
- •Л е к ц и я 3
- •"Многоэлементные фотоприемники на основе приборов
- •С зарядовой связью для телевизионной съемочной аппаратуры
- •Систем космического наблюдения".
- •Лекция 4 "Одно – и двух- координатные пзс. Основные характеристики фпзс
- •Одно- и двух координатные фпзс.
- •Основные характеристики фпзс.
- •Функция передачи модуляции (фпм) фпзс.
- •Лекция 5 Типы фоточувствительных приборов с зарядовой связью и и область применения" Линейные фпзс
- •Фпзс со строчным переносом
- •Полнокадровые (со строчным считыванием) матрицы пзс.
- •Матрицы пзс взн, работающие в режиме временной задержки и накопления
- •Конструктивные особенности пзс-взн
- •Матрицы с кадровым переносом
- •Матрицы фпзс со строчно-кадровым переносом
- •Область применения фпзс различного типа
Конструктивные особенности пзс-взн
0) – Один регистр, один выход, трехфазная организация , секционирование 16, 32, 64,128; *)- Один регистр, два выхода, трехфазная организация, секционирование 8, 16, 32, 64,128 1) Один регистр, один выход, трехфазная организация; 2) Один регистр, восемь выходов, трехфазная организация; 3) Двунаправленное считывание, два регистра по 8 выходов у каждого; 4)Секционирование 6 → 96, один регистр, один выход; 5) Секционирование 6 → 96, восемь параллельных выходов; 6) Двунаправленное считывание, два регистра по 8 выходов у каждого; расширенная «синяя» чувствительность; 7) Секционирование 4 → 32, три матрицы ВЗН с RGB –фильтрами; 8) Секционирование 4 → 32, три матрицы ВЗН с RGB –фильтрами.
Одним из основных достоинств ФПЗС ВЗН является возможность гибридной сборки их в суперлинейки, число элементов которых может достигать десятков тысяч
Матрицы с кадровым переносом
Вматрицах с переносом кадра к
фоточувствительной области (секция
накопления) примыкает экранированная
от света область хранения и построчного
считывания (секция памяти).В секции
накопления происходит формирование
зарядовых пакетом под действием света
от спроецированного изображения. Время
накопления обычно соответствует
полукадру или кадру. Затем зарядовые
пакеты быстро сдвигаются в секцию
памяти. В течении следующего полукадра
(кадра) в освободившейся фоточувствительной
области формируется массив новых
зарядовых пакетов, а из секции памяти
информация построчно переводиться в
выходной сдвиговый регистр и далее в
выходное устройство.
Раньше ФПЗС с кадровым переносом широко использовались для создания систем технического зрения и телевизионных камер, однако в настоящее время они практически полностью вытеснены строчно-кадровыми матрицами
Фирма |
Тип прибора
|
Организация |
Формат, пикселов |
Размер эл-та, мкм |
Частота считывания, МГц |
|
Электрон |
ISD1M |
Перенос кадра |
512x576 |
18x24 |
10 |
60 db |
Электрон |
ISD21M |
Перенос кадра |
520x580 |
11,5x15,5 |
10 |
60 db |
Электрон |
ISD24M |
Перенос кадра |
760x580 |
17x34 |
15 |
60 db |
Электрон |
ISD25M |
Перенос кадра |
790x580 |
11x22 |
15 |
60 db |
Электрон |
ISD37M |
Перенос кадра |
1024x1152 |
13x13 |
15 |
80 db |
Без закрытия секции памяти от света можно использовать всю поверхность ФПЗС как фотоприемную и считывать его в построчном режиме
Матрицы фпзс со строчно-кадровым переносом
В матрицах со строчно-кадровым переносом вертикальные фоточувствительные области чередуются экранированными от света вертикальными регистрами считывания. В отличии от других матриц область накопления как бы разделена на столбцы между которыми вставлены сдвиговые регистры. Изображение в такой матрице проецируется на всю поверхность, хотя фоточувствительной является только часть площади не занятая регистрами. Зарядовые пакеты накопленные в фоточувствительных элементах одновременно переносятся в в соседние элементы вертикальных регистров считывания и пока копиться следующий кадр или полукадр выносятся в горизонтальный регистр и далее к выходному устройству. Существуют разновидности ФПЗС позволяющие осуществлять съемку полукадрами (черезстрочная развертка) и полными кадрами (прогрессивная развертка). Последние чаще применяются в цифровых электронных фотоаппаратах и цифровых мультимедиа камерах.
По
сравнению с традиционными матрицами в
матрицах со строчно-кадровой организацией
в связи с пространственным разделением
функций накопления и переноса заряда
имеется возможность использовать в
качестве фотоприемного элемента не
только МОП-емкость, но и фотодиоды и
фоторезисторы. На практике в большинстве
таких матриц используются фотодиоды.
Фотоприемные ячейки всех современных
ФПЗС строчно-кадровой организации имеют
встроенный электронный затвор и
устройство вертикального антиблюминга,
работа которых аналогична ранее описанной
для линейных ФПЗС.
Строчно-кадровые ФПЗС работают в большинстве современных видеокамер. Для организации цветной съемки, применяются либо три матрицы установленные за спектроделительным устройством, формирующим изображение RGB каналах, либо матрицы с нанесенными на их поверхность RGB микрофильтрами. При этом над каждым фотоприемным элементом матрицы размещается микрофильтр. Микрофильтры расположены группами по 4 и включают в себя фильтры R, G1, G2, B диапазонов. Для сохранения периодичности и правильной двумерной структуры согласованной со структурой расположения фотоприемных элементов в матрице ФПЗС обычно используются по одному светофильтров каналах R и B и два в канале G. Важно заметить, что с учетом такого спектрального кодирования применяемого непосредственно на ФПЗС реальное пространственное разрешение цветного изображения получаемого такими фотоприемниками ниже чем чем, белого изображения на матрицах без светофильтров.
Для увеличения чувствительности строчно-кадровых ФПЗС фирма SONY использует специальную технологию, которая позволяет созать над каждым фотоприемным элементом (фотодиодом), смою микролинзочку. Такая микролинза позволяет увеличить полезную площадь с которой собирается свет в фотодетектор.
Кадровые матрицы ПЗС. (прогрессивные строчнокадровые)
Фирма |
Тип прибора
|
Организация |
Формат, пикселов |
Размер эл-та, мкм |
Частота считывания, МГц |
|
SONY |
ICX204AL |
Interline |
1024x768 |
4.65x4.65 |
20 |
15тыс эл. |
SONY |
ICX205AL |
Interline |
1360x1024 |
4.65x4.65 |
20 |
15тыс.эл |
SONY |
ICX224AK |
Interline |
1620x1220 |
3.9x3.9 |
20 |
|
SONY |
ICX085AL |
Interline |
1030x1030 |
6.7x6.7 |
20 |
|
KODAK |
KAI0320 |
Interline |
640x480 |
7,4x7,4 |
20 |
40тыс.эл |
KODAK |
KAI1003 |
Interline |
1024x1024 |
12,8x12,8 |
20 |
170тыс.эл |
KODAK |
KAI1010 |
Interline |
1008x1018 |
9x9 |
20 |
50тыс.эл |
KODAK |
KAI2000 |
Interline |
1600x1200 |
7,4x7,4 |
20 |
40тыс.эл |
KODAK |
KAI4000 |
Interline |
2048x2048 |
7,4x7,4 |
|
40тыс.эл |