Q i of rows Z i , wherein of the rows in a group, at least two rows have different sensitivity. It is noticed that the number of lines on the area sensor 1 and thus the number m of the sensor lines per group and the number n of the groups Q i on the area sensor 1 can be chosen arbitrarily. Each of these lines is closed by a data line 3 on, with which the line information of the respective line with a control unit in the predetermined clock to the connected accumulator A i is forwarded. It can simplify the construction of the area sensor 1 be provided that is connected to the individual rows of the first group Qi each have an initial buffer Azi for receiving and passing the line information instead of a rechargeable battery.

Bei der Abbildung und Aufnahme von m n Gegenstandszeilen auf den Flächensensor 1 erfolgt in einem von der Steuereinheit vorgegebenen Takt das Auslesen der Zeileninformation jeder der mit jeweils einer Gegenstandszeile belichteten m·n Sensorzeilen Li. Nach jedem Belichtungs- und Ausleseschritt erfolgt ein neuerlicher Belichtungs- und Ausleseschritt, und zwar nach einer Zeitspanne, in der sich jede der abgebildeten Gegenstandszeilen am Flächensensor 1 um exakt eine Sensorzeile, d. h. auf die jeweils folgende bzw. benachbarte Zeile, weiterbewegt hat. Die für Zeilen L1, L3, L5 ... gleicher Sensitivität, z. B. spektraler Empfindlichkeit, z. B. R, und für dieselbe Gegenstandszeile erhaltenen Zeileninformationen werden in den Akkumulatoren A1, A3, A5 ... akkumuliert.When imaging and taking mn item lines onto the area sensor 1 the readout of the line information of each of the m × n sensor lines L i exposed with one object line in each case takes place in a cycle predetermined by the control unit. After each exposure and read-out step, a new exposure and read-out step occurs after a period of time in which each of the imaged subject lines on the surface sensor 1 by exactly one sensor line, ie on the next or adjacent line, has moved on. For lines L 1 , L 3 , L 5 ... same sensitivity, z. B. spectral sensitivity, z. R, and line information obtained for the same item line are accumulated in the accumulators A 1 , A 3 , A 5 ....

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, bilden jeweils zwei Sensorzeilen eine Gruppe Qi und besitzen unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten R, G. Von der nicht dargestellten Steuereinheit werden die Zeilen des Flächensensors 1 taktweise ausgelesen. Das Auslesen der einzelnen Zeilen erfolgt derart, dass taktweise bzw. für jeden Belichtungsschritt sämtliche belichtete Sensorzeilen ausgelesen werden. Die ausgelesene Zeileninformation jeder Gegenstandszeile wird über die Datenleitungen 3 an die Akkumulatoren Ai bzw. Anfangs-Zwischenspeicher Azi weitergeleitet. An jede Sensorzeile Zi des Flächensensors 1 ist jeweils genau ein Zeilenakkumulator Ai allenfalls an die Zeilen der ersten Gruppe bzw. an jeweils este Zeile einer oder aller unterschiedliche Sensitivitäten aufweisenden Zeilen jeweils ein Anfangs-Zwischenspeicher Azi angeschlossen. Zwischen die einzelnen Akkumulatoren Ai ist in dem Ausführungsbeispiel jeweils ein einzelner Zwischenspeicher Zi eingeschaltet, da zwischen zwei Zeilen derselben Sensitivität, z. B. spektralen Empfindlichkeit gemäß Ausführungsbeispiel, immer jeweils genau eine Zeile einer anderen Sensitivität, z. B. spektralen Empfindlichkeit, liegt.As can be seen from the drawing, in each case two sensor lines form a group Q i and have different spectral sensitivities R, G. The lines of the area sensor are not shown by the control unit (not shown) 1 read out cyclically. The individual lines are read out in such a way that all exposed sensor lines are read out in cycles or for each exposure step. The read line information of each item line is transmitted via the data lines 3 forwarded to the accumulators Ai or initial buffer Azi. To each sensor line Zi of the area sensor 1 In each case exactly one line accumulator Ai is connected to the lines of the first group or to the first line of one or all of the different sensitivities each having an initial buffer Azi. Between the individual accumulators Ai a single latch Zi is turned on in the embodiment, since between two lines of the same sensitivity, z. B. spectral sensitivity according to embodiment, always exactly one line of another sensitivity, z. As spectral sensitivity is.

Es wird derart vorgegangen, dass vor jedem Ausleseschritt von Zeileninformationen in die Akkumulatoren Ai bzw. die jeweiligen Anfangs-Zwischenspeicher Azi der bisherige Inhalt des Akkumulators bzw. Anfangs-Zwischenspeichers dem jeweils folgenden Zwischenspeicher Zi (der zur Aufnahme von Information dieser spektralen Empfindlichkeit bereit steht) und der Inhalt der Zwischenspeicher zu dem jeweils folgenden Akkumulator (derselben Sensitivität) weitergeleitet wird. Dadurch erfolgen das Auslesen der Zeileninformationen und die Weiterbewegung der Gegenstandszeilen auf dem Flächensensor 1 synchron. Während der Ausleseschritte erfolgt auch die Akkumulation der Zeileninformationen. Wenn eine Gegenstandszeile auf die Zeile L1 mit der spektralen Empfindlichkeit R in der ersten Gruppe Q1 abgebildet wurde und diese Information in den an diese Zeile L1 angeschlossenen Akkumulator A1 oder Anfangs-Zwischenspeicher Azi ausgelesen wurde, so erfolgt sobald dieselbe Gegenstandszeile die Zeile L3 mit der spektralen Empfindlichkeit R der Gruppe Q2 erreicht hat und die aufgenommene Information dieser Zeile L3 in den Akkumulator A3 ausgelesen wurde, eine Akkumulation mit der aus der Zeile L1 ausgelesenen Zeileninformation, die mittlerweile vom Akkumulator A1 oder Anfangs-Zwischenspeicher Az1 über den Zwischenspeicher Z1 an den Akkumulator A3 weitergegeben wurde.The procedure is such that, prior to each read-out step of line information in the accumulators Ai or the respective initial stubs Azi the previous contents of the accumulator or initial buffer store the next following buffer Zi (which is ready to receive information of this spectral sensitivity) and the contents of the latches are forwarded to the respective following accumulator (same sensitivity). As a result, the readout of the line information and the further movement of the object lines on the area sensor take place 1 synchronous. During the read-out steps, the accumulation of the line information also takes place. If an item line is on the line L 1 with the spectral sensitivity R in the first group Q 1 has been imaged and this information has been read out in the connected to this line L 1 accumulator A 1 or initial buffer Azi, it is as soon as the same item line L 3 has reached the spectral sensitivity R of the group Q 2 and the information recorded this line L 3 was read out into the accumulator A 3 , an accumulation with the read out from the line L 1 line information, which has now been passed from the accumulator A 1 or initial buffer Az 1 on the latch Z 1 to the accumulator A 3 .

Sofern zwischen zwei Sensorzeilen gleicher Sensitivität mehr als eine Sensorzeile anderer Sensitivität liegt, so sind entsprechend mehr Zwischenspeicher zwischen die an die Zeilen mit derselben Sensitivität angeschlossenen Akkumulatoren einzuschalten. Die Anzahl der Zwischenspeicher entspricht der Anzahl von Zeilen, die zwischen Zeilen gleicher Sensitivität liegen.Provided more than one sensor line between two sensor lines of the same sensitivity other sensitivity is located, so are correspondingly more cache between the the lines with the same sensitivity connected accumulators turn. The number of buffers corresponds to the number of lines between lines of equal sensitivity.

Bei dieser Vorgangsweise ist durch das mit der Gegenstandsbewegung synchrone Weiterschieben der Information gewährleistet, dass die jeweils von einer Zeile mit einer bestimmten spektralen Empfindlichkeit ausgelesene Zeileninformation einer bestimmten Gegenstandszeile nur zu der bereits vorliegenden Information derselben Gegenstandszeile akkumuliert wird, welche von einer Zeile bzw. Zeilen derselben Sensitivität aufgenommen wurde. Diese Zeileninformationen werden zwar zu verschiedenen Zeitpunkten von verschiedenen Sensorzeilen ausgelesen, können aber unter Zuhilfenahme der Zwischenspeicher in den zugeordneten Akkumulatoren takt- bzw. zeitrichtig akkumuliert werden.at this procedure is synchronous with that with the object movement Advancing the information ensures that each of read a line with a certain spectral sensitivity Line information of a certain subject line only to the already accumulated present information of the same item line which is picked up by a line or lines of the same sensitivity has been. Although this line information will be at different times read from different sensor lines, but with the help of the buffer in the associated accumulators clock or accumulated in the right time.

Die Weiterleitung der Informationen aus den vorzugsweise von Schieberegistern gebildeten Zwischenspeichern zum nächsten Akkumulator erfolgt im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Auslesen der Zeileninformationen aus den Sensorzeilen, sodass zu diesem Zeitpunkt eine entsprechende Akkumulierung vorgenommen werden kann.The Forwarding the information from the preferably shift registers formed buffers to the next accumulator takes place in Essentially simultaneously with the reading of the line information from the sensor lines, so at this time a corresponding Accumulation can be made.

Bei dieser Vorgangsweise ist eine Reduktion der Adressier- und Steuerleitungen bzw. entsprechenden Adressier- und Steuereinheiten möglich. Es sind nur kurze Datenleitungen erforderlich.at This procedure is a reduction of the addressing and control lines or corresponding addressing and control units possible. There are only short data lines required.

Die Ergebnisse der Akkumulierung bzw. die Ausgangswerte der den jeweils letzten Zeilen einer bestimmten Sensitivität zugeordneten Akkumulatoren werden einer Auswerteeinheit 2 zur Weiterverarbeitung und/oder Anzeige zugeführt.The results of the accumulation or the output values of the accumulators assigned to the respective last lines of a specific sensitivity become an evaluation unit 2 supplied for further processing and / or display.

Die Erfindung betrifft ferner einen Flächensensor 1 gemäß den Ansprüchen 10 bis 13. Dieser Flächensensor 1 ist einfach aufgebaut und liefert in kurzer Rechenzeit akkumulierte Zeileninformationen.The invention further relates to a surface sensor 1 according to claims 10 to 13. This surface sensor 1 is simply structured and delivers accumulated line information in a short computing time.

Die erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinheit sowie der erfindungsgemäße Flächensensor funktionieren sowohl mit Snapshot-Sensorals als auch mit Rolling-Shutter-Sensorals. Bei Rolling-Shutter-Sensorals entsteht das Abbild eines Objektes durch die Aufnahme von einzelnen Zeilen. Die Aufnahme einer Zeile wiederum gliedert sich in drei Phasen: dem Rücksetzen aller Bildpunkte einer Zeile, dem Integrieren aller Bildpunkte einer Zeile sowie dem Auslesen aller Bildpunkte einer Zeile. Erst mit dem Abschluss der Integrationsphase ist der Inhalt des Bildpunktes des Abbildes fixiert. Bei Snapshot- bzw. Central Shutter-Sensorals entsteht auch hier das Abbild eines Objektes durch die Aufnahme von einzelnen Zeilen. Die Aufnahme einer Zeile wiederum gliedert sich auch hier in drei Phasen: dem Rücksetzen aller Bildpunkte einer Zeile, dem Integrieren aller Bildpunkte einer Zeile sowie dem Auslesen aller Bildpunkte einer Zeile. Jedoch werden, im Gegensatz zum Verschluss-Modus rolling shutter die Reset- und die Integrationsphase für alle Zeilen zeitlich verknüpft. Lediglich das Auslesen der einzelnen Zeilen erfolgt separat.The Image pickup unit according to the invention as well the surface sensor according to the invention work with both snapshot sensors and rolling shutter sensors. Rolling shutter sensors create the image of an object by the inclusion of single lines. The inclusion of a line In turn, it is divided into three phases: the resetting of all pixels Line, the integration of all pixels of a line and the readout all pixels of a line. Only with the completion of the integration phase the content of the pixel of the image is fixed. For snapshot or Central Shutter Sensorals Here, too, the image of an object is created by the shot from single lines. The inclusion of a line in turn is divided also here in three phases: the reset all pixels of a line, integrating all the pixels of a line Line as well as the reading of all pixels of a line. However, unlike shutter mode rolling shutter the reset and the Integration phase for all lines are temporally linked. Only the readout of the individual lines is done separately.

Claims (13)

TDI-Bildaufnahmeeinheit umfassend einen Flächensensor (1) und eine diesem zugeordnete Steuereinheit für das Auslesen und Akkumulieren der Zeileninformationen, dadurch gekennzeichnet, – dass die einzelnen Zeilen (Li) des Flächensensors (1) über die Länge bzw. die Pixel einer Zeile bezüglich der aufzunehmenden Bildparameter bzw. Bildmerkmale oder -eigenschaften gleiche Sensitivität, z. B. die gleiche vorgegebene spektrale Empfindlichkeit R, G bzw. Schwarz-Weiß-Empfindlichkeit und/oder die gleiche Hell-Dunkel-Sensitivität, besitzen, – dass zumindest zwei Zeilen bezüglich der aufzunehmenden Bildparameter bzw. Bildmerkmale oder -eigenschaften untereinander unterschiedliche Sensitivität, z. B. die vorgegebene unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit R, G bzw. Schwarz-Weiß-Empfindlichkeit und/oder unterschiedliche Hell-Dunkel-Sensitivität, aufweisen, – dass zumindest zwei Zeilen bezüglich der aufzunehmenden Bildparameter bzw. Bildmerkmale oder -eigenschaften untereinander gleiche Sensitivität, z. B. die gleiche vorgegebene spektrale Empfindlichkeit R, G bzw. Schwarz-Weiß-Empfindlichkeit und/oder die gleiche Hell-Dunkel-Sensitivität, aufweisen, und – dass zur taktweisen Akkumulierung der aus allen Zeilen (Li) mit der gleichen Sensitivität taktweise nach jedem Belichtungsschritt ausgelesenen Zeileninformationen an jede Zeile (Li) des Flächensensors (1), gegebenenfalls ausgenommen die für jede unterschiedliche Sensitivität jeweils erste bzw. am Anfang des Zeilensensors (1) gelegene Zeile (L1, L2), ein Akkumulator (Ai) angeschlossen ist.TDI image acquisition unit comprising a surface sensor ( 1 ) and a control unit associated therewith for reading out and accumulating the line information, characterized in that - the individual lines (Li) of the area sensor ( 1 ) over the length or the pixels of a line with respect to the image parameters or image characteristics or properties to be recorded have the same sensitivity, e.g. B. the same predetermined spectral sensitivity R, G or black and white sensitivity and / or the same bright-dark sensitivity, have, - that at least two lines with respect to the male image parameters or image features or properties with each other different sensitivity, eg , B. the predetermined different spectral sensitivity R, G or black and white sensitivity and / or different light-dark sensitivity, have - that at least two lines with respect to the male image parameters or image features or properties with each other the same sensitivity, eg. B. have the same predetermined spectral sensitivity R, G or black and white sensitivity and / or the same light-dark sensitivity, and - that for the cyclic accumulation of all lines (Li) with the same sensitivity intermittently after each Exposure step read line information to each line (Li) of the area sensor ( 1 ), possibly except for each different sensitivity respectively first or at the beginning of the line sensor ( 1 ) located line (L 1 , L 2 ), an accumulator (Ai) is connected. TDI-Bildaufnahmeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die für unterschiedliche Sensitivitäten jeweils erste bzw. am Anfang des Zeilensensors (1) gelegene Zeile (L1, L2) jeweils ein Anfangs-Zwischenspeicher (Azi) zur Aufnahme und Weitergabe der Zeileninformation dieser Zeile angeschlossen ist.TDI image recording unit according to claim 1, characterized in that at different sensitivities respectively first and at the beginning of the line sensor ( 1 ) located line (L 1 , L 2 ) each have an initial buffer (Azi) for receiving and passing the line information of this line is connected. TDI-Bildaufnahmeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die an, insbesondere nicht unmittelbar aufeinanderfolgend am Flächensensor gelegenen, Zeilen (Li) derselben Sensitivität angeschlossenen Anfangs-Zwischenspeicher (Azi) und/oder Akkumulatoren (Ai) jeweils Zwischenspeicher (Zi) zur temporären Speicherung der Zeileninformation zwischengeschaltet sind.TDI image recording unit according to claim 1 or 2, characterized characterized in that between the on, in particular not directly successively on the surface sensor located, lines (Li) of the same sensitivity connected initial caches (Azi) and / or accumulators (Ai) each intermediate memory (Zi) to the temporary Storage of the line information are interposed. TDI-Bildaufnahmeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit das taktweise Auslesen der Zeileninformationen in die einzelnen an die Zeilen (Li) angeschlossenen Akkumulatoren (Ai) und/oder Anfangs-Zwischenspeicher (Azi) unter Einhaltung der Akkumulierungsvorgaben eines TDI-Abbildungsverfahrens steuert, insbesondere Zeileninformationen, die von derselben abgebildeten Gegenstandszeile und von Zeilen gleicher Sensitivität stammen, akkumuliert.TDI image recording unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit cyclically Reading the line information in the individual to the lines (Li) connected accumulators (Ai) and / or initial buffer (Azi) in compliance with the accumulation requirements of a TDI imaging process controls, in particular line information, those mapped from the same Item line and lines of equal sensitivity, accumulated. TDI-Bildaufnahmeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Zwischenspeicher (Zi) zwischen den an die Zeilen (Li) derselben vorgegebenen Sensitivität angeschlossenen Anfangs-Zwischenspeicher und/oder Akkumulatoren der zwischen diesen Zeilen liegenden Anzahl von eine andere Sensitivität aufweisenden Zeilen entspricht.TDI image recording unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the number of latches (Zi) between the connected to the lines (Li) of the same given sensitivity Initial latches and / or accumulators between them Lines lying number of a different sensitivity Corresponds to rows. TDI-Bildaufnahmeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkumulatoren (Ai), die Anfangs-Zwischenspeicher (Azi) und die Zwischenspeicher (Zi) auf dem Trägerbauteil des Flächensensors (1) angeordnet sind, auf dem die Zeilen (Li) angeordnet sind.TDI image recording unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the accumulators (Ai), the initial latches (Azi) and the latches (Zi) on the support member of the surface sensor ( 1 ) are arranged, on which the rows (Li) are arranged. TDI-Bildaufnahmeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel der Zeilen (Li) mit einer sich über die gesamte Länge der Zeile erstreckenden Filtermaske versehen sind oder entsprechend gleiche Materialeigenschaften, z. B. Dotierung, aufweisen.TDI image recording unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pixels of the lines (Li) with a over the entire length the line extending filter mask are provided or accordingly same material properties, eg. B. doping, have. TDI-Bildaufnahmeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeilen (Li) entsprechend ihrer unterschiedlichen Sensitivität ein regelmäßiges Muster bilden.TDI image recording unit according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rows (Li) according to their different sensitivity a regular pattern form. TDI-Bildaufnahmeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeilen (Li) entsprechend ihrer unterschiedlichen Sensitivität ein regelmäßiges, periodisch wiederkehrendes Muster bilden und innerhalb einer Periode alle Zeilen unterschiedliche Sensitivität besitzen.TDI image recording unit according to one of claims 1 to 8, characterized in that the rows (Li) according to their different sensitivity a regular, periodic form recurring patterns and within a period all lines different sensitivity have. Flächensensor (1) für das Auslesen und Akkumulieren von Zeileninformationen entsprechend einem TDI-Verfahren, insbesondere für eine TDI-Bildaufnahmeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, – dass die einzelnen Zeilen (Li) des Flächensensors (1) über die Länge bzw. die Pixel einer Zeile bezüglich der aufzunehmenden Bildparameter bzw. Bildmerkmale oder -eigenschaften gleiche Sensitivität, z. B. die gleiche vorgegebene spektrale Empfindlichkeit R, G bzw. Schwarz-Weiß-Empfindlichkeit und/oder die gleiche Hell-Dunkel-Sensitivität, besitzen, – dass zumindest zwei Zeilen bezüglich der aufzunehmenden Bildparameter bzw. Bildmerkmale oder -eigenschaften untereinander unterschiedliche Sensitivität und/oder unterschiedliche Hell-Dunkel-Sensitivität aufweisen, – dass zumindest zwei Zeilen bezüglich der aufzunehmenden Bildparameter bzw. Bildmerkmale oder -eigenschaften untereinander gleiche Sensitivität und/oder gleiche Hell-Dunkel-Sensitivität aufweisen, und – dass zur taktweisen Akkumulierung der aus allen Zeilen (Li) mit der gleichen Sensitivität taktweise nach jedem Belichtungsschritt ausgelesenen Zeileninformationen an jede Zeile (Li) des Flächensensors (1), gegebenenfalls ausgenommen die für jede unterschiedliche Sensitivität jeweils erste bzw. am Anfang des Zeilensensors (1) gelegene Zeile (L1, L2), ein Akkumulator (Ai) angeschlossen ist.Surface sensor ( 1 ) for reading out and accumulating line information according to a TDI method, in particular for a TDI picture recording unit according to one of claims 1 to 9, characterized in that - the individual lines (Li) of the area sensor ( 1 ) over the length or the pixels of a line with respect to the image parameters or image characteristics or properties to be recorded have the same sensitivity, e.g. B. the same predetermined spectral sensitivity R, G or black and white sensitivity and / or the same light-dark sensitivity, have, - that at least two lines with respect to the male image parameters or image features or properties with each other different sensitivity and / or have different light-dark sensitivity, - that at least two lines have the same sensitivity and / or the same light-dark sensitivity with respect to the image parameters or image characteristics or features to be picked up, and - that for cyclic accumulation of all lines (Li ) with line information read line by line after each exposure step with the same sensitivity to each line (Li) of the area sensor ( 1 ), possibly except for each different sensitivity respectively first or at the beginning of the line sensor ( 1 ) located line (L 1 , L 2 ), an accumulator (Ai) is connected. Flächensensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an die für unterschiedliche Sensitivitäten jeweils erste bzw. am Anfang des Zeilensensors (1) gelegene Zeile (L1, L2) jeweils ein Anfangs-Zwischenspeicher (Azi) zur Aufnahme und Weitergabe der Zeileninformation dieser Zeile angeschlossen ist.Surface sensor according to claim 10, characterized in that at each of the first or at the beginning of the line sensor for different sensitivities ( 1 ) located line (L 1 , L 2 ) each have an initial buffer (Azi) for receiving and passing the line information of this line is connected. Flächensensor nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Flächensensor (1) eine Steuereinheit integriert ist, die das taktweise Auslesen der Zeileninformationen in die einzelnen an die Zeilen (Li) angeschlossenen Akkumulatoren (Ai) und/oder Anfangs-Zwischenspeicher (Azi) unter Einhaltung der Akkumulierungsvorgaben eines TDI-Abbildungsverfahrens steuert, insbesondere Zeileninformationen, die von derselben abgebildeten Gegenstandszeile und von Zeilen gleicher Sensitivität stammen, akkumuliert.Surface sensor according to claim 10 or 11, characterized in that on the surface sensor ( 1 ) a control unit is integrated, which controls the intermittent reading of the line information in the individual connected to the lines (Li) accumulators (Ai) and / or initial buffer (Azi) in compliance with the accumulation specifications of a TDI imaging method, in particular line information from same subject line and are derived from lines of equal sensitivity, accumulated. Flächensensor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die an, insbesondere nicht unmittelbar aufeinanderfolgend am Flächensensor gelegenen, Zeilen (Li) derselben Sensitivität angeschlossenen Anfangs-Zwischenspeicher (Azi) und/oder Akkumulatoren (Ai) jeweils Zwischenspeicher (Zi) zur temporären Speicherung der Zeileninformation zwischengeschaltet sind und/oder dass die Anzahl der Zwischenspeicher (Zi) zwischen den an die Zeilen (Li) derselben vorgegebenen Sensitivität angeschlossenen Anfangs-Zwischenspeicher und/oder Akkumulatoren der zwischen diesen Zeilen liegenden Anzahl von eine andere Sensitivität aufweisenden Zeilen entspricht und/oder dass die Akkumulatoren (Ai), die Anfangs-Zwischenspeicher (Azi) und die Zwischenspeicher (Zi) auf dem Trägerbauteil des Flächensensors (1) angeordnet sind, auf dem die Zeilen (Li) angeordnet sind und/oder dass die Pixel der Zeilen (Li) mit einer sich über die gesamte Länge der Zeile erstreckenden Filtermaske versehen sind oder entsprechend gleiche Materialeigenschaften, z. B. Dotierung, aufweisen und/oder die Zeilen (Li) entsprechend ihrer unterschiedlichen Sensitivität eine bestimmte Reihenfolge besitzen und/oder dass die Zeilen (Li) entsprechend ihrer unterschiedlichen Sensitivität ein regelmäßiges, periodisch wiederkehrendes Muster bilden und innerhalb einer Periode alle Zeilen unterschiedliche Sensitivität besitzen.Surface sensor according to one of claims 10 to 12, characterized in that between the on, in particular not immediately successively located on the surface sensor, rows (Li) of the same sensitivity connected initial Zwi benspeicher (Azi) and / or accumulators (Ai) each latch (Zi) for temporarily storing the line information are interposed and / or that the number of latches (Zi) between the to the lines (Li) of the same predetermined sensitivity associated initial cache and or accumulators corresponds to the number of lines having a different sensitivity between these lines and / or that the accumulators (Ai), the initial latches (Azi) and the latches (Zi) on the support component of the surface sensor ( 1 ) are arranged, on which the lines (Li) are arranged and / or that the pixels of the lines (Li) are provided with a over the entire length of the line extending filter mask or the same material properties, eg. B. doping, and / or the rows (Li) according to their different sensitivity possess a particular order and / or that the lines (Li) according to their different sensitivity form a regular, periodically recurring pattern and within a period all lines have different sensitivity ,
DE102008003996A 2007-02-05 2008-01-11 Time delay and integration image acquisition device for object, has accumulator synchronously accumulating information read from all lines of sensor with same sensitivity except information provided at line located at beginning of sensor Withdrawn DE102008003996A1 (en)

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