RU2054753C1

RU2054753C1 - Reading set based on charge-coupled devices for two-dimension image receivers

Info

Publication number: RU2054753C1
Application number: RU93014486A
Authority: RU
Inventors: И.И. Ли
Original assignee: Институт физики полупроводников СО РАН
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1996-02-20

Abstract

FIELD: integrated microelectronics. SUBSTANCE: reading set based on charge-coupled devices for two-dimension image receivers is arranged on semiconductor backing and has matrix of cells of input devices. Each input device has input diffusion region with conductance type opposite to that of backing and input gate placed on dielectric layers. Each column has transfer gate, input diffusion region, two MIS transistors, multioutput output commutator, control wire of input gates, comon reading wire, common recording wire. Gates of MIS transistors are connected to proper outputs of multioutput commutator, source of first MIS transistor is linked to common reading wire, drain is coupled to output diffusion region. Source of second MIS transistor is connected to common recording wire, drain - to recording gate. Matrix of input devices is manufactured from fragments composed of four cells of input devices. It is supplemented with second control wire of input gates, cell of four-phase CCD register. Input gates of one column of fragment are integrated by first common control wire of input gates and charge-coupled to first and third transfer gates correspondingly. EFFECT: higher efficiency.

Description

Изобретение относится к интегральной микроэлектронике и может быть использовано в системах обработки оптической информации. The invention relates to integrated microelectronics and can be used in optical information processing systems.

Известно устройство считывания фотосигналов на приборах с зарядовой связью для двухмерных приемников изображения на основе фотодиодов [1] Оно выполнено на полупроводниковой подложке, содержит матрицу входных устройств на приборах с зарядовой связью, столбцовый ПЗС-регистр считывания, а каждое входное устройство содержит входную диффузионную область, противоположного подложке типа проводимости и расположенные на слое диэлектрика зарядно связанные входной затвор, затвор накопления, затвор переноса, причем входные затворы, затворы накопления соединены общими шинами считывания. A known device for reading photo signals on charge-coupled devices for two-dimensional image receivers based on photodiodes [1] It is made on a semiconductor substrate, contains a matrix of input devices on charge-coupled devices, a column CCD reader, and each input device contains an input diffusion region, opposite to the conductivity type substrate and charge-coupled input gate, accumulation gate, transfer gate located on the dielectric layer, and input gates, gate gates captivity connected common read buses.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжений на входной затвор и затвор накопления на входной диффузионной области, соединенном с ней фотоприемнике устанавливается напряжение смещения, определяемое поверхностным потенциалом под входным затвором. Часть тока, текущего через фотоприемник, инжектируется в потенциальную яму под затвором накопления. При подаче открывающего импульса на затвор переноса информационные заряды одновременно передаются в столбцовые ПЗС-регистры. Далее информационные заряды соответствующего столбца передаются в горизонтальный ПЗС-регистр считывания и последовательно детектируются на общем выходном устройстве. The device operates as follows. When applying voltage to the input gate and the accumulation gate at the input diffusion region connected to it by a photodetector, a bias voltage is determined, which is determined by the surface potential under the input gate. Part of the current flowing through the photodetector is injected into the potential well under the accumulation gate. When an opening pulse is applied to the transfer gate, information charges are simultaneously transferred to the column CCD registers. Next, the information charges of the corresponding column are transferred to the horizontal CCD read register and sequentially detected on a common output device.

Недостаток такого устройства заключается в том, что размещение многоэлектродной структуры в каждой ячейке ограничивает площадь затвора накопления. Затвор накопления занимает не более 10% общей площади, для ячейки 50 х 50 мкм максимальная зарядовая емкость затвора накопления не превышает (1-4) х 10⁶ электронов. Это ограничивает возможность таких устройств считывания в системах с фоновым излучением, большим (1-5) х 10¹³ фотонов/см² · с.The disadvantage of this device is that the placement of a multi-electrode structure in each cell limits the area of the accumulation gate. The storage gate occupies no more than 10% of the total area; for a cell of 50 x 50 μm, the maximum charge capacity of the storage gate does not exceed (1-4) x 10 ⁶ electrons. This limits the possibility of such readers in systems with background radiation greater than (1-5) x 10 ¹³ photons / cm ² · s.

Известно также устройство считывания на приборах с зарядовой связью для двумерных приемников изображения [2] Оно, выполненное на полупроводниковой подложке, содержит матрицу входных устройств на приборах с зарядовой связью, а каждое входное устройство содержит входную диффузионную область противоположного подложке типа проводимости и расположенные на слое диэлектрика зарядно связанные входной затвор и столбцовый четырех фазных ПЗС-регистр, причем затворы переноса первой и третьей фаз столбцового ПЗС-регистра считывания зарядно связаны с входными затворами двух соседних столбцов. Данное устройство является ближайшим к предлагаемому техническому решению. A reader device for charge-coupled devices for two-dimensional image detectors is also known [2]. It is made on a semiconductor substrate and contains a matrix of input devices on charge-coupled devices, and each input device contains an input diffusion region of the opposite conductivity type substrate and located on the dielectric layer charge-coupled input gate and column four-phase CCD register, and transfer gates of the first and third phases of the column CCD read-register charge-coupled Ans with input gates of two adjacent columns. This device is the closest to the proposed technical solution.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжений на входной затвор, первую и третью фазы столбцового ПЗС-регистра на входной диффузионной области, соединенном с ней фотоприемнике устанавливается напряжение смещения, определяемое поверхностным потенциалом под входным затвором. Часть тока, текущего через фотоприемник, инжектируется в потенциальные ямы под соответствующими затворами переноса столбцового ПЗС-регистра. Далее информационные заряды соответствующего столбца передаются в горизонтальный ПЗС-регистр считывания и последовательно детектируются на общем выходном устройстве. Уменьшение количества столбцовых ПЗС-регистров в два раза (один ПЗС-регистр на два столбца фотоприемников), совмещение функции затвора накопления с затвором переноса ПЗС-регистра позволяют более чем в три раза увеличить зарядовую емкость устройств считывания. Так, при размере фотоприемной ячейки 50 х 60 мкм зарядовая емкость устройства считывания 1,1 х 10⁷ электронов.The device operates as follows. When applying voltage to the input gate, the first and third phases of the column CCD register at the input diffusion region connected to it by a photodetector, a bias voltage is determined, determined by the surface potential under the input gate. Part of the current flowing through the photodetector is injected into potential wells under the corresponding transfer gates of the column CCD register. Next, the information charges of the corresponding column are transferred to the horizontal CCD read register and sequentially detected on a common output device. Halving the number of column CCD registers (one CCD register for two columns of photodetectors), combining the accumulation shutter function with the transfer shutter shutter of the CCD register allows more than three times to increase the charge capacity of readers. So, with the size of the photodetector cell 50 x 60 μm, the charge capacity of the reader 1.1 x 10 ⁷ electrons.

Недостаток такого устройства заключается в том, что режим считывания не может быть совмещен с режимом накопления фотосигналов. Кроме того, известно, что сигналы с многоэлементных фотоприемников в особенности в длинноволновой ИК-области спектра характеризуются низкой контрастностью изображения, высоким уровнем "геометрических" шумов, обусловленных неоднородностью фотоэлектрических характеристик фотоприемников, передаточных характеристик устройств считывания. Для восстановления изображения необходима дополнительная обработка сигналов. Разработка и изготовление систем обработки составляют значительную часть стоимости ФПУ, и тем не менее именно возможности систем обработки ограничивают функциональные возможности ФПУ. The disadvantage of this device is that the read mode cannot be combined with the mode of accumulation of photo signals. In addition, it is known that signals from multi-element photodetectors, especially in the long-wave infrared region of the spectrum, are characterized by low image contrast, a high level of "geometric" noise due to the heterogeneity of the photoelectric characteristics of the photodetectors, and the transfer characteristics of the reading devices. To restore the image requires additional signal processing. The development and manufacture of processing systems constitute a significant part of the cost of FPU, and nevertheless, it is the capabilities of processing systems that limit the functionality of the FPU.

Целью изобретения является повышение чувствительности путем увеличения зарядовой емкости устройств считывания и обеспечение первичной, предпроцессорной обработки сигналов. The aim of the invention is to increase the sensitivity by increasing the charge capacity of readers and providing primary, preprocessing signal processing.

Цель достигается тем, что в устройстве считывания на приборах с зарядовой связью для двухмерных приемников изображения, выполненном на полупроводниковой подложке и содержащем матрицу ячеек входных устройств, причем каждое входное устройство содержит входную диффузионную область противоположного подложке типа проводимости и расположенные на слое диэлектрика входной затвор, ячейку четырехфазного ПЗС-регистра считывания, образующих цепочку зарядно связанных элементов, шину управления входным затвором, матрица входных устройств выполнена из фрагментов, состоящих из четырех ячеек входных устройств, причем каждый столбец фрагментов дополнительно содержит четырехфазный ПЗС-регистр, а также дополнительно содержит второй входной затвор и шину управления вторым входным затвором, многовыходной коммутатор, общую шину считывания, общую шину записи, два МДП-транзистора, затворы которых соединены с соответствующими выходами коммутатора, при этом исток первого МДП-транзистора соединен с общей шиной считывания, сток с выходной диффузионной областью, исток второго МДП-транзистора с общей шиной записи, сотк с затвором записи, причем входные затворы одного столбца фрагмента объединены первой общей шиной управления входными затворами и зарядно связаны с первым и третьим затворами переноса соответственно, а входные затворы другого столбца фрагмента объединены второй общей шиной управления входными затворами и зарядно связаны с вторым и четвертым затворами переноса первого ПЗС-регистра считывания, первая ячейка второго ПЗС-регистра считывания зарядно связана с ПЗС-регистром последнего (крайнего) фрагмента, а последняя ячейка второго ПЗС-регистра образует цепочку зарядно связанных затворов с затвором записи, затвором переноса и выходной диффузионной областью. The goal is achieved in that in a reader on charge-coupled devices for two-dimensional image receivers made on a semiconductor substrate and containing a matrix of input device cells, each input device containing an input diffusion region opposite to the conductivity type substrate and an input gate located on the dielectric layer, a cell a four-phase CCD read register forming a chain of charge-connected elements, an input gate control bus, a matrix of input devices one of the fragments consisting of four cells of the input devices, and each column of fragments additionally contains a four-phase CCD register, and also additionally contains a second input gate and a control bus for the second input gate, a multi-output switch, a common read bus, a common write bus, two MPEs transistors, the gates of which are connected to the corresponding outputs of the switch, while the source of the first MOS transistor is connected to a common read bus, the drain with the output diffusion region, the source of the second MIS trans a torus with a common recording bus, a hundredth with a shutter of recording, wherein the input gates of one fragment column are combined by the first common control bus of the input gates and are charged with the first and third transfer gates, respectively, and the input gates of another column of the fragment are combined by the second common bus of the control of input gates and charge are associated with the second and fourth transfer gates of the first CCD read register, the first cell of the second CCD read register is charged with the CCD register of the last (extreme) fragment, and p the last cell of the second CCD register forms a chain of charge-coupled shutters with a recording shutter, a transfer shutter, and an output diffusion region.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства считывания на приборах с зарядовой связью; на фиг. 2 изображены временные диаграммы управляющих напряжений, где 1 контактная площадка к фотоприемнику, 2 входная диффузионная область, 3 первый входной затвор, 4 второй входной затвор, 5, 6, 7 и 8 первый, второй, третий и четвертый затворы переноса первого ПЗС-регистра считывания, 9, 10, 11 и 12 первый, второй, третий и четвертый затворы переноса второго ПЗС-регистра считывания, 13 затвор записи, 14 затвор переноса, 15 выходная диффузионная область, 16 общая шина считывания, 17 общая шина записи, 18 многовыходной коммутатор, 19 вход коммутатора, 20 блок предпроцессорной обработки сигналов, Т₁, Т₂ МДП-транзисторы, f₁, f₂, f₃, f₄ шины управления первым ПЗС-регистром считывания, Вх.зат. 1, Вх. зат. 2 шины управления входными затворами, F₁, F₂, F₃, F₄ шины управления вторым ПЗС-регистром, F_з.пер. шина управления затвором 14 переноса, 1F, 2F шины управления многовыходным коммутатором, 21 вход многовыходного коммутатора.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a reader on charge-coupled devices; in FIG. 2 shows timing diagrams of control voltages, where 1 contact area to the photodetector, 2 input diffusion region, 3 first input gate, 4 second input gate, 5, 6, 7 and 8 first, second, third and fourth transfer gates of the first CCD read register , 9, 10, 11, and 12 first, second, third, and fourth transfer shutters of the second CCD read register, 13 write shutter, 14 transfer shutter, 15 output diffusion region, 16 common read bus, 17 common write bus, 18 multi-output switch, 19 switch input, 20 pre-process unit signal processing, T ₁ , T ₂ MOS transistors, f ₁ , f ₂ , f ₃ , f ₄ control buses of the first CCD read register, Vh.zat. 1, In zat. 2 input gate control buses, F ₁ , F ₂ , F ₃ , F ₄ control buses for the second CCD register, F _s.per. shutter control bus 14 transfer, 1F, 2F control bus multi-output switch, 21 input multi-output switch.

Для ячеек 22, 23 фрагмента устройства считывания входная диффузионная область 2, первый входной затвор 1, первый ПЗС-регистр считывания (затворы 5, 6, 7, 8 переноса), второй ПЗС-регистр считывания (затворы 9, 10, 11, 12 переноса), затвор 13 записи, затвор 14 переноса, выходная диффузионная область 15 образуют цепочку зарядно связанных элементов, причем входная диффузионная область 2 ячейки 22 зарядно связана с первым входным затвором 3 и первым затвором 5 переноса первого ПЗС-регистра считывания, а диффузионная область 2 ячейки 23 зарядно связана с первым входным затвором и третьим затвором 7 переноса первого ПЗС-регистра считывания. For cells 22, 23 of a fragment of the reader, the input diffusion region 2, the first input gate 1, the first CCD read register (gate 5, 6, 7, 8 transfer), the second CCD register read (gate 9, 10, 11, 12 transfer ), the shutter 13 of the record, the shutter 14 transfer, the output diffusion region 15 form a chain of charge-connected elements, and the input diffusion region 2 of the cell 22 is charged with the first input gate 3 and the first shutter 5 of the transfer of the first CCD read register, and the diffusion region 2 of the cell 23 is charged with the first input th gate and the third transfer gate 7 of the first CCD register reading.

Для ячеек 24, 25 фрагмента устройства считывания входная диффузионная область 2, второй входной затвор 4, первый ПЗС-регистр считывания (затворы 5, 6, 7, 8 переноса), второй ПЗС-регистр считывания (затворы 9, 10, 11, 12 переноса), затвор 13 записи, затвор 14 переноса, выходная диффузионная область 15 образуют цепочку зарядно связанных элементов, причем входная диффузионная область 2 ячейки 24 зарядно связана с вторым входным затвором 4 и вторым затвором 6 переноса первого ПЗС-регистра считывания, а диффузионная область 2 ячейки 25 зарядно связана с вторым входным затвором 4 и четвертым затвором 8 переноса первого ПЗС-pегистра считывания. For cells 24, 25 of a fragment of the reader, the input diffusion region 2, the second input gate 4, the first CCD read register (gate 5, 6, 7, 8 transfer), the second CCD register read (gate 9, 10, 11, 12 transfer ), the recording shutter 13, the transfer shutter 14, the output diffusion region 15 form a chain of charge-connected elements, and the input diffusion region 2 of the cell 24 is charge-connected with the second input gate 4 and the second transfer shutter 6 of the first CCD read register, and the diffusion region 2 of the cell 25 charge connected to the second input th gate 4 and the fourth transfer gate 8 of the first CCD pegistra reading.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подаче управляющих напряжений на шины Вх.зат. 1, f₁, причем Uf₁ > UВх. зат. 1 на входной диффузионной области 2 ячейки 22 и соответственно на фотоприемнике устанавливается напряжение смещения, определяемое поверхностным потенциалом под входным затвором 3. Часть тока, протекающего через фотодиод, ответвляется через канал под входным затвором 3 в потенциальную яму под первым затвором 5 переноса. Далее при подаче управляющих напряжений на затворы первого и второго ПЗС-регистров считывания (управляющие шины f₁ f₄, F₁ F₄) информационные заряды последовательно передаются по первому и второму ПЗС-регистрам считывания. При подаче на общие шину считывания и шину записи высокого напряжения U₁₁, U₁₂ заряд из под четвертого затвора второго ПЗС-регистра считывания передается в выходную диффузионную область 15. Подача на вход 21 и фазы 1F, 2F управляющих напряжений обеспечивает последовательное подключение выходных диффузионных областей к общей шине считывания. Для считывания сигналов с ячеек 24 подаются напряжения на шины Вх. зат. 2 и f₂, для считывания сигналов с ячеек 23 подаются напряжения на шины Вх. зат. 1 и f₃, а для считывания сигналов с ячеек 25 подаются напряжения на шины Вх. зат. 2 и f₄. Таким образом считываются сигналы со всех фотоприемных ячеек матрицы, после чего цикл считывания повторяется, снова производится считывание сигналов с ячеек 22 и т.д.When applying control voltages to the tires Vh.zat. 1, f ₁ , and Uf ₁ > UВх. zat. 1, an offset voltage determined by the surface potential under the input gate 3 is set at the input diffusion region 2 of cell 22 and, accordingly, at the photodetector. A part of the current flowing through the photodiode branches off through the channel under the input gate 3 into the potential well under the first transfer gate 5. Then, when applying control voltages to the gates of the first and second CCD read registers (control buses f ₁ f ₄ , F ₁ F ₄ ), information charges are sequentially transmitted along the first and second CCD read registers. When a high voltage U ₁₁ , U _{12 is} applied to the common read bus and the write bus, the charge from the fourth gate of the second CCD read register is transferred to the output diffusion region 15. The supply of control voltages to the input 21 and phases 1F, 2F provides a serial connection of the output diffusion regions to the common read bus. To read the signals from the cells 24 voltage is applied to the bus In. zat. 2 and f ₂ , for reading signals from cells 23, voltages are supplied to the Bx buses. zat. 1 and f ₃ , and for reading signals from cells 25, voltages are supplied to the Bx buses. zat. 2 and f ₄ . In this way, signals are read from all photodetector cells of the matrix, after which the reading cycle is repeated, signals from cells 22 are again read, etc.

Устройство может также обеспечить первичную обработку фотосигналов, например подавление "геометрического" шума. Для этого с компенсирующего выхода блока предпроцессорной обработки по общей шине записи подается потенциал, обеспечивающий передачу только информационной части сигналов. Коррекция этого потенциала осуществляется в следующем цикле считывания из сравнения величин считываемого сигнала с опорным индивидуально для каждого канала. После считывания по общей шине записи подается высокий потенциал и заряд, оставшийся под четвертым затвором переноса второго ПЗС-регистра считывания, вытягивается в выходную диффузионную область и общую шину считывания, с окончанием которого начинается новый цикл накопления. Блок предпроцессорной обработки может быть аналогичен описанному в патенте США N 4133008, кл. Н 04 N 1/98, 9/19, 1979. The device can also provide primary processing of photo signals, for example, the suppression of "geometric" noise. For this, a potential is provided from the compensating output of the preprocessing processing unit via a common recording bus, which ensures the transmission of only the information part of the signals. Correction of this potential is carried out in the next reading cycle from a comparison of the values of the read signal with the reference individually for each channel. After reading through the common write bus, a high potential is applied and the charge remaining under the fourth transfer gate of the second CCD read register is pulled into the output diffusion region and the common read bus, at the end of which a new accumulation cycle begins. The preprocessing unit may be similar to that described in US Pat. No. 4,133,008, cl. H 04 N 1/98, 9/19, 1979.

Сигналы с общей шины считывания многоканального устройства считывания последовательно поступают на вход устройства двойной коррелированной выборки и далее в преобразователь аналог код. Занесение в оперативное запоминающее устройство информации об уровнях неинформационных компонент сигналов осуществляется через арифметико-логическое устройство. Из арифметико-логического устройства информация передается в цифроаналоговый преобразователь и далее в аналоговом виде на шину коррекции. В качестве преобразователя аналог код могут быть использованы последовательно соединенные компаратор и аналого-цифровой преобразователь, при этом информация в оперативное запоминающее устройство записывается с выхода компаратора либо сигналы с устройства двойной коррелированной выборки непосредственно подаются на вход аналого-цифрового преобразователя. The signals from the common read bus of the multichannel reader are sequentially fed to the input of the double correlated sampling device and then to the analog code converter. Entering into the operational storage device information about the levels of non-informational components of the signals is carried out through an arithmetic-logical device. From the arithmetic-logic device, information is transmitted to a digital-to-analog converter and then in analog form to the correction bus. A comparator and an analog-to-digital converter can be used in series as an analog code converter, while information in the random access memory is recorded from the output of the comparator or signals from a double correlated sampling device are directly fed to the input of an analog-to-digital converter.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает также возможность одновременно считать сигналы с любых двух фотоприемников одного фрагмента. Например, для одновременного считывания суммарного фотосигнала с ячеек 22 и 23 необходимо подать высокие напряжения на шины управления Вх. зат. 1 и f₁, f₂.The proposed technical solution also provides the ability to simultaneously read signals from any two photodetectors of the same fragment. For example, for simultaneous reading of the total photo signal from cells 22 and 23, it is necessary to apply high voltages to the control busbars Bx. zat. 1 and f ₁ , f ₂ .

Предлагаемое техническое решение имеет следующие преимущества. The proposed technical solution has the following advantages.

Уменьшение количества электродов в ячейке устройства считывания, в частности совмещение функций затворов накопления двух ячеек затворами переноса первого ПЗС-регистра считывания, вынос из фрагмента устройства считывания затвора переноса, накопление сигнального заряда под двумя затворами переноса первого ПЗС-регистра считывания, суммарная площадь которых в 1,5 раза может превышать площадь элементарной ячейки устройства считывания, позволили увеличить зарядовую емкость (до 10⁸ электронов для ячейки с размерами 50 х 50 мкм) и, следовательно, обнаружительную способность ФПУ на их основе. Известно, что обнаружительная способность растет как корень квадратный из времени накопления. Время накопления пропорционально зарядовой емкости устройства считывания. Увеличение времени накопления также снижает требования к пропускной способности измерительного канала. Таким образом, увеличение зарядовой емкости устройства считывания позволяет реализовать двухмерные фотоприемные матрицы, предназначенные для работы при больших фотоновых нагрузках, больших 10¹⁵ фотонов/см², а также увеличить степень интеграции.Reducing the number of electrodes in the cell of the reader, in particular, combining the functions of the gates of the accumulation of two cells with the transfer shutters of the first CCD read register, removal of the transfer shutter from the fragment of the reader of the transfer device, the accumulation of the signal charge under the two transfer gates of the first CCD read register, the total area of which is 1 5 times may exceed reader unit area of the cell, it possible to increase the charge capacity (up to 10 ⁸ electrons to the cell with the dimensions 50 x 50 mm) and therefore , PD detection capability based on them. Detectivity is known to grow as the square root of accumulation time. The accumulation time is proportional to the charge capacity of the reader. Increasing the accumulation time also reduces the bandwidth requirements of the measuring channel. Thus, increasing the charge capacity of the reader allows you to implement two-dimensional photodetector arrays designed to operate at high photon loads, large 10 ¹⁵ photons / cm ² , as well as to increase the degree of integration.

Предлагаемое устройство обеспечивает дополнительную возможность в одном цикле накопления считать (суммировать) фотосигналы с любых двух фотоприемников, считываемые одним фрагментом устройства считывания. Это дает дополнительные возможности в области обработки фотосигналов, в системах распознавания образов и т.д. The proposed device provides an additional opportunity in one accumulation cycle to read (sum) the photo signals from any two photodetectors, read by one fragment of the reader. This gives additional opportunities in the field of photo signal processing, in pattern recognition systems, etc.

Обеспечивается первичная, предпроцессорная обработка, например подавление "геометрических" шумов. Первичная обработка фотосигналов позволяет снизить на 5-6 разрядов требования к измерительному каналу. Это имеет принципиальное значение, так как реализовать измерительный канал с динамическим диапазоном 12-16 разрядов при времени выборки, меньшем 0,1-1 мкс, особенно для бортовых систем, характеризующихся жесткими ограничениями на массогабаритные показатели, потребляемую мощность, практически невозможно. Снижение требований к динамическому диапазону на 5-6 порядков позволяет практически реализовать первичную, предпроцессорную обработку фотосигналов в режиме реального времени с меньшим энергопотреблением, лучшими массогабаритными показателями и с большими функциональными возможностями. Provides primary, pre-processing, for example, the suppression of "geometric" noise. Primary processing of photosignals allows reducing the requirements for the measuring channel by 5-6 digits. This is of fundamental importance, since it is practically impossible to implement a measuring channel with a dynamic range of 12-16 bits with a sampling time of less than 0.1-1 μs, especially for on-board systems, which are characterized by strict restrictions on weight and size parameters. Reducing the requirements for the dynamic range by 5-6 orders of magnitude makes it possible to practically realize the primary, preprocessing processing of photo signals in real time with less power consumption, better weight and size characteristics and with greater functionality.

Claims

READING DEVICE ON INSTRUMENTS WITH CHARGED COMMUNICATION FOR TWO-DIMENSIONAL RECEIVERS OF IMAGES, made on a semiconductor substrate and containing a matrix of cells of input devices, each input device contains an input diffusion region of the opposite substrate of the conductivity type and located on the four-phase insulator layer of the input-gate insulator a chain of charge-connected elements, an input gate control bus, characterized in that the input device matrix is made of fragments entrances consisting of four cells of input devices, each column of fragments additionally containing a four-phase CCD register, and also additionally containing a second input gate and a control bus for the second input gate, a multi-output switch, a common read bus, a common write bus, two MOS transistors, the gates of which are connected to the respective outputs of the switch, the source of the first MOS transistor is connected to a common read bus, the drain is to the output diffusion region, the source of the second MOS transistor is connected to a common bus write, drain - with a shutter for recording, and the input gates of one column of the fragment are combined by the first common control bus of the input gates and are charged with the first and third transfer gates, respectively, and the input gates of the other column of the fragment are combined by the second common bus of the control of the input gates and are charged with the second and the fourth transfer shutters of the first CCD read register, the first cell of the second CCD read register is charge-connected to the CCD register of the last (last) fragment, and the last cell is T cerned CCD register forms a chain of charging gates connected to the gate of recording, and the output transfer gate diffusion region.