DE3106359C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3106359C2 DE3106359C2 DE3106359A DE3106359A DE3106359C2 DE 3106359 C2 DE3106359 C2 DE 3106359C2 DE 3106359 A DE3106359 A DE 3106359A DE 3106359 A DE3106359 A DE 3106359A DE 3106359 C2 DE3106359 C2 DE 3106359C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- shift register
- circuit
- output
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Festkörper-Videokamera gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a solid-state video camera according to the preamble of the claim.
Eine herkömmliche Maßnahme zum Erfassen einer Signalladung, die durch fotoelektrische Umsetzung in einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung oder einem Bildfühler, der beispielsweise ein ladungsgesteuertes Bauelement (CCD) verwendet, erreicht ist, und deren Ableitung als Ausgangssignal verwendert wird, soll im folgenden erläutert werden.A conventional measure for detecting a signal charge, by photoelectric conversion in one Solid-state image recording device or an image sensor, which, for example, is a charge-controlled component (CCD) is used, achieved, and its derivation is used as the output signal, is intended in the following are explained.
Fig. 1 zeigt in einem Schaltbild ein Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen Signalabgabe- bzw. Signalaufnehmerschaltung für einen CCD-Bildfühler. Gemäß diesem Beispiel handelt es sich bei dem Betriebssystem für den CCD-Bildfühler um ein Bildtransportsystem, und die als Information gespeicherten Minoritätsträger sind durch Elektronen gebildet. Bei dem 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. Fig. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of a conventional signal transmitting and Signalaufnehmerschaltung for a CCD image sensor. According to this example, the operating system for the CCD image sensor is an image transport system, and the minority carriers stored as information are formed by electrons. In the example of FIG. 1, the portion to the left of a dash line P constitutes the CCD image sensing device formed on the chip of an integrated circuit (IC), and the portion to the right of the dash line B constitutes a sample memory circuit which serves as a wave shaping circuit.
Fig. 1 zeigt allgemein eine Bildaufnahmeeinrichtung 1 und einen Ausgangsanschluß 1 a der das Ausgangssignal ableitenden bzw. der aufnehmenden Schaltung. Die Bildaufnahmeeinrichtung 1 weist eine licht- bzw. fotoempfindliche Fläche 2, einen Speicherbereich 3 für die fotoempfindliche Fläche 2, ein Ausleseregister 4 für den Speicherbereich 3 und ein Ausgabetor mit einem Ausgangsdiodenabschnitt 5 auf, der in Sperrichtung vorgespannt ist. Fig. 1 shows generally an image recording device 1 and an output terminal 1 a of the output signal deriving or the receiving circuit. The image pickup device 1 has a light or photosensitive surface 2, a storage area 3 of the photosensitive surface 2, a read-out register 4 for the storage area 3 and an output gate having an output diode section 5, which is reverse biased.
Die in der fotoempfindlichen Fläche 2 erzeugte Signalladung 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 für jede Zeile in Horizontalrichtung übertragen 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 außerdem ist er mit der Source eines FET (Feldeffekttransistors) 7 verbunden, dessen Drain mit einer Gleichspannung E R versorgt ist und dessen Gate mit einem Vorladungsimpuls P a (vgl. 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 1 a verbunden ist. The signal charge generated in the photosensitive area 2 is transferred to the memory area, such photoelectric conversion taking place in the photosensitive area 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 in time sequence via the Output gate and output diode section 5 is output. The output terminal of the output gate and output diode section 5 is grounded via a capacitor 6 and is also connected to the source of an FET (field effect transistor) 7 , the drain of which is supplied with a direct voltage E R and the gate of which is precharged P a (see FIG. 2A) is supplied, which is synchronized with the transfer 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 1 a .
Damit schaltet bei der obigen Ausgangssignalableitschaltung während eines Zeitintervalls T P , während dessen der Impuls Pa auf hohem Pegel ist, wie in Fig. 2A dargestellt, der FET 7 durch; und somit wird der Kondensator 6 auf die Spannung E R vorgeladen. Wenn ein Zeitintervall T S , während dessen der Impuls Pa auf niedrigem Pegel ist, beginnt, sperrt der FET 7, weshalb die Spannung am Kondensator 6 abhängig von der Ausgangssignalladung niedrig wird. Deshalb stellt, wenn die Spannung E R als Bezugspegel genommen wird, die Spannung am Kondensator 6 in dem Intervall T S den Signalpegel dar.Thus, in the above output signal deriving circuit, during a time interval T P during which the pulse Pa is at a high level, as shown in FIG. 2A, the FET 7 turns on; and thus capacitor 6 is precharged to voltage E R. When a time interval T S during which the pulse Pa is at a low level begins, the FET 7 blocks, which is why the voltage across the capacitor 6 becomes low depending on the output signal charge. Therefore, when the voltage E R is taken as the reference level, the voltage across the capacitor 6 in the interval T S represents the signal level.
In diesem Fall tritt, da der Impuls Pa mit dem Übertragungstakt für das Ausleseregister 4, wie erwähnt, synchronisiert ist, eine Ladungserfassungs-Ausgangsspannung V₀, bei der der Vorladungspegel und der Signalpegel sich bei jedem einstufigen Abschnitt des Ausleseregisters 4 wiederholen, d. h., in einem Taktintervall an dem Kondensator 6 auf; diese Spannung V₀ wird dem Ausgangsanschluß 1 a über den FET 8 zugeführt, der einen Pufferverstärker bildet (vgl. Fig. 2B).In this case, since the pulse Pa is synchronized with the transfer clock for the readout register 4 , as mentioned, there occurs a charge detection output voltage V Vor at which the precharge level and the signal level repeat at every single stage section of the readout register 4 , that is, in a clock interval on the capacitor 6 ; this voltage V ₀ is fed to the output terminal 1 a via the FET 8 , which forms a buffer amplifier (see FIG. 2B).
Bei diesem Ausführungsbeispiel gelangt der Impuls Pa in den Signalweg über die Streukapazität zwischen dem Gate und der Source des FET 7, so daß eine Spannungskomponente E P aufgrund dessen der Ausgangsspannung V₀ überlagert wird, die an dem Ausgangsanschluß 1 a auftritt, wie dies in Fig. 2B dargestellt ist. Da die Spannungskomponente E P jedoch annähernd konstant ist, tritt keine Beeinträchtigung auf, selbst wenn ein Signal, das um die Spannung E P höher als der Pegel E R ist, als Bezugspegel für den Signalpegel genommen wird. Deshalb tritt tatsächlich keine Beeinträchtigung auf, selbst wenn die Spannung E R + E P , die um E P höher als der normale Vorladungspegel ist, als Vorladungspegel genommen wird.In this embodiment, the pulse Pa enters the signal path via the stray capacitance between the gate and the source of the FET 7 , so that a voltage component E P is therefore superimposed on the output voltage V ₀, which occurs at the output terminal 1 a , as shown in Fig . 2B is shown. However, since the voltage component E P is approximately constant, no deterioration occurs even if a signal higher than the level E R by the voltage E P is taken as the reference level for the signal level. Therefore, no deterioration actually occurs even if the voltage E R + E P , which is higher than the normal precharge level by E P , is taken as the precharge level.
Die so dem Ausgangsanschluß 1 a zugeführte Ausgangsspannung V₀ wird einer Abtastspeicherschaltung 10 bzw. der Drain eines FET 11 zur Abtastung zugeführt. Dieser FET 11 wird an seinem Gate mit einem Abtastimpuls Pb versorgt, der einen hohen Pegel in dem Signalpegelintervall T S der Ausgangssignalspannung V O führt, wie in Fig. 2C dargestellt, so daß der FET 11 durchschaltet innerhalb des Hochpegel-Intervalls des Impulses Pb, wodurch der Signalpegel der Ausgangsspannung V₀ abgetastet wird. Damit wird ein Kondensator 12 zum Halten oder Speichern in der Schaltung 10 auf den Signalpegel des abgetasteten Signals geladen oder entladen, weshalb der Signalpegel auf dem Kondensator 12 gehalten bzw. gespeichert wird. Eine so festgehaltene oder gespeicherte Spannung V H an dem Kondensator 12 wird über einen FET 13, der einen Pufferverstärker bildet, einem Ausgangsanschluß 1 b zugeführt. Weiter sind in Fig. 1 Lastwiderstände 9 und 14 für die FET 8 bzw. 13 dargestellt.The output voltage V ₀ thus supplied to the output terminal 1 a is fed to a scan memory circuit 10 or the drain of an FET 11 for scanning. This FET 11 is supplied at its gate with a sampling pulse Pb , which leads to a high level in the signal level interval T S of the output signal voltage V O , as shown in FIG. 2C, so that the FET 11 switches through within the high level interval of the pulse Pb , whereby the signal level of the output voltage V ₀ is sampled. A capacitor 12 for holding or storing in the circuit 10 is thus charged or discharged to the signal level of the sampled signal, which is why the signal level is held or stored on the capacitor 12 . A voltage V H thus fixed or stored on the capacitor 12 is fed via an FET 13 , which forms a buffer amplifier, to an output terminal 1 b . Load resistors 9 and 14 for FET 8 and 13 are also shown in FIG. 1.
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 Minoritätsträger das Elektron ist, wie dies erwähnt worden ist, der Kondensator bei jedem Bit geladen wird. Während des Vorladevorgangs werden Rauschsignale, wie das interne Rauschen des FET 7, das Versorgungsquellenrauschen für den FET 7 und dergleichen erzeugt, und der Bezugs-Vorladepegel schwankt durch die Rauschsignale. Weiter wird ein Pegel N der in dem Vorladeintervall erzeugten Rauschsignale durch den Kondensator 6 in einem Taktintervall τ B = T P + T S festgehalten bzw. gespeichert oder das Rauschen wird in Form des abgespeicherten Signals ausgegeben. Im Ergebnis schwankt die Ausgangsspannung V O , wie durch die Strichlinie in Fig. 2B dargestellt, aufgrund des Rauschens, weshalb der Signalpegel in dem Intervall T S ebenfalls schwankt. Folglich wird dann, wenn der Signalpegelabschnitt der Ausgangsspannung V₀, lediglich wie bei der herkömmlichen Ausführungsform gemäß Fig. 1 abgetastet und gespeichert wird, die Rauschkomponente in eine Signalkomponente S eingemischt und daher als Ausgangssignal abgegeben.If the charge stored in the CCD image sensing device is dissipated after being converted into a voltage in the manner mentioned, it is necessary that when the minority carrier is the electron, as mentioned, the capacitor is charged every bit. During the precharge operation, noise signals such as the internal noise of the FET 7 , the supply source noise for the FET 7, and the like are generated, and the reference precharge level fluctuates by the noise signals. Furthermore, a level N of the noise signals generated in the precharge interval is held or stored by the capacitor 6 in a clock interval τ B = T P + T S , or the noise is output in the form of the stored signal. As a result, as shown by the broken line in Fig. 2B, the output voltage V O fluctuates due to the noise, which is why the signal level also fluctuates in the interval T S. Consequently, when the signal level portion of the output voltage V ₀ is sampled and stored only as in the conventional embodiment shown in FIG. 1, the noise component is mixed into a signal component S and therefore output as an output signal.
Es ist auch schon eine Abtastschaltung für eine ladungsgekoppelte Einrichtung bekannt (GB-PS 14 13 036), bei der ein Referenzpegel auf einen bestimmten Pegel festgeklemmt wird und bei der sodann der jeweilige Signalanteil abgetastet und festgehalten wird. Durch Anwendung dieser Maßnahme ist aber die Gefahr vorhanden, daß mit hoher Wahrscheinlichkeit der jeweilige Abtastimpuls zum Schaltungsausgang hin gelangt und damit eine Störung hervorruft.It is also a sampling circuit for a charge coupled device Establishment known (GB-PS 14 13 036), at which clamped a reference level to a certain level and then the respective signal component is scanned and held. By application this measure, however, there is a risk that with high probability of the respective sampling pulse Circuit output and thus a fault evokes.
Es sind ferner ein Bildsensor sowie ein Verfahren zum Betrieb dieses Bildsensors bekannt (DE-AS 25 43 083). Bei diesem bekannten Bildsensor wird zwar eine einen Differenzverstärker enthaltende Trenn- und Signalverstärkerstufe verwendet. Diese Schaltungsmaßnahme genügt jedoch nicht, um einen weitgehend störungsfreien Betrieb einer Festkörper-Videokamera sicherzustellen.There are also an image sensor and a method for Operation of this image sensor known (DE-AS 25 43 083). In this known image sensor, one is indeed Isolation and signal amplifier stage containing differential amplifiers used. This circuit measure is sufficient however, not to ensure largely trouble-free operation a solid-state video camera.
Es ist schließlich auch schon eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vorgeschlagen worden (DE-OS 29 38 499), bei der ein festes Störmuster einer sogenannten MOS-Abbildungsvorrichtung beseitigt wird. Dabei tritt zwar auch ein einer Vorladung vergleichbarer Vorgang auf; bei dieser Vorrichtung verwendete Schaltungsanordnung wird jedoch hinsichtlich der Abtastung zeitlich so gesteuert, daß die durch das betreffende Störmuster festgelegten Störungen beseitigt sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß damit nicht die Nachteile beseitigt werden können, die im Zusammenhang mit den eingangs betrachteten herkömmlichen Signalabgabe- bzw. Signalaufnehmerschaltungen aufgezeigt worden sind.After all, it is already a solid-state imaging device have been proposed (DE-OS 29 38 499), in which a fixed interference pattern of a so-called MOS imaging device is eliminated. It also happens an operation comparable to a subpoena; at this Circuit arrangement used, however timed in terms of sampling so that those determined by the disturbance pattern in question Faults are eliminated. However, it has been shown that this does not eliminate the disadvantages those in connection with the conventional ones considered at the beginning Signal delivery or pickup circuits have been shown.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Festkörper- Videokamera der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit insgesamt relativ geringem Aufwand der störende Einfluß des Rauschens beim Vorladungsbetrieb wirksam verringert oder beseitigt ist.The invention has for its object a solid To further develop video camera of the type mentioned at the beginning, that with a relatively low effort overall disturbing influence of the noise during the pre-charging operation is effectively reduced or eliminated.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebene Maßnahme.The above problem is solved by the specified in the characterizing part of the claim Measure.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispeilsweise näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of drawings for example explained in more detail.
Fig. 1 zeigt in einem Schaltbild eine herkömmliche Ladungserfassungsschaltung, die als Ausgangssignal- Ableitschaltung bei einer Festkörper- CCD-Bildaufnahmeeinrichtung verwendet ist. Fig. 1 shows in a circuit diagram a conventional charge detection circuit which is used as an output signal deriving circuit in a solid-state CCD image recording device.
Fig. 2A bis 2C zeigen Signalverläufe zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Ladungserfassungsschaltung. Figs. 2A to 2C show waveforms for explaining the operation of the charge detecting circuit shown in FIG. 1.
Fig. 3 zeigt eine systematische Darstellung einer Signalaufnahmeschaltung. Fig. 3 shows a systematic representation of a signal recording circuit.
Fig. 4A bis 4C zeigen Signalverläufe zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten Signalaufnehmerschaltung. FIG. 4A to 4C show waveforms for explaining the operation of the Signalaufnehmerschaltung shown in Fig. 3.
Fig. 5 zeigt in einem Schaltbild die wesentlichen Teile eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung. Fig. 5 shows in a circuit diagram the essential parts of an embodiment according to the invention.
Fig. 6A bis 6G zeigen Signalverläufe zur Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung. FIGS. 6A to 6G show waveforms for explaining the operation of the embodiment shown in Fig. 5 according to the invention.
Eine herkömmliche Schaltung wurde bereits anhand der Fig. 1 und 2 erläutert.A conventional circuit has already been explained with reference to FIGS. 1 and 2.
Die vorliegende Erfindung beruht im wesentlichen darauf, daß der Rauschpegel in einem Taktintervall τ B konstant ist und keine Signalkomponente in dem Vorladungsintervall T P vorliegt; sie beseitigt das Rauschen dadurch, daß die Pegeldifferenz zwischen den Pegeln des Vorladungsintervalls T P und des Signalpegelintervalls T S erhalten wird.The present invention is essentially based on the fact that the noise level is constant in a clock interval τ B and that there is no signal component in the precharge interval T P ; it eliminates the noise by maintaining the level difference between the levels of the precharge interval T P and the signal level interval T S.
Bevor auf die vorliegende Erfindung näher eingegangen wird, sei zunächst auf Fig. 3 Bezug genommen, in der eine Signalaufnehmerschaltung gezeigt ist, die ohne weiteres verbunden werden kann mit dem Schaltungsteil links der Strichlinie P in Fig. 1.Before going into the present invention in more detail, reference is first made to FIG. 3, in which a signal pick-up circuit is shown which can be easily connected to the circuit part to the left of the dashed line P in FIG .
Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung wird die am Ausgangsanschluß 1 a abgeleitete Ausgangsspannung V₀ (vgl. Fig. 4A) einer Verzögerungsschaltung oder -leitung 15 zugeführt, in der sie um t d verzögert wird (0 <τ d <τ b ), wodurch sich ein Signal V 0d ergibt (Fig. 4B). Dieses verzögerte Signal V 0d wird dem invertierenden Eingangsanschluß eines Differenzverstärkers 16 zugeführt, der an seinem nichtinvertierenden Eingangsanschluß mit dem Signal V₀ so versorgt ist, wie dies ersichtlich ist. Daher erzeugt der Differenzverstärker 16 ein Differenz- Ausgangssignal zwischen beiden Signalen V₀ und V 0d .In the circuit arrangement shown in FIG. 3, the output voltage V ₀ (see FIG. 4A) derived at the output terminal 1 a is fed to a delay circuit or line 15 in which it is delayed by t d (0 < τ d < τ b ) , resulting in a signal V 0 d ( Fig. 4B). This delayed signal V 0 d is fed to the inverting input connection of a differential amplifier 16 , which is supplied with the signal V ₀ at its non-inverting input connection, as can be seen. Therefore, the differential amplifier 16 generates a differential output signal between the two signals V ₀ and V 0 d .
Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 16 wird der Abtastspeicherschaltung 10 ähnlich wie gemäß Fig. 1 zugeführt. Bei dieser Schaltungsanordnung wird die Abtastspeicherschaltung 10 mit einem Abtastimpuls SP₀ (Fig. 4C) versorgt, dessen Periode τ B ist und der den Pegel "1" in dem Vorladungsintervall T P ′ des Signals V 0d annimmt, weshalb der Wert des Ausgangssignals von dem Differenzverstärker 16 in der Periode T P ′ abgespeichert wird.The output signal of the differential amplifier 16 is fed to the sample storage circuit 10 in a manner similar to that shown in FIG. 1. In this circuit arrangement, the sampling memory circuit 10 is supplied with a sampling pulse SP ₀ ( FIG. 4C), whose period is τ B and which assumes the level "1" in the precharge interval T P 'of the signal V 0 d , which is why the value of the output signal of the differential amplifier 16 is stored in the period T P '.
In diesem Fall ist während der Vorladungs-Periode T P ′ des Signals V 0d ein Eingangssignal V₀ für den Differenzverstärker 16 durch die Signalkomponente und die Rauschkomponente gegeben, und das andere Eingangssignal V 0d ist lediglich die Rauschkomponente, so daß das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 16 in dieser Periode T P ′ ein solches Ausgangssignal wird, bei dem die Rauschkomponente von dem ursprünglichen Ausgangssignal V₀ subtrahiert bzw. aus diesem entfernt ist. Folglich wird der Signalpegel, von dem das Rauschen entfernt worden ist, in der Abtastspeicherschaltung 10 abgespeichert und dann als Ausgangssignal dem Ausgangsanschluß 1 b zugeführt. In den Fig. 4A und 4B zeigen die Strichlinien jeweils Rauschen enthaltenden ermittelten Signale.In this case, an input signal V ₀ for the differential amplifier 16 is given by the signal component and the noise component during the precharge period T P 'of the signal V 0 d , and the other input signal V 0 d is only the noise component, so that the output signal of the Differential amplifier 16 in this period T P 'is such an output signal in which the noise component is subtracted from the original output signal V ₀ or removed therefrom. Consequently, the signal level from which the noise has been removed is stored in the sample and hold circuit 10 and then supplied as an output signal b to the output terminal. 1 In Figs. 4A and 4B, the broken lines respectively show noise detected signals containing.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung ist es zum wirksamen Durchführen des Subtrahierbetriebes der Rauschkomponente von der die Rauschkomponente enthaltenden Signalkomponente in dem Differenzverstärker 16 erwünscht, daß der obige Betrieb im letzten Teil der Signalpegelperiode T S durchgeführt wird, bei dem der Signalpegel richtig wird. Deshalb ist als Verzögerungszeit τ d für die Verzögerungsleitung 15 ein Wert τ d ≈ T S - (Länge von T P ) optimal.In the circuit arrangement shown in Fig. 3, in order to effectively perform the subtraction operation of the noise component from the signal component containing the noise component in the differential amplifier 16, it is desirable that the above operation be performed in the last part of the signal level period T S at which the signal level becomes correct. Therefore, a value τ d ≈ T S - (length of T P ) is optimal as the delay time τ d for the delay line 15 .
Selbstverständlich könnte, wenn die Impulsbreite der Abtastimpulse SP₀ innerhalb der Periode T P ′ liegt, die Impulsbreite der Impulse SP₀ kürzer als T P ′ sein.Of course, if the pulse width of the sampling pulses SP ₀ is within the period T P ', the pulse width of the pulses SP ₀ could be shorter than T P '.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird anstelle der Verzögerungsleitung 15 gemäß Fig. 3 eine Abtastspeicherschaltung zum Verzögern des Signals V₀ verwendet.An embodiment of the invention is shown in FIG. 5. In this embodiment, instead of the delay line 15 shown in FIG. 3, a sample storage circuit is used to delay the signal V ₀.
Insbesondere wird das Ausgangssignal V₀ (vgl. Fig. 6A), das am Ausgangsanschluß 1 a auftritt, einer Abtastspeicherschaltung 17 zugeführt, die mit einem Abtastimpuls SP₁ (Fig. 6B) versorgt ist, der die Periode τ B besitzt, wobei die Anstiegs- oder Vorderflanke gegenüber derjenigen des Vorladungsintervalls T P des Ausgangssignals V₀ um τ d = τ B - T P verzögert ist und wobei die Impulsbreite gleich der Periode T P ist. Daher wird der Signalpegelabschnitt des Ausgangssignals V₀ in der Abtastspeicherschaltung 17 als gespeichertes oder festgehaltenes Ausgangssignal H S abgespeichert, wie dies in Fig. 6D dargestellt ist. Dieses gespeicherte Ausgangssignal H S wird von dort dem invertierenden Eingangsanschluß eines Differenzverstärkers 20 zugeführt.In particular, the output signal V ₀ (see. Fig. 6A), which occurs at the output terminal 1 a , a scan memory circuit 17 , which is supplied with a sampling pulse SP ₁ ( Fig. 6B), which has the period τ B , the increase - or leading edge compared to that of the precharge interval T P of the output signal V ₀ is delayed by τ d = τ B - T P and the pulse width is equal to the period T P. Therefore, the signal level portion of the output signal V ₀ is stored in the sample storage circuit 17 as a stored or held output signal H S , as shown in Fig. 6D. From there, this stored output signal H S is fed to the inverting input terminal of a differential amplifier 20 .
Das Ausgangssignal V₀ wird ferner einer Abtastspeicherschaltung 18 zugeführt, die außerdem mit einem Abtastimpuls SP₂ (Fig. 6C) versorgt ist, zu "1" während des Vorladungsintervalls T P des Signals V₀ wird. Daher wird der Pegel des Signals V₀ in dem Intervall T P in der Abtastspeicherschaltung 18 abgespeichert. Ein gespeichertes Ausgangssignal H N1 (Fig. 6E) wird von dort einer weiteren Abtastspeicherschaltung 19 zugeführt, die auch mit dem Abtastimpuls SP₁ versorgt ist. Daher wird das gespeicherte Ausgangssignal H N1 in der Abtastspeicherschaltung 19 abgespeichert. Ein gespeichertes Ausgangssignal H N2 (vgl Fig. 6F) wird von dort dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 20 zugeführt.The output signal V ₀ is also fed to a sample storage circuit 18 , which is also supplied with a sampling pulse SP ₂ ( FIG. 6C), becomes "1" during the precharge interval T P of the signal V ₀. Therefore, the level of the signal V ₀ in the interval T P is stored in the sample storage circuit 18 . A stored output signal H N 1 ( FIG. 6E) is fed from there to a further scan memory circuit 19 , which is also supplied with the scan pulse SP 1. Therefore, the stored output signal H N 1 is stored in the sample storage circuit 19 . A stored output signal H N 2 (see FIG. 6F) is fed from there to the non-inverting input connection of the differential amplifier 20 .
Pulsierende Spannungen E P ′ in den jeweiligen gespeicherten Ausgangssignalen H S , H N1 und H N2, die in den Fig. 6D, 6E bzw. 6F dargestellt sind, sind eingeführte Impulskomponenten, die dadurch erzeugt werden, daß die Abtastimpulse SP₁ und SP₂ jeweils in das Ausgangssignal über die Kapazität zwischen Gate und Source des FET 11 (Fig. 1) in der Abtastspeicherschaltung 10 gelangen.Pulsating voltages E P 'in the respective stored output signals H S , H N 1 and H N 2 , which are shown in FIGS. 6D, 6E and 6F, are introduced pulse components which are generated in that the sampling pulses SP ₁ and SP ₂ each get into the output signal via the capacitance between the gate and source of the FET 11 ( Fig. 1) in the sample memory circuit 10 .
Da das gepeicherte Ausgangssignal H S von der Abtastspeicherschaltung 17 her der abgetastete Wert des Ausgangssignals V₀ in dessen Signalintervall T S ist, enthält somit das Ausgangssignal H S die Signalkomponente und die Rauschkomponente. Dagegen enthält, da das gespeicherte Ausgangssignal H N1 von der Abtastspeicherschaltung 18 der abgetastete Wert des Ausgangsignals V₀ in dessen Vorladungs- Intervall T P ist, das Ausgangssignal H N1 keine Signalkomponente, sondern lediglich die Rauschkomponente. Folglich kann die Rauschkomponente durch Subtrahieren des Ausgangssignals H N1 von dem Ausgangssignal H S entfernt werden. Da jedoch beide Ausgangssignale H S und H N1 abgespeicherte Ausgangssignale des Ausgangssignals V₀ zu verschiedenen Zeiten sind, besteht eine Phasendifferenz zwischen den eingeführten Impulsen in den jeweiligen Ausgangssignalen, wie sich das aus der Fig. 6D und 6E ergibt. Folglich treten, wenn die Differenz zwischen den Ausgangssignalen H S und H N1 beibehalten wird, die eingeführten Impulse so wie sie sind auf.Since the stored output signal H S from the sample memory circuit 17 is the sampled value of the output signal V ₀ in its signal interval T S , the output signal H S thus contains the signal component and the noise component. In contrast, since the stored output signal H N 1 from the sample storage circuit 18 is the sampled value of the output signal V ₀ in its precharge interval T P , the output signal H N 1 does not contain a signal component, but only the noise component. Consequently, the noise component can be removed by subtracting the output signal H N 1 from the output signal H S. However, since both output signals H S and H N 1 are stored output signals of the output signal V ₀ at different times, there is a phase difference between the introduced pulses in the respective output signals, as can be seen from FIGS. 6D and 6E. As a result, if the difference between the output signals H S and H N 1 is maintained, the introduced pulses occur as they are.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird jedoch das Ausgangssignal H N1 weiter mittels der Abtastimpulse SP₁ abgespeichert, so daß die in dem gespeicherten Ausgangssignal H N2 von der Abtastspeicherschaltung 19 auftretenden eingeführten Impulse gleichphasig zu denjenigen sind, die in dem gespeicherten Ausgangssignal H S auftreten. Das heißt, die Abtastspeicherschaltungen 18 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 out und gibt dieses an den Ausgangsanschluß 1 b ab; dieses Ausgangssignal weist keine Rauschkomponenten auf, und die bei dem Abtastspeicherbetrieb eingeführten Impulse sind ausreichend unterdrückt, wie dies in Fig. 6G dargestellt ist.In the embodiment shown in Fig. 5, however, the output signal H N 1 is further stored by means of the sampling pulses SP ₁, so that the introduced pulses occurring in the stored output signal H N 2 from the sample storage circuit 19 are in phase with those in the stored output signal H S occur. That is, the sample memory circuits 18 and 19 perform the same operation as the delay line 15 in the embodiment shown in FIG. 3. Therefore, the differential amplifier 20 generates an output signal S out and outputs it to the output terminal 1 b ; this output signal has no noise components and the 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 Ladungserfassungsschaltung verringert oder entfernt werden.As explained, according to the invention this can be done in the pre-charging generated noise in the output stage of the charge detection circuit reduced or removed.
Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, da der Minoritätsträger, der in dem CCD-Bildfühler als Information gespeichert ist, das Elektron ist, beim Erfassen der Ladung der Kondensator auf den Bezugspegel zuvor aufgeladen 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 dann wird der Kondensator 6 abhängig von der Ladung aufgeladen. Im letzteren Fall kann das beim Entladen erzeugte Rauschen selbstverständlich in einer Weise entfernt oder verringert werden, wie in dem Fall, bei dem der Minoritätsträger das Elektron ist.In the illustrated embodiment of the invention, since the minority carrier, which is stored in the CCD image sensor as information, is the electron, the capacitor is previously charged to the reference level upon detection of the charge and then discharged depending on the charge. However, if the minority carrier is a "hole", the stored charge in capacitor 6 is previously discharged to the reference level and then capacitor 6 is charged depending on the charge. In the latter case, the noise generated during discharge can of course be removed or reduced in a manner as in the case where the minority carrier is the electron.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht nur bei dem erwähnten CCD-Bildfühler anwendbar, sondern sie ist auch bei anderen Ladungstransportelementen anwendbar, wie bei einer Eimerketteneinrichtung (BBD) oder dergleichen, und zwar unter Erzielung gleicher Wirkung. Of course, the invention is not only in the mentioned CCD image sensor applicable, but it is also applicable to other charge transport elements, such as a bucket chain device (BBD) or the like, and to achieve the same Effect.
Weiter ist die Erfindung auch bei einer sogenannten Zwischenzeilen- CCD-Bildaufnahmeeinrichtung anwendbar, die sich von der in Fig. 1 dargestellten Bildaufnahmeeinrichtung 1 unterscheidet.Furthermore, the invention can also be used in a so-called interline CCD image recording device which differs from the image recording device 1 shown in FIG. 1.
Claims (1)
mit einem Horizontal-Schieberegister, welches eine Ladung von dem Vertikal-Schieberegister in einer horizontalen Richtung verschiebt und ein impulsweises Video-Nachrichtensignal erzeugt,
mit einer Störungsbeseitigungsschaltung, die aufweist: eine mit dem Horizontal-Schieberegister verbundene erste Abtast-Halteschaltung (17), welche ein erstes Taktsignal mit derselben Frequenz aufnimmt, mit der ein das Horizontal-Schieberegister steuerndes Taktsignal auftritt,
eine mit dem Horizontal-Schieberegister verbundene parallel zur ersten Abtast-Halteschaltung (17) liegende zweite Abtast-Halteschaltung (18), die ein zweites Taktsignal mit derselben Frequenz aufnimmt, mit der das das Horizontal-Schieberegister steuernde Taktsignal auftritt,
eine am Ausgang der zweiten Abtast-Halteschaltung (18) angeschlossene dritte Abtast-Halteschaltung (19), die ein drittes Taktsignal mit derselben Frequenz aufnimmt, mit der das das Horizontal-Schieberegister steuernde Taktsignal auftritt,
und einen Differenzverstärker (20), der an seinem invertierenden Eingang (-) das Ausgangssignal der ersten Abtast- Halteschaltung (17) und an seinem nicht-invertierenden Eingang (+) das Ausgangssignal der dritten Abtast-Halteschaltung (19) zugeführt erhält,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Horizontal-Schieberegister ausgangsseitig mit einer Vorladungsschaltung (6-8) mit einer Kapazität (6) verbunden ist, die über einen Vorladungs-Transistor (7) aufgrund eines mit derselben Frequenz wie das das Horizontal-Schieberegister steuernde Taktsignal auftretenden Vorladungsimpulses (Pa) während dessen Dauer auf einer Bezugsspannung gehalten wird und jeweils darauffolgend auf den Pegel des Video-Nachrichtensignals entladen wird,
daß die ersten und dritten Taktsignale (SP 1) in Phase miteinander sind und die dem Signalanteil des der Spannung der Kapazität entsprechenden Ausgangssignals der Vorladungsschaltung (6-8) entsprechende Phase aufweisen,
und daß das zweite Taktsignal (SP 2) außer Phase mit den ersten und dritten Taktsignalen (SP 1) ist und eine dem Bezugsspannungsteil des Ausgangssignals der Vorladungsschaltung (6-8) entsprechende Phase aufweist.Solid-state video camera with a solid-state image recording device ( 1 ) of the charge-coupled type (CCD type), comprising photodetector elements arranged in a matrix, with a vertical shift register which shifts the charges generated in the photodetector elements in a vertical direction,
with a horizontal shift register which shifts a charge from the vertical shift register in a horizontal direction and generates a pulsed video message signal,
with a noise elimination circuit comprising: a first sample-and-hold circuit ( 17 ) connected to the horizontal shift register, which receives a first clock signal with the same frequency as a clock signal controlling the horizontal shift register,
a second sample and hold circuit ( 18 ) connected to the horizontal shift register and connected in parallel to the first sample and hold circuit ( 17 ), which receives a second clock signal with the same frequency as the clock signal controlling the horizontal shift register,
a third sample-and-hold circuit ( 19 ) connected to the output of the second sample-and-hold circuit ( 18 ), which receives a third clock signal with the same frequency with which the clock signal controlling the horizontal shift register occurs,
and a differential amplifier (20) connected at its inverting input (-) is supplied with the output signal of first sample hold circuit (17) and at its non-inverting input (+), the output signal of the third sample hold circuit (19),
characterized,
that the horizontal shift register is connected on the output side to a precharge circuit ( 6-8) with a capacitance ( 6 ) which, via a precharge transistor ( 7 ), occurs due to a precharge pulse ( Pa ) occurring at the same frequency as the clock signal controlling the horizontal shift register during which duration is kept at a reference voltage and is subsequently discharged to the level of the video message signal,
that the first and third clock signals ( SP 1 ) are in phase with one another and have the phase corresponding to the signal component of the output signal of the precharge circuit ( 6-8 ) corresponding to the voltage of the capacitance,
and that the second clock signal ( SP 2 ) is out of phase with the first and third clock signals ( SP 1 ) and has a phase corresponding to the reference voltage part of the output signal of the precharge circuit ( 6-8 ).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1985780A JPS56116374A (en) | 1980-02-20 | 1980-02-20 | Charge detection circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3106359A1 DE3106359A1 (en) | 1982-02-11 |
DE3106359C2 true DE3106359C2 (en) | 1989-03-16 |
Family
ID=12010894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813106359 Granted DE3106359A1 (en) | 1980-02-20 | 1981-02-20 | SIGNAL RECEIVER CIRCUIT |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS56116374A (en) |
AT (1) | AT381425B (en) |
CA (2) | CA1161548A (en) |
DE (1) | DE3106359A1 (en) |
GB (1) | GB2071959B (en) |
NL (1) | NL192485C (en) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3049043A1 (en) * | 1980-12-24 | 1982-07-15 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | METHOD AND ARRANGEMENT FOR SUPPRESSING LOW-FREQUENCY NOISE ON OUTPUT SIGNALS FROM SEMICONDUCTOR SENSORS |
DE3049130A1 (en) * | 1980-12-24 | 1982-07-15 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Read circuit for solid-state imaging array - eliminates noise by reading each line twice and then subtracting |
JPS5986379A (en) * | 1982-11-08 | 1984-05-18 | Toshiba Corp | Photoelectric converter |
JPS59143479A (en) * | 1983-02-04 | 1984-08-17 | Hitachi Ltd | Signal reader of solid state image pickup device |
JPS59160374A (en) * | 1983-03-02 | 1984-09-11 | Canon Inc | Photoelectric converter |
JPS6178284A (en) * | 1984-09-25 | 1986-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid-state image pickup device |
US5737016A (en) * | 1985-11-15 | 1998-04-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus for reducing noise |
JPH084127B2 (en) * | 1986-09-30 | 1996-01-17 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device |
US5771070A (en) * | 1985-11-15 | 1998-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus removing noise from the photoelectric converted signal |
US4914519A (en) * | 1986-09-19 | 1990-04-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for eliminating noise in a solid-state image pickup device |
JPS62122468A (en) * | 1985-11-22 | 1987-06-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | Signal read circuit for ccd |
JPS62155575U (en) * | 1986-03-24 | 1987-10-02 | ||
JP2705054B2 (en) * | 1986-08-02 | 1998-01-26 | ソニー株式会社 | Solid-state imaging device |
JPS63233693A (en) * | 1987-03-23 | 1988-09-29 | Hitachi Ltd | Signal processing device for solid-state color camera |
JPS6442990A (en) * | 1987-08-08 | 1989-02-15 | Fujitsu Ltd | Signal sampling system for image pickup device |
JP2557727B2 (en) * | 1990-07-27 | 1996-11-27 | 三洋電機株式会社 | Noise removal circuit for solid-state image sensor |
EP0553544A1 (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Multiplexed noise suppression signal recovery for multiphase readout of charge coupled device arrays |
US5515103A (en) * | 1993-09-30 | 1996-05-07 | Sanyo Electric Co. | Image signal processing apparatus integrated on single semiconductor substrate |
EP0725535B1 (en) * | 1995-02-01 | 2003-04-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image pickup device and method of operating the same |
JP3774499B2 (en) | 1996-01-24 | 2006-05-17 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device |
FR2757336A1 (en) * | 1996-12-13 | 1998-06-19 | Philips Electronics Nv | INTERFACE CIRCUIT FOR VIDEO CAMERA |
JP2005154133A (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | Elevator control device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USB299480I5 (en) * | 1972-10-20 | |||
DE2543083C3 (en) * | 1975-09-26 | 1979-01-11 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Image sensor and method for operating such an image sensor |
US4079423A (en) * | 1976-10-14 | 1978-03-14 | General Electric Company | Solid state imaging system providing pattern noise cancellation |
JPS5822900B2 (en) * | 1978-09-25 | 1983-05-12 | 株式会社日立製作所 | solid-state imaging device |
-
1980
- 1980-02-20 JP JP1985780A patent/JPS56116374A/en active Granted
-
1981
- 1981-02-05 CA CA000370198A patent/CA1161548A/en not_active Expired
- 1981-02-16 NL NL8100741A patent/NL192485C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-02-17 GB GB8104862A patent/GB2071959B/en not_active Expired
- 1981-02-19 AT AT0076581A patent/AT381425B/en not_active IP Right Cessation
- 1981-02-20 DE DE19813106359 patent/DE3106359A1/en active Granted
-
1983
- 1983-05-06 CA CA000427684A patent/CA1165434A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS56116374A (en) | 1981-09-12 |
GB2071959A (en) | 1981-09-23 |
CA1165434A (en) | 1984-04-10 |
JPS6255349B2 (en) | 1987-11-19 |
ATA76581A (en) | 1986-02-15 |
NL192485B (en) | 1997-04-01 |
DE3106359A1 (en) | 1982-02-11 |
GB2071959B (en) | 1984-02-29 |
NL192485C (en) | 1997-08-04 |
CA1161548A (en) | 1984-01-31 |
AT381425B (en) | 1986-10-10 |
NL8100741A (en) | 1981-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3106359C2 (en) | ||
DE3752385T2 (en) | The solid state imaging device | |
DE2936703C2 (en) | ||
DE2912884C2 (en) | ||
DE3003992C2 (en) | Solid state imaging device | |
DE2803686C2 (en) | Solid state television camera | |
EP0517303B1 (en) | Arrangement with a sensor matrix and a reset device | |
DE3227110C2 (en) | ||
DE10231083A1 (en) | Method and devices for reading out an image sensor with reduced delay time between lines | |
DE3039264C2 (en) | A method and apparatus for transferring charge in a solid-state image sensing device | |
DE3223849C2 (en) | ||
DE1774082A1 (en) | Circuit arrangement for compensating for timing errors in signals, preferably color television signals, which are taken from a, preferably tape-shaped, magnetic memory | |
DE3036905A1 (en) | SIGNAL PROCESSING CIRCUIT FOR SOLID-CAMERA | |
DE3545376C2 (en) | ||
DE3345238C2 (en) | Solid-state image pickup converter | |
DE4133601C2 (en) | Integrator | |
DE2847992C2 (en) | Solid-state imaging device | |
DE19650384B4 (en) | Device for correlated double sampling | |
DE2835949A1 (en) | ANALOG-DIGITAL CONVERTER | |
DE102021108693A1 (en) | Device and method for determining at least two reference value-related pixel signal values of one or more LOFIC pixels by correlated double sampling | |
DE2353299A1 (en) | COMPENSATION CIRCUIT | |
DE3342129A1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING A CHARGED SENSOR | |
DE3531574C2 (en) | ||
DE3049130A1 (en) | Read circuit for solid-state imaging array - eliminates noise by reading each line twice and then subtracting | |
DE2951166C2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |