DD211465A3 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SUPPORTING FOREIGN ENVIRONMENTAL IMPACT ON SEMICONDUCTOR PICTURE DEVICES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Unterdrueckung von Fremdlichteinwirkungen bei Halbleiter-Abbildungseinrichtungen der 1. Generation. Sie findet Anwendung in der Mess-, Handhabe- und Robotertechnik und hier insbesondere bei elektronischen Messsystemen, die einen Ausschluss von Fremdlichteinwirkungen erfordern. Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer elektrooptischen Messeinrichtung mit einer Strahlungsquelle als Sender und einer fotoempfindlichen hochaufloesenden Halbleiter-Abbildungseinrichtung als Empfaenger, die bei starken Fremdlichteinwirkungen mit geringem Aufwand eine zuverlaessige Signalerkennung ermoeglicht. Es ist die Aufgabe zu loesen, Moeglichkeiten fuer d. Verarbeitung d. optoelektronischen Empfangssignal zu finden. Dies erfolgt, indem eine neue Schaltungsanordnung zur Ansteuerung der Halbleiter-Abbildungseinrichtung der 1. Generation eingesetzt wird. Durch Verkuerzung der Integrationszeit in Abhaengigkeit von der Amplitude des Nutzsignals wird das Verhaeltnis von Nutzsignal zu Fremdlichtanteil wesentlich zugunsten des Nutzsignals veraendert. Die Fremdlichtunterdrueckung erfolgt ohne Mehraufwand, besitzt eine hohe Zuverlaessigkeit und ist gekennzeichnet durch einen geringen Energieverbrauch.The invention relates to a circuit arrangement for the suppression of external light effects in semiconductor imaging devices of the 1st generation. It is used in measuring, handling and robot technology and in particular in electronic measuring systems that require the exclusion of extraneous light. The aim of the invention is to provide an electro-optical measuring device with a radiation source as a transmitter and a photosensitive high-resolution semiconductor imaging device as a receiver, which enables reliable signal detection with little effort with strong extraneous light effects. It is the task to solve, possibilities for d. Processing d. find optoelectronic received signal. This is done by using a new circuit arrangement for driving the semiconductor imaging device of the 1st generation. By shortening the integration time as a function of the amplitude of the useful signal, the ratio of useful signal to extraneous light component is substantially changed in favor of the useful signal. The external light suppression takes place without additional effort, has a high degree of reliability and is characterized by low energy consumption.
Description
238194 5238194 5
Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von.Fremdiichteinwirkungen bei Halbleiter-AbbildungseinrichtungenCircuit arrangement for the suppression of .fremdiichteinwirkungen in semiconductor imaging devices
Anwendungsgebiet der Erfindung Field of application of the invention
Die. Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung einer starken Fremdlichteinwirkung bei fotoempfindlichen hochauflösenden sequentiell auslesbaren Halbleiter-Abbildungseinrichtungen der 1. Generation.The. The invention relates to a circuit arrangement for suppressing strong external light exposure in the case of photosensitive high-resolution sequentially readable semiconductor imaging devices of the first generation.
Sie findet Anwendung in der Meß-, Handhabe- und Robotertechnik und hier insbesondere bei elektrooptischen Meßsystemen, die einen Ausschluß von Fremdlichteinwirkungen erfordern.It finds application in measuring, handling and robotics and in particular in electro-optical measuring systems that require the exclusion of extraneous light.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Ein elektrooptisches Meß- oder Erkennungssystem kann im weitesten Sinne aus einer Strahlungsquelle als Sender, einem optischen Kanal und einem fotoempfindlichen Sensor als Empfänger bestehen. Die Trendentwicklüing sieht einen Einsatz von hochauflösenden Halbleiter-Abbildungseinrichtungen als Empfänger vor. Solche bekannten Halbleiter-Abbildungseinrichtungen liefern eine Information über die relative Intensität der auf einen gegebenen Fotoplatz auftreffenden Strahlung im Vergleich zu anderen Fotoplatzen. Erfolgt nun die Übertragung.eines optischen Informationssignals unter Beeinflussung eines Fremdlichtpegels, so kommt es zu einer überlagerung des Nutzsignals und des störenden Fremdlichtpegels. Dies erschwert oder verhindert die Auswertung der am Ausgang der HaIb- Characteristic of the Known Technical Solutions An electro-optical measuring or detection system can consist in the broadest sense of a radiation source as a transmitter, an optical channel and a photosensitive sensor as a receiver. The trend development envisages the use of high-resolution semiconductor imagers as receivers. Such known semiconductor imagers provide information about the relative intensity of the radiation incident on a given photoplot compared to other photoplates. If now the transmission of an optical information signal under the influence of an external light level results in a superimposition of the useful signal and of the interfering external light level. This complicates or prevents the evaluation of the output of the
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λ λ niu λ ο j η ·* η λ κ ο ^ ο ". λ λ niu λ ο j η * * η λ κ ο ^ ο ".
lei.ter-Abbildungseinrichtung vorliegenden Information. Durch eine Erhöhung der Sendeleistung und oder durch die Abschirmung des optischen Kanals vor Fremdlichtquellen kann unter Einschränkungen und hohem Aufwand eine HaIbleiter-Abbildungseinrichtung zur Anwendung kommen. Eine andere Möglichkeit der Fremdlichtunterdrückung wird in der Erfindungsbeschreibung DE 25 57 8S3 dargestellt. Dabei wird der Fremdlichtanteil als Gleichanteil bzw. als Wechselanteil mit niedrigen Frequenzkomponenten angenommen. Es wird vorgeschlagen, das zu übertragende optische Signal mit einer hohen Frequenz zu modulieren. Das Ausgangssignal der Empfangseinheit wird einem Demodulator über Filter zugeführt, wo eine Diskrimination hinsichtlich der Signale des Umgebungsrauschens von sehr viel niedrigeren Frequenzen als die Modulationsfrequenzlei.ter imaging device present information. By increasing the transmission power and / or by shielding the optical channel from extraneous light sources, a semiconductor imaging device can be used with restrictions and high outlay. Another possibility of the external light suppression is shown in the description of the invention DE 25 57 8S3. In this case, the extraneous light component is assumed as a direct component or as an alternating component with low frequency components. It is proposed to modulate the optical signal to be transmitted at a high frequency. The output signal of the receiving unit is fed to a demodulator via filters, where a discrimination with respect to the signals of the ambient noise of much lower frequencies than the modulation frequency
erfolgt. Diese Lösung basiert auf der Verwendung eines ! modulierten Senders und setzt voraus, daß der vorhandene Fremdlichtanteil betreffs seiner Frequenzkomponenten bekannt sein snuS. Weiterhin ist der Empfang der notwendigen hohen Modulationsfrequenz beim derzeitigen Stand der Technik an Einzelempfänger gebunden. Der Einsatz von hochauflösenden Halbleiter-Abbildungseinrichtungen macht eine solche Modulationserkennung unmöglich. In der Erfindungsbeschreibung DE 27 02 452 wird vorgeschlagen, ein paralleles Strahlenbündel mit einem bestimmten Querschnitt auf einen Bereich des zu untersuchenden Objektes zu richten. Das vom Objekt reflektierte Licht wird durch eine Aufnahmeeinrichtung empfangen und anschließend ausgewertet. Dabei wird die Lichtintensität der vom Objekt reflektierten Fremdbeleuchtung kleiner der vom parallelen Strahlenbündel angenommen. Befindet sich aber eine Fremdlichtquelle im Lichtaufnahmewinkel des Empfängersystems, so wird das Erkennungsprinzip gestört. Außerdem ist die für viele MeSprinzipien geforderte Verwandung von divergentem Licht bei dar vorliegenden Erkennungsainrichtung unmöglich.he follows. This solution is based on the use of a! modulated transmitter and requires that the existing external light component as to its frequency components be known snuS. Furthermore, the reception of the necessary high modulation frequency is tied to individual receivers in the current state of the art. The use of high-resolution semiconductor imaging devices makes such modulation detection impossible. In the invention description DE 27 02 452 is proposed to direct a parallel beam with a certain cross-section on a region of the object to be examined. The reflected light from the object is received by a receiving device and then evaluated. The light intensity of the external illumination reflected by the object is assumed to be smaller than that of the parallel radiation beam. But if there is an extraneous light source in the light receiving angle of the receiver system, the detection principle is disturbed. Moreover, the reversal of divergent light required by many sensing principles is impossible with the recognition device present.
Die Erfindungsbeschreibung DE 29 43 510 beinhaltet eine Anordnung zur Qualitätskontrolle. Unter Verwendung einerThe description of the invention DE 29 43 510 includes a device for quality control. Using a
3S323S32
.im .η Λ Γι j, Π Λ Κ.im. Λ Γ j, Π Λ Κ
Halbleiter-Abbildungseinrichtung wird ein Meßsignal gewonnen, das aus dem Inforrnationssignal und einem Grundsignal besteht. Durch ständige Messung des Grundsignals und deren Speicherung wird durch digitale Subtraktion des Grundsignals vom Meßsignal das Meßergebnis gebildet. Es zeigt sich aber, daß solch eine Digitalisierung und anschließende Subtraktion sehr aufwendig ist.Semiconductor imaging device, a measurement signal is obtained, which consists of the Inforrnationsssignal and a fundamental signal. Constant measurement of the basic signal and its storage, the measurement result is formed by digital subtraction of the fundamental signal from the measurement signal. It turns out, however, that such a digitization and subsequent subtraction is very expensive.
Ziel der Erfindung Aim of the invention
Für eine elektrooptisch^ Meßeinrichtung mit einer Strahlungsquelle als Sender und einer fotoempfindlichen hochauflössnden Halbleiter-Abbildungseinrichtung als Empfänger soll bei starken Fremdlichteinwirkungen mit geringem Aufwand eine zuverlässige Signalerkennung ermöglicht werden.For an electro-optical measuring device with a radiation source as the transmitter and a photosensitive high-resolution semiconductor imaging device as a receiver reliable signal detection should be made possible with strong extraneous light effects with little effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Möglichkeiten für die Verarbeitung des optoelektronischen Empfangssignals zu finden.The invention has for its object to find ways to process the optoelectronic signal received.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Fremdlichteinwirkungen mit einer strahlungsempfindlichen sequentiell auslesbaren Halbleiter-Abbildungseinrichtung als Empfänger und einer Strahlungsquelle als Sensor, bei der die Halbleiter-Abbildungseinrichtung aus einer durch Anlegen einer Spannung an eine Photogateelektrode sich ausbildenen Raumladungszone, aus einem nachfolgenden durch eine Transferelektrode ansteuerbaren Übertragungsbereich und einer abschließenden durch Transportelektroden ansteuerbaren CCD-Schieberegisterstruktur besteht, wobei zur Ansteuerung der Transferelektrode und der Transportelektroden eine gemeinsame Zeit-Steuerlogik-Schaltung vorhanden ist, die einen Transportsignaigeber als Ausgangs-» generator zur Bereitstellung des Transporttaktes und zur Schaffung der Anschlußbedingungen für die Übernahme von Ladungspaketen in die CCD-Schieberegisterstruktur enthält, daß am Eingang der Photogateelektrode ein Photogatesteuersignalgeber vorhanden ist und der Photogate-The object is achieved in a circuit arrangement for the suppression of external light effects with a radiation-sensitive sequentially readable semiconductor imaging device as a receiver and a radiation source as a sensor, wherein the semiconductor imaging device of a voltage generated by applying a voltage to a photogenerate space charge zone, from a subsequent there is a common time control logic circuit for driving the transfer electrode and the transport electrodes, which provides a transport signal generator as an output generator for providing the transport clock and for establishing the connection conditions for the acceptance of charge packets into the CCD shift register structure, contains a photogate at the input of the photogate electrode is present and the photogate
4Q steuersignalgeber mindestens eine elektrische Verbindung mit der Zeit-Steuerlogik-Schaltung zur Synchronisation4Q control signal generator at least one electrical connection with the timing control logic circuit for synchronization
des Eingangssignals der Transferelektrode und des Eingangssignals der Photogateelektrode aufweist. Die Zeit-Steuerlogik-Schaltung kann dabei einen Taktsignalweg und einen Steuersignalweg besitzen. Im Taktsignalweg sind dann nacheinander der Transportsignalgeber, ein Umschalter mit zwei Eingängen und einem Steuereingang und ein Transportsignalpegelwandler mit einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Ausgang angeordnet. Der erste Eingang des Umschalters ist mit dem Ausgang des Transport-IQ Signalgebers und der zweite Eingang des Umschalters ist mit einer Gleichspannungsquelle verbunden. Die Ausgänge des Transportsignalpegelwandlers stehen in elektrischer Verbindung mit den Transportelektroden. Der Steuersignalweg zur Transferelektrode besteht dann nacheinander angeordnet aus dem Transport Signalgeber, einem Impulszähler mit zwei Ausgängen, einer Halteschaltung, einer Transfertorschaltung mit einem Eingang und einem Steuereingang und einem Transfersignalpegelwandler. Der Steusreingang der Transfertorschaltung ist mit dem Ausgang der Halteschaltung und der Eingang der Transfertorschaltung ist mit einer Gleichspannungsquelle verbunden. Zur Kopplung des Taktsignalweges mit dem Steuersignalweg ist vom Ausgang der Halteschaltung eine elektrische Verbindung zum Steuereingang des Umschalters vorhanden. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt vor, wenn der zweite Ausgang des Impulszählers in elektrischer Verbindung zum Starteingang des Photogatesteuersignalgebers steht. Besteht der Photogatesteuersignalgeber aus einer Photogategleichspannungsquelle und einer nachfolgendenPhotogatetorschaltung mit einem Starteingang und einem Stoppeingang, dann ist der Starteingang des Photogatesteuersignalgebers als Starteingang der Photogatetorschaltung ausgebildet und der Stoppeingang der Photogatetorschaltung ist mit dem Ausgang der Transfertorschaltung elektrisch verbunden. Bei allen Ausführungsmöglichkeiten ist es zweckmäßig, die Photogategleichspannungsquelle als variable Gleichspannungsquelle auszubilden.of the input signal of the transfer electrode and the input signal of the photogate electrode. The time control logic circuit can have a clock signal path and a control signal path. In the clock signal are then successively the transport signal transmitter, a switch with two inputs and a control input and a transport signal level converter arranged with an inverting and a non-inverting output. The first input of the switch is connected to the output of the transport IQ signal generator and the second input of the switch is connected to a DC voltage source. The outputs of the transport signal level converter are in electrical connection with the transport electrodes. The control signal path to the transfer electrode then consists successively of the transport signal transmitter, a pulse counter with two outputs, a latch circuit, a transfer gate circuit with an input and a control input and a transfer signal level converter. The Steusreingang the transfer gate circuit is connected to the output of the latch circuit and the input of the transfer gates circuit is connected to a DC voltage source. To couple the clock signal path with the control signal path, the output of the latch circuit provides an electrical connection to the control input of the changeover switch. A further embodiment of the invention is when the second output of the pulse counter is in electrical connection to the start input of the photogate control signal generator. If the photogate control signal generator comprises a photogate DC voltage source and a subsequent photogate gate circuit having a start input and a stop input, the start input of the photogate control signal generator is designed as the start input of the photogate gate circuit and the stop input of the photogate gate circuit is electrically connected to the output of the transfer gate circuit. In all embodiments, it is expedient to form the photogate DC voltage source as a variable DC voltage source.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für eine Halbleiter-Abbildungseinrichtung auch bei starken Fremdlichteinwirkungen eine zuverlässige Signalerkennung ermöglicht wird.The advantage of the invention is that a reliable signal detection is made possible by the inventive circuit arrangement for a semiconductor imaging device even with strong extraneous light.
Die Fremdlicht unterdrückung erfolgt ohne Mehraufwand an schaltungstechnischen bzw. optischen Anordnungen. Damit wird ein geringer Material-, Platz- und Kostenaufwand garantiert. Dis Lösung ist charakterisiert durch eine hohe Zuverlässigkeit, einen geringen Energieverbrauch und eine sehr schnelle Bereitstellung des Informationssignals.The extraneous light suppression is carried out without additional effort on circuitry or optical arrangements. This guarantees a low material, space and cost. The solution is characterized by high reliability, low power consumption and very fast provision of the information signal.
Weiterhin zeigt sich, daß eine Einschränkung' bezüglich des optischen Meßprinzips nicht vorliegt.Furthermore, it turns out that a restriction 'with respect to the optical measuring principle is not present.
3-5 Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden3-5 The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment
Die zugehörigen Zeichnungen zeigen: The accompanying drawings show:
Fig. 1 die Vertikalstruktur einer Halbleiter-Abbildungseinrichtung der 1. Generation '=ig- 2 Blockschaltbild der SchaltungsanordnungFig. 1 shows the vertical structure of a semiconductor imaging device of the first generation ' = ig-2 block diagram of the circuit arrangement
zum Ausführungsbeispielto the embodiment
Fig. 3 Impuls-Zeit-Diagramm zum Ausführungsbeispiel Die in dem Ausführungsbeispiel verwendete st rahlungsempfindliche sequentiell auslesbare Halbleiter-Abbildungseinrichtung der 1. Generation wird in Fig. 1 in Vertikalstruktur dargestellt. Die Halbleiter-Abbildungseinrichtung 1 besteht somit aus einer Raumladungszone I, die sich erst bei Anlegen einer Spannung an der Photogateelektrode ausbildet, aus einem nachfolgenden durch eine Transferelektrode ansteuerbaren Übertragungsbereich II und einer abschließenden durch Transportelektroden ansteuerbaren CCD-Schieberegisterstruktur III. Zur Unterdrückung der Fremdlichteinwirkungen und zur gleichzeitigen Ansteuerung besitzt diese Halbleiter-Abbildungseinrichtung 1 folgenden Grundaufbau der Schaltungsanordnung. Zur gemeinsamen Ansteuerung der Transferelektrode und der Transportelektroden dient eine Zeit-Steuerlogik-Schaltung 2. Diese beinhaltet als Ausgangsgenerator'3 shows a pulse-time diagram for the exemplary embodiment The first-generation semiconductor-sensitive sequential readable semiconductor imaging device used in the exemplary embodiment is shown in FIG. 1 in a vertical structure. The semiconductor imaging device 1 thus consists of a space charge zone I which forms only when a voltage is applied to the photogate electrode, from a subsequent transfer area II which can be driven by a transfer electrode, and a final CCD shift register structure III which can be driven by transport electrodes. To suppress the external light effects and for simultaneous control, this semiconductor imaging device 1 has the following basic structure of the circuit arrangement. For common control of the transfer electrode and the transport electrodes is a time-control logic circuit 2. This includes as output generator '
O'2O'2
3232
einen Transportsignalgeber 3, der den Transporttakt bereitstellt und aus dem die Anschlußbedingungen für die Übernahme von Ladungspaketen in die CCD-Schieberegisterstruktur III abgeleitet werden. Dabei kann die Zeit-Steuerlogik-Schaltung 2 einen Taktsignalweg und einen Steuersignalweg aufweisen. Im Taktsignalweg sind dann nacheinander der Transportsignalgeber 3, ein Umschalter 8 mit zwei Eingängen und einem Steuereingang und ein Transportsignalpegelvvandler 9 mit einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Ausgang angeordnet. Der erste Eingang des Umschalters 8 ist mit dem Ausgang des Transportsignalgebers 3 und der zweite Eingang des Umschalters 8 ist mit einer Gleichspannungsquelle U_ elektrisch gekoppelt. Im Steuersignalweg zur Transferelektrode sind dann nacheinander der Transportsigrialgeber 3, ein Impulszähler 5 mit zwei Ausgängen, eine Halteschaltung 6, eine Transfertorschaltung 7 mit einem Eingang und einem Steuereingang und ein Transfersignalpegelwandler 10 angeordnet . Der Steuereingang der Transfertorschaltung 7 steht mit dem Ausgang der Halteschaltung S und der Eingang der Transfertorschaltung 7 steht mit einer Gleichspannungsquelle U_ in elektrischer Verbindung. Zur Kopplung des Taktsignalweges mit dem Steuersignalweg ist vom Ausgang der Halteschaltung S eine elektrische Verbindung zum Steuereingang des Umschalters 8 vorhanden.a transport signal generator 3, which provides the transport clock and from which the connection conditions for the transfer of charge packets in the CCD shift register structure III are derived. In this case, the time control logic circuit 2 may comprise a clock signal path and a control signal path. In the clock signal are then successively the transport signal generator 3, a switch 8 with two inputs and a control input and a Transportsignalpegelvvender 9 arranged with an inverting and a non-inverting output. The first input of the changeover switch 8 is electrically coupled to the output of the transport signal generator 3 and the second input of the changeover switch 8 is electrically connected to a DC voltage source U_. In the control signal path to the transfer electrode, the transport setpoint generator 3, a pulse counter 5 having two outputs, a holding circuit 6, a transfer gate circuit 7 having an input and a control input and a transfer signal level converter 10 are then arranged successively. The control input of the transfer gate circuit 7 is connected to the output of the holding circuit S and the input of the transfer gate circuit 7 is in electrical connection with a DC voltage source U_. For coupling the clock signal path with the control signal path, an electrical connection to the control input of the changeover switch 8 is present from the output of the holding circuit S.
Die Photogateelektrode wird durch einen Photogatesteuersignalgeber 4 angesteuert. Zur Synchronisation des Eingangssignals der Transferelektrode 0χ und des Eingangssignals der Photogateelektrode 0pG weist der Photogate- steuersignalgeber 4 mindestens eine elektrische Verbindung mit der Zeit-Steuerlogik-Schaltung 2 auf. Dies kann vorteilhaft realisiert werden, wenn der zweite Ausgang des Impulszählers 5 in elektrischer Verbindung zum Starteingang des Photogatesteuersignalgebers 4 steht. Besteht der Photogatesteuersignalgeber 4 aus einer Photogategleichspannungsquelle 11 und einer nachfolgenden Photogatetorschaltung 12 mit einem Starteingang und einem Stoppeingang, dann ist der Starteingang des Photogate-The photogate electrode is driven by a photogate control signal generator 4. In order to synchronize the input signal of the transfer electrode 0 χ and the input signal of the photogate electrode 0 pG , the photogate control signal generator 4 has at least one electrical connection with the time control logic circuit 2. This can be advantageously realized if the second output of the pulse counter 5 is in electrical connection to the start input of the photogate control signal generator 4. If the photogate control signal generator 4 consists of a photogate DC voltage source 11 and a subsequent photogate gate circuit 12 having a start input and a stop input, then the start input of the photogate gate
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Steuersignalgebers 4 als Starteingang der Photogatetorschaltung 12 ausgebildet und der Stoppeingang der Photogatetorschaltung 12 ist mit dem Ausgang der Transfertorschaltung 7 elektrisch verbunden. Dabei zeigt sich als günstig, die Photogategleichspannungsquelle 11 zur Festlegung der notwendigen Breite der Raumladungszone I als variable Gleichspannungsquelle auszulegen. In Fig. 2 ist das Blockschaltbild dieser Schaltungsanordnung dargestellt. Nach den bisherigen Betriebsbedingungen war die Raumladungszone ständig aktiviert. Die Integrationszeit entsprach somit der Zeit eines Meßzyklus. Dadurch war der Fremdlichtanteil oft so groß, daß eine Auswertung des Ausgangssignals der Halbleiter-Abbildungseinrichtung 1 nicht oder nur mit einem großen Aufwand erfolgen konnte. Untersuchungen an mehreren Bauelementen haben ergeben, daß durch die Verkürzung der Integrationszeit bedeutend verbesserte Ergebnisse erzielt werden können. Damit wird das Verhältnis von Nutzsignal zu Fremdlichtanteil wesentlich zu gunsten des Nutzsignals verändert.Control signal generator 4 is formed as a start input of the Photogatetorschaltung 12 and the stop input of the Photogatetorschaltung 12 is electrically connected to the output of the Transfertorschaltung 7. It proves to be favorable to design the photogate DC voltage source 11 to define the necessary width of the space charge zone I as a variable DC voltage source. 2, the block diagram of this circuit arrangement is shown. After the previous operating conditions, the space charge zone was constantly activated. The integration time thus corresponded to the time of a measuring cycle. As a result, the external light component was often so large that an evaluation of the output signal of the semiconductor imaging device 1 could not be done or only with great effort. Investigations on several components have shown that by shortening the integration time significantly improved results can be achieved. Thus, the ratio of useful signal to extraneous light component is changed significantly in favor of the desired signal.
Die Länge der Integrationszeit wird nun unter Beachtung der Amplitude des Nutzsignals festgelegt. Eine technische Realisierung erfolgt unter den Bedingungen,, daß die Zeit des Aktivierungszustandes der Raumladungszone I die Integrationszeit bestimmt und eine Deaktivierung der Raumladungszone I erst nach dem Transport der in der Raumladungszone I erzeugten Ladungsträger- über den Übertragungsbereich II in die CCD-Schieberegisterstruktur III möglich istThe length of the integration time is now determined taking into account the amplitude of the useful signal. A technical realization takes place under the conditions, that the time of the activation state of the space charge zone I determines the integration time and deactivation of the space charge zone I is possible only after the transport of the charge carrier generated in the space charge zone I via the transfer area II in the CCD shift register structure III
Vor dem Beginn eines Meßzyklus werden in dem Impulszähler 5 zwei Zählerstände festgelegt. Der erste Zählerstand, dem ersten Ausgang des Impulszählers 5 zugeordnet, entspricht der Anzahl der Photoplätze auf der Halbleiter-Abbildungseinrichtung 1. Der zweite Zählerstand, dem zweiten Ausgang des Impulszählers 5 zugeordnet, wird so festgelegt, daß dia Differenz der beiden Zählerstände multipliziert mit der Taktperiode die Integrationszeit ergibt. Mit 3eginn des Meßzyklus gelangen die TaktimpulseBefore the beginning of a measurement cycle 5 counter counts are set in the pulse counter. The first count, associated with the first output of the pulse counter 5, corresponds to the number of photo locations on the semiconductor imager 1. The second count, associated with the second output of the pulse counter 5, is set so that the difference in the two counts multiplied by the clock period the integration time results. At the beginning of the measuring cycle, the clock pulses arrive
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des Transportsignalgebers 3 über den Umschalter 8 und den Transportsignalpegelwandler 9 zu den Transportelektroden und stellen das Eingangssignal der Transportelektroden 0j dar. Gleichzeitig wird der Impulszähler 5 gestartet. Mit Erreichen des zweiten Zählerstandes liegt am zweiten Ausgang des Impulszählers 5 ein High-Pegel vor. Dieser bewirkt eine Umschaltung der Photogatetorschaltung 12 auf die Photogategleichspannungsquelle An der Photogateelektrode bildet sich die Raumladungszone I aus und die Integrationszeit beginnt.of the transport signal generator 3 via the changeover switch 8 and the transport signal level converter 9 to the transport electrodes and represent the input signal of the transport electrodes 0j . At the same time, the pulse counter 5 is started. Upon reaching the second count, a high level is present at the second output of the pulse counter 5. This causes a switchover of the photogate gate circuit 12 to the photogate DC voltage source on the photogate electrode, the space charge zone I forms and the integration time begins.
Erreicht der Impulszähler 5 den ersten Zählerstand, so liegt die Bereitschaft für die Übernahme der Ladungspakete in die CCD-Schieberegisterstruktur III vor. Vom ersten Ausgang des Impulszählers 5 wird ein Informationssignal an die Halteschaltung 6 gegeben. Die Haltezeit tH der Halteschaltung 6 ist fest eingestellt und entspricht der Zeit für die Übernahme der Ladungspakete von der Raumladungszone I in die CCD-Schieberegisterstruktur III. Die Halteschaltung 5 erzeugt für die Dauer der Haltezeit t„ einen High-Pegel. Damit erfolgt eine elektrische Verbindung des Umschalters 8 und der Transfertorschaltung 7 mit den Gleichspannungsquellen U_ und die An- Schlußbedingungen für die Übernahme der Ladungspakete in die CCD-Schieberegisterstruktur III sind hergestellt.If the pulse counter 5 reaches the first counter reading, the readiness for the transfer of the charge packets into the CCD shift register structure III is present. From the first output of the pulse counter 5, an information signal is given to the latch circuit 6. The holding time t H of the holding circuit 6 is fixed and corresponds to the time for the transfer of the charge packets from the space charge zone I in the CCD shift register structure III. The holding circuit 5 generates a high level for the duration of the hold time t ". Thus, an electrical connection of the switch 8 and the transfer gate circuit 7 with the DC voltage sources U_ and the connection conditions for the assumption of the charge packets in the CCD shift register structure III are made.
Nach Ablauf der Haltezeit t,, der Halteschaltung 5 erfolgt die Rückschaltung des Umschalters 8 und der Transfertorschaltung 7. Am Ausgang der Transfertorschaltung 7 erfolgt somit eine H —^" L Flanke, die den Stoppkanal der Photogatetorschaltung 12 aktiviert und eine öffnung der Photogatetorschaltung 12 bewirkt. Damit wird die Integrationszeit beendet. Der Meßzyklus kann neu beginnen. In Fig. 3 ist das dazugehörige Impuls-Zeit-Diagramm dargestellt. Mit dieser Schaltungsanordnung kann ohne zusätzlichen Aufwand eine wirksame Unterdrückung der Fremdlichteinwirkungen erfolgen.After the holding time t ,, of the holding circuit 5, the switch-back of the switch 8 and the transfer gate circuit 7 takes place. At the output of the transfer gate circuit 7, there is an edge which activates the stop channel of the photogate gate circuit 12 and effects opening of the photogate gate circuit 12 The measuring cycle can start again, the associated pulse-time diagram is shown in Fig. 3. With this circuit arrangement, an effective suppression of extraneous light effects can take place without additional effort.
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Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD23819482A DD211465A3 (en) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SUPPORTING FOREIGN ENVIRONMENTAL IMPACT ON SEMICONDUCTOR PICTURE DEVICES |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD211465A3 true DD211465A3 (en) | 1984-07-11 |
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Family Applications (1)
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| DD23819482A DD211465A3 (en) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SUPPORTING FOREIGN ENVIRONMENTAL IMPACT ON SEMICONDUCTOR PICTURE DEVICES |
Country Status (1)
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|---|---|
| DD (1) | DD211465A3 (en) |
-
1982
- 1982-03-15 DD DD23819482A patent/DD211465A3/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |