Світлоприймальний пристрій

1. Світлоприймальний пристрій, до складу якого входять ПЗЗ-матриця, охолоджувач, радіатор і вентилятор, встановлений з можливістю обдуву радіатора, який щільно прилягає до поверхні охолоджувача, до протилежної поверхні якого щільно прилягає ПЗЗ-матриця, який відрізняється тим, що він обладнаний вакуумною камерою, в яку поміщені згадані ПЗЗ-матриця та охолоджувач, 35904 Корпус вакуумної камери може бути повністю прозорим або виконаним із непрозорого матеріалу і мати прозоре вікно, розташоване переважно навпроти світлоприймальної поверхні ПЗЗ-матриці. Корпус вакуумної камери закріплений на радіаторі таким чином, що частина поверхні останнього є частиною внутрішньої поверхні корпуса вакуумної камери, що забезпечує кращі умови для охолодження. Таке конструктивне рішення, завдяки розміщенню ПЗЗ-матриці, охолоджувача і частини поверхні радіатора у вакуумі, дозволяє виключити передачу тепла молекулами газу, що дає можливість помітно знизити температуру о холодження чутливи х елементів ПЗЗ-матриці і, як наслідок, зменшити рівень темпового сигналу та власних шумів, пов'язаних з термогенерацією електронів, збільшити співвідношення сигнал-шум, тобто підвищити чутливість пристрою й розширити його динамічний діапазон. Це, в свою чергу, дозволяє значно розширити діапазон експозицій при спостереженнях об'єктів та покращує якість сигналу, отримуваного з ПЗЗ-матриці. Крім того, розміщення ПЗЗ-матриці разом з охолоджувачем у вакуумі знімає проблеми, пов'язані з конденсацію водяного пару на світлоприймальній поверхні матриці і охолоджувача, які мають місце у відомих аналогічних пристроях з охолодженням. Це також покращує експлуатаційні характеристики пристрою. Суть винаходу пояснюється графічними матеріалами (фіг.), на яких зображена схема світлоприймального пристрою, до якого підключені блок управління та обробки даних і блок живлення. До складу світлоприймального пристрою входять широкоформатна ПЗЗ-матриця 1, охолоджувач 2, радіатор 3, вентилятор 4 і вакуумна камера 5, всередині якої розміщені згадані ПЗЗ-матриця 1 і охолоджувач 2. ПЗЗ-матриця 1 своєю поверхнею, переважно плоскою, щільно прилягає до поверхні охолоджувача 2, який може бути виконаний у вигляді чотирикаскадної батареї твердотільних електронних мікроохолоджувачів, реалізованих на базі напівпровідникових термоелементів Пельтьє. Своєю протилежною, теж переважно плоскою, поверхнею охолоджувач 2 щільно прилягає до поверхні радіатора 3 з примусовим повітряним обдувом, який здійснюється вентилятором 4. Корпус вакуумної камери 5 може бути виконаний повністю, або принаймні частково, прозорим для проникнення світлових променів від об'єкта спостереження на світлоприймальну поверхню ПЗЗ-матриці 1. Найбільш зручною при використанні є вакуумна камера 1 з прозорим вікном 6, розташованим навпроти світлоприймальної поверхні ПЗЗ-матриці 1. Корпус вакуумної камери 5 закріплений на радіаторі 3 таким чином, що частина його поверхні є частиною внутрішньої поверхні корпуса вакуумної камери 5, яка через шланг 7 під'єднана до вакуумної системи. Для використання світлоприймального пристрою у системах спостереження за небесними об'єктами, особливо за рухомими об'єктами, для забезпечення різних режимів його роботи і для автоматизованої обробки отриманої за його допомогою інформації, ПЗЗ-матрицю світлоприймального пристрою під'єднують до блока 8 управління і обробки даних, який може бути підключений до електронної обчислювальної машини (ЕОМ). Вентилятор 4 та блок 8 управління і обробки даних підключені до виходу блока 9 живлення. Функціонує світлоприймальний пристрій наступним чином. З вакуумної камери 5 через шланг 7 відкачують повітря. Світловий промінь від об'єкта спостереження через прозоре вікно 6 вакуумної камери 5 падає на світлоприймальну поверхню ПЗЗ-матриці 1, яку попередньо охолоджують за допомогою вентилятора 4, радіатора 3 та охолоджувача 2. Чутливі елементи ПЗЗ-матриці 1, сприймаючи і накопичуючи, завдяки їх ефективному охолодженню у вакуумі, навіть дуже слабкі світлові сигнали, перетворюють їх у електричні сигнали достатньої інтенсивності. При цьому, розташування охолодженої ПЗЗ-матриці у вакуумі, крім того, що підсилюює чутливість її елементів, ще і виключає небажану появу конденсату на її світоприймальній поверхні, що запобігає спотворенню зображення об'єкта спостереження. Джерела інформації 1. Пресс Ф.П. Формирователи видеосигнала на приборах с зарядовой связью. - М., 1981. С. 3-5. 2. Пресс Ф.П. Формирователи видеосигнала на приборах с зарядовой связью. - М., 1981. С. 112-114. 3. Antcliff G.A. Development of a 400x400 elements backside illuminated CCD images. Microelectronics, v. 7, № 2, 1975, p. 76, 77. 2 35904 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3