рядка очікувати повний цикл послідовного регістра. Тому інтервал між експонуванням скорочується, правда при цьому також падає швидкість зчитування - рядку доводиться «подорожувати» на вдвічі більшу відстань. Таким чином, інтервал між експонуванням скорочується тільки для двох кадрів, хоча вартість пристрою за рахунок буферного регістра помітно зростає. Однак найбільш помітним недоліком матриць з буферизацією кадру є подовжуючи «маршрут» фотострумів, який негативно позначається на збереження їх величин. І в кожному випадку між кадрами повинен спрацьовувати механічний затвор, так що про безперервне видеосигнале говорити не доводиться.
. 2.3 Матриця з буферизацією стовпців
Спеціально для відеотехніки був розроблений новий тип матриць, в якому інтервал між експонуванням був мінімізований не для пари кадрів, а для безперервного потоку. Зрозуміло, для забезпечення цієї безперервності довелося передбачити відмову від механічного затвора. Фактично дана схема, що отримала найменування матриці з буферизацією стовпців, в чомусь схожа з системами з буферизацією кадру - в ній також використовується буферний паралельний регістр зсуву, ПЗС-елементи якого приховані під непрозорим покриттям. Однак буфер цей не розташовується єдиним блоком під основним паралельним регістром його стовпці «перетасувати» між стовпцями основного регістра. У результаті поряд з кожним стовпцем основного регістра знаходиться стовпець буфера, а відразу ж після експонування фотоструми переміщуються не «зверху вниз», а «зліва направо» (або «справа наліво») і всього за один робочий цикл потрапляють в буферний регістр, цілком і повністю звільняючи потенційні ями для наступного експонування. Потрапили в буферний регістр заряди в звичайному порядку зчитуються через послідовний регістр зсуву, тобто «зверху вниз». Оскільки скидання фотострумів в буферний регістр відбувається всього за один цикл, навіть за відсутності механічного затвора не спостерігається нічого схожого на «розмазування» заряду в полнокадровой матриці. А ось час експонування для кожного кадру в більшості випадків за тривалістю відповідає інтервалу, затрачиваемому повне зчитування буферного паралельного регістра. Завдяки всьому цьому з'являється можливість створити відеосигнал з високою частотою кадров- не менше 30кадрів секунду.
Малюнок 7- Матриця з буферизацією стовпців
Хоча фотоструми основного паралельного регістра зсуву відразу ж потрапляють в буферний регістр, яка не піддається «фотонної бомбардуванню», «розмазування» заряду в матрицях з буферизацією стовпців також відбувається. Викликано це частковим перетіканням електронів з потенційної ями «світлочутливого» ПЗС-елемента в потенційну яму «буферного», особливо часто це відбувається при близьких до максимального рівнях заряду, коли освітленість пікселя дуже висока. У результаті на знімку вгору і вниз від цієї яскравої крапки простягається світла смуга, псують кадр. Для боротьби з цим неприємним ефектом при проектуванні сенсора «світлочутливий» і буферний стовпці розташовують на більшій дистанції один від одного. Зрозуміло, це ускладнює обмін зарядом, а також збільшує часовий інтервал даної операції, проте шкоду, яку завдає зображенню «розмазування», не залишає розробникам вибору.
Буферні регістри зсуву займають значну частину площі матриці, в результаті кожному пікселю дістається лише 30% світлочутливої ??області від його загальної поверхні, в той час як у пікселя полнокадровой матриці ця область становить 70%. Саме тому в більшості сучасних ПЗС матриць поверх кожного пікселя розташовується мікролінза. Таке найпростіше оптичний пристрій покриває велику частину площі ПЗС-елемента і збирає всю падаючу на цю частину частку фотонів в концентрований світловий потік, який, у свою чергу, спрямований на досить компактну світлочутливу область піксела.
Рисунок 8 - мікролінз [3]
Оскільки за допомогою мікролінз вдається набагато ефективніше реєструвати падаючий на сенсор світловий потік, з часом цими пристроями стали постачати не тільки системи з буферизацією стовпців, а й повнокадрові матриці. Втім, мікролінзи теж не можна назвати «рішенням без недоліків».
3. Дослідження характеристик ПЗЗ-камери
. 1 Основні характеристики і параметри ПЗС-матриць
Однією з найважливіших характеристик реєструючого пристрою, будь то фотоплівка або ПЗС-матриця, є чутливість - здатність певним чином реагувати на оптичне випромінювання. Чим вище чутливість, тим менша кількість світла потрібно для реакції реєструючого пристрою. Для позначення чутливості застосовувалися різні величини, проте зрештою прижилася практика позначати цей параметр в одиницях ISO.
Для окремого ПЗС-елемента під реакцією на світ...
