Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Максимальное число переносов для одного зарядового пакета нетрудно подсчитать. Для покадровой организации считывания по трехтактной схеме сдвига число переносов Ф „, = 2 х Зз + 2п, где г — число строк; и — число элементов в строке. В приведенном равенстве первый член учитывает число переносов по кадру, а второй — число переносов вдоль строки.
Следует иметь в виду, что зарядовые пакеты переносятся не полностью, так как, во-первых, часть заряда теряется в ловушках, существующих на границе кремния с окислом, а во-вторых, при определенной скорости переноса часть заряда может отстать от пакета и появиться в следующем. Неэффективность переноса заряда е накладывает определенные ограничения на скорость работы ПЗС и полное число переносов, которые можно совершить без существенного разрушения сигнала; е — относительная величина и характеризует часть заряда, отставшую от пакета на один перенос. Умножив е на число переносов в приборе 11г, получим результирующую неэффективность переноса № всего прибора. Недостатком матриц ПЗС КП является неполное устранение смаза изображения, которое проявляется в виде вертикальных тянущихся продолжений за очень яркими деталями.
Смаз появляется нз-за того, что при переносе накопленных зарядов из фотоприемной секции в секцию памяти свет продолжает попадать в фотоприемную секцию. Для уменьшения величины смаза изображения были разработаны матрицы со строчным переносом зарядов (рис. 6.12), в которых область накопления образована вертикальными столбцами светочувствительных элементов, между которыми помещены защищенные от света вертикальные сдвнговые регистры. В течение времени кадра в светочувствительных элементах накапливаются зарядовые пакеты.
Во время гасящего кадрового импульса они одновременно переносятся в соседние ячейки вертикальных сдвиговых регистров. Во время накопления следующего кадра, зарядовые пакеты нз вертикальных регистров одновременно сдвигаются в горизонтальный (выходной) регистр.
Сдвиг по вертикальным регистрам на один элемент происходит во время обратного хода строчной развертки, а вывод вгрядовых пакетов из горизонтальных регистров в выходное устройство — — за время прямого хода строчной развертки. Полное освобождение вертикальных сдвиговых регистров от зарядов происходит ш время кадра. 134 х1АСТЫ1.
Принципы построения преобразователей Вертикальные сдвиговые регистры Вертикальные сдвиговые регистры еточувст- тельные еточувст- тельные ементы е гиен ты екция анения Гаризонтальныи Выходное (выходной) регистр устройство Горизонтальный Выходное (выходной) регистр устройство Рнс. 6.12. Матрица со строч- ным переносом зарядов Рнс.
6.13. Матрица со строчно- кадровым переносом зарядов Для обеспечения чересстрочной' развертки в матрице ПЗС СП заряды из светочувствительных ячеек в вертикальные регистры переносятся: в нечетных полях — из нечетных ячеек, а в четных полях — из четных ячеек. Величина смвэа изобрэлсения в матрицах ПЗС СП существенно меньше, чем в ПЗС КП.
Однако при наличяи на объекте ярко освещенной детали, уровень смаза оказывается заметен. В матрицах ПЗС СП он обусловлен попаданием части наклонно падающего света под алюминиевый экран над вертикальным ПЗС регистром, Это паразитная засветка значительно меньше, чем в матрицах ПЗС КП, но время ее действия существенно больше и равно длительности поля. В трехматричных камерах вещательного назначения необходимо дальнейшее снижение уровня смаза изображения.
Для обеспечения этого требования были разработаны гибридные матрицы ПЗС со строчно-кадровым переносом заряда (СКП). Матрицы ПЗС СКП (рис. 6.13) отличаются от матриц ПЗС СП (см. рис. 6.12) наличием в них дополнительной секции хранения зарядов на длительность поля. Поэтому частота переноса заряда из вертикальных ПЗС регистров в секцию хранения может быть выбрана в десятки раз больше частоты строк, используемой в матрицах ПЗС СП. Это позволяет во столько же раз уменьшить уровень смаза изобрэзкения. Недостатки матриц ПЗС СКП заключаются в относительноИ сложности изготовления и высокой стоимости производства.
Световая характеристика матрицы ПЗС в рабочем диапазоне освещенности линейна (рис. 6.14). Точка 1 соответствует выходному сигналу в отсутствие освещения и определяет темновой ток, об- условленныИ в болыпоИ степени термогенерациеИ неосновных носителей. Точка х характеризует режим насыщения элемента матрицы, т.е. полное заполнение потенциальной ямы неосновными носитслями. Глубина потенциальной ямы определяется конструктивными па- 135 ГЛАВА 6. Телевизионные преобразователи свет-снгнал В 1,0 В 1,0 0,8 0,2 0,1 0,6 0,4 0,04 0,2 0,02 0,01 О,З 0,6 0,7 0.9 1,1 Л, нм 2468Влк Рис.
6.14. Световая харак- терястяка матрицы ПЗС Рис. 6.15. Спектральная ха- рактерястяка матрицы ПЗС Глава 7 ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СИГНАЛ вЂ” СВЕТ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Преобразователи электрических сигналов в оптическое изобра'кгние — устройства воспроизведения ТВ изобралсения — могут быть |ш исалены на устройства прямого наблюдения и проекционные. Наи~кхпгс распространены устройства прямого наблюдения — монохромпьн и цветные электронно-лучевые приемные трубки — кинеско- раметрами матрицы и потенциалом накопления, значение которого ограничено напряжением пробоя МОП-конденсатора. Спектральная чувствительность матричного формирователя (рис. 6.15) имеет подъем в длинноволновой области спектра и спад в области длин волн 0,4...0,5 мкм (кривая 1), который обусловлен сильным поглощением на этом участке спектра нанесенными на полупроводниковую подложку поликремниевыми электродами.
Для повышения чувствительности в этой области спектра в поликремниевых электродах вскрыты окна. Площадь окон составляет примерно 15...20 % от площади фоточувствительной поверхности элемента. Это подняло чувствительность матрицы на длине волны Л = 0,4 мкм до 20 % (кривая й), что позволило использовать матрицу в цветном телевидении. Разрешающая способность определяется числом элементов накопления в матрице ПЗС. Для систем телевидения высокой четкости разработаны матрицы ПЗС с числом элементов 1035х1920. Матрицы ПЗС СП широко используются в бытовых одноматричпых телевизионных камерах. Камеры вещательного телевидения работают на матрицах ПЗС СКП, обладающих более высокими светотехническими параметрами.
ЧАСтЫ1. Принципы построения преобразователей пы. Они обеспечивают получение ТВ изображения площадью до 0,25...0,5 мз, предназначенного для прослютра небольшим числом зрителей. Увеличение аудитории телезрителей требует увеличения размеров ТВ изображения от единиц до нескольких десятков квадратных метров. Для этого используются проекционные воспроизводящие устройства: высокояркие проекционные кинескопы, лазерные проекторы и светоклапанные системы. Основными требованиями, предъявляемыми к устройствам воспроизведения ТВ изображения, являются: необходимые размеры экрана, достаточная яркость, способность к созданию изображения с высоким контрастом, высокая разрешающая способность, позволяющая различать наиболее мелкие детали изображения, а также размеры воспроизводящих устройств, стабильность их харщстеристик и т.д.
7.1. Кинескопы черно-белого телевидения 1(инескоп — приемная электронно-лучевая трубка с люминофорным экраном, преобразующая мгновенные значения ТВ сигнала в последовательность световых импульсов, совокупность которых образует ТВ изображение. Развертывающим элементом в кинескопе является сфокусированный электронный луч. Воспроизведение изображения на экране обеспечивается отклонением луча по закону развертки и модуляцией его плотности сигналом изображения. По назначению различают кинескопы прямого наблюдения, в которых изображение создается непосредственно на экране, и проекционные.
Последние используются для проекции изображения на большой экран и в системах бегущего светового луча. Наиболее широко распространены кинескопы прямого наблюдения. Они применяются в индивидуальных ТВ приемниках, в промышленных телевизионных устройствах ПТУ, видоискателях передающих телевизионных камер и др. Устройство кинескопа схематически изображено на рис.
7.1,а. Основными частями являются: стеклянная колба 8, электронно- оптическая система Й, формирующая электронный луч, и люминофорный экран. На горловине кинескопа помещается отклоняющая Гг З4 б б б) Рис. 7.1. Кииескоп черно-белого телевидения 137 ГЛАВА Т. Телевизионные преобразователи сигнал — свет система 3, с помощью которой формируется магнитное поле, обеспечивающее перемещение электронного луча в процессе развертки изображения. Экран представляет собой слой люминофора 7, покрытый тонкой пленкой алюминия 5. В цилиндрической горловине колбы помещен электронный пролсектор 2. Второй анод прожектора соединен с проводящим покрытием 4, нанесенным на внутреннюю поверхность колбы и горловины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
