Приемник изображения на приборахс зарядовой связью

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик Ф"1

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0М779 (21) 27Э201ЬУ18-28 (51)М. Кл

Н 01 ? 27/10 (53) УДК (088. 8) с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.0481, Бюллетень Мо 1

Дата опубликования описания 23.0481

B.И. Золотарев, E.A. Фетисов, Б.И. Фукс и P.З. Хафизов (72) Авторы изобретения S ! "с)

1 (71) Заявитель

1 (54) ПРИЕМНИК ИЗОБРАЖЕНИЯ HA ПРИБОРАХ

С ЗАРЯДОВОИ СВЯЗЬЮ

Изобретение относится к микроэлектронике, а более конкретно — к многоэлементным приемникам изображения »а е зарядовой связью (ПЭС), предназначенным для преобразования оптического изображения в электрические сигналы.

Известны двумерные приемники изображения, содержащие регистры сдвига аналоговых сигналов на ПЭС, образованные электродами переноса заряда, подключенными к шинам тактового питания. Фоточувствительные элементы приемников выполнены отдельно от регистров на той же полупроводниковой подложке, что и регистры однако этими элементами могут являться и сами электроды (lj.

Недостатком известных, приемников является усложненность их конструкции, связанная с необходимостью обеспечения непрерывного считывания видеосигнала и выражающаяся в наличии дополнительных элементов в ячейке приемников или в необходимости дополнительной секции хранения.

Наиболее близким к предлагаемому является приемник изображения на приборах с зарядовой связью, содержащий регистры накопления и переноса заряда, электроды которых подключены к шинам тактового питания (2).

Недостатком указанного приемника с переносом кадра является обязательное наличие секции хранения, что удваивает число элементов приемника и увеличивает его площадь, при этом число. элементов разложения и разрешающая способность не увеличивается, а надежность и выход годных при изготовлении уменьшаются.

Необходимость секции хранения вызвана тем, что без нее в случае описанного присоединения электродов к шинам, видеосигнал полностью смазан в направлении переноса заряда, либо не будет. непрерывным, что эквивалентно неоправданному уширению частотной полосы пропускания в ПЭС и цепях дальнейшей обработки сигнала.

Цель изобретения — устранение смазывания сигнала..

Указанная цель достигается тем, что в приемнике иэображения на приборах с зарядовой связью, содержащем регистры накопления и переноса заряда электроды которых подключены к шинам тактового питания, электроды одного из тактов в нечетных регистрах и од824347. ноименные электроды в четных подключены к различным шинам.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого приемника изображения на ПЭС для случая трехтактового питания.

Приемник содержит электроды переноса и накопления заряда первого такта 1, второго такта 2 и третьего такта 3. Все электроды 1-3 выполнены, например, из поликристаллического кремния. Для обеспечения зарядовой связи между смежными электродами, 1 и 2, например, они перекрываются (на чертеже условно показаны соответствующие зазоры) . Электроды 1-3 расположены над подложкой 4, напри- )Ю мер, из кремния. Электроды третьего такта соответственно в нечетных регистрах 5 и четных не соединены друг с другом. Электроды 1 и 2 подключены к шинам 6 первого и второго так- 2О та обычным способом. Шины 6 и 7 выполнены например, из поликристаллического кремния или из металла (алюминия) .

К шинам 6 прилагаются напряжения 25

М„ и Ч . — первыЕ две фазы трехтактового питания с умеренной амплитудой, например +10 В. Если в это время прилагаемое,к шине 7 импульсное напряжение, представляет собой третью У с той же амплитудой +10 В, Зо то ав нечетных регистрах идет перенос ранее накопленного заряда электронов. Число импульсов ч, поступающих на шины 6 и 7 равно количеству триплетов электродов в регистрах. В это же время к шине 7 прилагается напряжение Ч, которое остается постоянным за все время считывания нечетных Регистров, т.е. за первый полукадр, и имеет повышенную ампли- 40 туд, например +20 В. При этом под электродами 3 третьего такта в четных регистрах происходит накопление заряда электронов под действием падающего излучения. Затем напряжения 4> на,шинах 7 меняются местами, и уже в четных регистрах 5 идет перенос заряда, а в нечетных 5 — накопление.

После регистров 5 переносимый заряд попадает в поперечно расположен- о ный регистр сдвига на ПЭС, а затем в считывающее устройство. Эти элементы конструкции не отличаются от известных (не показаны) . Заметим лишь что число электродных триплетов в этом выходном регистре равно половине количества регистров 5, а частота тактового питания в выходном регистре в такое.же число раз выше частоты тактового питания Ч

При этом полезное время накоп- ф) ления заряда равно половине времени кадра, а максимальная необходимая частота в выходном регистре остаетЯ. ся в и раз выше кадровой частоты, где nxn — формат кадра, т.е. неопределенного расширения частотной полосы нет.

За счет сравнительно медленного движения пакетов накопленного заряда через освещенные области в регистрах

5 имеет местО некоторое появление фонового заряда — непустого нуля. Однако в случае точечного изображения,найример, уровень такого фо нового" заряда в и раз меньше, чем величина Максимального заряда. Так уже при n 100 он не превышает 1%, а динамический диапазон при этом составит 100. При увеличении же и фоновый заряд быстро становится совсем несущественным. Максимальный накопленный заряд пропорционален разнице между повышенным напряжением накопления и напряжением тактового питания, т.е. в нашем случае (20  — 10 В = 10 В) он вдвое меньше, чем заряд, который накапливается при полном использовании напряжения накопления 20 В.

Наряду с устранением смазывания сигнала достигается и упрощение конструкции данного приемника изображения на ПЭС за счет исключения секции хранения, что позволяет вдвое уменьшить число электродов в приборе и существенно сократить его активную площадь при сохранении числа элементов разложения и незначительном уменьшении времени накопления (при Ilocтоянной кадровой частоте) и незначительном (- вдвое уменьшении максимального накопленного заряда). За счет упрощения конструкции возможно существенное увеличение надежности и повышение выхода годных. Причем этот выигрыш тем сильнее, чем больше число элементов разложения приемника.

Формула изобретения

Приемник иэображения на приборах с зарядовой связью, содержащий регистры накопления и переноса заряда, электроды которых подключены н шинам тактового питания, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью устра- нения смазывания сигнала, электроды одного из тактов в нечетных регистрах и одноименные электроды в четных подключены к различнымчшинам.

Источники инфсрмации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Секен К. и Томпсет М. Приборы с переносом заряда. М., Мир, 1978, с. 166-169.

2. Заявка Франции Р 2360176, кл, Н, 01 L 27/14, 1978 (прототип).

824347

Составитель О. Федюкина

Редактор Л. Кеви Техред Н.Вабурка КОРРектоР В. Синицкая

Заказ 2137/78 Тираж 784 Подписное

ВПИИПИ Государствениого комитета СССР по делам .изобретений и открытий..

113035, Москва, N-35, Раушс ая наб., д.4/5, Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4