Видикон (с накоплением)
Рис. 23 видикон (с накоплением)
В зависимости от времени эксплуатации увеличивается сигнал.
Через объектив изображение попадает на сигнальную пластину (полупрозрачную) и на мишень. Предварительно мишень заряжается электр. пучком до потенциала катода с помощью отклон. системы. Под влиянием света, за счет внутренней проводимости, потенциал мишени перераспределяется между отдельными участками, в соответствии с яркостью изображения. В этой трубке, с увеличением времени экспозиции имеет место большее перераспределение потенциала. Т. е. чувствительность зависит от времени экспозиции. При считывании, коммутирующий луч, за счет компенсации зарядов на мишень, создает на сигнальной пластине, а соответственно и на rh сигнал изображения. Для обеспечения хорошей линейности и фокусировки луча используют корректир. катод и 2-й анод, на который подается особое напряжение. За мишенью для выравнивания фоновой засветки используется выравнивающая сетка с напряжением 2-го анода.
Достоинства: высокая чувствительность (100-200 люкс).
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДАТЧИКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ
Толчком развития этого направления было стремление миниатюризировать. Кроме этого, такие датчики не требуют фокусирующей и отклоняющей системы. Повышается срок службы, снижается стоимость, снижается питающее рабочее напряжение, изменяется диапозон используемого спектра излучения (шире) в силу дискретного характера датчика, а изображение относительно легко вводится в ЭВМ.
Твердотельные датчики изображения делятся на мгновенного действия (без накопления заряда) и датчики накопления.
Принцип действия первого основан на установлении эл. параметра (сопротивления или тока) датчика в соответствии с освещенностью. Это фоторезисторы, фотодиоды (линейки, матрицы).
Датчики второй группы основаны на накоплении заряда в соответствии с освещенностью элементов. В матричном фотодиодном видеодатчике каждая ячейка это фотодиод с МОП эл. для адресации ячейки. Изготавливается матрица в виде монолитной кремниевой БИС, все элементы Которойt выполнены по МОП технологии. В этом же кристалле создают электронное обрамление, видеорегистры и т. д.
Рис. 24 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫ ДАТЧИКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ
ФД - фотодиод;
Сп - паразитная емкость (имеет свойство запоминания).
Потенциально всемощная степень интеграции не достижима из-за необходимости создания проводников, адресных регистров и т. д.
Принцип работы пзс полупроводниковые датчики изображения
Более перспективными с точки зрения разрешающей способности ПЗС (приборы с зарядовой связью), матрицы, линейки. Отличительной особенностью ПЗС является то, что накопление, хранение световой информации и ее передача осуществляется одними и теми же элементам. Регулярность матрицы ПЗС обуславливает простоту изготовления и высокую степень интеграции. Объясняется это тем, что в такой матрице не требуется шины для передачи информации, а передача осуществляется между соседними элементами. Один элемент 200-1000 микрон2.
Рис. 25 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДАТЧИКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ
Если к металлическому электроду приложить потенциал, то основные носители (дырки) уйдут в толщу, а под электродом образуется область объединенная этими носителями (потенциальная яма). Глубина ямы зависит от динамических свойств проводника и Е. Не основные носители наоборот будут собираться в объединенной зоне и электроны достаточно долго могут не реконгерировать. Этот заряд принято называть зарядовым пакетом. Зарядовый пакет зависит от времени экспозиции. Постоянно действующим источником появления зарядов является термогенератор, когда при заданной температуре образуется определенное количество пар электронов - дырка. Темп накопления заряда зависит от свойств элемента. Отношение накопленного заряда ко времени его накопления называют темповым током. Это явление паразитное и полезной информации не несет. Направленное, несущее информационные введении не основных носителей ПЗС может осуществляться электронной инжекцией через диод, смещение в прямом направлении либо с помощью света. Во втором случае фотон попадающий в потенциальную яму отрывает электрон, накапливаемый в потенциальной яме.
Для однонаправленной передачи заряда ПЗС используют трехфазное управление.
Для предотвращения растекания зарядового пакета в стороны от направления используют стоп-каналы, они образуются областями более сильного легирования кремния через каналы передачи.
