ПЗС-матрица, прибор с зарядовой связью

ПЗС-матрица (ПЗС – прибор с зарядовой связью, CCD-матрица) – аналоговая интегральная микросхема из кремния, состоящая из светочувствительных фотодиодов. В основе лежит технология приборов с зарядовой связью, которая позволяет считывать электрический потенциал путем сдвига заряда от одного элемента к другому. Сама технология существует с 1969-го года, ее создатели Уиллард Бойл и Джордж Смит были награждены за это изобретение Нобелевской премией по физике (правда, только в 2009 году). Технология получила развитие в системах фотографирования и видеонаблюдения (в том числе, с использование ближнего инфракрасного спектра) благодаря тому, что кремниевая ПЗС-матрица, как выяснилось, способна получать заряд с помощью фотоэлектрического эффекта. На сегодняшний день ПЗС-матрицы и приборы наблюдения на их основе выпускаются многими российскими и иностранными компаниями, такими как ЦНИИ «Электрон», НПП «Элар», ЦНИИ «Электроника», Philips, Matsushita, Kodak, Fuji, Sony, Canon, Nikon и другими. Техническое устройство ПЗС-матрицы таково: она составлена из поликремния, который отделен от кремниевой подложки. Сама подложка меняет электрические потенциалы вблизи электродов, когда напряжение подается через поликремневые затворы. До экспонирования на электроды подается определенная комбинация напряжения, которая позволяет сбросить все ранее образованные заряды и привести все элементы в равное исходное состояние. Во время съемки на электродах создается потенциал (при экспонировании, в результате воздействия света), позволяющий накапливать электроны в определенном пикселе матрицы. Фотоэлектрический эффект проявляет себя, в том числе, таким образом, что более интенсивный световой поток позволяет накопить больше электронов и создать более высокий итоговый заряд данного пикселя. После экспонирования технология ПЗС осуществляет перенос заряда в определенном направлении к выходным элементам матрицы. ПЗС-матрицы классифицируются на несколько типов в зависимости от применяемого типа буферизации.

• Полнокадровая матрица (Full-frame CCD-matrix). Самый простой вариант исполнения, единственный недостаток которого заключается в том, что для переноса заряда к выходным каналам требуется хотя бы кратковременное перекрытие источника света. 
• Матрица с буферизацией кадра (Frame-transfer CCD). Здесь заряды «скапливаются» в параллельном буферном регистре. 
• Матрица с буферизацией столбцов (Interline CCD-matrix). Это новый тип матриц, разработанный специально для видеотехники, которая в подавляющем большинстве случаев не предусматривает наличия затвора и, соответственно, возможности перекрытия световых источников. Техника исполнения та же, что и с буферизацией кадра, но параллельный регистр расположен не позади основного, а в виде столбцов, перетасованных со столбцами основного регистра. Если не вдаваться в детали, то основное преимущество буферизации столбцов по сравнению с буферизацией кадра заключается в том, что Interline CCD-matrix позволяет создать изображения с частотой в 30 кадров в секунду, что значительно повышает качество съемки, в том числе в плохо освещенных помещениях и в ночное время суток.

Вся информация, размещенная на сайте, носит информационный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) ГК РФ. Производитель оставляет за собой право изменять характеристики товара, его внешний вид и комплектность без предварительного уведомления продавца.