Метод вывода информации с помощью фотоприёмных матриц

Матрица фотоприёмников (фотоматрица) служит для преобразования оптического изображения в электрические сигналы, причём каждый элемент функционирует как пороговый детектор, указывающий наличие или отсутствие светового сигнала в соответствующей позиции.

Различают два режима работы фотоприёмников: режим непосредственного отсчета и режим накопления заряда. В первом случае выходной электрический сигнал фотоприёмника в каждый момент времени пропорционален интенсивности падающего на него оптического сигнала, а во втором - полному световому потоку, падающему за время накопления. Так как мощность оптического сигнала, поступающего на вход отдельного элемента фотоматрицы, очень мала, то работа фотоприемников в режиме накопления заряда предпочтительнее.

Слева.Фрагмент фотоприёмной матрицы 128X128 с In столбами на каждом элементе. Справа.Тепловизионное изображение с матрицы 128X128. Температурное разрешение — 0,07 К. Спектральный диапазон 7,5-8,5 мкм.

 6.2 Фотоматрицы с накоплением заряда

Детектирование оптической страницы осуществляется следующим образом. В начале цикла на затворы МОП-транзисторов подаются коммутирующие импульсы и через открытые транзисторы производится заряд емкостей p-n переходов фотодиодов до максимального напряжения источника питания. Затем ФМ освещается оптическим изображением. При этом под действием падающего светового потока происходит разряд емкостей p-n переходов фотоприемников и напряжение на них падает на значение, пропорциональное мощности светового потока и длительности освещения.

Для считывания слова на соответствующую адресную шину подается коммутирующий импульс, который открывает ключевые транзисторы, соединенные с выбранной шиной. Тогда через фотодиоды, открытые транзисторы и входные цепи усилителей считывания потекут токи дозарядки. Ток, протекающий через отдельный фотодиод, зависит от потери заряда за период накопления и пропорцоинален числу фотонов света, попавших на фотодиод

Область приминения

В цифровых камерах используются два типа матричных фотоприемников: приборы с зарядовой связью (ПЗС) и фоточувствительные сенсоры на основе КМОП-структур. (Трехслойные сенсоры Foveon пока не получили широкого распространения.) Они состоят из набора отдельных чувствительных к свету элементов. Под действием света на каждой ячейке сенсора накапливается (формируется) электрический заряд, который потом преобразуют в напряжение и считывают с фотоприемника.

  Так же используются в цифровых видеокамерах. Важным направлением совершенствования систем наведения ВТО является внедрение многоэлементных матричных приемников излучения, что позволяет не просто обнаруживать объект (цель), но и, получив его образ, распознать цель.