SU1596359A1 - Устройство дл считывани изображений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  построени  автоматических систем определени  координат. Цель изобретени  - расширение области применени  устройства за счет обеспечени  возможности считывани  координат точечных изображений. Указанна  цель достигаетс  в устройстве, содержащем матрицу фоточувствительных МДП- чеек, МДП-ключи, истоки которых соединены с выходами светочувствительных МДП- чеек, блок сканировани  строк, выходы которого подключены через соответствующие шины опроса к затворам МДП-ключей, формирователь сигналов считывани , информационный выход которого соединен с выходом блока сканировани  столбцов, а выход  вл етс  выходом устройства, и блок управлени , выходы которого подключены к управл ющим входам блоков сканировани  столбцов и строк, благодар  тому что оно содержит формирователь разнопол рных сигналов, выходы которого подключены к первой и второй управл ющим шинам МДП- чеек, а управл ющий вход - к соответствующему выходу блока управлени , причем матрица фоточувствительных МДП- чеек содержит дополнительные МДП-ключи, истоки которых подключены к дополнительным выходам фоточувствительных МДП- чеек, затворы соединены с выходами блока сканировани  строк, а стоки через дополнительные шины считывани  подключены к дополнительным информационным входам блока сканировани  столбцов. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, а также .может быть использовано дл  построени  автоматически { систем измерени  координат.

Цель изобретени  - расширение области применени  за счет обеспечени 

возможности считывани  координат то чечных изображений в пределах рабочей области каждой фоточувствительной  чейки устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства дл  считьшани  изображений; на фиг. 2 - схема конструкции фоточувствительной  чейки; на фиг. 3 - одна из возможных схем блока управлени ; на фиг. 4 - одна из возможных схем формировател  разнопол рных сигналов иа фиг. 5 - одна из возможньк схем формировател  сигналов считывани ; на фиг. 6 - временна  диаграмма, по сн юща  работу устройства, Устройство дл  считывани  изображений (фиг. 1) содержит фоточувствительные ГЩП- чейки 1, снабженные вых дами 2 и дополнительнь1ми выходами 3, М7и1-ключи 4 с истоками 5, стоками 6 затворами 7, блок 8 сканировани  стро и блок 9 сканировани  столбцов, формирователь 10 сигналов считывани , формирователь 11 разнопол рных сигналов , блок 12 управлени ,, шины 13 и 14 опроса, первые 15 и вторые 16 управ- л йщие шины, дополнительные М,Т11-клю чи 17 с истоками 18, стоками 19 и за творами 20, шины 21 считывани  и до полнительные шины 22 считывани . При iэтом фоточувствительна  МДП- чейка (фиг. 2) содержит полупроводниковый слой 23, информационный электрод 24, управл ющий электрод 25, информацион ный электрод 26,. подложку 27, электрод 28, подключенный к второй управл ющей шине 16, полупроводниковый слой 29 и слой 30 диэлектрика. Схема блока управлени  (фиг.З) состоит из тактового генератора 31, счетчика 32 и дешифратора 33.Схема формировател  11 разнопол р ных сигналов (фиг. 4) образуют сумматор 34, источник 35 напр жени  сме щени , источник 36 разнопол рных напр жений , коммутатор 37 и разделительный конденсатор 38. . Схема формировател  10 сигналов считьюани  (фиг. 5) содержитдиод 39 аналого-цифровые преобразователи 40 и 41, нагрузку 42, разделительный кон денсатор 43 и диод; 44. Истоки 5 1рЩ-ключей 4 соединены с выходами 2 фоточувствительных НТП чеек 1, а истоки 18 дополнительных М/Ш-ключей 17 - с выходами 3 соответствующих 1ТП- чеек 1 . Блок 8 сканировани  строк подключен через, соответствующие пщны 13 и 14 опроса к затворам 7 и 20 соответствуюй их М/Щ-ключей 4 и 17, Информационныевходы блока 9 сканировани  столбцов соединены с соответствующими стоками 6 и 19 НДПключей 4 и 17 через шны 21 и 22 считывани . Информационньй вход формировател  10 сигналов считьтани  соединен с выходом блока 9 сканировани  стол.бцов, а выход  вл етс  выхо- , домустройства. Выходы блока 12 управлени  св заны с соответствующими управл ющими входами блоков 8 и 9 сканировани  строк и столбцов и формировател  11 разнопол рных сигналов. Устройство работает следующим образом . . Генератор тактовых импульсов формирует периодическую последовательность тактовых импульсов. При включении устройства источник 35 напр жени  смещени  фортрует напр жение, величина и пол рность которого достаточны дл  обогащени  основными носител ми зар да поверхностей полупроводниковых слоев 23 и 29, обращенных к слою 30 диэлектрика. Это напр жение подаетс  в фоточувствительные ЦТП чейки 1 через электроды 28, соединенные с второй управл ющей шиной 16. На первом такте -с выхода источника 36 разнопол рных напр жений через коммутатор 37 и разделительный конденсатор 38 на первую управл ющую шину 15, соединенную с управл ющими электродами 25 каждой фоточувствительной МДП- чейки, подаетс  напр жение первой пол рности. Сигналы, формируемые блоком 12 управлени  и поступающие на управл ю1чие входы блока 8 сканировани  строк и блока 9 сканировани  столбцов, показаны на фиг. 6. Сигналы подключени  соотвeтcтвyюI д x выходов фоточувствительных НЦП- чеек поступают на затвор 7 или 20 соответствующих М,ЦП-ключеи 4 и 17, подключа  все выходы фоточувствительных НТП- чеек одной строки к соответствующим шинам 21 и 22 считывани . После этого в блоке 9 сканировани  столбцов производитс  последовательный опрос всех выходов фоточувствительных МДП- чеек в первой строке. Затем при поступлении следующего импульса в блок 8 сканировани  строк, .выходы тп- чеек 1 подключаютс  к соответствуюршм шинам считывани  дл  следующей строки с последуюш м опросом этих шин при помощи блока 9 сканировани  столбцов. При осуществлении опроса выход каж дои  чейки через соответствующую шину опроса подключаетс  и нагрузке 42 формироэате.а  10 сигналов считывани , в котором импульсный сигнал проходит через разделительный конденсатор 43 в-одно из плеч в зависимост от пол рности этого сигнала. Разделе ние сигналов разной пол рности осуще ствл етс  диодами 39 и 44. Таким обр зом, опрашиваютс  все фоточувствител ные  чейки при одной пол рности упра л ющего напр жени  на первых управл ющих шинах 15. На втором такте процедура опроса всех  чеек повтор етс  аналогичным образом (фиг.6) при переключении напр жени , подаваемого на первые упра л ющие шины 15 на пол рность, обратную пол рности, прикладываемой на пе вом такте. Выделение сиг-налов коорди нат точечных изображений осуществл етс  во внешних устройствах следующим образом, основанным на способе функционировани  фоточувствительных ЩП- чeeк устройства считывани  изоб ражени  : Х,А; 2-В/2-х; ; xi, А; +В/2-хг,; х;,с/(нр1;/Ри); хггс/сн ;;/ -;, где i - номер фоточувствительной  че ки в строке начин   с  чейки опрашиваемой первой; X - координата единичного точечного изображени , расположен ного в пределах i-й фоточувствительной  чейки между электродами 24 и 25; X - координата единичного точечного изображени , расположен ного ме/сду электродами 25 и. 26; А - координата центра управл ющего электрода 25 i-й фоточувствительной  чейки; В - ширина управл ющего электрода 25; С - рассто ние между ближними кра ми электродов 24 и 25 (равно рассто нию между элек родами 25 и 26); х - рассто ние между центром точечного изображени  и ближним к электроду 24 краем электрода 25; рассто ние между центром соответствующего точечного изо ражени  и ближним к злектроду 26 краем электрода 25; р - амплитуда информационного тока , проход щего через сопротивление 42 нагрузки при пер вой пол рности напр жени  на первой управл ющей шине ijoK поступает через электрод 24 и соответствующую цепь счи- . тывани ); 74 амплитуда информационного то- ка при противоположной пол рности; и Р. - аналогичные информационные токи, поступающие на нагрузку через электрод 26. Отдельна   чейка функционирует следующим образом. При обогащении поверхности полупроводникового сло  29, обращенной к слою 30 диэлектрика, основными носител ми зар да остальной объем зтрго сло  29 обедн етс , что значительно увеличивает э(1)фективное врем  жизни неравновесных носителей зар да, сгенерированных в этом слое излучением, формирующим изображение точечного источника. Импульсы напр жени , прикладываемого к первой управл ющей шине 15 (и соединенному с ней электро|ду 25), вызывают дрейф неравновесных носителей зар дов вдоль поверхности полупроводникового сло  29. При амплитуды выходных токов, Рj, ь не завис т друг от друга, а пропорциональны только координатам точечных изображений и интенсивности освещени . Определение координат по зависимост м (1)-(4) позвол ет выдел ть чксто координатную информацию независимо от интенсивности освещенности любого из точечных изображений. Блок 12 формирует управл ющие импульсы в соответствии с временной диаграммой на фиг. 6. Блоки 8 и 9 осуществл ют сканирующий опрос строк и столбцов устройства, формирователь 11 разнопол рных сигналов формирует по командам блока 12 управлени  управл ю1цие напр жени  разных пол рностей, поступающие на первые 15 и вторые 16 управл ющие шины В. формирователе 10 сигналов считывани  осуществл етс  разделение сигналов разньк пол рностей и их аналого-цифровое преобразование дл  последующего вьщелени  координат во внешних устройствах. Таким образом, устройство считывани  изображений формирует сигналы

считывани , позвол юпше определить координаты точечньк изображений в пределах каждой из Лоточувствительных 1ЩП- чеек 1. При этом расшир етс  область применени  устройства, повышаетс  его эффективна  разрешающа  способность без уменьшени  размеров  чеек.

Устройство считьшани  реализуетс  в многослойных полупроводниковых структурах при толщине сло  диэлектрика 100 1000 А , напр жени х смещени , вызьшаклцего обогащение основными носител ми зар дов поверхности полупроводникового сло  29 при напр женности менее В/см и напр женности электрического пол  вдоль поверхности полупроводникового сло  29 (между электродами 24, 26 и 25) менее 10-10 В/см. При рассто нии между электродами 24 и 25 в 1 мм врем  формировани  выходного информационного сигнала . В реальных услови х быстродействие устройства определ етс  блоком 9 сканировани  столбцов. Полупроводниковые слои. 23 и 29 и подложка устройства могут быть вьшолнены из различных полупроводниковых материалов . Устройство способно считьшать точечные изображени ., сформированные когерентным и некогерентным излучени ми .

Claims (2)

1. Устройство дл  считывани  изображений , содержащее матрицу фоточувствительных МДП- чеек, МДП-ключи, истоки которых соединены с выходами оточувствительных МЛП  чеек, блок сКанировани  строк, выходы которого подключены через соответствующие шины опроса к затворам МИП-ключей, блок

сканировани  столбцов, информационные входы которого через соответствующие пшны считьшани  соединены со стоками ИТП-ключей, формирователь сигналов считывани , информационный выход которого соединен с выходом блока сканировани  столбцов, а выход  вл етс  выходом устройства, и блок управлени , выходы которого подключены к управл ющим входам блоков сканировани  столбцов и строк, отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  за счет обеспечени  считывани  координат точечных изображений, оно содержит формирователь разнопол рных сигналов, выходы которого подключены к первой и второй управл ющим шинам НТП- чеек, а управл ющий вход к соответствующему выходу блока управлени , причем матрица фоточувствительных НТП- чеек содержит дополнительные ВДП-ключи, истоки которых подключены к дополнительным выходам фоточувствительных МДП- чеек, затворы соединены с выходами блока сканировани  строк, а стоки через дополнительные шины считывани  подключены к дополнительным информационным входам блока сканировани  столбцов.

2. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что кажда  фотбчувствительна  НТД- чейка содержит два информационных параллельных электрода ,  вл юпщхс  выходами МДП- чёйки, и один управл ющий электрод, расположенный между информационными электродами , все электроды расположены на первом полупроводниковом слое, а второй полупроводниковый слой, отделен- , ный от первого полупроводникового сло  слоем диэлектрика, подключен к второму управл ющему электроду.

15

/

15

15

11

iZ

Ui

6 5 19 1В

8

Л у

1

3

Т

fff

у

М

/(У

V

/5

W2./

/

га

Фиг. 2

Фиг.З

J7

7./

36

4J

HI

42

нм

J4

7

JJ

i

Фиг Л

39

4

JL

Фиг. 5

и

1

Ujs

j

ш

MOJilO и ППП о ППП I

ПпП о 1пП

а,

to

и п

UyU и UU U

Фиг. 6