Фотоэлектрический преобразователь для устройств выделения признаков изображений

(51)5 6 06 К 9/00 ЕТЕН ОПИСА Е К АВТОРСКОМУ ДЕТЕЛ ЬСТВ тает следующим вляющего напряение прямоугольГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт проблем управления(56) Зотов В.Д, Полупроводниковые устроства восприятия оптической информацииМ,; Энергия, 1976, с,59-61.Авторское свидетельство СССРР 1228129, кл, 6 06 К 9/00, 1984.(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗВАТЕЛЬ ДЛЯ УСТРОЙСТВ ВЫДЕЛЕНИПРИЗНАКОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ Изобретение относится к автоматике и ычислительной технике и может быть испольовано в системах распознавания и обработки зображений, а также в измерительных систеЦелью изобретения является увеличение чувствительности преобразователя.На фиг. 1 схематически показан фотоэлектрический преобразователь; на фиг, 2 - то же, совместно с одной из возможных схем его включения.Преобразователь содержит полупроводниковую пластину 1, пары периферийных электродов 2 и 3, диэлектрический слой 4, реэистивный слой 5 с омическим контактом, внешний кольцевой электрод 6 с омическим контактом. Схема включения преобразователя содержит нагрузку 7, блок 8 измерения интегральной освещенности, формирователь 9 управляющего напряжения, источник 10 питания (постоянного напряжения показан условно), идентичные дифференциальные усилители 11 и 12.(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах распознавания и обработки изображений, а также в измерительных системах. Цель изобретения - увеличение чувствительности на ее фронтальной стороне кольцевой электрод с омическим контактом и две пары периферийных электродов. расположенных внутри кольцевого электрода. На полупроводниковой пластине с ее тыльной стороны последовательно расположены диэлектрический слой и резистивный слой с омическим контактом. 2 ил. Преобразователь рабразом. Формирователь 9 упрения формирует напряж нои формы, прикладываемое к кольцевому электроду 6 и резистивному слою 5, Это приводит к возникновению радиального электрического поля в полупроводниковой пластине 1. Прикладываемое напряжение имеет полярность, способную уменьшить концентрацию основных носителей заряда вблизи границы раздела полупроводниковой пластины 1 со слоем диэлектрика 4, Амплитуда и длительность импульса напряжения выбираются достаточными для образования приповерхностного слоя (с тыльной стороны полупроьгдниковой пластины 1) обедненного основныл,и носителями заряда. При этом конфигурация пространственного заряда обедненного слоя отражает конфигурацию внешнего электрического поля, задаваемого посред 1686466В паузе между прямоугольными импульсами напряжения все неосновные носители заряда, скопившиеся вблизиграницы раздела полупроводниковой пластины 1 со слоем диэлектрика 4, устремляются вглубь полупроводниковой пластины1, к области прилегания кольцевого электрода б. где они рекомбинируют с основными носителями, вызывая появление сигналана нагрузке 7. Зтот сигнал соответствуетинтегралу по площади фоточувствительнойповерхности, т,е, интегральной освещенности или двумерному моменту нулевого порядка,О= К г / 1(х, у) бхбу/х, уАф, (1)Афгде Ооо - сигнал, соответствующ тегральной освещенности;х, у - линейные координаты вдоль оси,проходящей через центр кольцевого электрода и центры каждой пары периферийныхтокосьемов;40А - онтальная паве хность полупротенсивностианализируе 45К - коэффициент пропорциональности.В блоке 8 сигнал интегральной освещенности с нагрузки 7 усиливается, детектируется в сигнал постоянного тока и этотусиленный сигнал поступает на вход формирователя 9 управляющего напряжения, вызывая изменение амплитуды прямоугольногонапряжения на его выходе соответственноизменению мощности светового пятна (изображения), тем самым изменяя амплитуду радиального электрического поля. Такаямодуляция концентрации неосновных носителей радиальным электрическим полемкомпенсирует уровень интегральной освещенности в выходных дифференциальных ии ин ф фр рводниковой пластины;1(х, у) - распределение инизлучения, соответствующегомому изображению; ством кольцевого электрода 6 и резистивного слоя 5.За время действия импульса обедняю- щего напряжения неосновые носители заряда генерируются излучением, 5 формирующим анализируемое изображение и направленными на фронтальную поверхность полупроводниковой пластины 1. При этом неосновные носители заряда из обьема полупроводника начинают диффун дировать к границе раздела полупроводника с диэлектриком в область пространственного заряда, Причем время жизни неосновных носителей, а следовательно, и значение диффузной длины пас сивного носителя возрастают по мере уменьшения концентрации основных носителей.сигналах, возникающих на парах ортогонально расположенных периферийных электродов 2 и 3,Дифференциальный сигнал с периферийных электродов 2 и 3 по линейной координате х пропорционален двумерному моменту первого порядка от анализируемого изображения;6 Оеых(хо) = Кт .Г х(х, у) с 3 хОу(2) Благодаря компенсации уровня интегральной освещенности (1) в выражении (2) выходной дифференциальный сигнал датчика 02 э(хо) соответствует координате энергетического центра тяжести изображения),выххо0 оо тствующии признаку уо, я аналогичным образом сигналом, соответствуюСигнал, соовеОгз(уо) формируетс(одновременно сщим хо),На выходах усилителей 11 и 12 получают усиленные сигналы О 2 з(хо) и Огз(уо), соответствующие линейным координатам центра тяжести изображенияТаким образом, в целом фотоэлектрический преобразователь позволяет выделять сигналы, соответствующие следующим признакам изображений - интегральной освещенности (двумерному моменту нулевого порядка), а также координатам энергетического центра тяжести изображений по обеим декартовым координатам одновременно.Повышение чувствительности преобразователя предложенной конструкции обусловлено непосредственным преимуществом изображения на фронтальную поверхность полупроводниковой пластины, в результате чего усиливаются потери энергии на отражение от поверхностей диэлектрического и резистивного слоев, а также на поглощение в резистивном слое. Кроме того, устранением в конструкции преобразователя центрального точечного электрода исключаются искажения формы проецирующего свойства пятна.Формула изобретения Фотоэлектрический и реобразовател ь для устройств выделения признаков изображений, содержащий полупроводниковую пластину, диэлектрический слой, реэистивный слой с омическим контактом, внешний кольцевой электрод и две пары периферийных электродов, расположенных на фронтальной поверхности полупроводниковой пластины внутри внешнего кольцевого электрода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения чувствительности преобразователя, в нем диэлектрический и резистивный слои расположены последова1686466 Составитель С.БабкинТехред М,Моргентал ректоР С.Че актор И.Шмако Заказ 3599 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тельно на полупроводниковой пластине с тыльной ее стороны, а внешний кольцевой электрод расположен на полупроводниковой пластине с ее фронтальной стороны.