Способ формирования видеосигнала на приборе с зарядовой связью

 

Изобретение относится к телевизионной технике. Повышается размах формируемого видеосигнала. Устройство , реализующее способ, содержит прибор с зарядовой связью (ПЗС) 1, выполненный в виде матрицы элементов, импульсный усилитель кадрового гасящего импульса 2, импульсные усилители тока 3 и 6, регулятор 4 амплитуды, импульсный усилитель 5 инвертированного кадрового гасящего импульса, регулятор 7 амплитуды, смеситель 8. Элементы матрицы ПЗС имеют структуру полупроводник-диэлектрик-металл. В каждом кадре во время накопления зарядов поддерживается положительное напряжение подложки, равное по величине амплитуде напряжения импульсов . накопления кадровой частоты на фазных электродах ПЗС. Во время переноса на подложке ПЗС устанавливается положительное напряжение, равное амплитуде напряжения импульсов накопления строчной частоты на фазных электродах. Разница амплитуды кадровых и строчных импульсов обусловлена амплитудно-частотными свойствами матСО рицы ПЗС. С повышением частоты амплитуда уменьшается. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (5ц 4 Н 04 N 5/335 3/14 l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3668543/24-09 (22) 02.12.83 (46) 23. 11.86. Бюл. № 43 (72) А.П. Тихопой (53) 621.397.6(088.8) (56) Патент США № 4040092, кл. Н 04 N 3/14, 1977. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВИДЕОСИГНА—

ЛА НА ПРИБОРЕ. С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ (57) Изобретение относится к телевизионной технике. Повышается размах формируемого видеосигнала. Устройство, реализующее способ, содержит прибор с зарядовой связью (ПЗС) 1, выполненный в виде матрицы элементов, импульсный усилитель кадрового гасящего импульса 2, импульсные усилители тока 3 и 6, регулятор 4 амплитуды, импульсный усилитель 5 инвертированного кадрового гасящего импульса, регулятор 7 амплитуды, смеситель 8.

Элементы матрицы ПЗС имеют структуру полупроводник-диэлектрик-металл.

В каждом кадре во время накопления зарядов поддерживается положительное напряжение подложки, равное по вели" чине амплитуде напряжения импульсов . накопления кадровой частоты на фазных электродах ПЗС. Во время переноса на подложке ПЗС устанавливается положительное напряжение, равное амплитуде напряжения импульсов накопления строчной частоты на фазных электродах. Разница амплитуды кадровых и строчных импульсов обусловлена амплитудно-частотными свойствами матрицы ПЗС. С повышением частоты амплитуда уменьшается. 1 ил.

1272517

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано в передающих камерах с датчиками изображения на приборе с зарядовой связью (ПЗС).

Целью изобретения является повышение размаха формируемого видеосигнала.

На чертеже представлена структурная электрическая схема, реализующая способ.

Предлагаемая схема содержит ПЗС 1, выполненный в виде матрицы элементов, импульсный усилитель 2 кадрового гасящего импульса, импульсный усилитель 3 тока, регулятор 4 амплитуды, импульсный усилитель 5 инвертированного кадрового гасящего импульса, импульсный усилитель б тока, регулятор

7 амплитуды, смеситель 8. При этом элементы матрицы ПЗС имеют структуру полупроводник-диэлектрик-металл.

Сущность предлагаемого способа формирования видеосигнала заключается в том, что в каждом кадре во время накопления зарядов поддерживается положительное напряжение подложки, равное по величине амплитуде напряжения импульсов накопления кадровой частоты на фазных электродах

ПЗС. Во время переноса на подложке

ПЗС устанавливается положительное напряжение, равное по величине амплитуде напряжения импульсов накопления строчной частоты на фазных электродах. Разница амплитуды кадровых и строчных импульсов на фазных электрода ПЗС обусловлена амплитудно-частотными свойствами матрицы

ПЗС. С повышением частоты амплитуда уменьшается.

Для матриц с зарядовой связью между элементами (конденсаторами) со структурой полупроводник-диэлектрик-металл (ПДМ) оптимумом является равенство амплитуды кадровых и строчных импульсов накопления фазных электродов напряжению подложки. Математические расчеты показывают, что при этом обеспечивается минимальное провисание потенциальных барьеров. Минимизируется площадь потенциальных барьеров и максимизируется расстояние между барьерами. В потенциальных ямах под фазными электродами удерживается увеличенный информационный заряд в результате уменьшения туннельного тока утечки информационных

,àðÿäîí в соседние ямы. При этом уменьшается растекание зарядов и повышается КПД процесса преобразования светового изображения в сигнал.

Потенциальные ямы могут удерживать заряды, соответствующие размаху видеосигнала 1 — 1,5 В.

B структуре полупроводник-диэлектрик-металл в отличие от структуры металл-диэлектрик †полупроводник потенциал подложки всегда находится под высоким потенциалом. Поэтому изменение уровня положительного напряжения на подложке ГЩМ-структуры не создает условий для образова. ния обедненной зоны у поверхности тыльной стороны подложки. В результате при проекции изображения со стороны фазных электродов практически все заряды фотоинъектируются в потенциальные ямы под фазными электродами. Особенно четко это выполняется в коротковолновой области видимого спектра изображения. Потери зарядов на растекание вдоль поверхности тыльной стороны подложки минимальны, так как изображение проецируется со стороны фазных электродов и отсутствует область стока зарядов, не несущих полезной информации, а также отсутствует область обеднения у тыльной

55 лем 2 в низкий уровень напряжения

0,4В. Низкий уровень напряжения повторяется через импульсный усилитель

3 и регулятор 4 амплитуды на базе

30 поверхности подложки.

Для получения наилучших результатов толщину зоны полупроводника матрицы ПЗС, в которой формируют потенциальные ямы для информационных зарядов, берут равной удвоенной ширине зазора между затворами, образованными фазными электродами.

Предлагаемый способ осуществляет- . ся следующим образом.

Устройство для формирования видеосигнала работает в импульсном режиме фотоэкспозиции.

В ПЗС амплитуда импульсов накопления кадровой частоты на фазных электродах 14В, а амплитуда импульсов накопления строчной частоты 12В.

На подложке матрицы ПЗС в режиме интегрирования изображения устанавливается потенциал 14В следующим образом.

Кадровый гасящий импульс ПЗС имеет высокий уровень напряжения 5В, который преобразуется импульсным усилите"

1272 первого транзистора смесителя 8 и на подложке матрицы ПЗС, где происходит наложение этого низкого уровня напряжения на высокое напряжение 14В.

Результирующее высокое напряжение 5

14В на подложке в режиме интегрирова. ния задается второй цепочкой. Инвертированные кадровые гасящие импульсы ПЗС 1 имеют низкий уровень напряжения около 0,4В, который преобразуется импульсным усилителем 5 в высокий уровень напряжения около 15 В, усиливается по току до 0,1 А в импульсном усилителе 6 и регулятором 7 на базе второго транзистора смесите- 15 ля 8 выставляется высокий уровень напряжения 14В, который повторяется через эмиттерный выход смесителя 8 на подложке матрицы датчика l изображения. При этом в режиме интегриро- 20 вания получается минимальное провисание потенциальных барьеров и максимальное расстояние между барьерами.

В режиме переноса зарядов на подложке матрицы ПЗС устанавливается . 25 потенциал 12В следующим образом. Кадровый гасящий импульс ПЗС 1 имеет низкий уровень напряжения 0,4В, который преобразуется импульсным усилителем 2 в высокий уровень напряжения О около 15В, усиливается по току до

0,1 А в импульсном усилителе 3 и регулятором 4 на базе первого транзистора смесителя 8 выставляется высокий уровень напряжения 12В, который повторяется через эмиттерный выход смесителя 8 на подложке матрицы ПЗС 1.

На подложке матрицы происходит наложение этого высокого уровня напряжения 12В на низкое напряжение 0,4В. 40

Низкое напряжение 0,4В в режиме переноса задается второй цепочкой. Инвертированные кадровые гасящие импульсы

ПЗС 1 имеют высокий уровень напряжения 5В, который преобразуется импульс /5 ным усилителем 5 в низкий уровень напряжения около 0,4 В. Низкий уровень напряжения повторяется через импульсный усилитель 6 и регулятор 7 на базе второго транзистора смесителя 8, на gp подложке матрицы ПЗС происходит наложение этого низкого уровня на высокое напряжение 12В. Результирующее высо517 4 кое напряжение 12 В на подложке Ь режиме переноса равно амплитуде импульсов накопления строчной частоты на фазных электродах ПЗС. При этом в ре- жиме переноса получается минимальное провисание потенциальных барьеров и максимальное расстояние между барьерами, в результате чего уменьшается туннельный ток утечки информационных зарядов в соседние потенциальные ямы.

Формула изобретения

Способ формирования видеосигнала на приборе с зарядовой связью, заключающийся в накоплении зарядов в секции накопления прибора с зарядовой связью (ПЗС) путем подачи на фазные электроды секции накопления ПЗС потенциала накопления с помощью импульсов накопления кадровой частоты, переносе зарядов покадрово в секцию хранения ПЗС и затем построчно в вы- ходной регистр путем переключения потенциалов на фазных электродах ПЗС, последовательном считывании зарядов из выходного регистра путем подачи импульсов считывания тактовой частоты на фазные электроды выходного регистра и преобразовании зарядов в видеосигнал с помощью выходного детектора, причем во время накопления и во время переноса зарядов устанавливают разные потенциалы подложки ПЗС, отличающийся тем, что, с целью повышения размаза формируемого видеосигнала, во время накопления зарядов потенциал подложки ПЗС устанавливают равным амплитуде импульсов накопления кадровой частоты, во время переноса зарядов построчно в выходной регистр потенциал подложки ПЗС устанавливают равным амплитуде импульсов накопления строчной частоты, а во время последовательного считывания зарядов из выходного регистра потенциал подложки устанавливают равным амплитуде импульсов считывания тактовой частоты, при этом

ПЗС представляет собой матрицу эле" ментов, имеющих структуру полупроводник-диэлектрик-металл.

ВНИИПИ Заказ 6350/57 Тираж 624 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4