|
Читайте также: |
Таким образом, в матрице с покадровым считыванием перенос зарядовых пакетов к выходному устройству осуществляется в три приема: 1) перенос из секции накопления в секцию памяти; 2) перенос из секции памяти в сдвиговый регистр; 3) перенос из сдвигового регистра в выходное устройство. Нетрудно видеть, что число переносов для разных элементов кадра будет различным. Максимальным оно будет для первого элемента верхней строки и минимальным — для последнего элемента нижней. Максимальное число переносов для одного зарядового пакета нетрудно подсчитать. Для покадровой организации считывания по трехтактной схеме сдвига число переносов Nm&x = 2 х 3z + 2п, где г — число строк; п — число элементов в строке. В приведенном равенстве первый член учитывает число переносов по кадру, а второй — число переносов вдоль строки.
Следует иметь в виду, что зарядовые пакеты переносятся не полностью, так как, во-первых, часть заряда теряется в ловушках, существующих на границе кремния с окислом, а во-вторых, при определенной скорости переноса часть заряда может отстать от пакета и появиться в следующем. Неэффективность переноса заряда е накладывает определенные ограничения на скорость работы ПЗС и полное число переносов, которые можно совершить без существенного разрушения сигнала; е — относительная величина и характеризует часть заряда, отставшую от пакета на один перенос. Умножив е на число переносов в приборе N, получим результирующую неэффективность переноса n£ всего прибора.
Недостатком матриц ПЗС КП является неполное устранение смаза изображения, которое проявляется в виде вертикальных тянущихся продолжений за очень яркими деталями. Смаз появляется из-за того, что при переносе накопленных зарядов из фотоприемной секции в секцию памяти свет продолжает попадать в фотоприемную секцию.
Для уменьшения величины смаза изображения были разработаны матрицы со строчным переносом зарядов (рис. 6.12), в которых область накопления образована вертикальными столбцами светочувствительных элементов, между которыми помещены защищенные от света вертикальные сдвиговые регистры. В течение времени кадра в светочувствительных элементах накапливаются зарядовые пакеты. Во время гасящего кадрового импульса они одновременно переносятся в соседние ячейки вертикальных сдвиговых регистров. Во время накопления следующего кадра, зарядовые пакеты из вертикальных регистров одновременно сдвигаются в горизонтальный (выходной) регистр. Сдвиг по вертикальным регистрам на один элемент происходит во время обратного хода строчной развертки, а вывод зарядовых пакетов из горизонтальных регистров в выходное устройство — за время прямого хода строчной развертки. Полное освобождение вертикальных сдвиговых регистров от зарядов происходит за время кадра.
«
134 ЧАСТЬ II. Принципы построения преобразователей
Для обеспечения чересстрочной развертки в матрице il^<J <jii заряды из светочувствительных ячеек в вертикальные регистры переносятся: в нечетных полях — из нечетных ячеек, а в четных полях — из четных ячеек.
Величина смаза изображения в матрицах ПЗС СП существенно меньше, чем в ПЗС КП. Однако ^при наличии на объекте ярко освещенной детали, уровень смаза оказывается заметен. В матрицах ПЗС СП он обусловлен попаданием части наклонно падающего света под алюминиевый экран над вертикальным ПЗС регистром. Это паразитная засветка значительно меньше, чем в матрицах ПЗС КП, но время ее действия существенно больше и равно длительности поля.
В трехматричных камерах вещательного назначения необходимо дальнейшее снижение уровня смаза изображения. Для обеспечения этого требования были разработаны гибридные матрицы ПЗС со строчно-кадровым переносом заряда (СКП). Матрицы ПЗС СКП (рис. 6.13) отличаются от матриц ПЗС СП (см. рис. 6.12) наличием в них дополнительной секции хранения зарядов на длительность поля, Поэтому частота переноса заряда из вертикальных ПЗС регистров в секцию хранения может быть выбрана в десятки раз больше частоты строк, используемой в матрицах ПЗС СП. Это позволяет во столько же раз уменьшить уровень смаза изображения. Недостатки матриц ПЗС СКП заключаются в относительной сложности изготовления и
высокой стоимости производства.
Световая характеристика матрицы ПЗС в рабочем диапазоне освещенности линейна (рис. 6.14). Точка 1 соответствует выходному сигналу в отсутствие освещения и определяет темновой ток, обусловленный в большой степени термогенерацией неосновных носителей. Точка 2 характеризует режим насыщения элемента матрицы, т.е. полное заполнение потенциальной ямы неосновными носителями. Глубина потенциальной ямы определяется конструктивными па-
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 153 | Нарушение авторских прав