TDI動作によって、被写体の移動と信号転送タイミングを合わせ、垂直段数分 (128段)の積分露光を行うことによって、通常のリニアイメージセンサに比べて128倍の感度を実現できます。
【TDI (Time Delay Integration)動作】
FFT型CCDは、電荷読み出しの際、列単位で電荷の垂直転送を行います。その転送のタイミングと、CCDに入射する被写体の移動タイミングを合わせ、CCD画素の垂直段数分の積分露光をする方式をTDI動作といいます。TDI動作においては、被写体と同じ方向に同じ速度で信号転送を行う必要があります。
下図の1段目の電荷が2段目に転送されると、2段目においても光電変換により電荷の蓄積が行われます。この動作をM段まで連続して行った場合には、M倍の電荷が蓄積されます。したがって、リニアイメージセンサに比べてM倍の感度を実現できます。この電荷はCCDの水平シフトレジスタから列ごとに出力され、とぎれがない2次元の画像が得られます。また、TDI動作によって列にすべての画素の信号が蓄積されるため、フレームモード時よりも感度のバラツキが著しく改善されます。
TDI動作による積分露光の模式図
■紫外～近赤外の全波長で高感度
裏面入射型のため、表面入射型と比較して、紫外～近赤外域(200～1100 nm)で高感度を実現しています。
【量子効率‐波長】
■TDIモードにより、高速移動サンプルの連続画像の取得が可能
TDI-CCDを使用することによって、高速に移動・回転する対象物を撮影することが可能で、産業用ロボットなどのラインスキャンカメラに広く利用できます。以下に、高速移動する対象物の撮像例と高速回転する対象物(ドラム上に描かれた文字)の撮像例を示します。
■高速ラインレート: 50 kHz以上
複数のアンプを配置し、出力をマルチポート化することで、画像の読み出しを並列化して高速ラインレートを実現しました。
【TDI-CCDのセンサ構造図 [代表例: S10201-04, 2048(H) x 128(V)画素, 片側4ポート x 2 (双方向転送)】
