Приемник изображения на приборахс зарядовой связью

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ(1 н 824347 Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено 0907 2792015/18 Н 01 1 27/10 с присоедииени явк осударствениый к СССР но делам изобре и открытий(23) Приоритет. убликовано 23,0 1, Бюллетень Мо 1 53) УДК 1.327 88. 8) ата опубликования описания 2 И, Золотарев, Е.А. Фетисо и Р.З. Хафизов(72) Авторы изобретен Б.И. Фук 1) Заявитель ЕМНИКС ЗАРЯ БРАЖЕНИЯ НА ПРИБОРАХОИ СВЯЗЬЮ Изобретение относится к микроэлектронике, а более конкретно - кмногоэлементным приемникам изображения на основе приборов с зарядовойсвязью (ПЭС), предназначенным дляпреобразования оптического изображения в электрические сигналы.Известны двумерные приемникиизображения, содержащие регистрысдвига аналоговых сигналов на ПЭС,образованные электродами переносазаряда, подключенными к шинам тактового питания, Фоточувствительныеэлементы приемников выполнены отдельно от регистров на той же полупроводниковой подложке, чтои регистрыоднако этими элементами могут являться и сами электроды 11 .Недостатком известных, приемниковявляется усложненность их конструкции, связанная с необходимостьюобеспечения непрерывного считываниявидеосигнала и выражающаяся в наличии дополнительных элементов вячейке приемников или в необходимости дополнительной секции хранения.Наиболее близким к предлагаемомуявляется приемник изображения на приборах с зарядовой связью, содержащий регистры накопления и переносазаряда, электроды которых подключены к шинам тактового питания 2.5Недостатком указанного приемника с переносом кадра является обязательное наличие секции хранения,что удваивает число элементов приемника и увеличивает его площадь,при этом число. элементов разложенияи разрешающая способность не увеличивается, а надежность и выход годных при изготовлении уменьшаются.Необходимость секции хранения вызвана тем, что без нее в случае. описан ного присоединения электродов к шинам, видеосигнал .полностью смазанв направлении переноса заряда, либоне будет непрерывным, что эквивалентно неоправданному уширению частотной 20 полосы пропускания в ПЭС и цепяхдальнейшей обработки сигнала.Цель изобретения - устранениесмазывания сигналаУказанная цель достигается тем,что в приемнике иэображения на приборах с зарядовой связью, содержащемрегистры накопления и переноса зарядаэлектроды которых подключены к шинамтактового питания, электроды одногоиз тактов в нечетных регистрах и оцноименные электроды в четных подключены к различным шинам.На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого приемника изображения на ПЭС для случая трехтактового питания.Приемник содержит электроды переноса и накопления заряда первого такта 1, второго такта 2 и третьего такта 3. Все электроды 1-3 выполнены, например, из поликристаллического кремния. Для обеспечения зарядовой связи между смежными электродами, 1 и 2, например, они перекрываются ( на чертеже условно показаны соответствующие зазоры) . Электроды 1-3 расположены над подложкой 4, напри- )5 мер, из кремния. Электроды третьего. такта соответственно в нечетных регистрах 5 и четных не соединены друг с другом. Электроды 1 и 2 подключены к шинам 6 первого и второго так та обычным способом. Шины б и 7 выполнены например, из поликристаллического кремния или из металла (алюминия) .К шинам б прилагаются напряжения М и Ч, - первыЕ две фазы трехтактового питания с умеренной амплитудой, например +10 В. Если в это время прилагаемое,к шине 7 импульсное напряжение , представляет собой третью У с той же амплитудой +10 В, то ав нечетных регистрах идет переносранее накопленного заряда электронов. Число импульсов ф, поступающих на шины б и 7 равно количеству триплетов электродов в регистрах. В это же время к шине 7 прилагается напряжение Ч , которое остается постоянным за все время считывания нечетных Регистров, т.е. за первый полукадр, и имеет повышенную ампли туд, например +20 В. При этом под электродами 3 третьего такта в четных регистрах происходит накопление заряда электронов под действиемпадающего излучения. Затем напряжения 45 на,шинах 7 меняются местами, и уже в четных регистрах 5 идет перенос фзаряда, а в нечетных 5 - накопление.После регистров 5 переносимый заряд попадает в поперечно расположен- о ный регистр сдвига на ПЭС, а затем в считывающее устройство. Эти элементы конструкции не отличаются от известных (не показаны) . Заметим лишь что число электродных триплетов в этом выходном регистре равно половине количества регистров 5, а частота тактового питания в выходном регистре в такое же число раз выше частоты тактового питания ЧПри этом полезное время накоп- Я ления заряда равно половине времени кадра, а максимальная необходимая частота в выходном регистре остаетЯ.ся в и раз выше кадровой частоты, где ихи - формат кадра, т,е. неопределенного расширения частотной полосы нет.За счет сравнительно медленного движения пакетов накопленного заряда через освещенные областив регистрах 5 имеет место некоторое появление ффонового заряда - непустого нуля. Однако в случае точечного изображения,наПример, уровень такого фонового" заряда в и раз меньше, чем величина Максимального заряда. Так уже при и щ 100 он не превышает 1, а динамический диапазон при этом составит 100. При увеличении же и фоновый заряд быстро становится совсем несущественным. Максимальный накопленный заряд пропорционален Разнице между повышенным напряжением накопления и напряжением тактового питания, т.е. в нашем случае (20 В - 10 В = 10 В) он вдвое мень- ф ше, чем заряд, который накапливается при полном использовании напряжения накопления 20 В.Наряду с устранением смазывания сигнала достигается и упрощение конструкции данного приемника изображения на ПЭС за счет исключения секции хранения, что позволяет вдвое уменьшить число электродов в приборе и существенно сократить его активную площадь при сохранении числа элементов разложения и незначительном уменьшении времени накопления (при постоянной кадровой частоте) и незначительном ( вдвое уменьшении максимального накопленного заряда). За счет упрощения конструкции возможно существенное увеличение надежности и повышение выхода годных. Причем этот выигрыш тем сильнее, чем больше число элементов разложения приемника.формула изобретенияПриемник иэображения на приборахс зарядовой связью, содержащий регистры накопления и переноса заряда, электроды которых подключены н шинамтактового питания, о т л и ч а ю -щ и Я с я тем, что, с целью устра-нения смазывания сигнала, электродыодного из тактов в нечетных регистрах и одноименные электроды в четныхподключены к различнымфшинам.Источники инфсрмации,принятые во внимание при экспертизе .1. Секен К, и Томпсет М. Приборыс переносом заряда. М., Мир,1978, с. 166-169.2. Заявка франции 9 2360176,кл, Н, 01 Ь 27/14, 1978 (прототип).824347 Составитель О. Техред Н. Бабурк дюкина Корректор В, Синицкая едактор Л, Ке Заказ 213 омит отк ущсва