також, щоб матриця володіла системою видалення надлишкового заряду потенційної ями.
Буферні регістри зсуву «з'їдають» 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 пікселя.
Рисунок 9 - мікролінз
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».
Будучи оптичним пристроєм, мікролінзи в тій чи іншій мірі спотворюють реєстроване зображення, найчастіше це виражається у втраті чіткості у найдрібніших деталей кадру, їх краї стають злегка розмитими. З іншого боку, таке нерезкое зображення аж ніяк не завжди небажано - в ряді випадків зображення, що формується об'єктивом, містить лінії, розмір і частота розміщення яких близькі до габаритів ПЗС-елемента і міжпіксельна віддалі матриці. У цьому випадку в кадрі часто спостерігається ступінчастість. У підсумку лінії об'єкта на знімку виходять рваними, з зубчастими краями. Для вирішення цієї проблеми в камерах з матрицями без мікролінз використовується дорогий фільтр захисту від накладення спектрів, а сенсор з мікролінзами в такому фільтрі не потребує. Втім, в будь-якому випадку за це доводиться розплачуватися деяким зниженням роздільної здатності сенсора.
Якщо об'єкт зйомки освітлений недостатньо добре, рекомендується максимально відкрити діафрагму. Однак при цьому різко зростає відсоток променів, падаючих на поверхню матриці під крутим кутом. Мікролінзи ж відсікають значну частку таких променів, тому ефективність поглинання світла матрицею сильно скорочується. Хоча треба зазначити, що падають під крутим кутом промені теж є джерелом проблем, входячи в кремній одного пікселя, фотон з великою довжиною хвилі, що володіє високою проникаючою здатністю, може поглинутися матеріалом іншого елемента матриці, що в підсумку призведе до спотворення зображення. Для вирішення цієї проблеми поверхня матриці покривається непрозорою «гратами», в вирізах якої залишаються тільки світлочутливі зони пікселів.
У класичній схемі ПЗС-елемента, при якій використовуються електроди з полікристалічного кремнію, чутливість обмежена унаслідок часткового розсіювання світла поверхнею електрода. Тому, при зйомці в особливих умовах, що вимагають підвищеної чутливості, у синій і ультрафіолетовій областях спектру, застосовуються матриці зі зворотним засвіченням. У сенсорах такого типу реєстрований світло падає на підкладку, а щоб забезпечити необхідний внутрішній фотоефект підкладка шліфувалася до товщини 10-15 мікрометрів. Дана стадія обробки сильно здорожувала вартість матриці, крім того, пристрої виходили дуже крихкими і вимагали підвищеної обережності при збірці і експлуатації.
Рисунок 10 - Матриця зі зворотним засвіченням
Очевидно, що при використанні світлофільтрів, що послаблюють світловий потік, всі дорогі операції по збільшенню чутливості втрачають сенс, тому матриці зі зворотним засвіченням застосовуються здебільшого в астрономічній фотографії.
3. Штучні супутники Землі
ШСЗ - космічні літальні апарати, виведені на орбіти навколо Землі і призначені для вирішення наукових і прикладних завдань. За допомогою ШСЗ вперше була виміряна щільність верхньої атмосфери, досліджені особливості поширення радіосигналів в іоносфері, перевірені теоретичні розрахунки і основні технічні рішення, пов'язані з виведенням ШСЗ на орбіту.
3.1 Загальні відомості про ШСЗ
У відповідності з міжнародною домовленістю космічний апарат називається супутником, якщо він зробив не менше одного обороту навколо Землі. В іншому випадку він вважається ракетним зондом, що проводив вимірювання уздовж балістичної траєкторії, і не реєструється як супутник. Залежно від завдань, що вирішуються за допомогою ШСЗ, їх підрозділяють на науково-дослідні та прикладні. Якщо на супутнику встановлені радіопередавачі, та чи інша вимірювальна апаратура, імпульсні лампи для подачі світлових сигналів і т. П., Його називають активним. Пасивні ШСЗ призначені зазвичай для спостережень із земної поверхні при вирішенні деяких наукових завдань. Науково-дослідні ШСЗ ...
