ом. Тому після зчитування всіх зарядів з регістра є можливість подати на його вхід новий рядок, потім наступну і таким чином сформувати безперервний аналоговий сигнал на основі двовимірного масиву фотострумів. У свою чергу, вхідний паралельний потік для послідовного регістра зсуву (тобто рядки двовимірного масиву фотострумів) забезпечується сукупністю вертикально орієнтованих послідовних регістрів зсуву, яка іменується паралельним регістром зсуву.
«Вертикальні» послідовні регістри зсуву, складові паралельний, називаються стовпцями ПЗС-матриці, а їх робота повністю синхронізована. Двовимірний масив фотострумів ПЗС-матриці одночасно зміщується вниз на один рядок, причому відбувається це тільки після того, як заряди попереднього рядка з розташованого «в самому низу» послідовного регістра зсуву пішли на підсилювач. До звільнення послідовного регістра паралельний змушений простоювати. Ну а сама ПЗС-матриця для нормальної роботи обов'язково повинна бути підключена до мікросхеми (або їх набору), що подає потенціали на електроди як послідовного, так і паралельного регістрів зсуву, а також синхронизирующей роботу обох регістрів. Крім того, потрібен тактовий генератор.
2. Типи фоточутливих ПЗС
. 1 Лінійні ФПЗС
Лінійний ПЗС - це датчик з найпростішої організацією. У ньому всі осередки збудовані в одну лінію, в кінці якої знаходиться вихідний пристрій.
На малюнку схематично зображено нерівномірно о?? вещённая лінійка ПЗС. Темнішими показані осередки, на які падає менше світла.
Малюнок 4- Лінійний ПЗС [5]
Лінійні ПЗС застосовуються там, де потрібна одномірне зображення, наприклад, в зчитувачах штрих-кодів, або в сканерах, де рух уздовж другої координати здійснюється шляхом механічного переміщення лінійки. Недолік лінійного ФПЗС є змазування зображення при зчитуванні через те, що до зарядовим пакетам даного рядка можуть додаватися носії, що генеруються світлом за час накопичення наступного рядка. Позбутися від цього недоліку можна, перекриваючи тим чи іншим способом потік випромінювання на час зчитування.
Радикальним вирішенням даної проблеми змазування зображення, формованого лінійним ФПЗС, стало просторове розділення областей накопичення та переносу. Частота роботи такого зсувного регістру знижується через те, що час зчитування відповідає часу накопичення. Подальше зниження частоти і числа переносів забезпечує двухрегістровая схема.
Стоп-канальні області в двухрегістровом ФПЗС виконані таким чином, що парні фотоячейкі передають накопичені заряди в один з регістрів, а непарні - в іншій.
У сучасних лінійних ФПЗС переважно використовують фотодіоди через те, що при використанні МОП-накопичувача різко знижується чутливість ПЗС в короткохвильовій області.
. 2 Матричні ФПЗС
. 2.1 Повнокадрова матриця
Даний тип сенсора є найбільш простим з конструктивної точки зору і іменується полнокадровой ПЗС-матрицею (full-frame CCD - matrix). Крім мікросхем «обв'язки», такий тип матриць потребує також механічному затворі, перекриває світловий потік після закінчення експонування. До повного закриття затвора зчитування зарядів починати не можна - при робочому циклі паралельного регістра зсуву до фотоструму кожного з його пікселів додадуться зайві електрони, викликані потраплянням фотонів на відкриту поверхню ПЗС-матриці. Дане явище називається «розмазуванням» заряду в полнокадровой матриці.
Малюнок 5 Повнокадрова матриця
Таким чином, швидкість зчитування кадру в такій схемі обмежена швидкістю роботи як паралельного, так і послідовного регістрів зсуву. Також очевидно, що необхідно перекривати світловий потік, що йде з об'єктива, до завершення процесу зчитування, тому інтервал між експонуванням теж залежить від швидкості зчитування.
. 2.2 Матриця з буферизацією кадру
Існує вдосконалений варіант полнокадровой матриці, в якому заряди паралельного регістра не надходять порядково на вхід послідовного, а «складуються» в буферному паралельному регістрі. Даний регістр розташований під основним паралельним регістром зсуву, фотоструми порядково переміщаються в буферний регістр і вже з нього надходять на вхід послідовного регістра зсуву. Поверхня буферного регістра покрита непрозорою (частіше металевою) панеллю, а вся система отримала назву матриці з буферизацією кадру.
Малюнок 6 Матриця з буферизацією кадру
У даній схемі потенційні ями основного паралельного регістра зсуву «спорожняються» помітно швидше, так як при перенесенні рядків у буфер немає необхідності для кожного...
