WO2011162636A1 - Method for recording an optical signal, device for implementing same and method for scanning an object - Google Patents

Method for recording an optical signal, device for implementing same and method for scanning an object Download PDF

Info

Publication number
WO2011162636A1
WO2011162636A1 PCT/RU2011/000256 RU2011000256W WO2011162636A1 WO 2011162636 A1 WO2011162636 A1 WO 2011162636A1 RU 2011000256 W RU2011000256 W RU 2011000256W WO 2011162636 A1 WO2011162636 A1 WO 2011162636A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
matrix
layers
photosensitive elements
light flux
spectrum
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000256
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Алексей Олегович ФЕДОСЕЕНКО
Денис Николаевич ГЛИНСКИЙ
Original Assignee
Phyedosyeyenko Alyeksyej Olyegovich
Glinskij Dyenis Nikolayevich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phyedosyeyenko Alyeksyej Olyegovich, Glinskij Dyenis Nikolayevich filed Critical Phyedosyeyenko Alyeksyej Olyegovich
Publication of WO2011162636A1 publication Critical patent/WO2011162636A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/30—Measuring the intensity of spectral lines directly on the spectrum itself
    • G01J3/36—Investigating two or more bands of a spectrum by separate detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H04N25/58—Control of the dynamic range involving two or more exposures
    • H04N25/581—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired simultaneously
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors

Definitions

  • the invention relates to photoelectronic technology, in particular to a technology for recording a light signal, as well as to methods for scanning objects using this technology.
  • the invention can be used, in particular: for scanning any color information media, both for transparency and reflection (for example, film, film, etc.), scanning of any material objects (both for transparency and reflection), including any celestial bodies, as well as cells, particles, molecules, living tissues, for flaw detection of materials and products, for photo, film and video shooting, including observation video for shooting and recording holographic objects, for observing and recording the degree of illumination of material objects and structures based on them.
  • the invention can be used in the following devices: cinema scanners, movie cameras, video cameras, cameras, digital surveillance cameras, motion cameras, night vision cameras, etc., digital binoculars, telescopes, telescopes, electron microscopes, flaw detectors, copiers, parking sensors, medical probes , devices for artificial vision, manual input devices, geodetic recording devices, meteorological recording devices, devices for astronomical and aerial photography, stereo and 3D scanners, sk document flow aners, feedback devices, in object registration systems, devices for monitoring and recording illumination of material structure objects.
  • the purpose of recording a light signal is to determine the intensity of the light flux in various parts of the light spectrum.
  • the prior art method and device for recording light radiation in the regions of the RGB light spectrum see US 6532086 B1, 03/11/2003.
  • the light flux is directed to the surface of the CCD (CCD) TDI matrix of active pixels.
  • the matrix has three regions (RGB), in each of which is light the flux is absorbed in a certain part of the spectrum (in the “red” (R) “green” (G) and “blue” (B)).
  • R red”
  • G green
  • B blue
  • the objective of the claimed invention is the creation of a method and device for recording a light signal that can accurately determine the intensity of the light flux (luminance characteristic) in the visible part of the spectrum and adjacent areas (ultraviolet, infrared).
  • the object of the invention is to provide a method for scanning objects using a method and apparatus for registering a light signal, and providing the possibility of obtaining a better digital image.
  • the technical result of the claimed invention is to increase the accuracy of determining the intensity of the light flux in various regions of the spectrum, due to the maximum "absorption" of light-sensitive elements of photons of light falling on the surface of the CCD matrix.
  • the specified technical result is achieved in the method of recording the light signal due to the fact that it includes the decomposition of the light flux into spectrum components, the formation of a coherent polarized light flux from it, the direction of the received flux to the sensor surface in the form of a CCD matrix having at least two layers of photosensitive elements providing the absorption of photons of the light flux by the photosensitive elements of the first with respect to their motion, the matrix layer and / or at least one of its subsequent layers during the breakdown by photons of the previous layers, with the accumulation of photosensitive elements of layers of electric charges, moreover, the decomposed luminous flux is distributed over the matrix surface with the formation of at least two regions, in each of which a part of the spectrum of the decomposed luminous flux is absorbed, and then the light intensity values are determined flow for each part of the spectrum according to the total charge accumulated by photosensitive elements on all layers of the matrix in each of its regions.
  • the matrix equipped with electrodes for parallel charge transfer for its flow from one layer to another and has at least two areas configured to absorption in each part of the spectrum decomposed light flux.
  • each mentioned region of the layer is made in the form of at least one row of active pixels from photosensitive elements.
  • the output elements are installed, and the pixels of each row in the last layer are connected by electrodes of sequential charge transfer, to transfer the accumulated charge from all layers in each row to the output elements.
  • the scan object is moved relative to the light flux.
  • the standard CCD matrix (widely used in various devices) most often is an analog integrated circuit consisting of photosensitive photodiodes and using CCD technology - charge-coupled devices.
  • the CCD matrix consists of polysilicon, separated from the silicon substrate, which, when voltage is applied through polysilicon gates, the electric potentials near the electrodes change. Prior to exposure, usually by applying a certain combination of voltages to the electrodes, all previously formed charges are reset and all elements are brought to an identical state. Further, the combination of voltages on the electrodes creates a potential well in which electrons can be accumulated that are formed in a given pixel of the matrix as a result of exposure to light during exposure. The more intense the light flux during exposure, the more electrons accumulate in the potential well, respectively, the higher the total charge of this pixel.
  • the light flux is directed to the photosensitive surface of the CCD elements, the task of which is to convert the photon energy into an electric charge. In general, this happens as follows.
  • FIG. 1A A preferred embodiment of the matrix of the claimed invention is shown in FIG. 1A and its separate layer in FIG. 1B.
  • the claimed matrix in contrast to the known analogues, contains not one, but at least two photosensitive layers 1 of active pixels 2. Moreover, each of the layers has at least two regions 3, each of which absorbs the decomposed light flux 4 in different parts of the light spectrum.
  • these areas are made in the form of one or more lines.
  • the matrix is equipped with electrodes 5 for parallel charge transfer.
  • the pixels of each row (region) of the matrix are connected by electrodes 6 for sequential charge transfer, in order to "flow" the accumulated charge on all layers in each region to the output elements 7 of the matrix.
  • the preferred architecture of the multilayer pixel 2 in the inventive matrix is shown in Fig. 2.
  • Pixel 2 is a set of photosensitive semiconductor elements 8 placed in a multilayer substrate 9.
  • a lens 10 is installed in front of the first layer (if reflected light is used) and a transparent electrode 11 is separated from the first layer by an insulator 12.
  • Each matrix layer has a generation zone charge carriers 13 and the zone of the potential well 14. Moreover, the layers are separated from each other using transparent or translucent layers 15.
  • the luminous flux is preliminarily decomposed into the components of the spectrum and “Align” with obtaining a coherent polarized light flux (light fluxes across the entire spectrum move parallel to each other).
  • the flow is directed to the surface of the sensor in the form of a CCD array.
  • the luminous flux is distributed over the matrix surface in such a way that at least two regions are formed, in each of which one of the parts of the decomposed spectrum is absorbed, i.e. the light flux with a certain wavelength is absorbed.
  • the formed electrons from all layers “flow” to the last (relative to the movement of the light flux) layer, in which using electrodes 6 of sequential transfer in each row, the charge from all layers moves with the output elements 7 of the matrix.
  • the total charge formed in each region of the matrix on all layers determines the intensity (luminance characteristic) of light radiation in each part of the spectrum (for each wavelength range).
  • the path of the photon and its further “fate” depend on the angle of incidence of the front of the electromagnetic wave, in the plane of which the photons move.
  • the potential of this layer will contribute to the overall picture of the intensity of the incident radiation.
  • Those photons, the angle of incidence in the front of the incident radiation and, accordingly, the axis of polarization, which will be longitudinal, and the angle of incidence on the first layer will be much more than 90 degrees, will be almost completely absorbed by the first layer and will react with it electrons.
  • the wave front of the incident radiation tends to 90 degrees
  • the plane of polarization of the wave front is longitudinal
  • the surface of the matrix material has such a structure (roughness) at which a possible reflection on the outer layer would ensure the capture of photons at an angle of 90 degrees to the elements of the matrix structure.
  • the surface of the matrix has a roughness of the structure, in the limit absolutely black.
  • Fig.3 presents a graph of the characteristic curve (HK) sensitometry.
  • Sensitivity or density in the case of comparison with a film or photo film
  • the exposure value is measured in lux per second and has a logarithmic form for compactness of convenience of assessment and perception of final values.
  • each layer will better accumulate and transfer the energy of interaction between photons and electrons, and the total charge of this interaction will be estimated and fixed.
  • RGB space (figure 4): Red, Green, Blue - red, green, blue. The color is divided into 3 characteristics expressing the content of the primary colors. The model is additive, since these components are summed. This color space is used when displayed on the monitor screen. This means that the model is hardware dependent, on different monitors the same colors will look different. RGB color is used with different accuracy: 8-bit RGB gives 256 colors, 16-bit 65536 (scheme 5-6-5), 24-bit 16777216 (8-8-8). The brackets indicate the bits per channel.
  • CMYK space (Fig. 5): Cyan, Magenta, Yellow, Key - cyan, magenta, yellow, key (black). This format is used in printers. Saves ink. Unfortunately, you cannot create inks similar to RGB for printing. The thing is that these colors work only "in the light", i.e. through a film-filter or phosphor monitor. Colors are as if cut out by appropriate filters from a continuous spectrum. In print, everything happens exactly the opposite, that is, paper absorbs the entire spectrum except for the color in which it is painted. It is not possible to create paints that are absolutely exactly "opposite" (complementary) to RGB colors, so you have to enter the fourth additional paint - black. Its task is to enhance the absorption of light in dark areas, to make them as black as possible, that is, to increase the tonal range of printing. The four-channel CMYK is heavier than RGB and processed more slowly, taking up more memory.
  • HLS space (Fig. 6): Hue, Lightness, Space - hue, brightness, saturation. A fairly common format, convenient for applying various effects. Unlike the previous two cubic spectra of RGB and CMYK, HLS is conical. The HSB (Hue, Space, Brightness) and HSV (Hue, Space, Value) models, which are also conical, are very similar to it. These patterns are closest to human color perception. In addition, it is most convenient for optical and photometric calculations: the hue corresponds to the wavelength, brightness to the amount of light, saturation to intensity. So this model will be convenient when working with light sources and materials.
  • CIE XYZ space (Fig. 7): Normal color scheme - flat color rendering model.
  • the red color components are elongated along the X axis of the coordinate plane (horizontal), and the green color components are elongated along the Y axis (vertically).
  • each color corresponds to a certain point on the coordinate plane.
  • the spectral purity of colors decreases as you move along the coordinate plane to the left. But this model does not take into account brightness.
  • This model is hardware independent, it supports much more colors than modern devices (scanners, monitors, printers) can distinguish.
  • CIE XYZ is based on the visual capabilities of the so-called "Standard Observer", that is, a hypothetical a viewer whose capabilities have been carefully studied and documented in the course of long-term studies of human vision conducted by the CIE committee.
  • the CIE committee conducted many experiments with a huge number of people, asking them to compare different colors, and then using the combined data of these experiments built the so-called color matching functions and the universal color space in which the range was presented visible colors, characteristic of the average person.
  • the color matching functions are the values of each primary light component that must be present so that a person with average vision can perceive all the colors of the visible spectrum
  • CIE Lab Space (FIG. 8): Advanced XYZ Model.
  • the ultimate goal of the CIE was to develop a repeatable system of color rendering standards for manufacturers of paints, inks, pigments and other dyes. The most important function of these standards is to provide a universal scheme within which color matching can be established. The basis of this scheme is the Standard Observer and the XYZ color space, however, the unbalanced nature of the XYZ space, due to the fact that a person distinguishes the difference between shades of green and yellow much better than between shades of red and purple, made these standards difficult to implement clearly. As a result, CIE developed more uniform color scales - CIE Lab and CIE Luv. Of these two models, the CIE Lab model is more widely used.
  • the well-balanced Lab color space structure is based on the theory that color cannot be both green and red or yellow and blue. Therefore, the same values can be used to describe the red-green and yellow-blue attributes.
  • L denotes luminosity
  • a is the value of the red-green component
  • b is the value of the yellow-blue component.
  • the most limited and accordingly dependent space model is the RGB space model, and since all existing matrices register light emission precisely according to this model, the luminance characteristic L of these matrices is rigidly tied to color characteristics and any change in the luminance range immediately leads to a change in color and vice versa.
  • the range of measured colors and their shades is limited only by the number of steps for recording the color spectrum for a given material and matrix execution.
  • a fundamentally different level of accuracy is achieved when processing color information and, accordingly, the range of measured and recorded color shades is limited only by the mathematical apparatus of the current representation of the CIE Lab space model.
  • the considered method and device for detecting light radiation can be applied when scanning various objects.
  • an object is scanned as follows:
  • the luminous flux is directed to the scanning object and passing through this object to the lumen or reflected from it, the light acquires spectral and brightness characteristics corresponding to the scanned area of the object.
  • the resulting luminous flux is decomposed into spectral components and “aligned”, forming a coherent polarized luminous flux from it.
  • the luminous flux carrying information about the scanned object is sent to the surface of the CCD matrix.
  • FIG. 9 A preferred embodiment of the scanning apparatus of this method is shown in FIG. 9.
  • the device comprises a light source 16 (for example, a feedback LED array), an optical system 17 for normalizing the light flux, a slit mask 18, an optical system 19 (channel, path, prism lens system, slits and gratings) for the decomposition of the light flux, a CCD matrix 20, the design of which is described above, an ADC (analog-to-digital converter) 21 and an information storage device 22.
  • a light source 16 for example, a feedback LED array
  • an optical system 17 for normalizing the light flux
  • a slit mask 18 for normalizing the light flux
  • an optical system 19 channel, path, prism lens system, slits and gratings
  • CCD matrix 20 the design of which is described above
  • ADC analog-to-digital converter
  • the light When scanning an object, the light is emitted by the light source 16 and normalized using an optical system 17, at the exit of which the light is a stream of white light or close to it, whose amplitude (brightness) is aligned over the entire frequency (spectral) range. Further, the luminous flux passes through the slit mask 18, where it is converted into a narrow light beam.
  • a scanning object for example, a film or a plate
  • a scanning object is placed in the center of the slit mask, the plane of which moves perpendicular to the plane of the narrow light flux.
  • the luminous flux enters the photosensitive surface of the CCD of the matrix 20.
  • the object can be scanned line by line, i.e. step by step “flashing” the object with narrow “stripes”.
  • the luminous flux moves along the “width” of the object, at each moment of time, passing through the scanning object (or reflecting from it) and unfolding with the help of an optical system, it forms a light plane on the active matrix that is laid out (unfolded) in the visible (400-700 nm) or a spectrum close to it in width, and along the length of the light flux corresponds to the width of the scanned object.
  • the signal from the CCD matrix is processed using the ADC 21. It accumulated the charge carrying information about the brightness characteristics of the object, summed up at certain intervals and with a given sampling frequency on a set of bands and layers, with information about the spectral characteristics of the object, are converted into the resulting digital code of the image of the scanned object. From the output of the ADC information in the form of a file is fed to the storage device 22.
  • the method of scanning an object using the described technology for recording a light signal allows to obtain a better digital image due to:
  • the claimed method and device for recording a light signal (CCD), as well as a method of scanning objects provide the most accurate determination of the intensity of the light flux in each region of the light spectrum, due to the preliminary decomposition of the flux into spectral components and the use of several photosensitive layers.

Abstract

The invention relates to photoelectronic engineering, specifically to the technology of recording an optical signal, as well as to methods for scanning objects using this technology and can be used in particular in various devices for scanning objects. The method for recording an optical signal comprises splitting the luminous flux into spectral components, producing a coherent polarized luminous flux from this, and directing the resultant flux onto the surface of a sensor in the form of a CCD array. The array has at least two layers of photosensitive elements. Furthermore, the photons of the luminous flux are absorbed by the photosensitive elements in the first (in relation to the movement of said photosensitive elements) layer of the array and/or in at least one of the subsequent layers of said array in the event that the photons cause a rupture in the preceding layers. As the photons are absorbed, the photosensitive elements in the layers accumulate electrical charges. Furthermore, the split luminous flux is distributed over the surface of the array so as to form at least two regions, with a portion of the spectrum of the split luminous flux being absorbed in each of said regions. Thereupon, the values for the intensity of the luminous flux are determined for each portion of the spectrum on the basis of the total charge accumulated by the photosensitive elements on all layers of the array in each of the regions thereof. The technical result consists in increasing the accuracy of the determination of the intensity of the luminous flux in the different spectral regions by virtue of maximum "absorption" by the photosensitive elements of light photons which are incident on the surface of the CCD array.

Description

СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СВЕТОВОГО СИГНАЛА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И СПОСОБ СКАНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА METHOD FOR REGISTRATION OF LIGHT SIGNAL, DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION AND METHOD FOR SCANNING THE OBJECT
ОПИСАНИЕ DESCRIPTION
Изобретение относится к фотоэлектронной технике, а именно к технологии регистрации светового сигнала, а также к способам сканирования объектов с использованием данной технологии. Изобретение может быть использовано, в частности: для сканирования любых цветовых носителей информации, как на просвет, так и на отражение (например, кинопленок, фотопленок и т.д.), сканирования любых материальных объектов (как на просвет так и на отражение), в том числе любых небесных тел, а также клеток, частиц, молекул, живых тканей, для дефектоскопии материалов и изделий, для фото-, кино- и видео съемки, в т.ч. видео наблюдения, для съемки и регистрации голографических объектов, для наблюдения и регистрации степени освещенности материальных объектов и структур на их базе. При этом изобретение может быть использовано в следующих устройствах: киносканеры, кинокамеры телекамеры, видеокамеры, фотокамеры, цифровые камеры наблюдения, движения, ночного видения и др., цифровые бинокли, подзорные трубы, телескопы, электронные микроскопы, дефектоскопы, копиры, парктроники, медицинские зонды, устройства для «искусственного зрения», устройства ручного ввода, геодезические устройства регистрации, метеорологические устройства регистрации, устройства для астрономической съемки и аэрофотосъемки, стерео и 3D сканеры, сканеры документооборота, устройства обратной связи, в системах регистрации объектов, устройства для наблюдения и регистрации освещенности объектов материальной структуры. The invention relates to photoelectronic technology, in particular to a technology for recording a light signal, as well as to methods for scanning objects using this technology. The invention can be used, in particular: for scanning any color information media, both for transparency and reflection (for example, film, film, etc.), scanning of any material objects (both for transparency and reflection), including any celestial bodies, as well as cells, particles, molecules, living tissues, for flaw detection of materials and products, for photo, film and video shooting, including observation video for shooting and recording holographic objects, for observing and recording the degree of illumination of material objects and structures based on them. Moreover, the invention can be used in the following devices: cinema scanners, movie cameras, video cameras, cameras, digital surveillance cameras, motion cameras, night vision cameras, etc., digital binoculars, telescopes, telescopes, electron microscopes, flaw detectors, copiers, parking sensors, medical probes , devices for artificial vision, manual input devices, geodetic recording devices, meteorological recording devices, devices for astronomical and aerial photography, stereo and 3D scanners, sk document flow aners, feedback devices, in object registration systems, devices for monitoring and recording illumination of material structure objects.
В общем случае, целью регистрации светового сигнала является определение интенсивности светового потока в различных частях светового спектра.  In general, the purpose of recording a light signal is to determine the intensity of the light flux in various parts of the light spectrum.
Из уровня техники известен способ и устройство для регистрации светового излучения по областям RGB светового спектра (см. US 6532086 В1, 11.03.2003). Согласно способу световой поток направляют на поверхность ПЗС (CCD) TDI матрицы активных пикселов. При этом матрица имеет три области (RGB), в каждой из которых световой поток поглощается в определенной части спектра (в «красной» (R) «зеленой» (G) и «синей» (В)). Такое избирательное поглощение света обеспечивается за счет применения светофильтров, нанесенных на поверхность матрицы. При попадании фотонов светового потока на поверхность матрицы, они (в большинстве случаев) поглощаются ее светочувствительными элементами, образуя электроны. По суммарному накопленному заряду этих электронов в каждой из трех упомянутых областей определяют интенсивность светового потока (яркостную характеристику) в каждой части спектра (RGB). The prior art method and device for recording light radiation in the regions of the RGB light spectrum (see US 6532086 B1, 03/11/2003). According to the method, the light flux is directed to the surface of the CCD (CCD) TDI matrix of active pixels. In this case, the matrix has three regions (RGB), in each of which is light the flux is absorbed in a certain part of the spectrum (in the “red” (R) “green” (G) and “blue” (B)). Such selective absorption of light is ensured through the use of light filters deposited on the surface of the matrix. When photons of the light flux hit the matrix surface, they (in most cases) are absorbed by its photosensitive elements, forming electrons. By the total accumulated charge of these electrons in each of the three mentioned regions, the light flux intensity (luminance characteristic) in each part of the spectrum (RGB) is determined.
Однако данные способ и устройство позволяют определять интенсивность светового потока только в трех областях видимой части спектра (RGB) игнорирую остальные области. Кроме того, не все фотоны светового потока, попадающие на поверхность матрицы, будут поглощены ее светочувствительными элементами, что вносит большую ошибку в достоверность получаемых данных.  However, these method and device allow you to determine the intensity of the light flux in only three areas of the visible part of the spectrum (RGB), ignoring the remaining areas. In addition, not all photons of the light flux entering the matrix surface will be absorbed by its photosensitive elements, which introduces a large error in the reliability of the data obtained.
Задачей заявленного изобретения является создание способа и устройства для регистрации светового сигнала, которые позволяют с большой точностью определить интенсивность светового потока (яркостную характеристику) в видимой части спектра и прилегающей к ней областям (ультрафиолетовая, инфракрасная).  The objective of the claimed invention is the creation of a method and device for recording a light signal that can accurately determine the intensity of the light flux (luminance characteristic) in the visible part of the spectrum and adjacent areas (ultraviolet, infrared).
Кроме того, задачей изобретения является создание способа сканирования объектов, использующего способ и устройство для регистрации светового сигнала, и обеспечивающего возможность получения более качественного цифрового образа.  In addition, the object of the invention is to provide a method for scanning objects using a method and apparatus for registering a light signal, and providing the possibility of obtaining a better digital image.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении точности определения интенсивности светового потока в различных областях спектра, за счет максимального «поглощения» светочувствительными элементами фотонов света, попадающих на поверхность ПЗС матрицы.  The technical result of the claimed invention is to increase the accuracy of determining the intensity of the light flux in various regions of the spectrum, due to the maximum "absorption" of light-sensitive elements of photons of light falling on the surface of the CCD matrix.
Указанный технический результат достигается в способе регистрации светового сигнала за счет того, что он включает разложение светового потока на составляющие спектра, формирование из него когерентного поляризованного светового потока, направление полученного потока на поверхность датчика в виде ПЗС матрицы, имеющей по меньшей мере два слоя фоточувствительных элементов, обеспечивающих поглощение фотонов светового потока фоточувствительными элементами первого относительно их движения слоя матрицы и/или по меньшей мере одного из последующих ее слоев при пробое фотонами предыдущих слоев, с накоплением фоточувствительными элементами слоев электрических зарядов, причем разложенный световой поток распределяют по поверхности матрицы с образованием по меньшей мере двух областей, в каждой из которых поглощается часть спектра разложенного светового потока, после чего определяют значения интенсивности светового потока для каждой части спектра по суммарному заряду, накопленному фоточувствительными элементами на всех слоях матрицы в каждой из ее областей. The specified technical result is achieved in the method of recording the light signal due to the fact that it includes the decomposition of the light flux into spectrum components, the formation of a coherent polarized light flux from it, the direction of the received flux to the sensor surface in the form of a CCD matrix having at least two layers of photosensitive elements providing the absorption of photons of the light flux by the photosensitive elements of the first with respect to their motion, the matrix layer and / or at least one of its subsequent layers during the breakdown by photons of the previous layers, with the accumulation of photosensitive elements of layers of electric charges, moreover, the decomposed luminous flux is distributed over the matrix surface with the formation of at least two regions, in each of which a part of the spectrum of the decomposed luminous flux is absorbed, and then the light intensity values are determined flow for each part of the spectrum according to the total charge accumulated by photosensitive elements on all layers of the matrix in each of its regions.
Кроме того, технический результат достигается за счет того, что  In addition, the technical result is achieved due to the fact that
- при направлении светового потока на поверхность датчика в виде ПЗС матрицы, этот поток имеет вертикальную поляризацию по отношению к плоскости датчика.  - when the light flux is directed to the sensor surface in the form of a CCD matrix, this flux has vertical polarization with respect to the plane of the sensor.
- в качестве каждой из упомянутых областей матрицы используют по меньшей одну строку пикселов из фоточувствительных элементов.  - at least one row of pixels from photosensitive elements are used as each of the mentioned areas of the matrix.
- в качестве ПЗС матрицы используют TDI матрицу.  - as a CCD matrix using a TDI matrix.
Указанный технический результат достигается в ПЗС матрице для регистрации светового сигнала за счет того, что она содержит:  The specified technical result is achieved in the CCD matrix for registering a light signal due to the fact that it contains:
по меньшей мере два слоя фоточувствительных элементов, выполненных с возможностью поглощения фотонов светового потока фоточувствительными элементами первого относительно их движения слоя матрицы и/или по меньшей мере одного из последующих ее слоев при пробое фотонами предыдущих слоев и накопления фоточувствительными элементами слоев электрических зарядов, при этом матрица снабжена электродами параллельного переноса заряда для его перетекания от одного слоя к другому и имеет по меньшей мере две области, выполненные с возможностью поглощения в каждой из них части спектра разложенного светового потока.  at least two layers of photosensitive elements configured to absorb photons of the light flux by the photosensitive elements of the first layer of the matrix relative to their movement and / or at least one of its subsequent layers when the photons break through the previous layers and the photosensitive elements accumulate layers of electric charges, the matrix equipped with electrodes for parallel charge transfer for its flow from one layer to another and has at least two areas configured to absorption in each part of the spectrum decomposed light flux.
Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, что:  In addition, the specified technical result is achieved due to the fact that:
- каждая упомянутая область слоя выполнена в виде по меньшей мере одной строки активных пикселов из фоточувствительных элементов.  - each mentioned region of the layer is made in the form of at least one row of active pixels from photosensitive elements.
- в последнем слое матрицы установлены выходные элементы, а пикселы каждой строки в последнем слое соединены электродами последовательного переноса заряда,, для перетекания накопленного заряда со всех слоев в каждой строке к выходным элементам. Указанный технический результат достигается в способе сканирования объекта, за счет того, что он включает: - in the last layer of the matrix, the output elements are installed, and the pixels of each row in the last layer are connected by electrodes of sequential charge transfer, to transfer the accumulated charge from all layers in each row to the output elements. The specified technical result is achieved in the method of scanning an object, due to the fact that it includes:
направление потока белого или ультрафиолетового или инфракрасного света на объект сканирования с получением светового потока со спектральной и яркостной характеристиками, соответствующими сканируемой области объекта, и последующую регистрацию полученного светового сигнала.  the direction of the flow of white or ultraviolet or infrared light to the object to be scanned to obtain a light stream with spectral and brightness characteristics corresponding to the scanned area of the object, and the subsequent registration of the received light signal.
Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, что:  In addition, the specified technical result is achieved due to the fact that:
- используют поток белого или ультрафиолетового или инфракрасного света с выровненной амплитудой по спектру.  - use a stream of white or ultraviolet or infrared light with aligned spectrum amplitude.
- объект сканирования перемещают относительно светового потока.  - the scan object is moved relative to the light flux.
Стандартная ПЗС матрица (широко используемая в различных устройствах) чаще всего представляет собой аналоговую интегральную микросхему, состоящую из светочувствительных фотодиодов, и использующую технологию ПЗС — приборов с зарядовой связью. Обычно ПЗС-матрица состоит из поликремния, отделённого от кремниевой подложки, у которой при подаче напряжения через поликремневые затворы изменяются электрические потенциалы вблизи электродов. До экспонирования обычно подачей определённой комбинации напряжений на электроды происходит сброс всех ранее образовавшихся зарядов и приведение всех элементов в идентичное состояние. Далее комбинация напряжений на электродах создаёт потенциальную яму, в которой могут накапливаться электроны, образовавшиеся в данном пикселе матрицы в результате воздействия света при экспонировании. Чем интенсивнее световой поток во время экспозиции, тем больше накапливается электронов в потенциальной яме, соответственно тем выше итоговый заряд данного пиксела. The standard CCD matrix (widely used in various devices) most often is an analog integrated circuit consisting of photosensitive photodiodes and using CCD technology - charge-coupled devices. Typically, the CCD matrix consists of polysilicon, separated from the silicon substrate, which, when voltage is applied through polysilicon gates, the electric potentials near the electrodes change. Prior to exposure, usually by applying a certain combination of voltages to the electrodes, all previously formed charges are reset and all elements are brought to an identical state. Further, the combination of voltages on the electrodes creates a potential well in which electrons can be accumulated that are formed in a given pixel of the matrix as a result of exposure to light during exposure. The more intense the light flux during exposure, the more electrons accumulate in the potential well, respectively, the higher the total charge of this pixel.
Таким образом, при регистрации светового сигнала, световой поток направляют на светочувствительную поверхность ПЗС-элементов, задача которых состоит в преобразовании энергии фотонов в электрический заряд. В общем случае это происходит следующим образом.  Thus, when registering the light signal, the light flux is directed to the photosensitive surface of the CCD elements, the task of which is to convert the photon energy into an electric charge. In general, this happens as follows.
Для фотона, упавшего на ПЗС-элемент, есть три варианта развития событий— он либо «срикошетирует» от поверхности, либо будет поглощён в толще полупроводника (материала матрицы), либо «пробьёт насквозь» её «рабочую зону». Фотоны, которые были поглощены матрицей, образуют пару электрон-дырка, если произошло взаимодействие с атомом кристаллической решётки полупроводника, или же только электрон (либо дырку), если взаимодействие было с атомами донорных либо акцепторных примесей. Однако те фотоны, которые «срикошетили» или «пробили» матрицу насквозь не могут быть учтены при определении интенсивности светового потока. Очевидно, что требуется создать такую матрицу, в которой потери от «рикошета» и «прострела навылет» были бы минимизированы. For a photon incident on a CCD element, there are three scenarios — it will either “ricochet” from the surface or will be absorbed in the bulk of the semiconductor (matrix material), or “break through” its “working area”. Photons that were absorbed by the matrix form an electron-hole pair if interaction with the atom of the semiconductor crystal lattice occurs, or only an electron (or hole) if the interaction was with atoms of donor or acceptor impurities. However, those photons that “ricocheted” or “pierced” the matrix through and through cannot be taken into account when determining the intensity of the light flux. Obviously, it is necessary to create a matrix in which the losses from the “rebound” and “lumbar sweep” would be minimized.
Предпочтительный вариант конструкции матрицы по заявленному изобретению показан на фиг .1А и ее отдельный слой на фиг. 1Б. A preferred embodiment of the matrix of the claimed invention is shown in FIG. 1A and its separate layer in FIG. 1B.
Заявленная матрица, в отличие от известных аналогов, содержит не один, а по меньшей мере два фоточувствительных слоя 1 активных пикселов 2. При этом каждый из слоев имеет по меньшей мере две области 3, каждая из которых поглощает разложенный световой поток 4 в различных частях светового спектра.  The claimed matrix, in contrast to the known analogues, contains not one, but at least two photosensitive layers 1 of active pixels 2. Moreover, each of the layers has at least two regions 3, each of which absorbs the decomposed light flux 4 in different parts of the light spectrum.
Предпочтительно указанные области выполнены в виде одной или нескольких строк. Для переноса электронов от слоя к слою, матрица снабжена электродами 5 параллельного переноса заряда. При этом на последнем слое матрицы пиксели каждой строки (области) матрицы соединены электродами 6 последовательного переноса заряда, для «перетекания» накопленного заряда на всех слоях в каждой из областей к выходным элементам 7 матрицы.  Preferably, these areas are made in the form of one or more lines. For electron transfer from layer to layer, the matrix is equipped with electrodes 5 for parallel charge transfer. At the same time, on the last layer of the matrix, the pixels of each row (region) of the matrix are connected by electrodes 6 for sequential charge transfer, in order to "flow" the accumulated charge on all layers in each region to the output elements 7 of the matrix.
Предпочтительный вариант архитектуры многослойного пиксела 2 в заявленной матрице показан на фиг .2.  The preferred architecture of the multilayer pixel 2 in the inventive matrix is shown in Fig. 2.
Пиксел 2 представляет из себя набор фоточувствительных полупроводниковых элементов 8, размещенных в многослойной подложке 9. Перед первым слоем установлена линза 10 (в случае если используется отраженный свет) и прозрачный электрод 11, который отделен от первого слоя изолятором 12. Каждый слой матрицы имеет зону генерации носителей заряда 13 и зону потенциальной ямы 14. При этом слои отделены друг от друга с помощью прозрачных или полупрозрачных прослоек 15.  Pixel 2 is a set of photosensitive semiconductor elements 8 placed in a multilayer substrate 9. A lens 10 is installed in front of the first layer (if reflected light is used) and a transparent electrode 11 is separated from the first layer by an insulator 12. Each matrix layer has a generation zone charge carriers 13 and the zone of the potential well 14. Moreover, the layers are separated from each other using transparent or translucent layers 15.
Работа заявленной матрицы осуществляется следующим образом:  The work of the claimed matrix is as follows:
Световой поток предварительно раскладывают на составляющие спектра и «выравнивают» с получением когерентного поляризованного светового потока (световые потоки по всему спектру движутся параллельно друг другу). В таком виде поток направляют на поверхность датчика в виде ПЗС матрицы. При этом предпочтительно при направлении на поверхность матрицы, чтобы световой поток имел вертикальную поляризацию по отношению к плоскости датчика. Световой поток распределяют по поверхности матрицы таким образом, что образуется по меньшей мере две области, в каждой из которых поглощается одна из частей разложенного спектра, т.е. поглощается световой поток с определенной длиной волны. Как было упомянуто ранее, при попадании фотонов на поверхность матрицы большинство из них вступают во взаимодействие с фоточувствительными элементами, образуя электроны и накапливая их в зоне потенциальной ямы 14. При этом некоторые фотоны могут пройти насквозь один или несколько слоев 1 матрицы, и в этом случае фотоны будут поглощены одним из последующих слоев. Таким образом заряд будет возникать также и на промежуточных слоях матрицы. The luminous flux is preliminarily decomposed into the components of the spectrum and “Align” with obtaining a coherent polarized light flux (light fluxes across the entire spectrum move parallel to each other). In this form, the flow is directed to the surface of the sensor in the form of a CCD array. In this case, it is preferable, when directed to the surface of the matrix, that the light flux has vertical polarization with respect to the plane of the sensor. The luminous flux is distributed over the matrix surface in such a way that at least two regions are formed, in each of which one of the parts of the decomposed spectrum is absorbed, i.e. the light flux with a certain wavelength is absorbed. As mentioned earlier, when photons hit the surface of the matrix, most of them interact with photosensitive elements, forming electrons and accumulating them in the zone of the potential well 14. In this case, some photons can pass through one or more layers 1 of the matrix, and in this case photons will be absorbed by one of the subsequent layers. Thus, a charge will also appear on the intermediate layers of the matrix.
Затем посредством электродов 5 параллельного переноса заряда образованные электроны со всех слоев «перетекают» к последнему (относительно движение светового потока) слою, в котором с помощью электродов 6 последовательного переноса в каждой строке заряд со всех слоев перемещается с выходным элементам 7 матрицы. При этом по суммарному заряду образованному в каждой области матрицы на всех слоях определяют интенсивность (яркостную характеристику) светового излучения в каждой части спектра (для каждого диапазона длин волн).  Then, by means of electrodes 5 for parallel charge transfer, the formed electrons from all layers “flow” to the last (relative to the movement of the light flux) layer, in which using electrodes 6 of sequential transfer in each row, the charge from all layers moves with the output elements 7 of the matrix. Moreover, the total charge formed in each region of the matrix on all layers determines the intensity (luminance characteristic) of light radiation in each part of the spectrum (for each wavelength range).
Следует отметить, что путь фотона и его дальнейшая «судьба», зависят от угла падения фронта электромагнитной волны, в плоскости которой передвигаются фотоны. Чем более неравномерной будет поверхность, относительно фронта падающей волны, тем большее число фотонов света сможет преломиться и пройти дальше в глубь матрицы, «среагировать» на каком-нибудь из слоёв матрицы с электронами, и соответственно быть зафиксированы. Потенциал данного слоя внесет свою лепту в общую картину интенсивности падающего излучения. Те фотоны угол падения во фронте падающего излучения и соответственно ось поляризации, которых будет продольна, и угол падения на первый слой будет намного больше 90 градусов, практически полностью будут поглощены первым слоем и прореагирует с его электронами. В дальнейшем при углах падения всё более приближенных к 90 градусам, фотоны смогут проходить на следующие слои, но на каждой границе сред будет происходить небольшое отклонение фронта волны, в сторону большую чем 90 градусов и тем самым, с большей вероятностью фотон излучения прореагирует с электроном в данном слое матрицы. It should be noted that the path of the photon and its further "fate" depend on the angle of incidence of the front of the electromagnetic wave, in the plane of which the photons move. The more uneven the surface is, relative to the front of the incident wave, the greater the number of light photons can be refracted and go further into the matrix, “react” to one of the matrix layers with electrons, and accordingly be fixed. The potential of this layer will contribute to the overall picture of the intensity of the incident radiation. Those photons, the angle of incidence in the front of the incident radiation and, accordingly, the axis of polarization, which will be longitudinal, and the angle of incidence on the first layer will be much more than 90 degrees, will be almost completely absorbed by the first layer and will react with it electrons. Subsequently, at incidence angles ever closer to 90 degrees, photons will be able to propagate to the following layers, but at each media boundary there will be a slight deviation of the wave front, to a side greater than 90 degrees and thereby, with a greater probability, the radiation photon will react with the electron in given matrix layer.
Таким образом, для того, чтобы максимальное количество фотонов были поглощены матрицей предпочтительно (но строго не обязательно), чтобы фронт волны падающего излучения стремился к 90 градусам, плоскость поляризации фронта волны была продольная, а поверхность материала матрицы имела такую структуру (шероховатость) при которой возможное отражение на внешнем слое обеспечивало бы захват фотонов под углом в 90 градусов к элементам структуры матрицы. Кроме того, предпочтительно, чтобы поверхность матрица имела шероховатость структуры, в пределе абсолютно черную.  Thus, in order for the maximum number of photons to be absorbed by the matrix, it is preferable (but not strictly necessary) that the wave front of the incident radiation tends to 90 degrees, the plane of polarization of the wave front is longitudinal, and the surface of the matrix material has such a structure (roughness) at which a possible reflection on the outer layer would ensure the capture of photons at an angle of 90 degrees to the elements of the matrix structure. In addition, it is preferable that the surface of the matrix has a roughness of the structure, in the limit absolutely black.
На фиг.З представлен график характеристической кривой (Х.К.) сенситометрии. На графики по оси Y (абсцисс) откладывается значения чувствительности (или плотности в случае сравнения с кино или фото плёнкой), а по оси X (ординат) значения экспозиции или времени при котором происходит, регистрация процесса накопления заряда под воздействием фотонов падающего света. Значение экспозиции измеряется в люксах на секунду и имеет логарифмическую форму для компактности удобства оценки и восприятия конечных значений. Значения т.н. нейтрально-серого стандартного клина, по которому в настоящее время измеряют значения плотности почернения (недодержки) в нижней части Х.К. или побеления (передержки) в верхней части Х.К, позволяют наилучшим образом описать процесс взаимодействия количества падающих фотонов света и их энергий (и соответственно спектрального состава регистрируемого светового потока) на сам процесс регистрации. На рисунке видно, что расширение динамического диапазона достигается в нижней части Х.К. - за счет смещения участка почернения (недодержки) Х.К. в нижнюю часть и регистрации практически всех фотонов ( это происходит за счет конструкции самого первого, и самого чувствительного слоя матрицы, описанной выше), практически на порядок, а в верхней части Х.К. за счет регулировки границы побеления (передержки) т.е. плавного смещения области регистрации или реакции на поток падающих фотонов и ограничения этого потока в верхней части Х.К. (это происходит грубо - за счет подбора материала фоточувствительного слоя, количества примесей в материале, т.е. изменения количества носителей заряда, а также изменения размера и толщины, как самих слоёв, так и регистрирующих свет областей матрицы, а более точная регулировка и настройка осуществляется путем смещения величины потенциала прикладываемого к электроду слоя и соответственно смещению зоны реакции потенциальной ямы в сторону больших или меньших значений). В области «белого» все пикселы обычной матрицы будут засвечены и определить, например, 100 001 фотон из 100 000 будет проблематично. В области «черного», наоборот, для определения одиночных фотонов требуется пикселы с высокой чувствительностью и требуется различать, например, 3 от 4 упавших фотона. Используя многослойную матрицу можно варьировать съем информации с каждого слоя и использовать, например первый слой как слой, пропускающий практически все фотоны, и являющийся слоем корректировки ошибок. Или наоборот использовать его как высокочувствительный слой. Также можно изменять чувствительность слоев относительно друг друга, создавая, например логарифмическое распределение чувствительности по слоям. Таким образом, возможно расширить яркостной диапазон, в котором работает заявленная матрица. Существующие матрицы работают, как правило, только в зоне L или Lmax. On Fig.3 presents a graph of the characteristic curve (HK) sensitometry. Sensitivity (or density in the case of comparison with a film or photo film) is plotted on the graphs along the Y-axis (abscissa), and the exposure or time at which the X-axis (ordinates) shows the exposure time or the charge accumulation under the influence of incident photons. The exposure value is measured in lux per second and has a logarithmic form for compactness of convenience of assessment and perception of final values. The values of the so-called a neutral gray standard wedge, according to which the density of blackening (underexposure) in the lower part of Kh.K. is currently measured or whitening (overexposure) in the upper part of HK, allow us to best describe the process of interaction of the number of incident light photons and their energies (and, accordingly, the spectral composition of the recorded light flux) on the registration process itself. The figure shows that the expansion of the dynamic range is achieved in the lower part of H.K. - due to the shift in the area of blackening (underexposure) Kh.K. to the lower part and registration of almost all photons (this is due to the construction of the very first and most sensitive layer of the matrix described above), almost an order of magnitude, and in the upper part of Kh.K. by adjusting the border of whitening (overexposure) i.e. smooth bias of the registration region or reaction to the incident photon flux and the limitations of this flux top of H.K. (this happens roughly - due to the selection of the photosensitive layer material, the amount of impurities in the material, i.e., changes in the number of charge carriers, as well as changes in the size and thickness of both the layers themselves and the light-detecting areas of the matrix, and more precise adjustment and adjustment is carried out by shifting the potential value of the layer applied to the electrode and, accordingly, shifting the reaction zone of the potential well towards larger or smaller values). In the “white” area, all the pixels of a conventional matrix will be illuminated and it will be problematic to determine, for example, 100,001 photons out of 100,000. In the black region, on the contrary, to determine single photons, pixels with high sensitivity are required and it is necessary to distinguish, for example, 3 from 4 fallen photons. Using a multilayer matrix, it is possible to vary the information retrieval from each layer and use, for example, the first layer as a layer that transmits almost all photons and is a layer of error correction. Or vice versa, use it as a highly sensitive layer. You can also change the sensitivity of the layers relative to each other, creating, for example, a logarithmic distribution of sensitivity between the layers. Thus, it is possible to expand the brightness range in which the claimed matrix operates. Existing matrices work, as a rule, only in the L or Lmax zone.
Наиболее предпочтительно для заявленного способа использовать TDI матрицу, поскольку она позволит наилучшим образом зарегистрировать весь спектр энергий падающего излучения. При этом каждый слой будет лучше накапливать и передавать энергию взаимодействия между фотонами и электронами, а суммарный заряд этого взаимодействия будет оценен и зафиксирован.  It is most preferable for the claimed method to use a TDI matrix, since it will allow the best way to record the entire spectrum of incident radiation energies. In this case, each layer will better accumulate and transfer the energy of interaction between photons and electrons, and the total charge of this interaction will be estimated and fixed.
Для описания расширения спектрального состава регистрируемого светового излучения обратимся к описанию цветовых пространств, точнее их моделей.  To describe the expansion of the spectral composition of the recorded light radiation, we turn to the description of color spaces, more precisely, their models.
1) Пространство RGB (фиг.4): Red, Green, Blue - красный, зеленый, синий. Цвет разбит на 3 характеристики, выражающие содержание основных цветов. Модель является аддитивной, так как эти компоненты суммируются. Данное цветовое пространство используется при выводе на экран монитора. Это означает что модель аппаратно зависима, на разных мониторах одинаковые цвета будут выглядеть различно. RGB цвет используется с разной точностью: 8-битный RGB дает 256 цветов, 16-битный 65536 (схема 5-6-5), 24-битный 16777216 (8-8-8). В скобках указаны биты на канал.1) RGB space (figure 4): Red, Green, Blue - red, green, blue. The color is divided into 3 characteristics expressing the content of the primary colors. The model is additive, since these components are summed. This color space is used when displayed on the monitor screen. This means that the model is hardware dependent, on different monitors the same colors will look different. RGB color is used with different accuracy: 8-bit RGB gives 256 colors, 16-bit 65536 (scheme 5-6-5), 24-bit 16777216 (8-8-8). The brackets indicate the bits per channel.
2) Пространство CMYK (фиг.5): Cyan, Magenta, Yellow, Key - голубой, пурпурный, желтый, ключ (черный). Данный формат используется в принтерах. Позволяет экономить чернила. К сожалению, нельзя создать красок, аналогичных RGB для печати. Все дело в том, что эти цвета работают только "на просвет", т.е. через пленку-фильтр или люминофор монитора. Цвета словно вырезаются соответствующими фильтрами из сплошного спектра. В печати все происходит с точностью до наоборот, т. е. бумага поглощает весь спектр за исключением того цвета, в который она покрашена. Создать краски, являющиеся абсолютно точно "противоположными" (дополнительными) к цветам RGB, не удается, поэтому приходится вводить четвертую дополнительную краску - черную. Ее задача - усилить поглощение света в темных областях, сделать их максимально черными, т. е. увеличить тоновый диапазон печати. Четырехканальный CMYK весомее RGB и обрабатывается медленнее, занимая больше памяти. 2) CMYK space (Fig. 5): Cyan, Magenta, Yellow, Key - cyan, magenta, yellow, key (black). This format is used in printers. Saves ink. Unfortunately, you cannot create inks similar to RGB for printing. The thing is that these colors work only "in the light", i.e. through a film-filter or phosphor monitor. Colors are as if cut out by appropriate filters from a continuous spectrum. In print, everything happens exactly the opposite, that is, paper absorbs the entire spectrum except for the color in which it is painted. It is not possible to create paints that are absolutely exactly "opposite" (complementary) to RGB colors, so you have to enter the fourth additional paint - black. Its task is to enhance the absorption of light in dark areas, to make them as black as possible, that is, to increase the tonal range of printing. The four-channel CMYK is heavier than RGB and processed more slowly, taking up more memory.
3) Пространство HLS (фиг. 6): Hue, Lightness, Space - оттенок, яркость, насыщенность. Довольно распространенный формат, удобен для применения различных эффектов. В отличие от двух предыдущих кубический спектров RGB и CMYK, HLS является коническим. Очень сходны с ней модели HSB (Hue, Space, Brightness) и HSV (Hue, Space, Value), так же конические. Эти модели наиболее близки к восприятию цвета человеком. Кроме того, наиболее удобна для оптических и фотометрических расчетов: оттенок соответсвует длине волны, яркость - количеству света, насыщенность - интенсивности. Так что эта модель будет удобна при работе с источниками света и материалами.  3) HLS space (Fig. 6): Hue, Lightness, Space - hue, brightness, saturation. A fairly common format, convenient for applying various effects. Unlike the previous two cubic spectra of RGB and CMYK, HLS is conical. The HSB (Hue, Space, Brightness) and HSV (Hue, Space, Value) models, which are also conical, are very similar to it. These patterns are closest to human color perception. In addition, it is most convenient for optical and photometric calculations: the hue corresponds to the wavelength, brightness to the amount of light, saturation to intensity. So this model will be convenient when working with light sources and materials.
4) Пространство CIE XYZ (фиг. 7): Нормальная цветовая схема - плоская модель цветопередачи. Красные компоненты цвета вытянуты вдоль оси X координатной плоскости (горизонтально), а зеленые компоненты цвета вытянуты вдоль оси Y (вертикально). При таком способе представления каждому цвету соответствует определенная точка на координатной плоскости. Спектральная чистота цветов уменьшается по мере того, как вы перемещаетесь по координатной плоскости влево. Но в этой модели не учитывается яркость. Данная модель аппаратно независима, поддерживает намного больше цветов, чем способны различать современные устройства (сканеры, мониторы, принтеры) CIE XYZ построено на основе зрительных возможностей так называемого "Стандартного Наблюдателя", то есть гипотетического зрителя, возможности которого были тщательно изучены и зафиксированы в ходе проведенных комитетом CIE длительных исследований человеческого зрения. Комитет CIE провел множество экспериментов с огромным количеством людей, предлагая им сравнивать различные цвета, а затем с помощью совокупных данных этих экспериментов построил так называемые функции соответствия цветов (color matching functions) и универсальное цветовое пространство (universal color space), в котором был представлен диапазон видимых цветов, характерный для среднестатистического человека. Функции соответствия цветов — это значения каждой первичной составляющей света, которые должны присутствовать, чтобы человек со средним зрением мог воспринимать все цвета видимого спектра 4) CIE XYZ space (Fig. 7): Normal color scheme - flat color rendering model. The red color components are elongated along the X axis of the coordinate plane (horizontal), and the green color components are elongated along the Y axis (vertically). With this method of presentation, each color corresponds to a certain point on the coordinate plane. The spectral purity of colors decreases as you move along the coordinate plane to the left. But this model does not take into account brightness. This model is hardware independent, it supports much more colors than modern devices (scanners, monitors, printers) can distinguish. CIE XYZ is based on the visual capabilities of the so-called "Standard Observer", that is, a hypothetical a viewer whose capabilities have been carefully studied and documented in the course of long-term studies of human vision conducted by the CIE committee. The CIE committee conducted many experiments with a huge number of people, asking them to compare different colors, and then using the combined data of these experiments built the so-called color matching functions and the universal color space in which the range was presented visible colors, characteristic of the average person. The color matching functions are the values of each primary light component that must be present so that a person with average vision can perceive all the colors of the visible spectrum
5) Пространство CIE Lab (фиг.8): Усовершенствованная модель XYZ. Конечной целью комитета CIE была разработка повторяемой системы стандартов цветопередачи для производителей красок, чернил, пигментов и других красителей. Самая важная функция этих стандартов— предоставить универсальную схему, в рамках которой можно было бы устанавливать соответствие цветов. В основу этой схемы легли Стандартный Наблюдатель и цветовое пространство XYZ, однако несбалансированная природа пространства XYZ, вызванная тем, что человек различает разницу между оттенками зелёного и жёлтого гораздо лучше, чем между оттенками красного и пурпурного, сделала эти стандарты трудными для четкой реализации. В результате CIE разработал более однородные цветовые шкалы - CIE Lab и CIE Luv. Из этих двух моделей более широко применяется модель CIE Lab. Хорошо сбалансированная структура цветового пространства Lab основана на той теории, что цвет не может быть одновременно зеленым и красным или желтым и синим. Следовательно, для описания красно- зеленого и желто-синего атрибутов можно воспользоваться одними и теми же значениями. Когда цвет представляется в пространстве CIE Lab, величина L обозначает яркость (luminosity), а - величину красно-зеленой составляющей, a b - величину желто- синей составляющей.  5) CIE Lab Space (FIG. 8): Advanced XYZ Model. The ultimate goal of the CIE was to develop a repeatable system of color rendering standards for manufacturers of paints, inks, pigments and other dyes. The most important function of these standards is to provide a universal scheme within which color matching can be established. The basis of this scheme is the Standard Observer and the XYZ color space, however, the unbalanced nature of the XYZ space, due to the fact that a person distinguishes the difference between shades of green and yellow much better than between shades of red and purple, made these standards difficult to implement clearly. As a result, CIE developed more uniform color scales - CIE Lab and CIE Luv. Of these two models, the CIE Lab model is more widely used. The well-balanced Lab color space structure is based on the theory that color cannot be both green and red or yellow and blue. Therefore, the same values can be used to describe the red-green and yellow-blue attributes. When color is represented in the CIE Lab space, the value L denotes luminosity, a is the value of the red-green component, and b is the value of the yellow-blue component.
Также существуют и другие цветовых модели (такие как CCY, Luv, модели Манселла и Оствальда) но они используются намного реже.  There are also other color models (such as CCY, Luv, Mansell and Ostwald models) but they are used much less frequently.
Как видно из представленных моделей, то наиболее ограниченная и соответственно зависимая модель пространства, это модель пространства RGB, и т.к. все существующие матрицы регистрируют световое излучение именно по этой модели, то яркостная характеристика L, у этих матриц жестко привязана к цветовым характеристикам и любое изменение в яркостном диапазоне, сразу приводит к изменению в цветовом и наоборот. As can be seen from the presented models, the most limited and accordingly dependent space model is the RGB space model, and since Since all existing matrices register light emission precisely according to this model, the luminance characteristic L of these matrices is rigidly tied to color characteristics and any change in the luminance range immediately leads to a change in color and vice versa.
В нашем случае, т.к. яростная характеристика измеряется отдельно от цветовой, и модель цветового диапазона наиболее соответствует представлению модели CIE Lab, диапазон измеренных цветов и их оттенков ограничивается только количеством шагов регистрации цветового спектра, для данного материала и исполнения матрицы. Таким образом достигается принципиально другой уровень точности при обработки цветовой информации и соответственно диапазон измеряемых и регистрируемых цветовых оттенков ограниченный только математическим аппаратом текущего представления модели пространства CIE Lab.  In our case, because the fierce characteristic is measured separately from the color, and the color range model most closely matches the CIE Lab model representation, the range of measured colors and their shades is limited only by the number of steps for recording the color spectrum for a given material and matrix execution. Thus, a fundamentally different level of accuracy is achieved when processing color information and, accordingly, the range of measured and recorded color shades is limited only by the mathematical apparatus of the current representation of the CIE Lab space model.
Рассмотренные способ и устройство для регистрации светового излучения, могут быть применены при сканировании различных объектов. В общем случае сканирование объекта осуществляется следующим образом:  The considered method and device for detecting light radiation can be applied when scanning various objects. In general, an object is scanned as follows:
Для сканирования в области видимого излучения используют белый свет, а в случае сканирования в прилегающих к видимым областям -инфракрасный или ультрафиолетовый свет. При этом предпочтительно, чтобы этот поток имел выровненную по амплитуду по спектру. Световой поток направляют на объект сканирования и проходя через этот объект на просвет или отражаясь от него свет приобретает спектральную и яркостную характеристики, соответствующие сканируемой области объекта. Полученный световой поток раскладывают на спектральные составляющие и «выравнивают», формируя из него когерентный поляризованный световой поток. В таком виде световой поток, несущий в себе информацию о сканируемом объекте направляют на поверхность ПЗС матрицы. Далее происходит регистрация светового сигнала по способу описанному выше.  For scanning in the region of visible radiation, white light is used, and in the case of scanning in adjacent to visible regions, infrared or ultraviolet light. In this case, it is preferable that this stream has an amplitude-aligned spectrum. The luminous flux is directed to the scanning object and passing through this object to the lumen or reflected from it, the light acquires spectral and brightness characteristics corresponding to the scanned area of the object. The resulting luminous flux is decomposed into spectral components and “aligned”, forming a coherent polarized luminous flux from it. In this form, the luminous flux carrying information about the scanned object is sent to the surface of the CCD matrix. Next, the registration of the light signal by the method described above.
Предпочтительный вариант конструкции устройства для сканирования по данному способу показан на фиг. 9.  A preferred embodiment of the scanning apparatus of this method is shown in FIG. 9.
Устройство содержит источник света 16 (например, светодиодная матрица с обратной связью), оптическую систему 17 для нормирования светового потока, щелевую маску 18 оптическую систему 19 (канал, тракт, систему линз призм, щелей и решеток) для разложения светового потока, ПЗС матрицу 20, конструкция которой описана выше, АЦП (аналого-цифровой преобразователь) 21 и устройство хранения информации 22. The device comprises a light source 16 (for example, a feedback LED array), an optical system 17 for normalizing the light flux, a slit mask 18, an optical system 19 (channel, path, prism lens system, slits and gratings) for the decomposition of the light flux, a CCD matrix 20, the design of which is described above, an ADC (analog-to-digital converter) 21 and an information storage device 22.
При сканировании объекта свет испускается источником света 16 и нормируется при помощи оптической системы 17, на выходе из которой свет представляет собой поток белого света или близкий к нему, у которого амплитуда (яркость) по всему частотному (спектральному) диапазону выровнена. Далее световой поток проходит через щелевую маску 18, где он преобразуется в узкий световой пучок. В центре щелевой маски размещается объект сканирования (например, пленка или пластина), плоскость которого перемещается перпендикулярно плоскости узкого светового потока. Проходя через этот объект сканирования на просвет или отражаясь от него белый нормированный поток света или близкий к нему, изменяет свой спектральный состав и яркостной характер, а именно, приобретает яркостную характеристику (амплитуда) для каждой длинны волны входящий в видимый(400-700нм) или близкий к нему световой спектр, в соответствии со сканируемой областью объекта и в зависимости от нанесенной на него цветовой маски. Сформированный таким образом световой поток попадает в оптическую систему 19 и проходя через этот оптический канал в части видимого спектра (400-700нм) или близкого к видимому, дифференцируется (раскладывается, разлетается в пространстве за счет разных углов преломления для разных длин волн) на бесчисленное множество световых волн (спектральных составляющих). В таком виде световой поток попадает на светочувствительную поверхность ПЗС матрицы 20. При этом сканирование объекта возможно производить построчно, т.е. поэтапно «засвечивая» объект узкими «полосками». В этом случае, при перемещении светового потока по «ширине» объекта, в каждый момент времени он, проходя через объект сканирования (или отражаясь от него) и раскладываясь с помощью оптической системы, формирует на активной матрице световую плоскость, разложенную (развернутую) в видимом (400-700 нм) или близком к нему спектре по ширине, а по длине световой поток соответствует ширине сканируемого объекта. Таким образом, когда на объекте сканирования "засвечивается" только одна строка (полоска), на ПЗС матрице путем разложения света по частотному спектру "засвечиваются" все строки. Сигнал с ПЗС матрицы обрабатывается с помощью АЦП 21. В нем накопленный заряд, несущий информацию о яркостной характеристике объекта, суммируясь в определенные промежутки времени и с заданной частотой опроса на множестве полос и слоев, с информацией о спектральной характеристике объекта, преобразуются в результирующий цифровой код образа сканируемого объекта. С выхода АЦП информация в виде файла поступает на устройство хранения 22. When scanning an object, the light is emitted by the light source 16 and normalized using an optical system 17, at the exit of which the light is a stream of white light or close to it, whose amplitude (brightness) is aligned over the entire frequency (spectral) range. Further, the luminous flux passes through the slit mask 18, where it is converted into a narrow light beam. A scanning object (for example, a film or a plate) is placed in the center of the slit mask, the plane of which moves perpendicular to the plane of the narrow light flux. Passing through this object of scanning to the lumen or reflecting from it a white normalized stream of light or close to it, changes its spectral composition and brightness character, namely, acquires the luminance characteristic (amplitude) for each wavelength included in the visible (400-700 nm) or the light spectrum close to it, in accordance with the scanned area of the object and depending on the color mask applied to it. The luminous flux thus formed gets into the optical system 19 and passing through this optical channel in the part of the visible spectrum (400-700 nm) or close to the visible one, it differentiates (decomposes, scatters in space due to different refraction angles for different wavelengths) by countless light waves (spectral components). In this form, the luminous flux enters the photosensitive surface of the CCD of the matrix 20. In this case, the object can be scanned line by line, i.e. step by step “flashing” the object with narrow “stripes”. In this case, when the luminous flux moves along the “width” of the object, at each moment of time, passing through the scanning object (or reflecting from it) and unfolding with the help of an optical system, it forms a light plane on the active matrix that is laid out (unfolded) in the visible (400-700 nm) or a spectrum close to it in width, and along the length of the light flux corresponds to the width of the scanned object. Thus, when only one line (strip) is “illuminated” on the scanning object, all lines are “illuminated” on the CCD matrix by expanding the light in the frequency spectrum. The signal from the CCD matrix is processed using the ADC 21. It accumulated the charge carrying information about the brightness characteristics of the object, summed up at certain intervals and with a given sampling frequency on a set of bands and layers, with information about the spectral characteristics of the object, are converted into the resulting digital code of the image of the scanned object. From the output of the ADC information in the form of a file is fed to the storage device 22.
Способ сканирования объекта с использованием описанной технологии регистрации светового сигнала позволяет получать более качественный цифровой образ за счет:  The method of scanning an object using the described technology for recording a light signal allows to obtain a better digital image due to:
1) Увеличения различимости градаций серого (до 10 раз) при той же мощности или освещенности объекта, либо получить то же качество различимости при освещенности меньшей освещенности, чем известными способами. Динамический яркостной коэффициент различимости D (соотношения самого светлого участка к самому темному) с применением заявленного способа - D=4, а различимость 10 000, с применением аналогичных способов - D=3, различимость 1 000.  1) Increase the distinguishability of the gradations of gray (up to 10 times) at the same power or illumination of the object, or get the same quality of distinguishability under illumination of lower illumination than by known methods. The dynamic luminance coefficient of distinguishability D (the ratio of the lightest to the darkest) using the claimed method is D = 4, and the distinguishability is 10,000, using similar methods - D = 3, the distinguishability is 1,000.
2) Значительного увеличения различимости количества цветовых оттенков (до 16.000.000 раз) по сравнению с существующими сегодня технологиями. С применением существующих способов различимость спектра 2 в 24 степени (линейная система). С применением заявленного способа различимость спектра 2 в 48 степени (логарифмическая система).  2) A significant increase in the distinguishability of the number of color shades (up to 16,000,000 times) compared with existing technologies. Using existing methods, the distinguishability of spectrum 2 to 24 degrees (linear system). Using the proposed method, the distinguishability of spectrum 2 to 48 degrees (logarithmic system).
Таким образом, заявленные способ и устройство для регистрации светового сигнала (ПЗС матрица), а также способ сканирования объектов обеспечивают наиболее точное определение интенсивности светового потока в каждой области светового спектра, за счет предварительного разложения потока на спектральные составляющие и использования нескольких фоточувствительных слоев.  Thus, the claimed method and device for recording a light signal (CCD), as well as a method of scanning objects provide the most accurate determination of the intensity of the light flux in each region of the light spectrum, due to the preliminary decomposition of the flux into spectral components and the use of several photosensitive layers.
Следует отметить, что заявленная группа изобретений не ограничена частными формами реализации, приведенными в описании.  It should be noted that the claimed group of inventions is not limited to the particular forms of implementation described in the description.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Способ регистрации светового сигнала, включающий разложение светового потока на составляющие спектра, формирование из него когерентного поляризованного светового потока, направление полученного потока на поверхность датчика в виде ПЗС матрицы, имеющей по меньшей мере два слоя фоточувствительных элементов, обеспечивающих поглощение фотонов светового потока фоточувствительными элементами первого  1. A method of detecting a light signal, including decomposing the light flux into spectrum components, forming a coherent polarized light flux from it, directing the resulting flux to the sensor surface in the form of a CCD matrix having at least two layers of photosensitive elements that absorb photons of the light flux by photosensitive elements the first
относительно их движения слоя матрицы и/или по меньшей мере одного из последующих ее слоев при пробое фотонами предыдущих слоев, с накоплением фоточувствительными элементами слоев электрических зарядов, причем разложенный световой поток relative to their motion, the matrix layer and / or at least one of its subsequent layers during the breakdown by photons of the previous layers, with the accumulation of photosensitive elements of layers of electric charges, and the decomposed light flux
распределяют по поверхности матрицы с образованием по меньшей мере двух областей, в каждой из которых поглощается часть спектра разложенного светового потока, после чего определяют значения интенсивности светового потока для каждой части спектра по суммарному заряду, накопленному фоточувствительными элементами на всех слоях матрицы в каждой из ее областей. distributed over the matrix surface with the formation of at least two regions, in each of which a part of the spectrum of the decomposed luminous flux is absorbed, after which the luminous flux intensity values for each part of the spectrum are determined from the total charge accumulated by photosensitive elements on all layers of the matrix in each of its regions .
2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что направляют световой поток на поверхность датчика в виде ПЗС матрицы так, что этот поток имеет вертикальную поляризацию по отношению к плоскости датчика.  2. The method according to claim 1, characterized in that they direct the light flux to the surface of the sensor in the form of a CCD matrix so that this flux has vertical polarization with respect to the plane of the sensor.
3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве каждой из упомянутых областей матрицы используют по меньшей одну строку пикселов из фоточувствительных элементов.  3. The method according to claim 1, characterized in that at least one row of pixels from photosensitive elements are used as each of the matrix areas mentioned.
4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве ПЗС матрицы используют TDI матрицу.  4. The method according to claim 1, characterized in that the TDI matrix is used as the CCD matrix.
5. ПЗС матрица для регистрации светового сигнала, содержащая по меньшей мере два слоя фоточувствительных элементов, выполненных с возможностью поглощения фотонов светового потока фоточувствительными элементами первого относительно их движения слоя матрицы и/или по меньшей мере одного из последующих ее слоев при пробое фотонами предыдущих слоев и накопления фоточувствительными элементами слоев электрических зарядов, при этом матрица снабжена электродами параллельного переноса заряда для его перетекания от одного слоя к другому и имеет по меньшей мере две области, выполненные с возможностью поглощения в каждой из них части спектра разложенного светового потока.  5. A CCD matrix for detecting a light signal, containing at least two layers of photosensitive elements, configured to absorb photons of the light flux by the photosensitive elements of the first layer of the matrix relative to their movement and / or at least one of its subsequent layers upon breakdown by the photons of the previous layers and accumulation of layers of electric charges by photosensitive elements, while the matrix is equipped with electrodes of parallel charge transfer for its flow from one layer to another and has there are at least two regions configured to absorb in each of them a part of the spectrum of the decomposed light flux.
6. Матрица по п.5, в которой каждая упомянутая область слоя выполнена в виде по меньшей мере одной строки активных пикселов из фоточувствительных элементов. 6. The matrix according to claim 5, in which each said region of the layer is made in the form of at least one row of active pixels from photosensitive elements.
7. Матрица по п.6, в последнем слое которой установлены выходные элементы, а пикселы каждой строки в последнем слое соединены электродами последовательного переноса заряда, для перетекания накопленного заряда со всех слоев в каждой строке к выходным элементам. 7. The matrix according to claim 6, in the last layer of which the output elements are installed, and the pixels of each row in the last layer are connected by successive charge transfer electrodes to transfer the accumulated charge from all layers in each row to the output elements.
8. Способ сканирования объекта, включающий направление потока белого или ультрафиолетового или инфракрасного света на объект сканирования с получением светового потока со спектральной и яркос ной характеристиками, соответствующими сканируемой области объекта, разложение светового потока на составляющие спектра, формирование из него когерентного поляризованного светового потока, направление полученного потока на поверхность датчика в виде ПЗС матрицы, имеющей по меньшей мере два слоя  8. A method of scanning an object, including the direction of the flux of white or ultraviolet or infrared light to the object of scanning to obtain a light flux with spectral and bright characteristics corresponding to the scanned area of the object, decomposing the light flux into components of the spectrum, forming a coherent polarized light flux from it, direction the resulting stream to the surface of the sensor in the form of a CCD matrix having at least two layers
фоточувствительных элементов, обеспечивающих поглощение фотонов светового потока фоточувствительными элементами первого относительно их движения слоя матрицы и/или по меньшей мере одного из последующих ее слоев при пробое фотонами предыдущих слоев, с накоплением фоточувствительными элементами слоев электрических зарядов, причем разложенный световой поток распределяют по поверхности матрицы с образованием по меньшей мере двух областей, в каждой из которых поглощается часть спектра разложенного светового потока, после чего определяют значения интенсивности светового потока для каждой части спектра по суммарному заряду, накопленному фоточувствительными элементами на всех слоях матри ы в каждой из ее областей. photosensitive elements that provide absorption of photons of the light flux by the photosensitive elements of the first layer of the matrix and / or at least one of its subsequent layers during their breakdown by photons of the previous layers, with the accumulation of layers of electric charges by the photosensitive elements, and the decomposed light flux is distributed over the matrix surface with the formation of at least two regions, in each of which a part of the spectrum of the decomposed light flux is absorbed, after which dissolved luminous flux intensity value for each portion of the spectrum of the total charge accumulated on photosensitive elements of all layers of matrix s in each of its areas.
9. Способ по п. 8, в котором на объект сканирования направляют поток белого или ультрафиолетового, или инфракрасного света с выровненной амплитудой по спектру.  9. The method according to p. 8, in which a stream of white or ultraviolet or infrared light with equal amplitude in the spectrum is directed to the scanning object.
10. Способ по п.8, при котором объект сканирования перемещают относительно светового потока.  10. The method of claim 8, wherein the scanning object is moved relative to the light flux.
11. Способ по п.8, характеризующийся тем что световой поток направляют на  11. The method according to claim 8, characterized in that the light flux is directed to
поверхность датчика в виде ПЗС матрицы так, что он имеет вертикальную поляризацию по отношению к плоскости этого датчика. the surface of the sensor in the form of a CCD matrix so that it has a vertical polarization with respect to the plane of this sensor.
12. Способ по п.8, характеризующийся тем, что в качестве каждой из упомянутых областей матрицы используют по меньшей одну строку пикселов из фоточувствительных элементов.  12. The method of claim 8, characterized in that at least one row of pixels from photosensitive elements are used as each of the matrix areas mentioned.
13. Способ по п.8, характеризующийся тем, в качестве ПЗС матрицы используют TDI матрицу.  13. The method according to claim 8, characterized in that the TDI matrix is used as the CCD matrix.
PCT/RU2011/000256 2010-06-25 2011-04-20 Method for recording an optical signal, device for implementing same and method for scanning an object WO2011162636A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010125945 2010-06-25
RU2010125945/28A RU2431906C1 (en) 2010-06-25 2010-06-25 Method of picking up optical signal, device for realising said method and object scanning method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011162636A1 true WO2011162636A1 (en) 2011-12-29

Family

ID=44999298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000256 WO2011162636A1 (en) 2010-06-25 2011-04-20 Method for recording an optical signal, device for implementing same and method for scanning an object

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2431906C1 (en)
WO (1) WO2011162636A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4238760A (en) * 1978-10-06 1980-12-09 Recognition Equipment Incorporated Multi-spectrum photodiode devices
US4613895A (en) * 1977-03-24 1986-09-23 Eastman Kodak Company Color responsive imaging device employing wavelength dependent semiconductor optical absorption
RU2066886C1 (en) * 1989-10-16 1996-09-20 Государственный научно-исследовательский институт физических проблем им.Ф.В.Лукина Shift register
US20020058353A1 (en) * 2000-09-25 2002-05-16 Foveon, Inc. Vertical color filter detector group and array

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613895A (en) * 1977-03-24 1986-09-23 Eastman Kodak Company Color responsive imaging device employing wavelength dependent semiconductor optical absorption
US4238760A (en) * 1978-10-06 1980-12-09 Recognition Equipment Incorporated Multi-spectrum photodiode devices
RU2066886C1 (en) * 1989-10-16 1996-09-20 Государственный научно-исследовательский институт физических проблем им.Ф.В.Лукина Shift register
US20020058353A1 (en) * 2000-09-25 2002-05-16 Foveon, Inc. Vertical color filter detector group and array

Also Published As

Publication number Publication date
RU2431906C1 (en) 2011-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102474627B (en) Image capturing device and image capturing method
CN102007761B (en) Concentric exposure sequence for imageing sensor
US7884968B2 (en) System for capturing graphical images using hyperspectral illumination
US7109488B2 (en) Multi-color infrared imaging device
US7616314B2 (en) Methods and apparatuses for determining a color calibration for different spectral light inputs in an imaging apparatus measurement
JP2009265618A (en) Agile spectrum imaging apparatus and method
US10212401B2 (en) Image generation device and imaging device
WO2016158128A1 (en) Light detecting device and imaging device
Tominaga et al. Spectral imaging by synchronizing capture and illumination
JP6010723B2 (en) Image photographing apparatus and image photographing method
US9432642B2 (en) Imaging system and method having extended depth of field
Wu et al. Development of an underwater multispectral imaging system based on narrowband color filters
CN113447118B (en) Multispectral imaging chip capable of realizing color imaging and color imaging method
JPWO2018207817A1 (en) Solid-state imaging device, imaging system and object identification system
Fliegel et al. Imaging photometer with a non-professional digital camera
RU100347U1 (en) DEVICE FOR SCANNING OBJECTS
RU2431906C1 (en) Method of picking up optical signal, device for realising said method and object scanning method
JP2007003364A (en) Device and method for inspecting color filter
Haneishi et al. Image acquisition technique for high dynamic range scenes using a multiband camera
US10969523B1 (en) Apparatus and method to obtain intrinsic still and video images without the use of filters or dichroic mirrors
US10652484B1 (en) Method to obtain data cubes of low intensity intrinsic spectral images when imaging under high illumination conditions without the use of filters
US11825211B2 (en) Method of color inspection by using monochrome imaging with multiple wavelengths of light
Hébert et al. Characterization by hyperspectral imaging and hypercolor gamut estimation for structural color prints
US11079277B2 (en) Spectral imaging device and method
Kim et al. Developing a multispectral HDR imaging module for a BRDF measurement system

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11798433

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11798433

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1