С момента своего изобретения ПЗС-матрицы претерпели обширное техническое развитие, и свойства современных ПЗС-матриц, конечно, значительно лучше, чем свойства ПЗС-матриц, которые Бойль и Смит впервые держали в руках. Мы делим ПЗС-элементы на две основные категории: линейные и плоские ПЗС-матрицы.
Линейный ПЗС
Линейное сканирование штрих-кода CCD
Линейные ПЗС-матрицы подходят везде, где нам нужно только захватить одномерное изображение или сканирование во втором измерении осуществляется каким-либо другим способом.
Примером сканирования одномерного изображения является считыватель штрих-кода, который считывает любую строку штрих-кода (он даже не должен быть перпендикулярен строкам кода) и выдает набор импульсов, соответствующих черной и белой строкам в коде. Затем они обрабатываются в компьютере до соответствующих цифр. Заказать специальные этикетки для нанесения штрих-кодов можно на сайте ТК Укрэкспресс сервис.
Примером устройства со сканированием двухмерного изображения с помощью линейной ПЗС-матрицы является факс или сканер. В этих устройствах сканирование второго измерения изображения обеспечивается либо за счет микроперемещения отсканированного изображения, либо за счет самого датчика или вспомогательной оптики.
Например, линейная ПЗС-матрица в факсимильном аппарате улавливает одну строку бумаги, бумага перемещается на долю миллиметра, ПЗС-матрица захватывает вторую линию, бумага перемещается и т.д. В обычных сканерах бумага с оригиналом неподвижна .
Площадь CCD
Базовая конструкция ПЗС-матрицы для получения двухмерного изображения
Однако на большинстве устройств (фотоаппараты, цифровые фотоаппараты и т.д.) Вам необходимо захватывать 2D-изображение за один раз.
Основная конструкция двумерной ПЗС-матрицы — это просто соединение множества линейных ПЗС-матриц на одном кристалле. Однако вместо зарядов на концах рядов, поступающих в видеоусилители, они попадают в другую линейную ПЗС-матрицу, которая перпендикулярна строкам, и, таким образом, ПЗС поступает только к одному усилителю на своем конце.
Пример такого расположения показан на рисунке. Изображение захватывается путем сначала сдвига первого пикселя со всех вертикальных ПЗС-матриц на нижний горизонтальный с помощью трехфазного сдвига y . Отсюда вся линия затем подается на усилитель изображения посредством повторяющегося трехфазного сдвига x . Затем еще один трехфазный сдвиг y сдвигает второй пиксель со всех столбцов на горизонтальную ПЗС-матрицу. Весь этот цикл повторяется до тех пор, пока все пиксели не будут удалены из столбцов.
Однако существует ряд гораздо более сложных конструкций двумерных ПЗС-датчиков, цель которых — улучшить полезные свойства компонента (например, ускорить считывание).
