Интегральная фотоприемная матрица Советский патент 1979 года по МПК H04N5/30 

(54) ИНТЕГРАЛЬНАЯ ФОТОНРИЕМНАЯ МАТРИЦА

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться например в устройствах вывода информации из оптических запоминающих устройств (ЗУ).

Известна интегральная фотоприемная матрица, содержащая m вертикальных и п горизонтальных соответственно рядов фотоячеек, каждая из которых имеет разрядный и адресный вывод, причем разрядные выводы фотоячеек каждого вертикального ряда соединены с соответствующей вертикальной щиной, адресные выводы фотоячеек каждого горизонтального ряда соединены с соответствующей горизонтальной щиной, (т-1) дифференциальных усилителей, первый вход каждого из которых соединен с соответствующей из (ш - 1) вертикальной щиной, а каждая из горизонтальных щин подключена к соответствующему выходу блока сканирования 1.

Однако эта фотоприемная матрица обладает недостаточно высокой фоточувствительностью, ограниченной темновымн токами фотоячеек.

Цель изобретения - повыщение фоточувствительности.

Для этого в интегральной фотоприемной матрице, содержащей m вертикальных и п горизонтальных соответственно рядов фотоячеек, каждая из которых имеет разрядный и адресный вывод, причем разрядные выводы фотоячеек каждого вертикального ряда соединены с соответствующей вертикальной шиной, адресные выводы фотоячеек каждого горизонтального ряда соединены с ссютветствующей горизонтальной щиной, m - 1) дифференциальных усилителей, первый вход каждого из которых соединен с соответствующей из (т-1) вертикальной щиной, а каждая из горизонтальных щин подключена к соответствующему выходу блока сканирования, т-ая вертикальная щина подключена к вторым входам (ш-1) дифференциальных усилителей, при этом m вертикальных фотоячеек снабжены отражающим экраном.

На чертеже представлена структурная электрическая схема интегральной фотоприемной матрицы.

Интегральная фотоприемная матрица содержит фотоячейки , вертикальные 2i-2у, и горизонтальные 3i-Зи.шины, дифференциальные усилители 4-)-4, блок 5 сканирования. Фотоячейки Ь - l имеют адресные выводы 6i-6с и разрядные выводы . Интегральная фотоприемная матрица работает следующим образом. Блок 5 сканирования возбуждает в горизонтальных шинах 3i-З-д последовательность импульсов напряжения, вызывающих появление в вертикальных щинах выходных сигналов. Выходные сигналы содержат коммутационные составляющие, обусловленные проходными емкостями ключевых элементов фотоячеек li-1, темновые составляющие, оусловленные темновыми токами фоточувствительных элементов матрицы и полезные cocTaiviHiouuie, обусловленные падаюUUIM ii;i фоточувствительные элементы светом. Две фотоячейки li и lij выполняют функцию эталонного источника помех, т. е. коммутационных и темновых составляющих выходных сигналов, появляющихся синхронно с выходными сигналами информационных фотоячеек. С этой целью фоточувствительные элементы фотоячеек 1 и Ц закрыты от света отражающим покрытием. Дифференциальные усилители 4 - 4р производят вычитание коммутационных и темновых помех из вь1ходных сигналов информационных ячеек, что приводит к увеличению фоточувствительности матрицы. Чувствите.чьность фотоприемных устройств характеризуется порогом чувствительности - минимальной величиной оптического сигнала, вызывающей на выходе информационный электрический сигнал, величина которого равна величине помехи. Выходной сигнал фотоячейки может быть представлен в виде Q(t) (t) + Q.,(t) + Q(t) + /щ;, где (t) - заряд, обусловленный фототоком; QT(t) - заряд, обусловленный темповым током; Q,(t) - заряд,д бусловленный коммутационным токо.м; vQit - флюктуирующий сигнал/шум. Отношение сигнал/поме.ча равно 0ч.м, }тм QKM где Qq 5дШд, Зд- токовая чувствительность фоточувствитепьного элемента матрицы; WA - энергия оптического сигнала, ( QiM QKM - пиковые значения составляющих выходного сигнала. 1 порог чувствительности известной фотоприемной матрицы равен /ol), w, (Q.-+ Порог чувствительности предлагае.мой фотоприемной матрицы равен Из сравнения порогов чувствительности известной и предлагаемой матриц следует, что предлагаемое устройство имеет порог чувствительности в несколько десятков раз меньше, чем известная фотоприемная матрица. Формула изобретения Интегральная фотоприемная матрица, содержащая m вертикальных и п горизонтальных соответственно рядов фотоячеек, каждая из которых имеет разрядный и адресный вывод, причем разрядные выводы фотоячеек каждого вертикального ряда соединены с соответствующей вертикальной шиной, адресные выводы фотоячеек каждого горизонтального ряда соединены с соответствуюпдей горизонтальной шиной, (ш - li дифференциальных усилителей, первый вход каждого из которых соединен с соответствующей из (гп-) вертикальной шиной, а каждая из горизонтальных шин подключена к соответствующему выходу блока сканирования, отличающаяся тем, что, с целью повышения фоточувствительности, т-ая вертикальная щина подключена к вторы.м входам (т-1)-ых дифференциальных усилителей, при этом m вертикальных фотоячеек снабжены отражающим экраном. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3946151, кл. 178-71. 1974.