Фотоэлектрический преобразователь для устройств выделения признаков изображений
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 К 9/00
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4679462/24 (22) 18.04,89 (46) 23.10.91. Бюл. М 39 (71) Институт проблем управления (72) В.Д,Зотов, А.М.Григорьев, О.К.Аробел идзе и P.Ð, Áàáàÿ H (53) 681.327.12(088.8) (56) Зотов В.Д. Полупроводниковые устройства восприятия оптической информации.—
М,; Энергия, 1976, с.59-61.
Авторское свидетельство СССР
N 1228129, кл, G 06 К 9/00, 1984. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УСТРОЙСТВ ВЫДЕЛЕНИЯ
ПРИЗНАКОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах распознавания и обработки изображений, а также в измерительных системах.
Целью изобретения является увеличение чувствительности преобразователя.
На фиг. 1 схематически показан фотоэлектрический преобразователь; на фиг, 2— то же, совместно с одной из возможных схем его включения.
Преобразователь содержит полупроводниковую пластину 1, пары периферийных электродов 2 и 3, диэлектрический слой
4, реэистивный слой 5 с омическим контактом, внешний кольцевой электрод 6 с омическим контактом. Схема включения преобразователя содержит нагрузку 7, блок
8 измерения интегральной освещенности, формирователь 9 управляющего напряжения, источник 10 питания (постоянного напряжения показан условно), идентичные дифференциальные усилители 11 и 12.
„„Я „„1686466 А1 (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах распознавания и обработки изображений, а также в измерительных системах. Цель изобретения — увеличение чувствительности на ее фронтальной стороне кольцевой электрод с омическим контактом и две пары периферийных электродов. расположенных внутри кольцевого электрода. На полупроводниковой пластине с ее тыльной стороны последовательно расположены диэлектрический слой и резистивный слой с омическим контактом. 2 ил.
Преобразователь работает следующим образом.
Формирователь 9 управляющего напряжения формирует напряжение прямоугольной формы, прикладываемое к кольцевому электроду 6 и резистивному слою 5. Это приводит к возникновению радиального электрического поля в полупроводниковой пластине 1. Прикладываемое напряжение имеет полярность, способную уменьшить концентрацию основных носителей заряда вблизи границы раздела полупроводниковой пластины 1 со слоем диэлектрика 4. Амплитуда и длительность импульса напряжения выбираются достаточными для образования приповерхностного слоя (с тыльной стороны полупроь виниковой пластины 1) обедненного основныл,и носителями заряда. При этом конфигурация пространственного заряда обедненного слоя отражает конфигурацию внешнего электрического поля, задаваемого посред1686466 ством кольцевого электрода 6 и резистивно- сигналах, возникающих на парах ортогого слоя 5. нально расположенных периферийных
За время действия импульса обедняю- электродов 2 и 3. щего напряжения неосновые носители за- Дифференциальный сигнал с периферяда генерируются излучением, 5 рийных электродов 2 и 3 по линейной коорформирующим анализируемое изображе- динате х пропорционален двумерному ние и направленными на фронтальную по- моменту первого порядка от анализируемоверхность полупроводниковой пластины 1. го изображения:
При этом неосновные носители заряда из dUeyx(xp) = KT f xl(x, у) dxdy (2) обьема полупроводника начинают диффун- 10 Благодаря компенсации уровня интегральдировать к границе раздела полупроводни- ной освещенности (1) в выражении (2) выка с диэлектриком в область ходной дифференциальный сигнал датчика пространственного заряда, Причем время Uzgxo) соответствует координате энергетижизни неосновных носителей, а следова- ческого центра тяжести изображения телхно, и значение диффузной длины пас- 15, i Лихих (хо сивного носителя возрастают по мере оо х,у, дх у уменьшения концентрации основных носиСигнал, соответствующий признаку уо, В паузе между прямоугольными им- Uzz(yp) формируется аналогичным образом пульсами напряжения все неосновные но- 20 (одновременно с сигналом, соответствуюсители заряда, скопившиеся вблизи щимхо). границы раздела полупроводниковой пла- На выходах усилителей 11 и 12 получают стины 1 со слоем диэлектри1.а 4, устремля- усиленные сигналы Uzz(xp) и Uza(yp), соответются вглубь полупроводниковой пластины ствующие линейным координатам центра
1, к области прилегания кольцевого элект- 25 тяжести изображения рода 6. где они рекомбинируют с основны- Таким образом, в целом фотоэлектричеми носителями, вызывая появление сигнала ский преобразователь позволяет выделять на нагрузке 7. Зтот сигнал соответствует сигналы, соответствующие следующим приинтегралу по площади фоточувствительной знакам изображений — интегральной освеповерхности, т,е. интегральной освещенно- 30 щенности (двумерному моменту нулевого сти или двумерному моменту нулевого по- порядка), а также координатам энергетического центра тяжести изображений по обеим
Uoo = К ф f> l(x, у) dxdy/х, у с Аф, (1) декартовым координатам одновременно.
Аф
Повышение чувствительности преобрагде 0оо — сигнал, соответст Ующий интег 35 зователя предложенной конструкции обусральной освещенности; ловлено непосредственным преимуществом х, У вЂ” линейные кооРдинаты вдоль оси, изображения на фронтальную поверхность проходящей через центр кольцевого элект- полупроводниковой пластины, в результате рода и центры каждой пары периферийных чего усиливаются потери энергии на отражетокосъемов;
40 ние от поверхностей диэлектрического и реАф — фронтальная поверхность полупро- зистивного слоев, а также на поглощение в водниковой пластины; резистивном слое. Кроме того, устранением
1(х, У) — РаспРеделение интенсивности в конструкции преобразователя центральизлучения, соответствующего анализируе- ного точечного электрода исключаются исмому изображению;
45 кажения формы проецирующего свойства
К вЂ” коэффициент пропорциональности.
В блоке 8 сигнал интегральной осве пя™ ; щенности с нагрузки 7 усиливается, детекФотоэлектрический преобразователь тируется в сигнал постоянного тока и этот для устройств выделения признаков изоУсиленный сигнал поступает на вход фоРми- 50 бражений, содержащий полупроводникорователя 9управляющего напряжения, вызы- вую пластину, диэлектрический слой, мплитуды прямоу ольно о резистивный слой с омическим контактом, напряжения на его выходе соответственно внешний кольцевой электрод и две пары изменению мощности светового пятна (изо- периферийных электродов, расположенных бражения), тем самым изменяя амплитуду ра- 55 на фронтальной поверхности полупроводдиального электрического поля. Такая никовой пластины внутри внешнего кольцемодуляция концентрации неосновных носи- ваго электрода, отличающийся тем, телей радиальным электрическим полем что, с целью увеличения чувствительности компенсирует уровень интегральной осве- преобразователя, в нем диэлектрический и щенности в выходных дифференциальных резистивный слои расположены последова1686466 (Уо) Составитель С.Бабкин
Техред М,Моргентал Корректор С Черни
Редактор И.Шмакова
Заказ 3599 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тельно на полупроводниковой пластине с тыльной ее стороны, а внешний кольцевой электрод расположен на полупроводниковой пластине с ее фронтальной стороны.
