[發(fā)明專利]大滿阱容量CCD信號轉(zhuǎn)移控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711102961.3
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107809603B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王小東;涂戈;李博樂;李佳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第四十四研究所
• 主分類號: H04N5/372
• 分類號: H04N5/372;H04N5/3722
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務(wù)所 50215
• 代理人: 王海軍

本發(fā)明公開了一種大滿阱容量CCD信號轉(zhuǎn)移控制方法，所述大滿阱容量CCD為多個像元構(gòu)成的可見光幀轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)的面陣CCD；單個像元包括四個轉(zhuǎn)移控制柵、兩個勢壘區(qū)和兩個勢阱區(qū)；所述控制方法包括：所述大滿阱容量CCD按成像周期連續(xù)工作；單個成像周期包括連續(xù)的三個階段：光積分階段、信號合并階段、信號轉(zhuǎn)移階段；本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：提出了一種大滿阱容量CCD信號轉(zhuǎn)移控制方法，該控制方法能與大滿阱容量的CCD配合使用，最終起到改善圖像的對比度和動態(tài)范圍的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種CCD技術(shù)，尤其涉及一種大滿阱容量CCD信號轉(zhuǎn)移控制方法。

背景技術(shù)

可見光幀轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)的面陣CCD(下簡稱可見光面陣CCD)是一種高靈敏度的光電傳感器，在光譜測繪、圖形掃描、快速掃描成像、定標(biāo)測量等系統(tǒng)中都有廣泛的應(yīng)用，而且可見光面陣CCD具有很寬的光譜探測范圍，對近紫外到近紅外的光譜范圍都有較好的響應(yīng)。

雖然，可見光面陣CCD性能優(yōu)良，但是，現(xiàn)有的可見光面陣CCD的滿阱電子數(shù)一般在100ke^-～500ke^-范圍內(nèi)，其滿阱容量較小，若將這種可見光面陣CCD用于衛(wèi)星對地成像或者光譜掃描，由于成像區(qū)域較大，晝夜對比度大，光譜范圍較寬，受器件滿阱容量限制，圖像的對比度和動態(tài)范圍都較低，無法滿足衛(wèi)星對地成像或光譜掃描的需求。

為解決前述問題，發(fā)明人提出了一種大滿阱容量的CCD(此方案已另案申請)，其結(jié)構(gòu)如下：所述CCD為多個像元構(gòu)成的可見光幀轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)的面陣CCD；單個像元包括四個轉(zhuǎn)移控制柵、兩個勢壘區(qū)和兩個勢阱區(qū)；所述勢壘區(qū)的周向輪廓為矩形，所述勢阱區(qū)的周向輪廓為矩形；所述勢壘區(qū)的左側(cè)邊所在方向記為A方向，與A方向垂直的方向記為B方向；勢壘區(qū)和勢阱區(qū)沿B方向排列：第一勢壘區(qū)的右側(cè)邊與第一勢阱區(qū)的左側(cè)邊相連，第一勢阱區(qū)的右側(cè)邊與第二勢壘區(qū)的左側(cè)邊相連，第二勢壘區(qū)的右側(cè)邊與第二勢阱區(qū)的左側(cè)邊相連，第二勢阱區(qū)的右側(cè)邊形成像元的輸出側(cè)；兩個勢壘區(qū)和兩個勢阱區(qū)所組成的區(qū)域記為轉(zhuǎn)移區(qū)，轉(zhuǎn)移區(qū)的周向輪廓為矩形；第一轉(zhuǎn)移控制柵設(shè)置在第一勢壘區(qū)表面，第二轉(zhuǎn)移控制柵設(shè)置在第一勢阱區(qū)表面，第三轉(zhuǎn)移控制柵設(shè)置在第二勢壘區(qū)表面，第四轉(zhuǎn)移控制柵設(shè)置在第二勢阱區(qū)表面；單個勢壘區(qū)在B方向上的尺寸為3μm，單個勢阱區(qū)在B方向上的尺寸為52μm，轉(zhuǎn)移區(qū)在A方向上的尺寸為62μm。

為應(yīng)用前述的大滿阱容量的CCD，需要為其設(shè)計一套相匹配的控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種大滿阱容量CCD信號轉(zhuǎn)移控制方法，所述大滿阱容量CCD為多個像元構(gòu)成的可見光幀轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)的面陣CCD；單個像元包括四個轉(zhuǎn)移控制柵、兩個勢壘區(qū)和兩個勢阱區(qū)；所述勢壘區(qū)的周向輪廓為矩形，所述勢阱區(qū)的周向輪廓為矩形；所述勢壘區(qū)的左側(cè)邊所在方向記為A方向，與A方向垂直的方向記為B方向；勢壘區(qū)和勢阱區(qū)沿B方向排列：第一勢壘區(qū)的右側(cè)邊與第一勢阱區(qū)的左側(cè)邊相連，第一勢阱區(qū)的右側(cè)邊與第二勢壘區(qū)的左側(cè)邊相連，第二勢壘區(qū)的右側(cè)邊與第二勢阱區(qū)的左側(cè)邊相連，第二勢阱區(qū)的右側(cè)邊形成像元的輸出側(cè)；兩個勢壘區(qū)和兩個勢阱區(qū)所組成的區(qū)域記為轉(zhuǎn)移區(qū)，轉(zhuǎn)移區(qū)的周向輪廓為矩形；第一轉(zhuǎn)移控制柵設(shè)置在第一勢壘區(qū)表面，第二轉(zhuǎn)移控制柵設(shè)置在第一勢阱區(qū)表面，第三轉(zhuǎn)移控制柵設(shè)置在第二勢壘區(qū)表面，第四轉(zhuǎn)移控制柵設(shè)置在第二勢阱區(qū)表面；單個勢壘區(qū)在B方向上的尺寸為3μm，單個勢阱區(qū)在B方向上的尺寸為52μm，轉(zhuǎn)移區(qū)在A方向上的尺寸為62μm；具體的控制方法包括：

所述大滿阱容量CCD按成像周期連續(xù)工作；單個成像周期包括連續(xù)的三個階段：光積分階段、信號合并階段、信號轉(zhuǎn)移階段；大滿阱容量CCD中由像元構(gòu)成的陣列記為像元陣列，同一列上的多個像元即構(gòu)成一條信號轉(zhuǎn)移通道，設(shè)第一勢阱區(qū)和第二勢阱區(qū)沿信號轉(zhuǎn)移通道的轉(zhuǎn)移方向順次排列，則在單個成像周期中，按如下方式控制大滿阱容量CCD工作：