Опт устр в РТ / ОУ / Основные параметры ПЗС-матриц

Основные параметры ПЗС-матриц

1. Чувствительность

2. Динамический диапазон

ПОЛНОКАДРОВАЯ МАТРИЦА

Помимо микросхем «обвязки», такой тип матриц нуждается также в механическом затворе, перекрывающем световой поток после окончания экспонирования.

Скорость считывания кадра в такой схеме ограничена скоростью работы как параллельного, так и последовательного регистров сдвига.

Усовершенствованный вариант полнокадровой матрицы

(матрица с буферизацией кадра)

Матрицы с буферизацией столбцов

Рядом с каждым столбцом основного регистра находится столбец буфера, а сразу же после экспонирования заряды перемещаются не «сверху вниз», а «слева направо» (или «справа налево») и всего за один рабочий цикл попадают в буферный регистр, освобождая потенциальные ямы для следующего экспонирования.

Механический затвор не нужен.

Время экспонирования для каждого кадра по продолжительности соответствует интервалу, затрачиваемому на полное считывание буферного параллельного регистра. Благодаря этому появляется возможность создать видеосигнал с высокой частотой кадров— не менее 30кадров секунду.

Хотя фототоки основного параллельного регистра сдвига сразу же попадают в буферный регистр, который не подвергается «фотонной бомбардировке», «размазывание» заряда в матрицах с буферизацией столбцов также происходит. Вызвано это частичным перетеканием электронов из потенциальной ямы «светочувствительного» ПЗС-элемента в потенциальную яму «буферного», особенно часто это происходит при близких к максимальному уровнях заряда, когда освещённость пикселя очень высока. В результате на снимке вверх и вниз от этой яркой точки протягивается светлая полоса, портящая кадр. Для борьбы с этим неприятным эффектом при проектировании сенсора «светочувствительный» и буферный столбцы располагают на большей дистанции друг от друга. Разумеется, это усложняет обмен зарядом, а также увеличивает временной интервал данной операции, однако вред, который наносит изображению «размазывание», не оставляет разработчикам выбора.

Буферные регистры сдвига «съедают» значительную часть площади матрицы, в результате каждому пикселю достаётся лишь 30% светочувствительной области от его общей поверхности, в то время как у пикселя полнокадровой матрицы эта область составляет 70%.

При съёмке в особых условиях, требующих повышенной чувствительности в синей и ультрафиолетовой областях спектра, применяются матрицы с обратной засветкой (back -illuminated matrix). В сенсорах такого типа регистрируемый свет падает на подложку, а чтобы обеспечить требуемый внутренний фотоэффект подложка шлифовалась до толщины 10–15 микрометров.

А