reloj de retardo e integración de tiempo

Un reloj de retardo e integración de tiempo es una señal de temporización que sincroniza la lectura de un sensor de imagen lineal a medida que se mueve a través de una escena o a medida que una escena se mueve más allá del sensor. Los pulsos del reloj coinciden con la velocidad del movimiento relativo entre el sensor y el objetivo, lo que permite que la matriz de píxeles del sensor acumule carga de la misma área de tierra durante múltiples ciclos de exposición. Esto crea una exposición larga sintética sin requerir que el sensor permanezca inactivo, multiplicando efectivamente la fuerza de la señal mientras rechaza el desenfoque de movimiento.

Los sensores TDI contienen múltiples filas de fotodiodos dispuestos en serie a lo largo de la dirección del movimiento. A medida que un objeto o transportador se mueve, el reloj TDI desplaza la carga verticalmente de fila en fila al unísono con el desplazamiento del objeto. Cada píxel del sensor lee la luz del mismo punto físico varias veces a medida que ese punto pasa por las filas. Un sensor con 256 filas, por ejemplo, integra 256 veces más que un sensor de una sola fila que funciona a la misma velocidad de línea, lo que aumenta drásticamente la relación señal-ruido sin aumentar el tiempo de exposición por cuadro.

Acoplamiento de temporización y movimiento

La frecuencia o el período del reloj TDI deben seguir el movimiento real del objeto que se está fotografiando. Si el reloj funciona demasiado rápido, los paquetes de carga se adelantan a la escena en movimiento; si es demasiado lento, se quedan atrás y el beneficio de la integración se convierte en desenfoque. Las aplicaciones industriales como la lectura de códigos de barras en una cinta transportadora, la inspección automatizada de superficies y el escaneo de documentos utilizan la retroalimentación del codificador o la velocidad calculada para establecer la frecuencia del reloj en tiempo real. Las velocidades típicas oscilan entre kilohertz y megahertz, dependiendo de la velocidad del objeto y la geometría del sensor.

Los modos de falla incluyen la asimetría del reloj (cuando los flancos ascendentes y descendentes llegan en diferentes momentos a través del circuito integrado), lo que hace que los paquetes de carga se manchen a través de las filas, y el desajuste de fase con el movimiento, lo que destruye la sincronización y produce imágenes rayadas o duplicadas. El reloj TDI también debe mantener una baja fluctuación, típicamente en el rango de nanosegundos, para evitar la degradación de la señal en aplicaciones de alta ganancia.

El término "retardo de tiempo" se refiere al cambio incremental en el almacenamiento de carga a medida que avanza el reloj, mientras que "integración" describe la acumulación de carga. Juntos describen una técnica de escaneo que intercambia la resolución temporal por la amplitud de la señal, lo que la hace invaluable en la visión artificial donde la velocidad y la sensibilidad deben ser altas, pero el contraste de la escena o la iluminación son deficientes.