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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur korrelierten Doppelabtastung,
nachfolgend mit CDS abgekürzt,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Allgemein
ist während
der Signalverarbeitung in einer Kamera, in der ein Farb- und Schwarz/Weiß-Bildsensor
mit ladungsgekoppeltem Bauelement, nachfolgend mit CCD abgekürzt, benutzt
wird, zuerst eine CDS-Abtastung durchzuführen, wenn ein aufgenommenes
CCD-Ausgangssignal verarbeitet wird, um die reine Videoinformation durch
Entfernen von Rauschen zu erhalten, das in dem CCD-Ausgangssignal
enthalten ist. Die CDS-Abtastung,
die den ersten, auf ein Ausgangssignal vom CCD-Bildsensor anzuwendenden Prozeß darstellt,
wird mit Hilfe der Eingabe von Abtastimpulsen ausgeführt, die
mit einem vorbestimmten Signal synchronisiert sind, das einen vorbestimmten
Taktzyklus besitzt. Eine herkömmliche
CDS-Einrichtung zur Verarbeitung eines Ausgangssignals eines CCD-Bildsensors
ist in 1 illustriert, während in den 2A bis 2I auf 1 bezogene
Signalverläufe
dargestellt sind.
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Bezugnehmend
auf die 1 sowie 2A bis 2I besitzt
die herkömmliche
CDS-Einrichtung Kondensatoren 4 zum Einkoppeln eines Videosignals
gemäß 2A,
das von einem CCD-Bildsensor 2 abgegeben wird, eine Gleichspannungs-Klemmeinheit 6 zum
Klemmen der Ausgangssignale der Kondensatoren 4, einen
ersten 8 und einen dritten Abtast-Halte-Schaltkreis 14 zum
Abtasten eines in der Gleichspannungs-Klemmeinheit 6 generierten
Signals sowie einen zweiten Abtast-Halte-Schaltkreis 12 zum
erneuten Abtasten der vom ersten Abtast-Halte-Schaltkreis 8 abgegebenen
Daten. Die herkömmliche
CDS-Einrichtung beinhaltet des weiteren einen Differenzverstärker 18 zur
Verstärkung
der vom zweiten 12 und dritten Abtast-Halte-Schaltkreis 14 abgegebenen
Daten, ein Tiefpaßfilter 20,
abgekürzt
LPF, zum Entfernen hochfrequenter Komponenten aus dem Ausgangssignal
des Differenzverstärkers 18,
einen ersten Puffer 10 zum Puffern eines ersten Abtastimpulses
gemäß 2B und
zur Zuführung
des gepufferten Impulses zu dem ersten Abtast-Halte-Schaltkreis 8 sowie
einen zweiten Puffer 16 zum Puffern eines zweiten Abtastimpulses
gemäß 2C und
zum Zuführen
des gepufferten Impulses zum zweiten 12 und dritten Abtast-Halte-Schaltkreis 14. Hierbei
wird ein in 2D gezeigter Klemmimpuls der
Gleichspannungs-Klemmeinheit 6 zugeführt, und Signale A und B, die
vom zweiten 12 bzw. dritten Abtast-Halte-Schaltkreis 14 abgegeben
werden, werden zu der Gleichspannungs-Klemmeinheit 6 rückgeführt.
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Anhand
der 1 sowie 2A bis 2I läßt sich
die Funktionsweise dieser herkömmlichen, wie
oben beschrieben aufgebauten CDS-Einrichtung wie folgt erläutern. Wenn
unter Verwendung eines nicht gezeigten CCD-Kamerasystems ein Objekt
aufgenommen wird, gibt der CCD-Bildsensor 2 das in 2A gezeigte
Videosignal ab. Das Videosignal wird in die Kondensatoren 4 eingekoppelt
und dann der Gleichspannungs-Klemmeinheit 6 zugeführt. Die Gleichspannungs-Klemmeinheit 6 reproduziert
das gleichspannungsgekoppelte Videosignal gemäß einem in 2D gezeigten
Klemmimpuls und gibt das reproduzierte Signal an den ersten 8 und
den dritten Abtast-Halte-Schaltkreis 14 ab. Die Reproduktion
erfolgt während
derjenigen Zeitspanne, in welcher sich das Klemmsignal von 2D in
einem hohen Pegelzustand befindet, d.h. während der Dunkelpegelperiode
des Ausgangssignals des CCD-Bildsensors 2.
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Auf
die Eingabe des Signals von der Gleichspannungs-Klemmeinheit 6 hin tastet der
Abtast-Halte-Schaltkreis 8 wiederholt das Signal entsprechend der
Periode des in 2B gezeigten ersten Abtastimpulses
ab und hält
es, d.h. wenn der erste Abtastimpuls auf hohem bzw. niedrigem Pegel
liegt, und gibt ein Signal ab, das den in 2E gezeigten
Verlauf besitzt.
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In ähnlicher
Weise tastet der dritte Abtast-Halte-Schaltkreis 14 auf
die Eingabe des Signals von der Gleichspannungs-Klemmeinheit 6 hin das Signal
wiederholt entsprechend der Periode des in 2C gezeigten
zweiten Abtastimpulses ab und hält
es, d.h. wenn der zweite Abtastimpuls auf hohem bzw. niedrigem Pegel
liegt, und gibt ein Signal mit dem in 2G gezeigten
Verlauf ab.
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Außerdem tastet
der zweite Abtast-Halte-Schaltkreis 12 auf die Eingabe
des zweiten Abtastimpulses hin das im ersten Abtast-Halte-Schaltkreis 8 abgetastete
Signal erneut ab. Der Verlauf des Ausgangssignals des zweiten Abtast-Halte-Schaltkreises 12,
wie in 2F gezeigt, hat daher die gleiche
Periode wie der Verlauf des Ausgangssignals des dritten Abtast-Halte-Schaltkreises 14,
wie in 2G dargestellt.
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Wie
oben beschrieben, erzeugt der Differenzverstärker 18 ein in 2H dargestelltes
Differenzsignal, wenn die Ausgangssignale einschließlich Abtastrauschens
vom zweiten 12 und dritten Abtast-Halte-Schaltkreis 14 an
den Differenzverstärker 18 abgegeben
werden. Das LPF 20 unterdrückt jegliches Abtastrauschen,
das in einem hochfrequenten Bereich des Signals verblieben ist,
und gibt auf die Eingabe des Signals von 2H durch
den Differenzverstärker 18 ein
Signal mit dem in 2I dargestellten Verlauf ab.
Gleichzeitig verschlechtert sich damit, wie in 2I gezeigt,
durch die Unterdrückung des
hochfrequenten Rauschens eine Flankenkomponente der Videoinformation.
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Als
eine Möglichkeit
zur Bewältigung
von Rauschen, das während
der Abtastung eines Signals erzeugt wird, d.h. von Rauschen, das
sich auf einen transienten Effekt aktiver Bauelemente bezieht, wie Transistoren
und Dioden oder ein Abtast-Halte-Kondensator,
gibt die oben beschriebene, herkömmliche CDS-Einrichtung
eine Signalkomponente durch Verarbeitung sowohl positiver als auch
negativer, durch die CDS erhaltener Signale ab und unterdrückt eine Rauschkomponente
mit derselben Phase unter Verwendung einer Gleichtaktunterdrückung, abgekürzt CMRR.
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Beim
obigen Verfahren hängt
jedoch die Rauschunterdrückung
von den Eigenschaften des Differenzverstärkers 18 ab. Die CMRR-Eigenschaften
eines üblichen
Differenzverstärkers
sind nämlich in
einem niederfrequenten Bereich eines Signals gut, während sie
in einem hochfrequenten Bereich nicht mehr so gut sind. Daher kann
Abtastrauschen, das in einem Band von etwa 10MHz oder darüber verteilt ist,
nicht unterdrückt
werden.
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Zudem
verwendet die herkömmliche CDS-Einrichtung
ein LPF zur Verringerung von Abtastrauschen, das in dem Differenzverstärker nicht
beseitigt werden kann und in einem hochfrequenten Band verteilt
ist. Diese Vorgehensweise beeinflußt jedoch, wie oben beschrieben,
eine vorbestimmte Videosignalkomponente und schwächt daher auch Verstärkungen
für Flankenkomponenten
ab, die in dem hochfrequenten Band verteilt sind. Demgemäß wird die
Auflösung
herabgesetzt, die eine der wichtigsten Kenngrößen eines Videosignals ist.
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Des
weiteren kann die herkömmliche CDS-Einrichtung
Rauschkomponenten, die in dem hochfrequenten Band verteilt sind,
unter Verwendung eines Hochpaßfilters,
abgekürzt
HPF, extrahieren, wobei die Phase der extrahierten Rauschkomponenten
um 180° verschoben
wird, wonach die phasenverschobenen Komponenten zu einem ursprünglichen
Signal addiert werden, was ebenso die Videosignalkomponenten ungünstig beeinflußt und dadurch die
Auflösung
herabsetzt.
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Der
Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer
Einrichtung zur korrelierten Doppelabtastung der eingangs genannten
Art zugrunde, die mit vergleichsweise geringem Aufwand realisierbar
ist und Rauschen, das Videosignalkomponenten nachteilig beeinflußt, sehr
effektiv zu reduzieren vermag und dadurch eine hohe Auflösung zuläßt.
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Die
Erfindung löst
dieses Problem durch die Bereitstellung einer Einrichtung mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Charakteristischerweise beinhaltet diese
Einrichtung neben wenigstens zwei Abtast-Halte-Schaltkreiseinheiten
mindestens zwei Wiederabtast-Halte-Schaltkreiseinheiten zur erneuten
Abtastung des Ausgangssignals der Abtast-Halte-Schaltkreiseinheiten,
eine Pegelkorrekturstufe zur Korrektur des Ausgangssignalpegels
einer der Abtast-Halte-Schaltkreiseinheiten und einer der Wiederabtast-Halte-Schaltkreiseinheiten
sowie des weiteren Mittel zum Entfernen von Abtastrauschen, durch
welche alternierend die Ausgangssignale der Wiederabtast-Halte-Schaltkreiseinheiten
und der Pegelkorrekturstufe durchgelassen werden. Durch die Pegelkorrekturstufe
und die Mittel zum Entfernen von Rauschen ist die erfindungsgemäße CDS-Einrichtung vorteilhafterweise
in der Lage, Abtastrauschen effizienter als herkömmliche CDS-Einrichtungen der
in 1 dargestellten Art zu eliminieren.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Eine
vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsform der Erfindung sowie
das zu deren besserem Verständnis
oben beschriebene, herkömmliche
Ausführungsbeispiel
sind in den Zeichnungen dargestellt, in denen zeigen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm einer herkömmlichen CDS-Einrichtung,
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2A bis 2I Signalverläufe der
herkömmlichen
CDS-Einrichtung
von 1 im Betrieb,
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3 ein
schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen CDS-Einrichtung,
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4A bis 4K Signalverläufe der
erfindungsgemäßen CDS-Einrichtung von 3 im
Betrieb,
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5 ein
Schaltbild eines Ausführungsbeispiels
einer in 3 gezeigten Klemmeinheit,
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6 ein
Schaltbild eines Beispiels von in 3 verwendeten
Abtast-Halte-Schaltkreisen,
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7 ein
Schaltbild eines Beispiels einer Pegelkorrektureinheit von 3,
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8 ein
Schaltbild eines Beispiels von Rauschentfernungseinheiten von 3 und
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9A bis 9E Diagramme
zur Erläuterung
des Betriebs der erfindungsgemäßen Rauschentfernungseinheiten.
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Die
in 3 dargestellte, erfindungsgemäße CDS-Einrichtung beinhaltet
anstelle eines herkömmlichen
Tiefpaßfilters,
d.h. LPF, oder Hochpaßfilters, d.h.
HPF, eine Pegelkorrekturstufe und eine Rauschentfernungsstufe. Im übrigen besitzt
diese CDS-Einrichtung dieselben Komponenten wie die herkömmliche
CDS-Einrichtung von 1, d.h. die Kondensatoren 4 zur
Gleichspannungseinkopplung eines Videosignals gemäß 4A,
das vom CCD-Bildsensor 2 abgegeben wird, eine Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 zum
Klemmen der Ausgangssignale der Kondensatoren 4, einen
ersten 8 und einen dritten Abtast-Halte-Schaltkreis 14 zum Abtasten
und Halten eines in der Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 erzeugten
Signals, einen zweiten Abtast-Halte-Schaltkreis 12 zur
erneuten Abtastung eines Ausgangssignals des ersten Abtast-Halte-Schaltkreises 8,
einen ersten Puffer 10 zum Puffern eines ersten Abtastimpulses
gemäß 4B und
zum Zuführen
des gepufferten Abtastimpulses zum ersten Abtast-Halte-Schaltkreis 8 sowie
einen zweiten Puffer 16 zum Puffern eines zweiten Puffer 16 zum
Puffern eines zweiten Abtastimpulses gemäß 4C und
zum Zuführen
des gepufferten Abtastimpulses zum zweiten 12 und dritten
Abtast-Halte-Schaltkreis 14. Hierbei sind für diejenigen
Komponenten, die solchen der herkömmlichen CDS-Einrichtung gemäß 1 bezüglich ihrer
Funktion entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß für deren
Beschreibung auf diejenige von 1 verwiesen
werden kann.
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Die
erfindungsgemäße CDS-Einrichtung
beinhaltet des weiteren einen vierten 30 und einen fünften Abtast-Halte-Schaltkreis 32 zum
Abtasten der Ausgangssignale des zweiten 12 und dritten
Abtast-Halte-Schaltkreises 14, eine erste 26 und
zweite Pegelkorrektureinheit 28 zum Korrigieren der Gleichspannungspegel
der Ausgangssignale des zweiten 12 bzw. dritten Abtast-Halte-Schaltkreises 14,
eine erste 36 und eine zweite Rauschentfernungseinheit 38,
welche ein Paar von Ausgangssignalen der ersten Pegelkorrektureinheit 26 und
des vierten Abtast-Halte-Schaltkreises 30 bzw.
der zweiten Pegelkorrektureinheit 28 und des fünften Abtast-Halte-Schaltkreises 32 empfangen
und alternierend ein Signal jedes Signalpaars so abgeben, daß Rauschkomponenten
entfernt werden, die in den Ausgangssignalen des vierten 30 und
des fünften
Abtast-Halte-Schaltkreises 32 enthalten sind, sowie einen
Differenzverstärker 18 zur
Differenzverstärkung
der Ausgangssignale der ersten 36 und der zweiten Rauschentfernungseinheit 38.
Hierbei empfangen der vierte 30 und der fünfte Abtast-Halte-Schaltkreis 32 sowie die
erste 36 und die zweite Rauschentfernungseinheit 38 das
erste Abtastsignal gemäß 4B,
das in einem dritten Puffer 34 gepuffert wird. Die von
der ersten 36 und der zweiten Rauschentfernungseinheit 38 abgegebenen
Signale CS bzw. DS sind zur Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 rückgeführt.
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Wie
aus 5 ersichtlich, verwendet die Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 ein
negatives Rückkopplungsverfahren
und weist eine Mehrzahl von Transistoren, Widerständen und
Kondensatoren auf, die einen Stromspiegel und andere Schaltkreise bilden.
Die Abtast-Halte-Schaltkreise, die Pegelkorrektureinheiten und die
Rauschentfernungseinheiten besitzen jeweils eine Mehrzahl von Transistoren,
Widerständen
und Kondensatoren, wie in den 6, 7 bzw. 8 dargestellt.
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Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen CDS-Einrichtung
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 3 bis 8 im
Detail beschrieben.
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Wie
in der herkömmlichen
CDS-Einrichtung gibt der CCD-Bildsensor 2 in der erfindungsgemäßen CDS-Einrichtung
ein Videosignal gemäß 4A ab, wenn
ein Objekt unter Verwendung eines CCD-Kamerasystems aufgenommen
wird. Das Videosignal wird über
die Kondensatoren 4 eingekoppelt und an die Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 weitergegeben.
Die Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 reproduziert
das gleichspannungsgekoppelte Videosignal gemäß einem in 4D gezeigten
Klemmimpuls und gibt das reproduzierte Signal an den ersten 8 und
den dritten Abtast-Halte-Schaltkreis 14 ab. Die Reproduktion
erfolgt während
derjenigen Zeitspanne, in welcher sich das in 4D gezeigte
Klemmsignal auf einem hohen Pegelzustand befindet, d.h. während einer
Dunkelpegelperiode des Ausgangssignals des CCD-Bildsensors 2.
Außerdem
wird, wenn das Signal von der Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 abgegeben
wird, selbiges vom ersten Abtast-Halte-Schaltkreis 8 wiederholt
entsprechend der Periode des ersten Abtastimpulses von 4B abgetastet
und gehalten, d.h, wenn der erste Abtastimpuls auf hohem bzw. niedrigem
Pegel liegt, wodurch der erste Abtast-Halte-Schaltkreis ein Signal
abgibt, dessen Verlauf in 4E dargestellt
ist. Analog wird, wenn das Signal von der Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 abgegeben
wird, selbiges wiederholt vom dritten Abtast-Halte-Schaltkreis 14 entsprechend
der Periode des zweiten Abtastimpulses gemäß 4C abgetastet
und gehalten, d.h. wenn sich der zweite Abtastimpuls auf hohem bzw.
niedrigem Pegel befindet, und der dritte Abtast-Halte-Schaltkreis 14 gibt
ein Signal ab, dessen Verlauf in 4F gezeigt
ist. Folglich besitzt der in 4E gezeigte
Verlauf des Ausgangssignals des zweiten Abtast-Halte-Schaltkreises 12 dieselbe
Periode wie der in 4F gezeigte Verlauf des Ausgangssignals
des dritten Abtast-Halte-Schaltkreises 14.
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Wie
oben erläutert,
tasten der vierte 30 und der fünfte Abtast-Halte-Schaltkreis 32,
wenn Signalverläufe
mit derselben Periode vom zweiten 12 und dritten Abtast-Halte-Schaltkreis 14 abgegeben
werden, diese Signale unter Verwendung des ersten Abtastimpulses
gemäß 4B ab
und geben die in den 4G und 4H gezeigten
Signalverläufe
ab. Außerdem
werden die Ausgangssignale des zweiten 12 und des dritten
Abtast-Halte-Schaltkreises 14 an die
erste 26 bzw. die zweite Pegelkorrektureinheit 28 abgegeben,
um den Gleichspannungspegel zwischen dem Eingang und dem Ausgang
jedes Abtast-Halte-Schaltkreises
zu korrigieren; hierzu gleicht die erste Pegelkorrektureinheit 26 das
Ausgangssignal des zweiten Abtast-Halte-Schaltkreises 12 an das Gleichspannungs-Ausgangssignal
des vierten Abtast-Halte-Schaltkreises 30 an, und die zweite
Pegelkorrektureinheit 28 gleicht das Ausgangssignal des dritten
Abtast-Halte-Schaltkreises 14 an das Gleichspannungs-Ausgangssignal des
fünften
Abtast-Halte-Schaltkreises 32 an. Die Ausgangssignale der
ersten 26 und der zweiten Pegelkorrektureinheit 28 werden
der ersten 36 bzw. der zweiten Rauschentfernungseinheit 38 zugeführt.
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Wie
oben erläutert,
gibt die erste Rauschentfernungseinheit 36, wenn die Ausgangssignale
der ersten 26 und der zweiten Pegelkorrektureinheit 28 sowie
des vierten 30 und des fünften Abtast-Halte-Schaltkreises 32 in
die erste 36 bzw. zweite Rauschentfernungseinheit 38 eingegeben
werden, alternierend die Ausgangssignale der ersten Pegelkorrektureinheit 26 und
des vierten Abtast-Halte-Schaltkreises 30 gemäß dem ersten Abtastimpuls
von 4B ab, was in einem in 4I gezeigten
Signal resultiert, das frei von Abtastrauschen ist und dem positiven Anschluß des Differenzverstärkers 18 zugeführt wird. Analog
gibt die zweite Rauschentfernungseinheit 38 alternierend
die Ausgangssignale der zweiten Pegelkorrektureinheit 28 und
des fünften
Abtast-Halte-Schaltkreises 32 gemäß dem ersten Abtastimpuls von 4B ab,
was in einem in 4J gezeigten Signal resultiert,
das frei von Abtastrauschen ist und dem negativen Anschluß des Differenzverstärkers 18 zugeführt wird.
Auf die Eingabe dieser Signale am positiven bzw. negativen Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 18 hin
gibt dann der Differenzverstärker 18 die
Differenz zwischen den beiden Signalen ab. In diesem Fall wird durch
die CMRR-Eigenschaften des Differenzverstärkers 18 mehr Rauschen unterdrückt.
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5 veranschaulicht
ein spezielles Beispiel der erfindungsgemäßen Gleichspannungs-Klemmeinheit 60.
Diese Gleichspannungs-Klemmeinheit 60, die ein negatives
Rückkopplungsverfahren
zur Gleichspannungsreproduktion in Überstimmung mit dem Arbeitspunkt
der Schaltung anwendet, gleicht die Gleichspannungen, die von der
ersten 36 und der zweiten Rauschentfernungseinheit 38 abgegeben
und zur Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 rückgeführt werden,
einer Klemmspannung Vclamp an, indem sie deren Ausgangssignale in
Transistoren Q3 und Q4 vergleicht. Die obige Betriebsweise der Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 wird
während
derjenigen Zeitspanne durchgeführt,
in welcher sich der Klemmimpuls von 4A in
einem hohen Pegelzustand befindet, d.h. während der Dunkelpegelperiode
des Ausgangssignals des CCD-Bildsensors 2. Wenn beispielsweise
die von der zweiten Rauschentfernungseinheit 38 abgegebene
Gleichspannung höher
als der Klemmimpuls Vclamp ist, entlädt ein Stromspiegel, der Transistoren
Q5, Q7, Q9 und Q10 beinhaltet, einen Kondensator C, wodurch sich
das Basispotential eines Transistors Q14 und die Gleichspannung des
Klemmausgangs erniedrigen. Als Folge hiervon fällt die Gleichspannung der
gesamten Stromschleife einschließlich der Abtast-Halte-Schaltkreise
ab, so daß die
Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 die
obige Operation wiederholt, bis die rückgeführte Gleichspannung der zweiten
Rauschentfernungseinheit 38 gleich groß wie die Klemmspannung Vclamp
wird.
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Wenn
die Gleichspannung der zweiten Rauschentfernungseinheit 38 kleiner
als die Klemmspannung Vclamp ist, gleicht die Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 die
Gleichspannung der zweiten Rauschentfernungseinheit 38 an
die Klemmspannung Vclamp an, indem sie im Gegensatz zum obigen Fall
den Kondensator C in einem Stromspiegel auflädt, der Transistoren Q6 und
Q8 beinhaltet. Hierbei gilt mit den Bezeichnungen êI als dem
Maß an
Strom bezüglich
des Kondensators C und Vfbk als die rückgeführte Gleichspannung die Beziehung êI
= [Vt/(IB1/2)] × (Vfbk – Vclamp).
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Des
weiteren dient ein Kompensationsschaltkreis mit Transistoren Q11,
Q12, und Q13 dazu, den Basisstrom des Puffertransistors Q14 zu kompensieren.
Der Transistor Q11 ist vom selben Typ wie der Transistor Q14 und
verhindert das Aufladen des Kondensators C durch den Basisstrom
des Transistors Q14 während
einer Niedrigpegelperiode eines Klemmimpulses durch Angleichen von
IB3 an IB2, d.h. von IB3/βQ14
an IB2/βQ11.
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Die
Funktionsweise der Rückkopplung
bezüglich
des Ausgangssignals der ersten Rauschentfernungseinheit 36 zur
Gleichspannungs-Klemmeinheit 60 ist dieselbe wie diejenige
der Rückkopplung bezüglich des
Ausgangssignals der zweiten Rauschentfernungseinheit 38 zur
Gleichspannungs-Klemmeinheit 60.
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6 veranschaulicht
ein spezielles Beispiel der erfindungsgemäß verwendeten Abtast-Halte-Schaltkreise.
Die gemäß 6 aufgebauten
Abtast-Halte-Schaltkreise tasten, wie durch die Signalverläufe im Betrieb
gemäß den 4E und 4H gezeigt,
ein Eingangssignal während
eines Abtastvorgangs in einem widerstand R1 und einem Kondensator
C durch Aktivieren von Transistoren Q1, Q2, Q5 und Q6 gemäß dem Mittelwert
Vth des Hochpegel- und des Niedrigpegelwertes eines Abtastimpulses
und gemäß eines
Vergleichsvorgangs der Transistoren Q4 und Q5 ab. Andererseits hält der Kondensator
C während
eines Haltevorgangs die Ladung bis zur nächsten Abtastperiode durch
Deaktivieren der Transistoren Q5 und Q6. Hierbei bildet ein aus
Transistoren Q7, Q8 und Q10 gebildeter Schaltkreis einen Kompensationsschaltkreis,
der das Aufladen des Kondensators C aufgrund des Basisstroms eines
Puffertransistors Q9 verhindert.
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7 veranschaulicht
ein spezielles Ausführungsbeispiel
für die
Pegelkorrektureinheiten 26 und 28. Die gemäß 7 aufgebauten
Pegelkorrektureinheiten 26 und 28 kompensieren
die Verschiebung des Gleichspannungspegels zwischen Eingang und Ausgang,
wenn die Abtast-Halte-Schaltkreise in Betrieb sind, und dienen daher
als ein jeweiliger Zusatzschaltkreis zu den Rauschentfernungseinheiten 36 und 38.
Das bedeutet, die Pegelkorrektureinheiten 26 und 28 gleichen
die Vorspannungs-Stromquellen IB1
bis IB4 jeweils an die Vorspannungs-Stromquellen IB1 bis IB4 des in 6 gezeigten
Abtast-Halte-Schaltkreises
an und verwenden denselben Typ von Transistoren Q1, Q2, Q6, Q7,
Q8 und Q9 sowie Widerstände
R1, R2 und R3 mit denselben Widerstandswerten, so daß der durch
den Spannungswert Vbe zwischen der Basis und dem Emitter jedes Transistors
bestimmte Gleichspannungspegel mit anderen Gleichspannungspegeln
in Übereinstimmung
gebracht wird.
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8 veranschaulicht
ein spezielles Beispiel der erfindungsgemäß verwendeten Rauschentfernungseinheiten 36 und 38.
Die gemäß 8 aufgebauten
Rauschentfernungseinheiten 36 und 38 entsprechen
sich in ihrer Betriebsweise und Struktur. Unter Bezugnahme auf die 9A und 9E wird nachfolgend
die Ausgangssignalerzeugung der solchermaßen aufgebauten zweiten Rauschentfernungseinheit 38 erläutert.
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Auf
den Empfang der Ausgangssignale der zweiten Pegelkorrektureinheit 28 und
des fünften
Abtast-Halte-Schaltkreises 32, die in den 9B bzw. 9C gezeigt
sind, gibt die zweite Rauschentfernungseinheit 38 alternierend
die Ausgangssignale der zweiten Pegelkorrektureinheit 28 und
des fünften Abtast-Halte-Schaltkreises 32 gemäß eines
in 9D gezeigten, ersten Abtastimpulses ab. Dies bedeutet,
daß ein
Transistor Q14 der zweiten Rauschentfernungseinheit 38 aktiviert
wird, wenn sich der erste Abtastimpuls auf hohem Pegel befindet, wodurch
nur das Ausgangssignal der zweiten Pegelkorrektureinheit 28 weitergeleitet
wird. Wenn sich der erste Abtastimpuls auf niedrigem Pegel befindet,
wird ein Transistor Q13 der zweiten Rauschentfernungseinheit 38 aktiviert,
so daß nur
das Ausgangssignal des fünften
Abtast-Halte-Schaltkreises 32 weitergeleitet wird. Als
Folge davon wird das in 9B gezeigte
Abtastrauschen beseitigt. Daher wird schließlich von der zweiten Rauschentfernungseinheit 38 ein
Signalverlauf frei von Abtastrauschen abgegeben, wie in 9E dargestellt.
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Wie
oben beschrieben, besitzt die erfindungsgemäße CDS-Einrichtung Pegelkorrekturmittel und
Rauschentfernungsmittel und bietet dadurch den Vorteil einer gegenüber einer
herkömmlichen CDS-Einrichtung
gemäß 1 effizienteren
Eliminierung von Abtastrauschen.