一種多模態(tài)超級ccd傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種光敏傳感器，特別涉及一種CCD傳感器。一種多模態(tài)超級CCD傳感器，其特征是包括：多行單線陣CCD、尋址電路，所述多行單線陣CCD的各行之間緊密排列；所述尋址電路與所述各行單線陣CCD的驅(qū)動脈沖信號相連，所述單線陣CCD的每行有獨立確定的地址，該地址的選擇通過驅(qū)動地址選通信號進行選擇。本發(fā)明既具有面陣CCD的功能，獲得二維圖像信號；又能對每行成像單元成像時間和電荷轉(zhuǎn)移時間單獨控制、單獨輸出，各自生成單線陣掃描圖像序列。
【專利說明】一種多模態(tài)超級CCD傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種光敏傳感器，特別涉及一種CXD傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]CCD傳感器(Charge Coupled Device)是一種電荷親合器件，是使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能存儲由光產(chǎn)生的信號電荷，通過對它施加特定時序的脈沖，使存儲的信號電荷在CCD內(nèi)作定向傳輸而實現(xiàn)自掃描。傳統(tǒng)CCD傳感器包括單線陣CCD和面陣CCD以及TD1-CCD三種，它們把許多微小半導(dǎo)體硅光敏固體元件，將其呈線狀或面狀以極高密度排列在一起。線陣CCD將其上面形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成為時序電信號輸出，獲取二維圖像信號時，必須與成像區(qū)域做相對推掃運動；面陣CCD是二維圖像傳感器，它可以直接將二維圖像轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l信號輸出，適用于對成像區(qū)域凝視成像；TD1-CCD結(jié)構(gòu)類似于面陣CCD，采用推掃方式成像，它逐級依次對地面同一目標曝光進行電荷累加，通過延時積分解決圖像能量不足的問題。
[0003]但是，若要達到既具有面陣CCD獲得二維圖像信號的功能，又能對每行成像單元的成像時間、圖像信號轉(zhuǎn)移時間單獨控制，對每行器件成像信號單獨輸出，傳統(tǒng)的線陣CCD、面陣CXD以及TD1-C⑶都是做不到的。為此，提出本發(fā)明。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:提供一種多模態(tài)超級(XD傳感器(MS-CXD，即Mult1-modalitySuper CCD)，既具有面陣CCD的功能，獲得二維圖像信號；又能對每行成像單元成像時間和電荷轉(zhuǎn)移時間單獨控制、單獨輸出，各自生成單線陣掃描圖像序列。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種多模態(tài)超級CXD傳感器，其特征是包括:多行單線陣(XD、尋址電路，其中:
[0007]所述多行單線陣CCD的每行都包括光敏單元、轉(zhuǎn)移柵、移位寄存器、輸出放大器；所述光敏單元和所述移位寄存器緊密排列在所述轉(zhuǎn)移柵兩側(cè)，并列排成條狀結(jié)構(gòu)；在每行單線陣CCD設(shè)有獨立的驅(qū)動脈沖信號和電壓輸入用于控制電荷的轉(zhuǎn)移方向和速率、設(shè)有獨立的模擬輸出信號端與輸出放大器連接，用于信號放大輸出。
[0008]所述多行單線陣CXD的各行之間緊密排列；
[0009]所述尋址電路與所述各行單線陣CCD的驅(qū)動脈沖信號相連，所述單線陣CCD的每行有獨立確定的地址，該地址的選擇通過驅(qū)動地址選通信號進行選擇。
[0010]每行單線陣CCD工作過程是:所述轉(zhuǎn)移柵加低電平時，所述光敏單元與所述移位寄存器隔離，這時光敏單元進行光積分，不斷積累電荷；當(dāng)所述轉(zhuǎn)移柵加高電平時，光敏單元與移位寄存器溝通，光積分時積累的電荷通過所述轉(zhuǎn)移柵轉(zhuǎn)移到所述移位寄存器中。由于光積分的時間要遠遠大于所述轉(zhuǎn)移柵加高電平的轉(zhuǎn)移時間，因此在光積分時間內(nèi)，在所述移位寄存器上加驅(qū)動脈沖即可將所述移位寄存器中的電荷一位位地轉(zhuǎn)移出器件，經(jīng)過所述輸出放大器，形成時序信號。
[0011]本發(fā)明應(yīng)用尋址電路對各行單線陣CCD進行單獨控制，單獨輸出。當(dāng)尋址電路只選中某一行時，所選行按單線陣CCD工作過程工作，生成單線陣掃描圖像序列，實現(xiàn)了單線陣CCD的功能；若尋址電路同時或順序選中其中數(shù)行，可實現(xiàn)同時或有順序的進行掃描；若尋址電路同時選中各行，在各排線陣CCD采樣時間相同的情況下，輸出的時序圖像信號生成二維圖像，實現(xiàn)面陣CCD的功能。
[0012]本發(fā)明尋址電路的設(shè)計，使本發(fā)明所述的一種多模態(tài)超級CCD既具有面陣CCD的功能，獲得二維圖像信號；又能對每行成像單元成像時間和電荷轉(zhuǎn)移時間單獨控制、單獨輸出，各自生成單線陣掃描圖像序列。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖2正方形像元MS-CXD結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3三角形像元方陣排列結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4三角形像元另一種排列結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5六邊形像元方陣排列結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6六邊形像元另一種排列結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7八邊形像元方陣排列結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖8八邊形像元另一種排列結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實施方式】
[0021]實施例1:如圖1所示，一種多模態(tài)超級CCD傳感器，其特征是包括:多行單線陣(XD、尋址電路，其中:
[0022]所述多行單線陣CCD的每行都包括光敏單元、轉(zhuǎn)移柵、移位寄存器、輸出放大器；所述光敏單元和所述移位寄存器緊密排列在所述轉(zhuǎn)移柵兩側(cè)，并列排成條狀結(jié)構(gòu)；在每行單線陣CCD設(shè)有獨立的驅(qū)動脈沖信號和電壓輸入用于控制電荷的轉(zhuǎn)移方向和速率、設(shè)有獨立的模擬輸出信號端與輸出放大器連接，用于信號放大輸出。
[0023]所述多行單線陣CXD的各行之間緊密排列；
[0024]所述尋址電路與所述各行單線陣CCD的驅(qū)動脈沖信號相連，所述單線陣CCD的每行有獨立確定的地址，該地址的選擇通過驅(qū)動地址選通信號進行選擇。
[0025]實施例2:根據(jù)實施例1所述的一種多模態(tài)超級CCD，其特征多行單線陣CCD布局為如3所示的三角形像元方陣排布，或為圖2所示的正方形像元方陣排布、或為圖5所示的六邊形像元方陣排布、八邊形像元方陣排布。
[0026]實施例3 ;根據(jù)實施例1所述的一種多模態(tài)超級CCD，其特征多行單線陣CCD布局為三角形像元排布，三角形像元排布如圖4所示，三角形像元顛倒放置排列，等邊相鄰，底邊相對，構(gòu)成平行條帶，較圖3所示的三角形像元方陣排列更加緊密。
[0027]實施例4:根據(jù)實施例1所述的一種多模態(tài)超級CCD，其特征多行單線陣CCD布局為六邊形像元排布，六邊形像元排布如圖6所示，第N排與第N+2排縱向?qū)R，第N+1排像元位于第N排與第N+2排相鄰四個像元的幾何中心，較圖5所示的六角形像元方陣排列更加緊密。
[0028]實施例5:如圖5所示，根據(jù)實施例1所述的一種多模態(tài)超級CCD，其特征多行單線陣CCD布局為八邊形像元排布，八邊形像元排布如圖8所示，第N排與第N+2排縱向?qū)R，第N+1排像元位于第N排與第N+2排相鄰四個像元的幾何中心，較圖7所示的八角形像元方陣排列更加緊密。
[0029]實施例3?實施例5的像元排布方式較傳統(tǒng)的方陣排布更加緊密，可以提高采樣密度，縮小對圖像拍攝無用的多余空間，提高光線集中效率，從而使硬件感光性、信噪比和動態(tài)范圍都有所提尚。
【權(quán)利要求】
1.一種多模態(tài)超級CCD傳感器，其特征是包括:多行單線陣CCD、尋址電路，其中: 所述多行單線陣CCD的每行都包括光敏單元、轉(zhuǎn)移柵、移位寄存器、輸出放大器；所述光敏單元和所述移位寄存器緊密排列在所述轉(zhuǎn)移柵兩側(cè)，并列排成條狀結(jié)構(gòu)；在每行單線陣CCD設(shè)有獨立的驅(qū)動脈沖信號和電壓輸入用于控制電荷的轉(zhuǎn)移方向和速率、設(shè)有獨立的模擬輸出信號端與輸出放大器連接，用于信號放大輸出； 所述多行單線陣CCD的各行之間緊密排列； 所述尋址電路與所述各行單線陣CCD的驅(qū)動脈沖信號相連，所述單線陣CCD的每行有獨立確定的地址，該地址的選擇通過驅(qū)動地址選通信號進行選擇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多模態(tài)超級CCD傳感器，其特征是:所述多行單線陣CCD布局為三角形像元排布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多模態(tài)超級CCD傳感器，其特征是:所述三角形像元顛倒放置排列，等邊相鄰，底邊相對，構(gòu)成平行條帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多模態(tài)超級CCD傳感器，其特征是:所述多行單線陣CCD布局為正方形像元排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多模態(tài)超級CCD傳感器，其特征是:所述正方形像元成方陣排布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多模態(tài)超級CCD傳感器，其特征是:所述多行單線陣CCD布局為六邊形像元排布。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多模態(tài)超級CCD傳感器，其特征是:所述六邊形像元按第N排與第N+2排縱向?qū)R，第N+1排像元位于第N排與第N+2排相鄰四個像元的幾何中心的結(jié)構(gòu)排布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多模態(tài)超級CCD傳感器，其特征是:所述多行單線陣CCD布局為八邊形像元排布。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種多模態(tài)超級CCD傳感器，其特征是:所述八邊形像元按第N排與第N+2排縱向?qū)R，第N+1排像元位于第N排與第N+2排相鄰四個像元的幾何中心的結(jié)構(gòu)排布。
【文檔編號】H04N5/335GK104506783SQ201410659644
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】周春平, 時春雨, 楊耀, 趙俊保, 劉艷博, 戎太宗, 楊曉月, 馬璐, 雷云, 馬楠 申請人:北京市遙感信息研究所