Устройство для считывания изображений

(53) л. 1254543,ов изобраных попер,),мех СЧИТЫВАНИЯ ИВОБ 11 СТВО 54 Ий тносится к автом Изобретение и вычислите льной технике и мо для построениятем определения кретения - расширия устройства заожности считываниых изображений. Уигается в устройс виспользован ических сис Цель изоб ти применен ечения возм инат точечн е тома дина е обла обес коор занн итель подключены к допо ционным входам бло толбцов, 1 з.п. Фтывания а.сканир 6 ил.трой оординат на схезображукции Й ий; на точувства длФиг. 2 ема конс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 4339913/24-2407.12.8730,09.90. Бюл. Р 36Физический институа и Институт проблСРЕ.М.Беломестнов, В.Д.Зитвин, В.Н,Селезнев (БФрам Шара (вв)681.327.12(088.8)Патент С 1 ЦА Р 3465293,40-166, опублик, 1970.тент Великобритании Р1 К, опублик . 1975.П-Формирователь сигналс подавлением паразитЭлектроника (русск,11 16, с, 13-15. зобретение относится к автомат ке и вычислительной техник ожет быть использовано для ия автоматических систем и Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения 801596359. А 1 содержащем матрицу ФоточувствительныхМПП-ячеек, МДП-ключи, истоки которыхсоединены с выходами светочувстви-,.тельных ЩП-ячеек, блок сканированиястрок, выходы которого подключенычерез соответствующие шины опроса кзатворам МДП-ключей, формировательсигналов считывания, информационный .выход которого соединен с выходомблока сканирования столбцов, а выходявляется выходом устройства, и блокуправления, выходы которого подключены к управляющим входам блоков скаиигрования столбцов и строк, благодарятому, что оно содержит Формировательразнополярных сигналов, выходы которого подключены к первой и второйуправляющим шинам МДП-ячеек, а управляющий вход - к соответствующемувыходу блока управления, причем матрица Фоточувствительных ЦЩЧ-ячеек содержит дополнительные 1 ЩП-ключи, истоки которых подключены к дополнительным выходам ФоточувствительныхЯ 1-ячеек, затворы соединены с выходами блока сканирования строк, астоки через дополнительные шины счиозможности считывания координат то"ечных изображений в пределах рабочебласти каждой фоточувствительнойствительной ячейки; на Фиг. 3 " однаиэ возможных схем блока управления;на фиг. 4 - одна иэ возможных схемФОрмирователя разнополярных сигналов;на Фиг. 5 - одна из возможных схемформирователя сигналов считывания;на Фиг. 6 - временная диаграмма, поясняющая работу устройства.Устройство для считывания изображений (Фиг, 1) содержит Фоточувствительные МДП-ячейки 1, снабженные выходами 2 и дополнительными выходами 3,1 Щ 1-ключи 4 с истоками 5, стоками 6 изатворами 7, блок 8 сканирования строк 5и блок 9 сканирования столбцов, формирователь 10 сигналов считывания,формирователь 11 разнополярных сигналов, блок 12 управления, шины 13 и 14опроса, первые 5 и вторые 16 управляющие шины, дополнительные ЩП-ключи 17 с истоками 18, стоками 19 и затворами 20, шчны 21 считывания и дополнительные шины 22 считывания, При(фиг. 2) содержит полупроводниковыйслой 23, информационный электрод 24,управляющий электрод 25, информационный электрод 26,.подложку 27, электрод 28, подключенный к второй управляющей шине 16, полулроводниковыйслой 29 и слой 30 диэлектрика,Схема блока управления (Фиг.З)состоит из тактового генератора 31,счетчика 32 и дешифратора 33.Схемаформирователя 11 разнополярных сигналов (Фиг. 4) образуют сумматор 34, источник 35 напряжения смещения, источник 36 разнополярных напряжений, коммутатор 37 и разделительный конденсатор 38.Схема Формирователя 10 сигналовсчитывания (Фиг. 5) содержитдиод 39,аналого-цифровые преобразователи 40и 41, нагрузку 42, разделительный конденсатор 43 и диод 44,Истоки 5 ЩД-ключей 4 соединеныс выходами 2 Фоточувствительных 1 ЩПячеек 1, а истоки 18 дополнительныхЩТП-ключей 17 - с выходами 3 соответ 50ствующих ЪЩП-ячеек 1. Блок 8 сканирования строк подключен через, соответствующие шины 13 и 14 опроса к затворам 7 и 20 соответствующих МДП-ключей4 и 17. Информационные входы блока 9сканирования столбцов соединены с соответствующими стоками 6 и 19 ЩПключей 4 и 17 через 1 иины 21 и 22 считывания, Информационный вход Формирователя 10 сигналов считывания соединен с выходом блока 9 сканирования столбцов, а выход является. выхо-, дом устройства. Выходы блока 12 управления связаны с соответствующими управляющими входами блоков 8 и 9 сканирования строк и столбцов и формирователя 11 разнополярных сигналовУстройство работает следующим образомГенератор тактовых импульсов Формирует периодическую последовательность тактовых импульсов. При включении устройства источник 35 напряжения смещения Формирует напряжение, величина и полярность которого достаточны для обогащения основными носителями заряда поверхностей полупроводниковых слоев 23 и 29, обращенных к слою ЗО диэлектрика. Это напряжение подается в Фоточувствительные Ц 71- ячейки 1 через электроды 28, соединенные с второй управляющей шиной 16. На первом такте с выхода источника 36 разнополярных напряжений через коммутатор 37 и разделительный конденсатор 38 на первую управляющую шину 15, соединенную с управляющими электродами 25 каждой Фоточувствительной МДП-ячейки, подается напряжение первой полярности. Сигналы, Формируемые блоком 12 управления и поступающие на управляющие входы блока 8 сканирования строк и блока 9 сканирования столбцов, показаны на Фиг. 6. Сигналы подключения соответствующих выходов Фоточувствительных МДП-ячеек поступают на затвор 7.,Г или 20 соответствующих МЧП-ключеи 4 и 17, подключая все выходы Фоточувствительных МДП-ячеек одной строки к соответствующим шинам 21 и 22 считывания. После этого в блоке 9 сканирования столбцов производится последовательный опрос всех выходов Фоточувствительных МДП-ячеек в первой строке. Затем при поступлении следующего импульса в блок 8 сканирования строк, выходы МДИ-ячеек 1 подключаются к соответствующим шинам считывания для следующей строки с последующим опросом этих шин при помощи блока 9 сканирования столбцов. При осуществлении опроса выход каждой ячейки через соответствующую ши-ну опроса подключлется к нагрузке 42 Формирователя 10 сигналов считывания, в котором импульсный сигнал про"5 1596359 ходит через разделительный конденсатор 43 в одно из плеч в зависимости от полярности этого сигнала. Разделение сигналов разной полярности осуще 5 ствляется диодами 39 и 44. Таким образом, опрашиваются все фоточувствительные ячейки при одной полярности управляющего напряжения на первых управляющих шинах 15. 10На втором такте процедура опроса всех ячеек повторяется аналогичным образом (Фиг.6) при переключении напряжения, подаваемого на первые управляющие шины 15 на полярность, обрат ную полярности, прикладываемой на первом такте. Выделение сигналов координат точечных изображений Осуществляс ется во внешних устройствах следующим образом, основанным на способе 20 и Функционирования Фоточувствительныхк МДП-ячеек устройства считывания изображения:сХ .=А2-В/2-х(1) У25 нХ 2 ь =А +В/2-х 7 ь, (2)- С/(1+Р 2 Ь /Р 7 Ь (4) Р74 1+и Р; - аналогичные информационныетоки, поступающие на нагрузкучерез электрод 26,Отдельная ячейка Функционируетледующим образом,При обогащении поверхности полуроводникового слоя 29, обращеннойслою 30 диэлектрика, основными ноителями заряда остальной объем этоголоя 29 обедняется, что значительновеличивает эффективное время жизниеранновесных носителей заряда, сгеерированных в этом слое излучением,Ормирующим изображение точечногосточника. Импульсы напряжения, приладываемого к первой управляющей шине 15 (и соединенному сией электро,ду 25), вызывают дрейф неравновесныхносителей зарядов вдоль поверхностиполупроводникового слоя 29. При этомамплитуды выходных токон, Р и Р 226не зависят друг от друга, а пропорциональны только координатам точечныхизображений и интенсивности освещения, Определение координат по зависимостям (1)-(4) позволяет выделять чисто координатную информацию независимо От интенсивности освещенности любого из точечных изображений.Блок 12 формирует управляющие импульсы в соответствии с временной диа.граммой на Фиг. 6. Блоки 8 и 9 осуществляют сканирующий опрос строк истолбцов устройства, формирователь 11разнополярных сигналов формирует покомандам блока 12 управления управляющие напряжения разных полярностей,поступающие на первые 15 и вторые 16управляющие шины, В формирователе 10сигналов считывания осуществляетсяразделение сигналон разных полярностей и их аналого-циФровое преобразование для последующего выделения координат во внешних устройствах.Таким образом, устройство считывания изображений формирует сигналы(3) где 1 Х2 Фт 12 Ь 115 х2 Ь 30 номер фоточувствительной ячейки н строке начиная с ячейки опрашиваемой первой;координата единичного точеч- КОГО изображення располОжен З 5 ного в пределах х-й фоточувствительной ячейки между электродами 24 и 25;координата единичного точечного изображения, расположен ного между электродами 25 и 26;координата центра управляющего электрода 25 -й фоточувствительной ячейки; 45 ширина управляющего электрода 25;расстояние между ближними краями электродов 24 и 25 (равно расстоянию между элект. 50 родами 25 и 26);расстояние между центром точечного изображения и ближним к электроду 24 краем электрода 25; 55 расстояние между центром соответствующего точечного изображения и ближним к электроду 26 краем электрода 25; амплитуда информационного тока, проходящего через сопротивление 42 нагрузки при пер-.вой полярности напряжения напервой управляющей шине йокпоступает через электрод 24и соответствующую цепь считывания);амплитуда информационного то ка при протиноположной полярностисчитывания, позволяющие определить координаты точечных иэображений в пределах каждой из Фоточувствительных ИДП-ячеек 1. При этом расширяется область применения устройства, повьппается его эФФективная разрешающая способность беэ уменьшения размеров ячеек.Устройство считывания реализуется в многослойных полупроводниковых структурах при толщине слоя диэлект- рика 100 - 1000 Х , напряжениях смеще. - ния, вызывающего обогащение основными носителями зарядов понерхности полупроводникового слоя 29 при напряженности менее 10-10 и В/см и напряженности электрического поля вдоль поверхности полупроводникового слоя 29 (между электродами 24, 26 и 25) менее 20 10 ЗВ/см. При расстоянии между электродами 24 и 25 в 1 мм время Формирования выходного инФормационного сигнала 10с. В реальных условиях быстродействие устройства определяет ся блоком 9 сканирования столбцов. Полупроводниковые слои, 23 и 29 и подложка устройства могут быть выполнены из различных полупроводниковых материалов. Устройство способно считывать 30 точечные изображения, сФормированные когерентным и некогерентным излучениями. Формула из обре т е ния 351. Устройство для считывания изображений, содержащее матрицу Фоточувствительных МДП-ячеек, ИДП-ключи, истоки которых соединены с выходами Фоточувствительных Щ 1 П-ячеек, блок ска нирования строк, выходы которого подключены через соответствующие шины опроса к затворам МДП-ключей, блок сканирования столбцов, инФормационные входы которого через соответствующие шины считывания соединены со .стоками ЩП-ключей, Формирователь сигналов считывания, инФормационный выход которого соединен с выходом блока сканирования столбцов, а выход является ны" ходом устройства, и блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам блоков сканирования столбцон и строк, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения считывания координат точечных изображений, оно содержит Формирователь разнополярных сигналов, выходы которого подключены к первой и второй управляющим шинам 1 ЩП-ячеек, а управляющий вход - к соответствующему выходу блока управления, причем матрица Фоточувствительных 1 ЩП-ячеек содержит дополнительные 1 ЩП-ключи, истоки которых подключены к дополнительным выходам Фоточунствительньи ЩП-ячеек, затворы соединены с выходами блока сканиронания строк, а стоки через дополнительные шины считывания подключены к дополнительным инФормационным входам блока сканирования столбцов.2 Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что каждая Фоточувствительная ЩП-ячейка содержит два инФормационных параллельных электрода, являющихся выходами 1 ЩП-ячейки, и один управляющий электрод, расположенный мепщу инФормационнымн электродами, нсе электроды расположены на первом полупроводниковом слое, а второй полупроводниковый слой, отделенный от первого полупроводникового слоя слоем диэлектрика, подключен квторому управляющему электроду.1596359 Составитель Т.НичипоровичТехред Л.Олийнык КорректоР И.Иуска3 и едактор Л.Пчолинска аказ 29 КНТ СЧСР ВНИИП Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 Тиразарственного комитета113035, Москва, Ж 3 Подписноеизобретениям и открытиям