5 Рядкові (лінійні) фси на пзс.

Широке поширення отримали два різновиди ФСИ на ПЗС : рядкові ( лінійні ) , що сприймають за один період інтегрування лінію зображення, і матричні ( площинні ), в які весь образ записується відразу.

Деякі положення з організації ФСИ є загальними для обох типів пристроїв. Насамперед має бути забезпечене два режими роботи пристрою : сприйняття світлового потоку зображення і послідовний висновок зарядових пакетів до виходу. Використовуються два принципи : тимчасове або просторове розділення режимів сприйняття і сканування.

При поділі в часі обидві функції ФСИ (сприйняття і сканування) виконуються за допомогою одних і тих же ПЗС- елементів за рахунок ускладнення схем управління. Під час сприйняття світлового потоку на відповідних ПЗС ( в тритактовій схемі на кожному третьому електроді ) встановлюються потенціали зберігання , що забезпечують нагромадження фотогенеруючих носіїв. Всі інші електроди знаходяться при нульовому потенціалі. Після сприйняття оптичної інформації на електроди подається послідовність тактових імпульсів , що забезпечує переміщення зарядових пакетів інформації до виходу.

При поділі обох функцій в просторі формувач повинен включати в себе дві області: світлочутливу область , яка сприймає світловий потік і перетворює його в картину розподілу зарядів , і захищену від світла область зберігання , в яку після інтегрування передається вся картина розподілу зарядів . У наступному потім режимі сканування інформація з цієї області передається на вихід.

У першому методі всі елементи використовуються як світлочутливий осередок . Використання всієї площі кристала дозволяє отримати максимальний дозвіл . Недоліком цього методу є ускладнення електронного обрамлення (керуючих схем) , деяке зменшення інтервалу часу, що відводиться на інтегрування зображення , і вплив засвічення , оскільки за час кадру інформація повинна бути не тільки сприйнята , але й передана на вихід.

У другому методі для отримання тієї ж роздільної здатності потрібно подвоєну кількість елементів . Відповідно повинна бути збільшена і площа кристала. До переваг методу крім збільшення тривалості інтегрування (вся тривалість кадру) належить і те , що сканування здійснюється в області , захищеної від світла з незначним спотворенням інформації.

Застосування того чи іншого методу визначається досягненими характеристиками ПЗЗ і , навпаки , вимоги до параметрів елементів визначаються обраним методом сканування. Обидва принципи - і тимчасове, і просторове розділення - знайшли досить широке поширення.

Перейдемо до розгляду можливої ​​організації рядкових ФСИ ( рис.13). У цьому пристрої є три області: центральна світлочутливий смужка ПЗС , покрита прозорим антивідблискуючим матеріалом , і дві захищені від світла галузі передачі зарядових пакетів , розташовані по обидві сторони від світлочутливої ​​області та пов'язані з вихідним СР Електроди центральній області 1 знаходяться під потенціалом зберігання Uхр , що забезпечує накопичення в ПЗС фотогенеруючих зарядів . Після сприйняття зображення на зв'язуючі електроди надходять імпульси передачі Фх і зарядові пакети по черзі зсуваються в праву і в ліву передавальні області 2 завдяки відповідному розташуванню електродів 3 . Потім включаються ланцюгова реакція тактових імпульсів Ф1 , Ф2 , Ф3 і заряди послідовному переміщенню до дворозрядного СР. Наступний етап - це переклад зарядів у вихідну схему зчитування на МОП- транзисторах , сформовану на тому ж кристалі , і перетворення їх у відеосигнал .

Завдяки наявності двох областей передачі , в які розподіляються зарядові пакети , число переносів зменшується вдвічі. Наприклад , якщо світлочутливий область містить. 500 , а для передачі використовується тритактова система , то кожна передавальна область повинна містити по 250 ПЗС- елементів або 750 електродів (так як в тритактовій системі кожен передавальний ПЗС- елемент складається з трьох електродів) . Отже, число переносів для самої віддаленої від виходу точки складе 750.

.

Рис.13. Організація сатиричного ФСИ з окремими світлочутливими ​​і передавальними областями:

1 - електроди світлочутливої ​​області; 2 - передавальні електроди: 3 - зв'язуючі електроди; 4 - двухразрядний зсувний регістр; 5 - вихідна схема зчитування.

Вихідна схема зчитування складається з плаваючою дифузійної області D , МДП - транзистора T1 , відновлюючого потенціал цієї області , і транзистора Т2 , на затвор якого впливає зміна потенціалу плаваючої дифузійної області , пропорційно надійшовше зарядовому пакету. Транзистор Т2 зазвичай є входом повторювача . Імпульсна діаграма вихідних сигналів наведена на рис.14 . У такті Фл , збігається за часом з тактом Ф'з , дифузійна область D через відновлюючий транзистор 77 заряджається до високої негативної напруги , рівного Е. Потім в такті Ф'з черговий зарядовий пакет надходить на дифузійну область D , викликаючи зміну її потенціалу .

Рис.14. Імпульсна діаграма сигналів на виході сатиричного ФСИ.

При використанні рядкових ФСИ розгортка зображення по вертикалі здійснюється механічним скануванням за допомогою дзеркального барабана або хитного дзеркала , які послідовно направляють смужки зображення на ФСИ . Малогабаритна камера , розроблена на основі сатиричного ФСИ , забезпечує передачу 8 кадрів в секунду , має розміри 51X102X76 мм3 і споживає потужність 2,5 Вт

Рядкові ФСИ використовуються головним чином у фототелеграфії і рідше в телебаченні. Окремі фрагменти малюнка , поміщеного на обертовий барабан , через щілинний екран надходять на лінзу , яка фокусує їх на фотозчитуючу ПЗС- лінійку. У результаті послідовно передаються всі фрагменти зображення , які після перетворення в відеосигнали дозволяють передати і відтворити зображення .