Способ управления накоплением зарядов трехфазного прибора с зарядовой связью

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАКОПЛЕНИЕМ ЗАРЯДОВ ТРЕХФАЗНОГО ПРИБОРА С ЗАРЯДОВОЙ связью с покадровым переносом зарядов, заключающийся в накоплении зарядов путем подачи потенциала накопления на электроды второй фазы на все время накопления и потенциала обогащения на электроды первой и третьей фаз, отличающийся тем, что/ с целью регулирования разрешающей способности путем плавного изменения формы действующей апертуры, на электроды первой и треть ей фаз потенциал обогащения подают лишь на часть времени накопления, а на остальное время накопления на них подают потенциал обеднения.« (Л с

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5Р Н 04 N 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕП=НИ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 33,63182/18-09 (22) 11.12.81 (4 6) 23. 07 ° 83 ° Бюл . Р 27 (72) С.A. Иофее, Н.Н, .Степанов и Я.Л. Штермер (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина)

:(53) 621.397.611(088.8) (56) 1. Вето А.В . и др.Разработка матричного формирователя видеосигна лов на приборе с зарядовой связью. Микроэлектроника и полупроводниковые приборы . Под ред, А.A. Васенкова .и Я.A. федотова. М., Советское радио, вып. 2, 1977.

2. Березин Ю.В. и др. Телевизионная камера на матрице приборов с зарядовой свяэЪю, - Техника кино и телевидения, )977, У 6 (прототип}. „.Я0„„! A (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАКОПЛЕНИЕМ ЗАРЯДОВ ТРЕХФАЗНОГО ПРИБОРА С . ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ с покадровым переносом зарядов, заключающийся в накоплении зарядов путем подачи потенциала накопления на электроды второй фазы на все время накопления и потенциала обогащения на электроды первой итретьейфаз, отлич ающи йс я тем, что, с целью регулирования разрешающей способности путем плавного изменения формы действующей апертуры, на электроды первой и треть ей фаз потенциал обогащения подают лишь на часть времени накопления, а на остальное время накопления на них подают потенциал обеднения. Щ

1030998

Изобретение относится к телевйдению и может быть использовано s передающих телев и э но нных камерах для вещательных и прикладных телевизионных систем.

Формирователи видеосигнала на 5 приборах с зарядовой связью (ПЭС) по своему принципу действия представляют собой преобразователи с накоплением заряда, и способ управления секцией накопления во многом опреде- 10 ляет параметры их работы.

Известен способ управления секцией накопления трехфазного ПЗС с покадровым переносом зарядов, в соответст-вии с которым на все время накопле- j5 ния на электроды второй фазы прибора подается потенциал высокого уровня, называемый потенциалом накопления.

В результате этого под двумя фазами секции накопления образуются потенциальные ямы, Одновременно также на все время накопления на электроды первой и третьей подается более низкий потенциал - потенциал обеднения (1).

В рассматриваемых приборах секция накопления является одновременно и

его фотоприемным окном, на котором строится передаваемое оптическое изображение. Под воздействием фотонов падающего светового потока на всей освещенной поверхности секции накопления возникает генерация зарядов, стекающих по мере их образования в ямы под электродами вторых„.фаз, Как имеющих наиболее высокий потенциал.

Таким образом, в этой яме концент. рируются заряды, образовавшиеся как под второй фазой, так и стекшие из участков изображения, принадлежащих 40 прилегающим к ней первой и третьей фазам, Все это приводит к тому, что площадка элементарного участка на- . копления (действующая апертура) оказывается равной суммарной ширине всех 45 трех фаэ.

Наиболее близким к предложенному является способ управления накоплением зарядов трехфазного ПЗС с покадровым переносом зарядов, при котором накапливают заряды путем подачи потенциала накопления на электроды второй фазы и потенциала обогащения на электроды первой и (или) третьей фаз на все время накопления f2), 55

Этот способ управления накоплением зарядов используется при освещении, превосходящем уровень насыщения, для борьбы с растеканием заряда. Избыточные неосновные носители, возникшие 60 при высоком уровне освещения (при оптической перегрузке), при использовании этого способа не успевают диффундиров ать в соседние элементы, так как быстро рекомбинируют с основными g5 носителями из-эа возросшей их концентрации.. В этом случае действующая апертура оказывается примерно равной ширине одной второй фазы.

Так как протяженность апертуры в другом направлении (вдоль направления строки) определяется расстоянием между каналами разделительных стоп-диффузий, а величина квантового выхода электронов во всех точках секции накопления ПЗС практически постоянна, то форма действующей апертуры приборов во всех известных способах управления накоплением представляет собой прямоугольник с постоянной прозрачностью .

К недостатку известных способов управления секцией накопления ПЗС, реализованного во всех многофаэных

ПЗС, относится неизменность разрешающей способности эа счет неизменности размера и формы апертуры.

Как известно иэ теории телевизионной передачи, условием получения максимального раэрещения в направлении поперек строк является определенное соотношение между размером действующей апертуры и шагом разложения, Численное значение этого соотношения определяется формой апертуры, т.е. законом распределения ее прозрачности . Физически наличие оптимума объясняется тем, что при увеличении поперечника апертуры падает глубина модуляции сигнала от мелких деталей изображения, а при черезмерном уменьшении поперечника апертуры возрастает уровень ложных сигналов, что также снижает различимость полезных сигналов, а, следовательно, и разрешающую способность преобразователя.

При работе с электроннолучевыми передающими трубками (видиконы, суперортиконы и т.п.), необходимая оптимизация достигается посредством фокусировки электронного луча, вы» полняемая по критерию максимума разрешающей способности по штриховым тест-таблицам. В ПЗС формирователях видеосигнала такая возможность практически отсутствует, что приводит к снижению их разрешающей способности

Целью изобретения является регулирование разрешающей способности

ПЗС путем плавного изменения формы действующей апертуры.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления накоплением заряда трехфазного ПЗС с покадровым переносом зарядов,заключающемуся в накоплении зарядов путем подачи потенциала накопления на электроды второй фазы на все время накопления и потенциала обогащения на электроды первой и третьей фаз, на электроды первой и третьей фаэ потенциал обогащения подают лишь на часть времени накопления, а на

1030998

10 фиг.2

ВНИИПИ Заказ 5236/59 Тираж 677 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4 остальное время накопления на них глодают потенциал обеднения.

На фиг.l показана форма апертуры поперечного разложения при различных соотношениях времен обогащения (Тоьог ).и времени обеднения (Т, ); на фиг.2 - апертурно-частотные характеристики для апертур, образующихся при различных значениях ЯЯ

Т Обог

Процесс .накопления при предлагаемом способе управления происходит следующим образом, при подаче потенциала обогащения 15 на электроды первой и третьей фаэ в начале времени накопления заряды, генерируемые под действием света под первой и третьей фазами, рекомбинируют с неосновными носителями заря- 70 дов. Зто приводит к тому, что действующее время накопления зарядов под электродами первой и третьей фаз сокращается до времени существования на .этих фазах потенциала обеднения.

Накопление зарядов, генерируемых под действием света на участке, соответствующем второй фазе, на которую все время накопления подается потенциал накопления, происходит непрерывно все время накопления. Таким образом, изменяя соотношение времен подачи потенциалов обогащения и обеднения, подаваемых на первую и третью фазы секции накопления, можно снижать эффективность накопления зарядов на соответствующих участках ПЗС, т.е. видоизменять форму апертуры в на правлении поперек строк.

На фиг.l показаны действующие апертуры для различных соотношений 40

1 времен подачи потенциалов обогащения и обеднения. Изменение формы апертуры приводит, естественно, к изменению вида их апертурно-частотной характеристики. На фиг.2 показаны апертурно-частотные характеристики, рассчитанные для различного соотношения времен подачи потенциалов обогащения и обеднения. Изменение формы апертурно-частотной характеристики показывает увеличение уровня сигнала от мелких. деталей изображения при уве-. личении времени подачи потенциала обогащения при одновременном увеличении уровня ложных сигналов, что позволяет оптимизировать разрешающую способность преобразователя.

Предлагаемый способ управления с ек ци ей н ак опле ни я трехфа э ного формирователя видеосигнала на ПЗС позволит:

1. Оптимизировать апертуру пр образователя и повысить глубину модуляции сигнала от мелких деталей изображения на 25-30Ъ, и, соответственно, повысить разрешающую способность и качество изображения преобразователя. Так, например, при применении предлагаемого способа управления накоплением в ПЗС типа А«1018, его .разрешающая способность в поперечном направлении повысится со 150-170 линий до 190-210.

2. Не изменяя разрешающей способности и качества изображения, применить преобразователь на ПЗС с меньшим числом строк разложения, что позволит уменьшить его стоимость (снижение количества строк матрицы на 25-30% снижает стоимость матрицы

ПЗС в полтора — два раза).

3. Управлять формой апертурно« частотной характеристики преобразо-вателя, что позволяет строить устройства для пространственной фильтрации изображений и адаптивные телевизионные системы..