DE3106359A1 - SIGNAL RECEIVER CIRCUIT - Google Patents
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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Description
Die Erfindung betrifft allgemein eine Signa Laufnehmerschaltung, und insbesondere eine Signalaufnchmerschaltung zur Verwendung mit einer Bildaufnahmeeinrichtung, die ein Rauschen bei dem Vorladungs-Betrieb beseitigen kann.The invention relates generally to a Signa pickup circuit, and in particular a signal pickup circuit for use with an image pickup device capable of eliminating noise in the precharge operation.
Eine herkömmliche Maßnahme zum Erfassen einor Signalladung, die durch fotoelektrische Umsetzung in einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung oder einem Bildfühler,der beispielsweise ein ladungsgesteuertes Bauelement (CCJ)) verwendet, erreicht ist, und zu deren Ableiten als Ausgangssignal wird im Folgenden erläutert.A conventional measure for detecting a signal charge, that by photoelectric conversion in a solid-state image pickup device or an image sensor using, for example, a charge controlled device (CCJ), is reached, and its derivation as an output signal is explained below.
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines Beispiels der herkömmlichen Signalausgabe-bzw. einer Signalaufnehmerschaltung für einen CCD-Bildfühler. Bei diesem Beispiel handelt es sich bei dem Betriebssystem für den CCD-Bildfühler um ein Rahmentransport syst em, und die als Information gespeicherten Minoritätsträger sind durch ein Elektron gebildet. Bei demFig. 1 shows a circuit diagram of an example of the conventional signal output or. a signal pickup circuit for a CCD image sensor. In this example, the operating system for the CCD image sensor is a frame transport syst em, and the minority carriers stored as information are formed by an electron. In which
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Beispiel gemäß Fig. 1 bildet der Abschnitt links einer Strichlinie P die CCD-Bildfühlereinrichtung, die auf dem Chip einer integrierten Schaltung (IC) gebildet ist, und der Abschnitt rechts der Strichlinie B bildet eine Abtastspeicherschaltung, die als Wellenformerschaltung dient.Example according to FIG. 1 forms the section to the left of a dashed line P the CCD image sensing device formed on the integrated circuit (IC) chip, and the The portion to the right of the broken line B forms a sample memory circuit which serves as a waveform shaping circuit.
Fig. 1 zeigt allgemein eine Bildaufnahme_einrichtung 1 und einen Ausgangsanschluß la, der das Ausgangssignal ableitenden bzv. der aufnehmenden Schaltung. Die Bildaufnahmeeinrichtung 1 weist eine licht- bzw. fotoempfindliche Fläche 2, einen Speicherbereich 3 für die fotoempfindliche Fläche 2, 1^ ein Ausleseregiater k für den Speicherbereich 3 und ein Ausgabetor-mit Ausgang^diodenabschnitt 5 auf, der in Sperrrichtung vorgespannt ist.Fig. 1 shows generally a Bildaufnahme_einrichtung 1 and an output terminal la, the or the output signal deriving. the receiving circuit. The image pickup device 1 has a light or photosensitive surface 2, a storage area 3 of the photosensitive surface 2, 1 ^ a Ausleseregiater k for the storage area 3 and an output gate-to output ^ diode section 5, which is biased in the reverse direction.
Die in der fotoempfindlichen Fläche 2 erzeugte Signalleitung wird zu dem Speicherbereich übertragen, wobei in der fotoempfindlichen Fläche 2 eine solche fotoelektrische Umwandlung stattfindet, daß die in dem Speicherbereich 3 zwischengespeicherte Signalladung zu dem Ausleseregister 4 bei jeder Zeile in Horizontalrichtung übertragen wird und in zeitlicher Folge über den Ausgangstor-und Ausgangsdiodenabschnitt 5 abgegeben wird. Der Ausgangsanschluß > , des Ausgangstor- und Ausgangsdiodenabschnitts 5 liegt über einen Kondensator 6 an Masse bzw. ist geerdet und ist auch mit der Source oinea FET (Feldeffekttransistors) 7 verbunden, dessen Drain mit einer Gleichspannung E}i versorgt ist, und dessen Gate mit einem Vorladungsimpuls P (vgl.The signal line generated in the photosensitive surface 2 is transmitted to the memory area, with such a photoelectric conversion taking place in the photosensitive surface 2 that the signal charge temporarily stored in the memory area 3 is transferred to the readout register 4 for each line in the horizontal direction and over time output gate and output diode section 5 is output. The output terminal> of the output gate and output diode section 5 is connected to ground or grounded via a capacitor 6 and is also connected to the source oinea FET (field effect transistor) 7, the drain of which is supplied with a DC voltage E} i , and its gate to a precharge pulse P (cf.
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Fig. 2A) versorgt ist, der mit dem Übertragungstakt für das Ausleseregister 4 synchronisiert ist. Der Verbindungspunkt zwischen dem Abschnitt 5 und dem Kondensator 6 ist mit dem Gate eines FET 8 verbunden, dessen Drain mit einer Gleichspannung E versorgt ist, und dessen Source mit dem Ausgangsanschluß la verbunden ist.2A), which is synchronized with the transmission clock for the readout register 4. The connection point between the section 5 and the capacitor 6 is connected to the gate of an FET 8, the drain of which is supplied with a DC voltage E, and the source of which is connected to the Output terminal la is connected.
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Daher, bei der obigen Ausgangssignalablnitschaltung, während eines Zeitintervalls Tp,während dem der Impuls Pa auf hohem Pegel ist, wie in Fig. 2A dargestellt, schaltet der FET 7 durch und wird daher der Kondensator 6 auf die Spannung E„ vorgeladen. Wenn ein Zeitintervall Tg, während dem der Impuls Pa auf niedrigem Pegel ist, beginnt, sperrt der FET 7 t weshalb die Spannung über dem Kondensator 6 abhängig von der Ausgangesignalladung niedrig wird. Deshalb wird, wenn die Spannung ] „ als Bezugspegel genommen wird, -die Spannung über den l·ondensator 6 in dem Intervall T„ der Signalpegel.Therefore, in the above output signal cutoff circuit, during a time interval T p during which the pulse Pa is high, as shown in FIG. 2A, the FET 7 turns on and therefore the capacitor 6 is precharged to the voltage E n. When a time interval T g begins, during which the pulse Pa is at the low level, the FET 7 blocks t, which is why the voltage across the capacitor 6 becomes low depending on the output signal charge. Therefore, if the voltage] "is taken as the reference level, the voltage across the capacitor 6 in the interval T" becomes the signal level.
In diesem Fall tritt, da der Impuls Pa jmit < em Übertragungstakt für das Ausleseregister 4, wie erwähnt, synchronisiert ist, eine Ladungserfassungs-Ausgangsspannung V0, in der der Vorladungspegel und der Signalpegel sich bed jedem einstufigen Abschnitt des Ausleseregisters k wiederholen, d.h., bei einem Einbit-Abschnitt, über dem Kondensator 6 auJ, und wird eine derartige Spannung V_ dem Ausgangsanscbluß la über den FET 8 zugeführt, der einen Pufferverstäjker bildet (vgl. Fig. 2B).In this case, since the pulse Pa jmit <em transmission clock for the readout register 4 is synchronized, as mentioned, a charge detection output voltage V 0 occurs in which the precharge level and the signal level are repeated for each single-stage section of the readout register k , that is, in the case of a one-bit section, via the capacitor 6, and such a voltage V_ is supplied to the output terminal 1a via the FET 8, which forms a buffer amplifier (cf. FIG. 2B).
Bei diesem Ausführungsbeispiel springt der .Impuls ,Pa in den Signalweg über die Streukapazität zwischen aem Gate und der Source des FET 7» so daß eine Spannungs-omponente Ep aufgrund des Springens des Impulses Pa der Ausgangsspannung Vn überlagert wird, die an dem Ausgangsanschluß la auftritt, wie das in Fig. 2B dargestellt ist. Da die Einsprung-Spanrmngskomponente Ep jedoch annähernd konstant ist, tritt keine Beeinträchtigung auf, selbst wenn ein Signal, das um die Spannung ED höher als der Pegel E ist, als Bezugspegel für den Signalpegel genommen wird. Deshalb tritt tatsächlich keine Beeinträchtigung auf, selbst wenn die Spannung E + E , die um E1-. höher als der normale Vorladungs-In this exemplary embodiment, the pulse, Pa jumps into the signal path via the stray capacitance between aem gate and the source of the FET 7 »so that a voltage component E p due to the jump of the pulse Pa is superimposed on the output voltage V n which is present at the output terminal la occurs as shown in Fig. 2B. However, since the jump-in voltage component E p is approximately constant, no deterioration occurs even if a signal which is higher than the level E by the voltage E D is taken as the reference level for the signal level. Therefore, no deterioration actually occurs even if the voltage E + E which is around E 1 -. higher than normal subpoena
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- 6 pegel ist, als Vorladungspegel genommen wird.- 6 level is taken as the precharge level.
Die so dem Ausgangsanschluß la zugeführte Ausgangsspannung Vq wird einer Abtastspeicherschaltung 10 oder der Drain eines PET 11 darin für das Abtasten zugeführt. Dieser FET 11 wird an seinem Gate mit einem Abtastimpuls Pb versorgt, der hohen Pegel in dem Signalpegelintervall Tg der Ausgangssignalspannung Vn einnimmt, wie in Fig. 2C dargestellt, so daß der FET 11 durchschaltet innerhalb des Hochpegel-Intervalls des Impulses Pb, weshalb der Signalpegel der Ausgangsspannung V abgetastet wird. Dann wird ein Kondensator 12 zum Halten oder Speichern in d>är Schaltung 10 auf den Signalpegel des abgetasteten Signals geladen oder entladen, weshalb der Signalpegel in dem Kondensator 12 gehalten bzw. gespeichert wird. Eine gehaltene oder gespeicherte Spannung V„ über dem Kondensator 12 wird übrr einen FET 13, der einen Pufferverstärker bildet, einem Aasgangsanschluß Ib zugeführt. Weiter sind in Fig. 1 Ladeviderstände 9 und I^ für die FET 8 bzw. dargestellt.The output voltage Vq thus supplied to the output terminal la is supplied to a scan memory circuit 10 or the drain of a PET 11 therein for scanning. This FET 11 is supplied at its gate with a sampling pulse Pb which assumes a high level in the signal level interval T g of the output signal voltage V n , as shown in Fig. 2C, so that the FET 11 turns on within the high level interval of the pulse Pb, therefore the signal level of the output voltage V is sampled. Then, a capacitor 12 for holding or storing in the circuit 10 is charged or discharged to the signal level of the sampled signal, for which reason the signal level is held or stored in the capacitor 12. A held or stored voltage V n across the capacitor 12 is fed to an output terminal Ib via an FET 13 which forms a buffer amplifier. Also shown in Fig. 1 are charging resistors 9 and I ^ for the FET 8 and 8, respectively.
Wenn die in der CCD-Bildfühlereinrichtung gespeicherte Ladung nach Umsetzung in eine Spannung in der erwähnten Weise abgeleitet wird, ist es notwendig, daß dann, wenn der Minorität sbräger das Elektron ist, wie das erwähnt worden ist, der Kondensator bei jedem Bit vorgeladen wird. Während des Vorladebetriebs werden Rauschsignale, wie das interne Rauschen des FET 7» das Versorgungsquellenrauschen für dea FET 7 und dergleichen erzeugt und schwankt der Bezugs-Vorladepegel durch die Rauschsignale. Weiter wird ein Pegel V der in dem Vorladeintervall erzeugten Rauscheignale dirch den Kondensator 6 in einem Einbit-Intervall Y - Tp + T„ gehalten bzw. gespeichert oder wird das Rauschon in Form das abtastgespeicherten Signals ausgegeben. Als Ergebnis schwankt die AusgangsspannungIf the charge stored in the CCD image sensing device is diverted after being converted into a voltage in the manner mentioned, it is necessary that if the minority is the electron, as has been mentioned, the capacitor is precharged at every bit. During the precharge operation, noise signals such as the internal noise of the FET 7, the power source noise for the FET 7 and the like are generated, and the reference precharge level fluctuates by the noise signals. Furthermore, a level V of the noise signals generated in the precharge interval is held or stored by the capacitor 6 in a one-bit interval Y − Tp + T ", or the noise is output in the form of the sampled-stored signal. As a result, the output voltage fluctuates
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V , wie durch die Strichlinie in Fig. 2B dargestellt, aufgrund des Rauschens, weshalb der Signalpegel in dem Intervall Tg ebenfalls schwankt. Folglich wird, wenn der Signalpegelabschnitt der Ausgangsspannung VQ lediglich, wie bei der herkömmlichen Ausführungsforra gemäß Fig. 1 abgetastet und gespeichert wird, die RauscKKomponente in eine Signalkomponente S eingemischt und wir<l dann als das Ausgangssignal abgegeben.V, as shown by the broken line in Fig. 2B, is due to the noise, and therefore the signal level also fluctuates in the interval Tg. As a result, if the signal level portion of the output voltage V Q is merely sampled and stored as in the conventional embodiment of FIG. 1, the noise component is mixed into a signal component S and then output as the output signal.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Si,t nalaufnehmerschaltung, insbesondere für eine Bildaufnahmeeinrichtung anzugeben, bei der unter Vermeidung der erwi hnten Nachteile Rauschen aufgrund des Vorladebetriebef wirksam verringerbar oder entfernbar ist.It is therefore the object of the invention to provide a Si, t nalaufnahmerschaltung, Specify in particular for an image recording device in which while avoiding the disadvantages mentioned Noise due to the precharge operation can be effectively reduced or is removable.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird eine Signalaufnehmerschaltung angegeben, die aufweist:According to one feature of the invention, a signal pickup circuit specified, which has:
a) Eine Bildaufnahmeeinrichtung einschließlich eines Ladungstransportelementes, die eine Ausgangeladung erzeugt, die einem aufzunehmenden Gegenstand bzw« Objekt entspricht,a) An image recording device including a charge transport element, which generates an output charge that corresponds to an object or object to be picked up,
b) eine Einrichtung zum Empfang der Ausgangisladung von der Bildaufnahmeeinrichtung und zum Erzeugen eines Ladungserfassungssignals einschließlich eines Bi zugspegelabschnittes und eines Signalabschnittes, diis durch das Laden oder Entladen abhängig von der Ausgangsladung erreicht ist, wobei der Bezugspegelabschnitt und der Signalabschnitt bei jedem Bit der Ausgangsladung wiederholt werden, undb) a device for receiving the initial charge from the Image pickup device and for generating a charge detection signal including a Bizugspegelabschnittes and a signal section, diis through the Charge or discharge achieved depending on the initial charge wherein the reference level portion and the signal portion are repeated at each bit of the output charge be, and
c) eine Einrichtung zum Erreichen eines Differenzausgangssignals zwischen dem Bezugspegelabschnitt und dem Signalpegelabschnitt. c) a device for achieving a differential output signal between the reference level section and the signal level section.
Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.The invention is further developed by the features of the subclaims.
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert; Es zeigen Fig. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Ladungserfassutigsschaltung, die als Ausgangssignal-Ableitschaltung bei einer Festkörper-CCD-Bildaufnahmeeinrichtung verwendet ist,The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing; Show it Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional charge detection circuit, as an output signal deriving circuit in a solid-state CCD image pickup device is used
Fig.2A-2C Signalverläufe zur Erläuterung der Betriebsweise der herkömmlichen Schaltung gemäß Fig. 1,2A-2C signal curves for explaining the mode of operation the conventional circuit according to FIG. 1,
Fig. 3 eine systematische Darstellung der wesentlichen Teile eines Ausführungsbeispiels der Signalaufnehme ^schaltung gemäß der Erfindung,Fig. 3 is a systematic representation of the essential Parts of an embodiment of the signal recording circuit according to the invention,
Fig.4A-4C Signalverläufe zur Erläuterung der Betriebsweise des .Ausführungsbeispiels der Erfindung gemäß Fig. 3iFig. 4A-4C signal curves to explain the mode of operation of the .Example of the invention according to FIG. 3i
Fig. 5 ein systematisches Schaltbild der wesentlichen Teile eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,Fig. 5 is a systematic circuit diagram of the essential parts another embodiment of the invention,
Fig.6A-6G SignaLverlaufe zur Erläuterung der Betriebsweise des in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung.Fig. 6A-6G signal curves to explain the mode of operation of the embodiment of the invention shown in FIG.
Eine herkömmliche Schaltung wurde mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 bereits erläutert.A conventional circuit has already been explained with reference to FIGS.
Die Erfindung beruht im wesentlichen darauf, daß der Rauschpegel in einem iCinbit-Intervall t konstant ist und keine Signalkomponente in dem Vorladungsintervall Tp vorliegt, und beseitigt das Rauschen durch Erhalten der Pegeldifferenz zwischen den Pegeln des Vorladungsintervalls Tp und des Signalpegelintervalls Tg.The invention is based essentially on the fact that the noise level in an iCinbit interval t is constant and there is no signal component in the precharge interval T p , and eliminates the noise by obtaining the level difference between the levels of the precharge interval T p and the signal level interval T g .
Ein Beispiel der Signalaufnehmerschaltung gemäß der Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 3 näher erläutert, die die wesentlichen TeLIo der Erfindung zeigt, da die im übrigen bei der Erfindung verwendeten Teile im wesentlichen die gleichen sind wie in Fig. 1 bzw. der Teil links der Strich-An example of the signal pickup circuit according to the invention will now be explained in more detail with reference to Fig. 3, which shows the essential part of the invention, since the rest parts used in the invention are essentially the same as in Fig. 1 or the part to the left of the dashed line
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— 9 linie P in Fig. 1.- 9 line P in Fig. 1.
Bei dem in Fig. J dargestellten Ausführungsl ei spiel der Erfinduxig wird die» am Ausgangsanschluß la al geleitete Ausgangsspannung V (vgl. Fig. 4-A) einer Vojzögerungsschaltung oder -leitung 15 zugeführt und wii d darin um f, verzögert (O <V, ^i,)» wodurch sich ein ί ignal VQ. ergibt (Fig. kB). Dieses verzögerte Signal Y , wird dem invertierenden Eingangsanschluß eines Diffeienzverstärkers l6 zugeführt, der auch an seinem nichtinveriierenden Eingangsanschluß mit dem Signal V so versorgt ist, wie es ist. Daher erzeugt der Differenzverstärker 16 ein Differenz-Ausgangssignal zwischen beiden Signalen VQ und V^.In the embodiment of the invention shown in FIG. J , the output voltage V (cf. , ^ i,) »resulting in a ί ignal V Q. results (Fig. kB). This delayed signal Y 1 is fed to the inverting input terminal of a differential amplifier 16, which is also supplied with the signal V as it is at its non-inverting input terminal. Therefore, the differential amplifier 16 generates a differential output signal between both signals V Q and V ^.
Das Ausgangssignal von dem Differenzverstärker 16 wird der Abtastspeicherschaltung 10 ähnlich wie gemäß Fig. 1 zugeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Abtastspeicherschaltung 10 mit einem Abtastimpuls SPQ (Fig. kC) versorgt, dessen Periode tR ist, und der dei Pegel "1" in dem Vorladungsintervall Tp* des Signals \ . einnimmt, weshalb der Wert des Ausgangssignals von den· Differenzverstärker 16 in der Periode Tp1 abtastgespeichert wird.The output signal from the differential amplifier 16 is fed to the sample storage circuit 10 in a manner similar to that shown in FIG. In this embodiment, the sample storage circuit 10 is supplied with a sample pulse SP Q (Fig. KC) , the period of which is t R , and the level "1" in the precharge interval T p * of the signal \. assumes, which is why the value of the output signal from the · differential amplifier 16 is sampled in the period Tp 1.
In diesem Fall ist während der Vorladungs-Pt riode tJ des Signals V ein Eingangssignal V zu dem DiIferenzverstärker 16 die Signalkomponente zuzüglich der Rauschkomponente und ist das andere Eingangssignal V . dorthin lediglich die Rauschkomponente, so daß das Ausgangssignal von dem Differenzverstärker 16 in dieser Periode Tp' ein solches Ausgangssignal wird, bei dem die Rauschkomponente von dem ursprünglichen Ausgangssignal V0 subtrahiert bzw. entfernt ist. Folglich wird der Signalpegel, von dem das bauschen entfernt worden ist, in der AbtastspeicherschaJtung 10 abtastgespeichert und dann als Ausgangssignal dem Ausgangs-In this case, during the precharge Pt period tJ of the signal V, an input signal V to the differential amplifier 16 is the signal component plus the noise component and the other input signal V is. only the noise component there, so that the output signal from the differential amplifier 16 in this period T p 'becomes such an output signal in which the noise component is subtracted or removed from the original output signal V 0. As a result, the signal level from which the noise has been removed is sampled in the sample storage circuit 10 and then sent as an output signal to the output
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anschluß Ib zugeführt. In den Fig. 4A und ^B zeigen die Strichlinien jeweils Rauschen enthaltende Erfassungssignale ..connection Ib supplied. In Figs. 4A and ^ B show the Dashed lines each contain noise-containing detection signals.
Bei dem in Fig. 3 daxgestellten Ausführungsbeispiel der j Erfindung ist es zum wirksamen Durchführen des Subtrahierbetriebes der Pauschkomponente von der Signalkomponente mit der Rauschkomponente in dem Differenzverstärker 16 erwünscht, daß der obige Betrieb an dem letzten Abschnitt der Signalpegelperiode T„ durchgeführt wird, bei dem derIn the embodiment shown in Fig. 3 dax The invention is for effectively performing the subtracting operation of the flat component from the signal component with the noise component in the differential amplifier 16 it is desirable that the above operation be performed on the last portion of the signal level period T "at which the
Signalpegel richtig wird. Deshalb ist als Verzögerungs-1^ zeit X j für die Verzögerungsleitung 15 ein Wert 1C , äs T - (Länge von Tp) optimal.Signal level becomes correct. Therefore, as the delay time 1 ^ X j for the delay line 15, a value of 1 C, AES T - optimal (length Tp).
Selbstverständlich kann, wenn die Impulsbreite der Abtastimpulse SP0 innerhalb der Periode Tp J ist, die Impulsbreite der ImpuLse SjP0 kürzer als Tp* sein.Of course, when the pulse width of the sampling pulses SP 0 is within the period T p J , the pulse width of the pulses SjP 0 can be shorter than T p *.
Ein anderes AutCührungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird anstelle der Verzögerungsleitung 15 gemäß Fig. 3 eine Abtastspeicherschaltung zum \erzögern des Signals V_ verwendet.Another embodiment of the invention is shown in FIG. shown. In this embodiment, instead of the delay line 15 of FIG. 3 is a sample memory circuit used to delay the signal V_.
ν , Insbesondere wird das Ausgangssignal VQ (vgl. Fig. 6A), das am Ausgangsanschluß la auftritt, einer Abtastspeicherschal-ν, In particular, the output signal V Q (see. Fig. 6A), which occurs at the output terminal la, a sampling memory switch
v tung I7 zugeführt, die auch mit einem Abtastimpuls SP^ (Fig. 6b) versorgt ist, das die Periode t„ besitzt, wobei die Anstiegs- oder Vorderflanke gegenüber derjenigen des Vorladungs-Intervalls Tp des Ausgangssignals V um ■ f = 1„ - Tp verzögert ist,und wobei die Impulsbreite gleich der Periode Tp ist. Daher wird der Signalpegelabschnitt des Ausgangssignalf V0 in der Ab tastspeicherschaltung I7 als gespeichertes cder gehaltenes Ausgangssignal HL· abtastgespeichert, wie das in Fig. 6D dargestellt ist. Dieses ge- v device I7, which is also supplied with a sampling pulse SP ^ (Fig. 6b), which has the period t ", the rising or leading edge compared to that of the precharge interval T p of the output signal V by ■ f = 1" - Tp is delayed, and where the pulse width is equal to the period T p . Therefore, the signal level portion of the output signal f V 0 is sampled in the sample storage circuit I7 as the latched cder output signal HL · sample, as shown in Fig. 6D. This ge
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speicherte Ausgangssignal Ης wird von dort cem invertierenden Eingangsanschluß eines Differenzverf tärkers 20 zugeführt.The stored output signal Η ς is fed from there to the inverting input terminal of a differential amplifier 20.
Das Ausgangssignal Vn wird auch einer Abtasi speicherschaltung l8 zugeführt, die auch mit einem Al tastimpuls SP2 (Fig. 6C) versorgt ist, das zu "1" während ces Vorladungsintervalls Tp des Signals V_ wird. Daher wild der Pegel des Signals V in dem Invervall Tp in der Altastspeicherschaltung 18 abtastgespeichert. Ein gespeicl ertes Aüsgangssignal tL... (Fig. 6E) wird von dort einer weiteren Abtastspeicherschaltung 19 zugeführt, die auch mü dem Abtastimpuls SP versorgt ist. Daher wird das gespeicherte Ausgangssignal H in der Abtastspeicherschaltung I9 abtastgespeichert. Ein gespeichertes Ausgan;.' ssignal H„ ~ (vgl. Fig. 6F) wird von dort dem nichtinveri ierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 20 zugeführt.The output signal V n is also fed to a sampling memory circuit l8 which is also supplied with an Al sampling pulse SP 2 (FIG. 6C) which becomes "1" during the precharge interval Tp of the signal V_. Therefore, the level of the signal V in the interval T p in the old memory circuit 18 is sampled. A stored output signal tL ... (FIG. 6E) is fed from there to a further sampling memory circuit 19, which is also supplied with the sampling pulse SP. Therefore, the stored output signal H is sampled in the sample storage circuit I9. A saved output. ' The signal H (cf. FIG. 6F) is fed from there to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 20.
Pulsierende Spannungen E ' in den jeweiligen gespeicherten Ausgangssignalen Hg, H^. und KL·«, die in den Fig. ÖD, 6E bzw. OF dargestellt sind, sind "eingesprungene" oder eingeführte Impulskomponenten, die dadurch erzeugt werden, daß die Abtastimpulse SP1 und SP3 jeweils in das Ausgangssignal über die Kapazität zwischen Gate und Source des FET 11 (Fig. 1) in der Abtastspeicherschaltung 10 einspringen bzw. eingeführt werden.Pulsating voltages E 'in the respective stored output signals H g , H ^. and KL · «, which are shown in FIGS. ÖD, 6E and OF, respectively, are" jumped in "or introduced pulse components which are generated by the fact that the sampling pulses SP 1 and SP 3 are each in the output signal via the capacitance between gate and Source of the FET 11 (Fig. 1) in the sample memory circuit 10 are introduced.
In diesem Fall enthält, da das gespeicherte Ausgangssignal Hg von der Abtastspeicherschaltung 17 der abgetasteteIn this case, since the stored output signal Hg from the sample storage circuit 17 contains the sampled
Wert des Ausgangssignals Vn in dessen äigna:intervall τValue of the output signal V n in its aigna: interval τ
U öU ö
ist, das Ausgangssignal Hg die Signalkömpon<?nte und die Rauschkomponente. Dagegen enthält, da das gespeicherte Ausgangssignal HN1 von der Abtastspeicherschaltung l8 der abgetastete Wert des Ausgangssignals V_ in dessen Vorladungs-is, the output signal Hg the signal components and the noise component. On the other hand, since the stored output signal H N1 from the sample storage circuit l8 contains the sampled value of the output signal V_ in its precharge
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Intervall Tp ist, das Ausgangssignal EL·., keine Signalkoraponente und lediglich die Rauschkomponente. Folglich kann die Rauschkomponente durch Subtrahieren des Ausgangssignals EL·, von dem Ausgangssignal H5 entfernt werden. Da jedoch beide Ausgangssignale EL· und EL·., abtastgespeicherte Ausgangssignale des Ausgangssignals V^ bei verschiedenen Zeiten sind, besteht eine Phasendifferenz zwischen den eingeführten Impulsen in den jeweiligen Ausgangssignalen, wie sich das aus den Fig. 6D und 6E ergibt. Folglich treten, wenn die Differenz zwischen den Ausgangssignalen Hg und EL·, beibehalten wird, die eingeführten Impulse so wie sie sind auf.Interval T p is the output signal EL ·., No signal coraponent and only the noise component. Consequently, the noise component can be removed by subtracting the output signal EL · i from the output signal H 5. However, since both the output signals EL · and EL ·., Are sampled output signals of the output signal V ^ at different times, there is a phase difference between the introduced pulses in the respective output signals as shown in Figs. 6D and 6E. Consequently, if the difference between the output signals Hg and EL ·, is maintained, the pulses introduced appear as they are.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird jedoch das Ausgangssignal HN1 weiter mittels der Abtastimpulse SP. abtastgespeichert, so daß die in dem gespeicherten Ausgangssignal HL· von der Abtastspeicherschaltung auftretenden eingeführten Impulse gleichphasig zu denjenigen sind, die in dem gespeicherten Ausgangssignal H auftreten. Das heißt, die Abtastspeieherschaltungen l8 und 19 führen den gleichen Betrieb aus, wie die Verzögerungsleitung 15 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3· Daher erzeugt der Differenzverstärker 20 ein Ausgangssignal S und gibt dies an den Ausgangsanschluß Ib ab, das keine Rauschkomponenten enthält, wobei die bei dem Abtastspeicherbetrieb eingeführten Impulse ausreichend unterdrückt sind, wie das in Fig. 6G dargestellt ist.In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, however, the output signal H N1 is further increased by means of the sampling pulses SP. sampled so that the introduced pulses appearing in the stored output signal HL * from the sample storage circuit are in phase with those appearing in the stored output signal H. That is, the sample latch circuits 18 and 19 perform the same operation as the delay line 15 in the embodiment of FIG pulses introduced in the scan memory operation are sufficiently suppressed as shown in Fig. 6G.
Wie erläutert, kann gemäß der Erfindung das bei der Vorladung erzeugte Rauschen in der Ausgangsstufe der Ladungserfaesungsschaltung verringert oder entfernt werden.As explained, according to the invention, the noise generated during the precharge in the output stage of the charge detection circuit be reduced or removed.
Hei den erläuterten Ausführungebeispielen der Erfindung wird, da der Minoritätsträger, der in dem CCD als Infor-In the illustrated embodiments of the invention because the minority carrier, which is in the CCD as information
1-3 0066/061 11-3 0066/061 1
mation gespeichert ist, das Elektron ist, b<lm Erfassen der Ladung der Kondensator auf den Bezugspei;el zuvoraufgeladen und dann abhängig von der Ladung entladen. Jedoch -wird, wenn der Minoritätsträger ein 'Loch" ist, die gespeicherte Ladung im Kondensator 6 zuvor auf den Bezugspegel entladen und wird der Kondensator 6 abhängig von der Ladung aufgeladen. Im letzteren Fall! kann das bei dem Entladen erzeugte Rauschen selbstverständlich in einer Weise entfernt oder verringert werben, wie bei dem Fall, bei dem der Minoritätsträger das llektron ist.mation is stored, the electron is, b <lm capture the charge of the capacitor to the reference level previously charged and then discharged depending on the charge. However, if the minority carrier is a 'hole', the stored charge in the capacitor 6 is previously discharged to the reference level and the capacitor 6 becomes dependent charged by the charge. In the latter case! the noise generated during discharge can of course advertise removed or diminished in a manner as in the case where the minority carrier is the lectron.
Selbstverständlich ist die Erfindung nichtmr auf das erwähnte CCD-Ladungstransportelement anwendbaj , sondern auch auf andere Ladungstransportelemente, wie eine Eimerketteneinrichtung (BBD) oder dergleichen, m:i t gleicher Wirkung.Of course, the invention is not limited to the above CCD charge transport element applies, but also to other charge transport elements, such as a bucket chain device (BBD) or the like, m: i t equivalent effect.
Weiter ist die Erfindung auch auf eine sogenannte Zwischenzeilen-CCDJ-Bildaufnahmeeinrichtung anwendbar, die sich von der in Fig. 1 dargestellten Rahmentransport-CCD-Bildaufnahmeeinrichtung 1. unterscheidet.The invention is also applicable to a so-called interline CCDJ image pickup device which differs from the frame transport CCD image pickup device shown in FIG 1. differs.
Selbstverständlich sind noch andere Ausführt ngsformen der Erfindung möglich.Of course, other embodiments of the invention are also possible.
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