Приемник теплового изображения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОБРЕТЕНИЯ ОПИСАН АВТОРСКОМ(54) ПРИЕМНИК ТЕПЛОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к терения параметров инфракраснния, конкретно к матричнымтеплового изображения на осэлектрических детекторных ов и В.В.Ч хнике измеого излучеприемникам нове пироэлементов,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(5)5 Н 04 М 5/33 Цель изобретения - упрощение приемника теплового излучения. Приемник теплового изображения содержит модулятор 1 излучения, матрицу 2 пироэлектрических детекторных элементов 3.13 й, прибор 4 с зарядовой связью, генератор 5 тактовых импульсов, блоки 6.1.6 й считывания, входной диод 7, потенциальный затвор 8, затвор 9 накопления, первый и второй изолирующие затворы 10, 11, питающий диод 12. Уп рощение приемника теплового излучения достигается за счет исключения блока выделения сигнала и соединения в каждом блоке считывания 6 через второй изолирующий затвор 11 питающего диода 12 с затвором 9 накопления, 3 ил,10 20 45 50 Изобретение относится к измерению параметров инфракрасного излучения, конкретно к матричным приемникам теплового иэображения на основе пироэлектрических детекторных элементов,Цель изобретения - упрощение приемника теплового излучения,На фиг.1 представлена структурная электрическая схема приемника теплового излучения; на фиг,2 - иллюстрация работы ячейки считывания приемника теплового изображения; на фиг,3 - диаграмма напрясений на затворах ячейки считывания,Приемник теплового изображения содержит модулятор 1 излучения, матрицу 2 пиролектрических детекторных элементов 3.13 К, прибор 4 с зарядовой связью (ПЗС), генератор 5 тактовых импульсов, блоки ,16 К считывания, входной диод 7, потенциальный затвор 8, затвор 9 накопленич, первый 10 и второй 11 изолирующие затворы, питающий диод 12,Приемник теплового излучения работает следующим образом.Принимаемое тепловое изображение моделируется модуляторомм 1 излучения, работа которого синхронизирована генерагором 5 тактовых импульсов (фиг,1) и соответствующее тепловое излучение поступает на матрицу 2 пираэлектрических детекторов элементов. Пусть в момент 11, когда модулятор 1 излучения открывается, на Затворы ячеек считывания поданы напряжения, обеспечивающие связь входного диодапитающим фиг,2), Их значения в типичном Случае составляют 10 - 20 В, Тогда заряд, перетекающий из питающего диода на входНой диод 7 компенсирует соответствующее Изменение потенциала электрода матрицы детекторного элемента,1,3 И, В момент времени, соответствующий наибольшему открытию модулятора 1 излучения, когда изменения поляризации детекторного элемента . достигает максимума (момент 12), на питающий диод 12 подается положительноое напряжение, удаляющее заряды из-под затворов блоков 6.1,6 М считывания. Тем самым обеспечивается равенство потенциалов нижнего электрода матрицы 2 пироэлектрического детекторного элемента и потенциального затвора 8, Значение напряжения на питающем диоде 12 в этот момент определяется из условия обеспечения полного удаления зарядов из-под затворов за время, составляющее 0,01 периода накопления сигналов. Оно зависит от конкретной конструкции затворов, величины сигнального заряда и рабочих уровней напряжений ПЗС 4,Поскольку предполагаемое значение периода ТО,04 с(стандартная частота телевизионного кадра), то на основании анализа соответствующее значение напряжения на питающем диоде .12 может составлять удвоенное значение рабочего напряжения на затворах 9-11 (т.е. в типичном случае 30 -40 В) Затем в момент тз изолируют питающий диод от затвора накопления, подавая соответствующее напряжение на изолирующий затвор 10. После того, как модулятор 1 излучения прерывает падающее излучение, поляризация матрицы 2 пироэлектрического детекторного элемента начинает уменьшаться, меняет знак и становится отрицательной,а соответствующий этому изменению сигнальчый заряд стекает в затвор накопления 9, Период накопления заряда заканчивается в момент следующего открытия модулятора 1 излучения, а величина заряда, накопившегося под затвором 9 накопления, точно равна изменению поляризации, т.е. Детектируемому сигналу и не зависит от разброса параметров потенциальных затворов 8 различных блоков 6.16 Я считывания, Следующим тактом, благодаря соответствующему изменению чапряжений на затворах 9 и 11 в момент 4 этот заряд передается в ПЗС 4 и после чего М блоков 6,1.6.М считывания возвращаются в исходное состояние.На фиг.3 представлена соответствующая тактовая диаграмма напряжений на управляю цих электродах ячейки считывания и на модуляторе 1 излучения, задание которых осуществляется с помощью генератора тактовых импульсов, задающего также тактовые управляющие напряжения на затворы ПЗС,Выделенные таким образом сигналы, представляющие собой зарядовые пакеты, величина зарядов в которых пропорциональна температуре соответствующих точек источника излучения или фона, затем подвергаются в ПЗС 4 обычным стандартным) Операциям, преобразующим эти сигналы в форму, удобную для последующей обработки, и поступают на выход приемника,В предлагамом приемнике теплового изображения как и в известном для соединения матрицы пироэлектрических детекторных элементов с интегральной схемой, содержащей ПЗС и ячейки. считывания, используется метод перевернутого монтажа, а элементы ячейки считывания создаются с помощью операций стандартной технологии изготовления ПЗС, В результате предлагаемый приемник сохраняет все свои достоинства прототипа, связанные с реализацией твердотельного приемника изображения на основе ПЗС и матрицы пироэлектрических детекторных элементов при одновременном снижении трудоемкости изготовления из-эа упрощеиг 2 ния конструкции (упрощается схема ячейкисчитывания и не требуется устройств выделения сигнала на выходе ПЗС). Формула изобретения 5 Приемник теплового изображения, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные модулятор излучения и матрицу пироэлектрических детекторных элементов, прибор.с зарядовой связью (ПЗС), ге нератор тактовых импульсов, й блоков считывания, каждый из которых содержит питающий диод, входной диод, потенциальный затвор, первый и второй изолирующие затворы и затвор накопления, при этом вход каждо го блока считывания соединен с соответствующим выходом матрицы пироэлектрических детекторных элементов, а первый, второй и третий выходы генератора тактовых импульсов подключены к входам управления соответственно модулятора излучения, блоков считывания и ПЗС, информационные входы которого подключены к соответствующим выходам блоков считывания, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения приемника теплового излучения за счет исключения блока выделения сигнала, в каждом блоке считывания питающий диод соединен через второй изолирующий затеор с затвором накопления,1665540 ФапружгриеждСоставитель В, Лапшов Редактор М, Бланар Техред М,Моргентал Корректор Э. Лончако каз 2401 Тираж 404 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва., Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1