FR2551285A1 - SHOOTING APPARATUS COMPRISING CHARGE COUPLING COMPONENT IMAGE ANALYZER - Google Patents

SHOOTING APPARATUS COMPRISING CHARGE COUPLING COMPONENT IMAGE ANALYZER Download PDF

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DE PRISE DE VUES COMPRENANT UN ANALYSEUR D'IMAGES A COMPOSANTS A COUPLAGE DE CHARGE. L'APPAREIL COMPORTE ESSENTIELLEMENT UN ETAGE DE SORTIE D'ELECTROMETRE14-20 AVEC UN ELEMENT FLOTTANT14, UN CIRCUIT DIFFERENCIATEUR30 DES ECHANTILLONS DE REPONSE A L'IMAGE PAR RAPPORT AU TEMPS ET UN CIRCUIT D'ECHANTILLONNAGE ET MAINTIEN40 QUI RECOIT LES ECHANTILLONS D'IMAGES DIFFERENCIES ET QUI PRODUIT UNE REPONSE A L'IMAGE SANS ESPACES. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A UNE CAMERA DE TELEVISION A SEMI-CONDUCTEURS.THE INVENTION RELATES TO A PHOTOGRAPHIC APPARATUS INCLUDING A CHARGE COUPLING COMPONENT IMAGE ANALYZER. THE APPARATUS ESSENTIALLY INCLUDES AN ELECTROMETER 14-20 OUTPUT STAGE WITH A FLOATING ELEMENT14, A DIFFERENTIATOR CIRCUIT30 OF THE IMAGE RESPONSE SAMPLES IN RELATION TO TIME AND A SAMPLING AND HOLDING CIRCUIT40 WHICH RECOGNIZES THE SAMPLES AND THAT PRODUCES AN IMAGE RESPONSE WITHOUT SPACES. THE INVENTION APPLIES IN PARTICULAR TO A SEMICONDUCTOR TELEVISION CAMERA.

Description

La présente invention se rapporte à la réduction de bruits accompagnant laThe present invention relates to the reduction of noise accompanying the

réponse en image d'un appareil de prises de vues composants à couplage  image response of a coupling component camera

de charge, tout en évitant un double échantillonnage. 5 Dans ce texte, la description d'un composant  load, while avoiding double sampling. 5 In this text, the description of a component

à transfert de charge utilise la convention suivante.  load transfer uses the following convention.

Une surface d'un substrat semi-conducteur, sur lequel des électrodes de grille du composant sont disposées est décrite comme la surface "supérieure" du composant, 10 même si les électrodes de grille sont en réalité orientées différemment par rapport à la surface du substrat En outre, des mots tels que "au-dessous" et "au-dessus" sont utilisés dans le texte en fonction  A surface of a semiconductor substrate, on which gate electrodes of the component are disposed, is described as the "upper" surface of the component, even though the gate electrodes are actually oriented differently from the surface of the substrate. In addition, words such as "below" and "above" are used in the text according to

de cette convention.of this convention.

En général, un étage de sortie à diffusion flottante d'un composant à couplage de charge comporte un transistor à effet de champ à métalisolant semi-conducteur (appelé ci-après MISFET) comprenant une électrode de grille connectée à la diffusion flottante Le transistor fonctionne en configuration de drain commun (ou de source commune) comme un électromètre, afin de mesurer le potentiel sur la diffusion flottante Ce potentiel indique la charge dans un puits de potentiel "au-dessous" de la diffusion 25 flottante Les mesures de potentiel se font pendant des intervalles respectifs de signal-échantillonnage  In general, a floating diffusion output stage of a charge coupled component comprises a semiconductor metalisolent field effect transistor (hereinafter referred to as MISFET) comprising a gate electrode connected to the floating diffusion transistor. in common drain (or common source) configuration as an electrometer, in order to measure the potential on the floating diffusion This potential indicates the charge in a potential sink "below" the floating diffusion The potential measurements are made during respective signal-sampling intervals

qui sont séparés par des intervalles de mise au repos.  which are separated by rest intervals.

Pendant un tel intervalle de mise au repos, le niveau de la diffusion flottante est fixé par l'effet MISFET à un potentiel de référence à un drain de mise au repos Plus particulièrement, la diffusion flottante est une source virtuelle dans ce MISFET et l'effet MISFET se produit en réponse au potentiel appliqué à une électrode de grille de mise au repos 35 qui est disposée entre la diffusion flottante et le drain de mise au repos Il est de pratique courante d'intercaler une électrode de grille supplémentaire entre la diffusion flottante et l'électrode de mise au repos et d'appliquer un potentiel direct à cette électrode de grille supplémentaire afin d'éviter  During such a quiescent interval, the floating diffusion level is set by the MISFET effect to a reference potential at a quiescent drain. More particularly, the floating scattering is a virtual source in this MISFET and the MISFET effect occurs in response to the potential applied to a quiescent gate electrode 35 which is disposed between the floating diffusion and the quenching drain. It is common practice to interpose an additional gate electrode between the floating diffusion and the quiescent electrode and apply a direct potential to that extra gate electrode in order to avoid

que des réponses potentielles aux impulsions de mise au repos soient induites dans la diffusion flottante.  that potential responses to the quiescent pulses are induced in the floating diffusion.

L'opération de mise au repos consistant à fixer périodiquement le niveau de la diffusion flottante au potentiel du drain de mise au repos est accompagnée de façon indésirable d'un type de bruit appelé bruit de "mise au repos" Le bruit de mise au repos se présente comme des variations potentielles laissées sur la diffusion flottante d'un intervalle de mise au repos à un autre Le bruit de mise au repos est un problème dans les composants à transfert de charge comprenant des étages de sortie à grille flottante, aussi bien que ceux avec des étages de sortie à diffûsion flottante Le bruit de mise au repos est le bruit prédominant dans les fréquences super-vidéo des signaux de sortie des composants à transfert de charge comme les analyseurs d'images à composants à 20 couplage de charge Le bruit de mise au repos est  The quiescent operation of periodically setting the level of the floating diffusion at the potential of the quiescent drain is undesirably accompanied by a type of noise called "quiescent" noise. is potential variations left on the floating diffusion from one quiescent interval to another quiescent noise is a problem in charge transfer components including floating gate output stages, as well as Floating noise is the predominant noise in the super-video frequencies of the output signals of charge-coupled components such as charge-coupled component image analyzers. Noise resting is

généralement de 8 d B au-dessus du bruit dans l'étage d'électromètre MISFET suivant la diffusion flottante.  typically 8 d B above the noise in the MISFET electrometer stage following the floating diffusion.

Aux fréquences vidéo inférieures, le bruit de scintillement (ou 1/f) prédomine Le bruit de scintillement 25 se produit dans l'étage d'électromètre MISFET.  At lower video frequencies, the flicker (or 1 / f) noise predominates. The flicker noise occurs in the MISFET electrometer stage.

Il est connu de fournir les signaux de sortie de l'analyseur d'images à un circuit d'échantillonnage et maintien Un tel circuit échantillonne pendant les intervalles d'échantillonnage du signal de sortie de l'analyseur d'images et conserve ensuite les échantillons pendant les intervalles entre les échantillonnages La réponse du circuit d'échantillonnage et maintien a un contenu accru en bande de base (ou spectre de première harmonique) et un contenu réduit 35 dans le spectre d'harmoniques supérieures comparativement au signal de sortie d'analyseur qu'il reçoit Les coefficients d'utilisation du signal de sortie d'analyseur d'images et du bruit mélangé pendant les opérations d'amplification qui suivent sont rendus semblables par l'échantillonnage et maintien Par  It is known to provide the output signals of the image analyzer to a sampling and holding circuit. Such a circuit samples during the sampling intervals of the output signal of the image analyzer and then retains the samples. During Sampling Intervals The response of the sample and hold circuit has increased baseband (or first harmonic spectrum) content and reduced content in the higher harmonic spectrum compared to the analyzer output signal. It receives the coefficients of use of the image analyzer output signal and the mixed noise during the following amplification operations are made similar by the sampling and maintenance By

conséquent, le rapport signal-bruit n'est pas consi5 dérablement dégradé pendant l'amplification Cette procédure est appelée ci-après "simple échantillonnage".  Therefore, the signal-to-noise ratio is not significantly degraded during amplification. This procedure is hereinafter referred to as "simple sampling".

Le désir de réduire les bruits de scintillement et de mise au repos a conduit à utiliser un double échantillonnage en corrélation Dans cette procédure, 10 dans chaque cycle d'horloge du registre de sortie de l'analyseur d'images à couplage de charge, le signal sur la diffusion flottante est échantillonné une première fois, quand la charge qui dépend du bruit de mise au repos mais non du signal, est présente 15 dans le puits de potentiel induit "au-dessous" de la diffusion flottante Ce signal est ensuite échantillonné une seconde fois quand la charge dépendant à la fois du bruit de mise au repos et du signal est présente sur la diffusion flottante Chaque paire d'échantillons est ensuite combinée différentiellement pour produire des échantillons qui ne dépendent pratiquement que du signal, le bruit de mise au repos  The desire to reduce flicker and quiescent noises has led to the use of correlated double sampling. In this procedure, in each clock cycle of the charge coupled image analyzer output register, the signal on the floating diffusion is sampled a first time, when the load which depends on the quiescent noise but not the signal, is present in the induced potential well "below" the floating diffusion This signal is then sampled a second time when the load depending on both the quiescent noise and the signal is present on the floating scattering. Each pair of samples is then differentially combined to produce samples that depend essentially only on the signal. at rest

étant supprimé.being deleted.

Le double échantillonnage à corrélation devient moins praticable quand la fréquence d'échantillonnage de l'étage de sortie à composants à transfert de charge augmente Les durées d'impulsions deviennent plus courtes et l'écart entre les impulsions est diminué vers la limite imposée par le temps néces30 saire pour l'équilibrage de charge sous la sortie à diffusion flottante ou à grille flottante Quand la fréquence d'horloge du registre de sortie augmente au-dessus de quelques mégahertz, la technique de double échantillonnage à corrélation devient difficile à utiliser Il a été observé que, bien qu'avec le double échantillonnage à corrélation une réduction de bruit de 20 d B puisse être obtenue à une fréquence d'horloge de 100 k Hz dans un système analyseur d'images, à une fréquence d'horloge de 1 M Hz, une réduction de plus de  Double correlation sampling becomes less feasible when the sampling rate of the load transfer component output stage increases. Pulse times become shorter and the pulse gap is decreased to the limit imposed by the Time Required for Load Balancing Under the Floating or Floating Gate Output When the clock frequency of the output register rises above a few megahertz, the double correlation sampling technique becomes difficult to use. It has been observed that although with double correlation sampling a noise reduction of 20 d B can be obtained at a clock rate of 100 kHz in an image analyzer system at a clock frequency of 1 M Hz, a reduction of more than

3 à 6 d Bn'est obtenue qu'avec difficulté.  3 to 6 d B is obtained only with difficulty.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 330.  U.S. Patent No. 4,330.

753 décrit un procédé pour obtenir des signaux d'information qu'il caractérise comme relativement exempts de bruit, à l'étage de sortie d'un dispositif à transfert de charge Selon ce procédé, le signal de sortie de l'étage d'électromète à échantillonnage régulier passe 10 par un filtre passe-bande pour séparer les bandes latérales d'une modulation d'amplitude à double bande latérale, de chaque côté d'un harmonique de la fréquence d'horloge de l'étage d'électromètre Les bandes  753 discloses a method for obtaining information signals which it characterizes as relatively free of noise, at the output stage of a charge transfer device. According to this method, the output signal of the electromete stage with regular sampling passes through a bandpass filter to separate the sidebands from a double sideband amplitude modulation, on each side of a harmonic of the clock frequency of the electrometer stage.

latérales séparées sont alors détectées en synchronis15 me en utilisant un démodulateur à commutation fonctionnant sur l'harmonique de cette fréquence d'horloge.  Separate side effects are then detected in synchronism using a switching demodulator operating on the harmonic of this clock frequency.

Le spectre de bande de base des bandes latérales à modulation d'amplitude détectée en synchronisme est séparé du spectre d'harmonique associé Le spectre de bande de base est utilisé comme signal de sortie du dispositif à transfert de charge plutôt que le spectre de bande de base du signal de sortie de l'analyseur d'images qui est supprimé par le filtrage passebande  The baseband spectrum of synchronously detected amplitude-modulated sidebands is separated from the associated harmonic spectrum. The baseband spectrum is used as the output signal of the charge-coupled device rather than the spectrum spectrum. base of the output signal of the image analyzer that is suppressed by the passband filtering

avant la détection synchrone.before synchronous detection.

Ce procédé est efficace pour supprimer le bruit de scintillement à l'étage d'électromètre, ce bruit se trouvant principalement dans la bande de base. Le bruit de mise au repos est négligé dans ce 30 brevet, mais, comme cela a été indiqué ci-dessus, le bruit de mise au repos est une source principale de bruit dans un analyseur d'images à semi-conducteurs avec un étage de sortie à grille flottante ou diffusion flottante Le bruit de mise au repos a une large bande 35 et s'étend sur le spectre des fréquences harmoniques des échantillons vidéo fournies à la sortie de l'analyseur d'images à semi-conducteurs Par conséquent, le bruit de mise au repos apporte une contribution majeure aux bruits même si une détection synchrone des bandes latérales entourant l'harmonique de fréquence d'horloge est utilisée pour récupérer le signal d'images à partir des échantillons de sortie de l'analyseur Il est bien entendu dans le cadre de  This method is effective for suppressing flicker noise at the electrometer stage, which noise is mainly in the baseband. The quiescence noise is neglected in this patent, but, as noted above, quiescent noise is a primary source of noise in a solid-state image analyzer with a quench stage. floating-gate or floating-diffusion output The quiescent noise has a wide band and extends over the harmonic spectrum of the video samples supplied at the output of the solid-state image analyzer. Standby noise makes a major contribution to noise even though a synchronous detection of the sidebands surrounding the clock frequency harmonic is used to recover the image signal from the analyzer's output samples. heard in the course of

cette description que le bruit de mise au repos ne concerne pas la simple traversée des impulsions de mise au repos dont la réduction concerne le brevet 10 précité.  this description that the noise of resting does not concern the simple crossing of the pulses of resting whose reduction relates to the aforementioned patent.

Il est apparu que si le signal de sortie de l'analyseur d'images à couplage de charge subit un filtrage passe-haut ou une différenciation avant l'échantillonnage et maintien, le circuit d'échantil15 lonnage et maintien convertit les composantes du spectre d'harmonique du signal de sortie de l'analyseur en des composantes de spectre de bande de base qui sont dans le domaine de fréquence d'une détection synchrone Par conséquent, le contenu à basse fré20 quence de l'image est récupéré malgré le filtrage  It has been found that if the output signal of the charge-coupled image analyzer undergoes high-pass filtering or differentiation before sampling and sustaining, the sample and hold circuit converts the spectrum components of The harmonic of the analyzer output signal into baseband spectrum components which are in the frequency domain of a synchronous detection. Therefore, the low frequency content of the image is recovered despite the filtering.

pass-haut du signal de sortie de l'analyseur.  pass-high of the output signal of the analyzer.

En outre l'opération de maintien réagit aux crêtes du contenu spectral harmonique du signal de sortie de l'analyseur d'images et non à la valeur absolue moyenne Par conséquent, le rendement de conversion de la procédure actuellement présentée est nettement plus élevé que dans l'opération de détection synchrone décrite dans le brevet précité Ce processus utilise un échentillonnage suivi directement sans maintien d'un filtrage passe-bas, pour une réponse de détection régulière. W.F Kosonocky et J E Carnes du centre de recherche David Sarnoff de RCA Corporation décrivent l'amplificateur à diffusion flottante dans leur article 35 intitulé "Basic Concepts of Charge-Coupled Devices" publié en septembre 1975 dans RCA Review, volume 36, pages 566-593 L'article suggère la mise au repos de diffusion flottante à la barrière de potentiel établie par une grille qui est polarisée avec un potentiel direct et intercalé entre la diffusion flottante et  In addition, the hold operation responds to the peaks of the harmonic spectral content of the output signal of the image analyzer and not to the average absolute value. Therefore, the conversion efficiency of the presently presented procedure is significantly higher than in the synchronous detection operation described in the aforementioned patent This process uses a directly followed sampling without maintaining a low-pass filtering, for a regular detection response. WF Kosonocky and JE Carnes of RCA Corporation's David Sarnoff Research Center describe the floating diffusion amplifier in their article 35 entitled "Basic Concepts of Charge-Coupled Devices" published in September 1975 in RCA Review, Volume 36, pp. 566-593. The article suggests the floating diffusion quiescent at the potential barrier established by a grid that is biased with a direct potential and interposed between floating diffusion and

une grille fonctionnant comme grille de mise au repos.  a grid functioning as a quiescent grid.

Autrement dit, la diffusion flottante est mise au repos à un potentiel de canal dans le canal à transfert de charge dans lequel la diffusion flottante est disposée plutôt qu'au potentiel de grain, à l'extrémité du canal de transfert de charge Cette solution de ramener 10 au repos la diffusion flottante a pour la plus grande partie été éliminée comme impraticable par les spécialistes en la matière car cette solution introduit une distorsion prononcée à basse fréquence dans la fonction de transfert de modulation Des tâches sur les bords arrières de régions lumineuses dans des régions sombres apparaissent dans des images de télévision basées sur les échantillons vidéo provenant des analyseurs d'images à couplage de charge comportant des étages de sortie à diffusion flottante ramenés au repos à des tensions de 20 canal plutôt qu'à des tensions de drain quand les échantillons de sortie des étages de sortie sont traités de façon conventionnelle et lorsqu'un circuit de sortie à échantillonnage et maintien est utilisé  In other words, the floating diffusion is quiesced at a channel potential in the charge transfer channel in which the floating diffusion is arranged rather than at the grain potential at the end of the charge transfer channel. restoring the floating diffusion has for the most part been eliminated as impracticable by those skilled in the art because this solution introduces pronounced low frequency distortion into the modulation transfer function. Tasks on the back edges of light regions in dark regions appear in television images based on video samples from charge-coupled image analyzers having floating diffusion output stages resumed at rest at channel voltages rather than at drain voltages when output samples from the output stages are processed conventionally and when n sample and hold output circuit is used

pour supprimer le passage d'horloge.  to remove the clock passage.

Il est apparu que la distorsion à basse fréquence dans la procédure de mise au repos de Kosonocky et Carnes ne nuit qu'à la partie en bande de base du spectre de fréquence du signal de sortie de l'analyseur d'images à couplage de charge Si la bande de base (ou au moins les fréquences inférieures dans lesquelles apparaît une distorsion) est supprimée avant l'échantillonnage et maintien pour récupérer un signal exempt d'espace, la distorsion due à la procédure de Kosonocky  Low-frequency distortion in the Kosonocky and Carnes quiescent procedure has been shown to harm only the baseband portion of the output coupled frequency analyzer frequency spectrum of the charge-coupled image analyzer. If the base band (or at least the lower frequencies in which distortion occurs) is removed before sampling and holding to retrieve a space-free signal, the distortion due to the Kosonocky procedure

et Carnes n'apparaît pas dans la réponse de sortie de 35 l'échantillonnage et maintien.  and Carnes does not appear in the output response of the sampling and maintenance.

Il est également apparu que le bruit de mise au repos peut aussi être supprimé si les impulsions de mise au repos sont temporisées de façon appropriée même si la diffusion flottante est ramenée au repos au potentiel de drain de mise au repos après que chaque échantillon d'élément d'images a été passé par horloge pour se trouver "au-dessous" de la diffusion pour la mesure par électromètre En outre, cette mise au repos peut se faire sans nécessiter plus d'un échantillonnage pendant chaque intervalle de balayage  It has also been found that the quiescent noise can also be suppressed if the quiescent pulses are suitably timed even if the floating scattering is brought to rest at the quiescent drain potential after each quench sample. image element has been clocked to be "below" the scattering for the electrometer measurement In addition, this quiescent can be done without requiring more than one sampling during each scanning interval

d'un élément d'image.of a picture element.

Il faut noter qu'après la mise au repos, se trouve un intervalle qui précède l'introduction du paquet de charges suivant sous l'élément flottant de l'étage de sortie à couplage de charge d'électromètre Le niveau de bruit de mise au repos dans cet 15 intervalle précédent est le même que le niveau de bruit mis au repos pendant l'intervalle suivant après l'introduction d'une charge et avant la mise au repos suivante Ce phénomène est exploité dans le double  It should be noted that after quiescence, there is a gap that precedes the introduction of the next charge packet under the floating element of the electrometeque load coupled output stage. rest in this previous interval is the same as the level of noise put to rest during the next interval after the introduction of a charge and before the next resting This phenomenon is exploited in the double

échantillonnage de corrélation.correlation sampling.

En examinant ce phénomène d'une façon quelque peu différente, il faut noter que la transition du signal qui est causée par la transition d'un paquet de charges sous l'élément flottant peut être superposée sur un palier de bruit de mise au repos et que ce 25 palier de bruit ne change que d'un élément d'images à l'autre Il faut aussi noter que la différenciation par rapport au temps du signal de sortie de l'analyseur d'images à couplage de charge, selon l'invention, supprime la réponse aux paliers de bruit de mise au repos par rapport aux réponses des transitions qui sont causées par l'introduction des paquets de charge sous l'élément flottant La détection synchrone du signal de sortie différentielle peut alors se faire sur des périodes d'échantillonnage qui s'étendent sur des parties fixes respectives des réponses décroissantes de ces transitions Le signal de sortie résultant  Examining this phenomenon in a somewhat different way, it should be noted that the transition of the signal which is caused by the transition of a charge packet under the floating element can be superimposed on a resting noise level and This level of noise changes only from one picture element to another. It should also be noted that the time difference of the output signal of the charge-coupled image analyzer, according to FIG. The invention eliminates the response to dwell noise levels with respect to the responses of transitions that are caused by the introduction of charge packets under the floating element. Synchronous detection of the differential output signal can then be performed over periods of time. which extend over respective fixed parts of the decreasing responses of these transitions The resulting output signal

présente un bon rapport signal-bruit de mise au repos.  has a good signal-to-noise ratio.

L'invention concerne donc un appareil de prise de vues à bruit réduit comprenant un analyseur d'images à composants à couplage de charge ou similaire, avec un étage d'électromètre de sortie à éléments flottants (par exemple à diffusion flottante ou à grille flottante) mis au repos répétitivement, suivi par  The invention therefore relates to a reduced noise recording apparatus comprising a charge-coupled component image analyzer or the like, with a floating-element (eg floating or floating-gate) output electrometer stage. ) rested repeatedly, followed by

un circuit différenciateur puis par un circuit d'échantillonnage et maintien.  a differentiating circuit and then a sampling and holding circuit.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de  Other features and advantages of the invention will be better understood when reading

la description qui va suivre d'un exemple de réalisation  the following description of an exemplary embodiment

et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma du dispositif de récupération de signal selon l'invention, utilisé avec un analyseur d'images à couplage de charge du type à transfert de champ, La figure 2 est un profil de potentiel décrivant la mise au repos de la diffusion flottante 20 au potentiel de drain de mise au repos, Les figures 3, 4 et 5 sont des profils de potentiel décrivant des exemples de manières différentes selon lesquelles la mise au repos d'une diffusion flottante à un potentiel de canal plutôt 25 qu'à un potentiel de drain de mise au repos peut se faire, comme un élément de l'invention, et La figure 6 est un diagramme de temps décrivant la temporisation préférée de la mise au repos de  and with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a diagram of the signal recovery device according to the invention, used with a field-transfer type charge-coupled image analyzer, FIG. potential profile describing the quiescent floating quiescent at the quiescent drain potential, FIGS. 3, 4 and 5 are potential profiles describing examples of different ways in which the quiescence of a broadcast Floating at a channel potential rather than a quiescent drain potential can be done as an element of the invention, and FIG. 6 is a timing chart describing the preferred quiescent timeout delay.

la diffusion flottante au potentiel de drain de 30 mise au repos selon la figure 2.  the floating diffusion at the draining drain potential according to FIG. 2.

La figure 1 représente donc le dispositif de récupération du signal selon l'invention, utilisé  FIG. 1 thus represents the signal recovery device according to the invention, used

avec un analyseur d'images à semi-conducteurs.  with a solid state image analyzer.

A titre d'exemple, l'analyseur d'images est un analy35 seur 10 à couplage de charge, du type à transfert de champ L'analyseur à coupleur de charge 10 comporte un registre d'images 11 (ou A), un registre de mémoire  For example, the image analyzer is a charge-coupled analyzer 10 of the field-transfer type The charge-coupled analyzer 10 has an image register 11 (or A), a register of memory

25512 Z 8525512 Z 85

de champ 12 ou (B) et un registre 13 d'entrée parallèle et de sortie en série (ou C) Les échantillons du signal de sortie sont produits par des paquets de charge transférés vers l'extrémité droite du registre 5 C 13 en utilisant un étage de conversion de charge en tension du type à diffusion flottante, à titre d'exemple Dans cet étage de conversion, des paquets de charge sont déplacés par horloge régulièrement vers l'avant, depuis la sortie du registre C 13 jusqu'à 10 un puits de potentiel disposé sous la diffusion flottante 14 La valeur de charge dans chaque paquet dans  12 or (B) and a parallel input and serial output (13) register. The samples of the output signal are generated by charge packets transferred to the right end of the C 13 register using As an example, in this conversion stage, charge packets are regularly clockwise displaced from the output of register C 13 to 10. a potential well disposed under the floating diffusion 14 The charge value in each packet in

le puits de potentiel est ensuite déterminée par un électromètre L'électromètre comporte une connexion en cascade de transistors à effet de champ 15 et 16 15 à métal-isolant-semi-conducteurs à charge de source.  the potential well is then determined by an electrometer. The electrometer comprises a cascaded connection of source-loaded metal-insulator-semiconductor field-effect transistors 15 and 16.

Un autre MISFET 17 est connecté au MISFET 15 comme une charge de source de générateur à courant constant Une résistance 28 hors pastille constitue une charge de source pour le MISFET 16 Des échantillons du signal 20 de sortie de l'analyseur d'images à couplage de  Another MISFET 17 is connected to the MISFET 15 as a constant current generator source load. An off-chip resistor 28 constitutes a source load for the MISFET 16.

charge 10 apparaissent aux bornes de la résistance 28.  load 10 appear across the resistor 28.

Un potentiel direct, OD, est appliqué aux drains des MISFE Ts 15 et 16 pour conditionner ces derniers dans un fonctionnement à charge de source La source du MISFET 16 est connectée à la borne de signal de sortie 27 de l'analyseur d'images à couplage de charge 10 et, par la résistance de charge 28 à une connexion de masse. Des échantillons du signal de sortie apparais30 sant à la borne de sortie 27 d'un analyseur d'images d'accouplage de charge 10 sont appliqués à l'entrée  A direct potential, OD, is applied to the drains of the MISFE Ts 15 and 16 to condition them in source-load operation. The source of the MISFET 16 is connected to the output signal terminal 27 of the image analyzer. charge coupling 10 and, by the load resistor 28 to a ground connection. Samples of the output signal appearing at the output terminal 27 of a charge coupled image analyzer 10 are applied to the input

d'un amplificateur de tension 29 à faible bruit.  a voltage amplifier 29 low noise.

La sortie d'un amplificateur 29 fournit des échantillons du signal d'entrée à un différenciateur 30.  The output of an amplifier 29 provides samples of the input signal to a differentiator 30.

L'amplitificateur 29 sépare la connexion d'entrée du  The amplifier 29 separates the input connection of the

différenciateur 30 du MISFET 16 à charge de source.  differentiator 30 of MISFET 16 at source load.

L'amplificateur 29 a de préférence une largeur de bande suffisamment restreinte pour couper quelque peu les fréquences vidéo supérieures Grâce à cette coupure, le différenciateur 30: (a) réagit aux transitions du signal ayant une pente réduite en produisant des impulsions avec un plus grand contenu d'énergie et (b) n'introduit pas dans la réponse vidéo finale des crêtes d'amplitude excessives qui seraient autrement présentes sous l'effet du passage du signal 10 d'horloge La réponse vidéo différenciée par rapport au temps du différenciateur 30 est appliquée comme signal d'entrée à un amplificateur 35 à faible bruit  The amplifier 29 preferably has a bandwidth sufficiently small to cut some of the higher video frequencies. With this cutoff, the differentiator 30: (a) responds to the transitions of the signal having a reduced slope by producing pulses with a larger and (b) does not introduce into the final video response excessive amplitude peaks that would otherwise be present as a result of the passage of the clock signal. The differentiated video response with respect to the time of the differentiator 30 is applied as an input signal to a low noise amplifier 35

et à large bande.and broadband.

Quand chaque paquet de charge a été mesuré, 15 le potentiel de la diffusion flottante 14 est ramené au repos par l'impulsion r L'impulsion ( r est appliquée à la grille de mise au repos 18 et elle est habituellement plus étroite que l'impulsion d'horloge appliquée à la dernière grille d'horloge (non représentée) 20 du registre C 13 L'impulsion r apparaît dans le temaps o l'impulsion d'horloge apparaît La grille de mise au repos 18 est disposée "au-dessus" d'un canal de transfert de charge 19 qui s'étend le long du registre C 13 et au-delà pour inclure la diffusion 25 flottante 14 et le drain de mise au repos 20 Plus particulièrement, la grille de mise au repos 18 est disposée "au- dessus" du canal de transfert de charge 19 entre la diffusion flottante 14 et le drain de mise au repos 20 et elle est précédée par une grille D- C 21 Un potentiel direct RG est appliqué à la grille 21 La grille 21 est de préférence une grille courte  When each charge packet has been measured, the potential of the floating diffusion 14 is brought back to rest by the pulse. The pulse (r is applied to the quiescent gate 18 and is usually narrower than the clock pulse applied to the last clock gate (not shown) 20 of the register C 13 The pulse r appears in the temaps where the clock pulse appears. The quiescent gate 18 is arranged "above of a charge transfer channel 19 which extends along the C 13 register and beyond to include the floating diffusion 14 and the quenching drain 20. More particularly, the queuing gate 18 is disposed "above" the charge transfer channel 19 between the floating diffusion 14 and the quenching drain 20 and is preceded by a gate D-C 21 A direct potential RG is applied to the grid 21 The grid 21 is preferably a short grid

afin de réduire la quantité de charge au-dessous d'elle.  to reduce the amount of charge below it.

La grille 21 est utilisée pour éviter que les impulsions r appliquées à la grille de mise au repos 18 soient 35 couplées électrostatiquement avec la diffusion  The gate 21 is used to prevent the pulses r applied to the quiescent gate 18 from being electrostatically coupled with the scattering.

flottante 14.floating 14.

Un générateur d'horloge 25 est représenté sur la 1 1 figure 1 comprenant des groupes respectifs de signaux d'horloge à trois phases pour un registre A 11, un registre B 12 et un registre C 13 comme cela est courant dans un analyseur d'images à couplage de charge du type à transfert de champ D'autres systèmes d'horloge bien connus utilisant une commande d'horloge à 2, 4 une seule ou une phase virtuelle, pourraient être utilisés Le générateur d'horloge 25 produit les impulsions r décrites ci-dessus pour l'application 10 à l'électrode de grille 18 de l'étage de sortie à  A clock generator 25 is shown in FIG. 1 comprising respective groups of three-phase clock signals for a register A 11, a register B 12 and a register C 13 as is common in an analyzer. Field-transfer type charge-coupled images Other well-known clock systems using a 2, 4 or a virtual phase clock control could be used. The clock generator 25 generates the pulses. described above for the application 10 to the gate electrode 18 of the output stage to

diffusion flottante.floating broadcast.

Le générateur d'horloge 25 produit également des impulsions O S à une fréquence de répétition égale à la fréquence d'horloge du registre C 13 pendant une 15 lecture de ligne en série Ces impulsions os sont appliquées par une ligne 26 à un détecteur synchrone Les impulsions Os sont utilisées comme une porteuse pour contrôler les instants o le signal appliqué au détecteur synchrone 40 provenant de la sortie de 20 l'amplificateur 35 à faible bruit et large bande  Clock generator 25 also produces OS pulses at a repetition rate equal to the clock frequency of register C 13 during serial line reading. These binary pulses are applied by line 26 to a synchronous detector. Bones are used as a carrier to control the times when the signal applied to the synchronous detector 40 from the output of the low noise, wideband amplifier 35

est échantillonné dans le processus de détection synchrone.  is sampled in the synchronous detection process.

L'amplificateur 35 apporte un gain en tension qui augmente le niveau du signal de manière que le bruit associé soit supérieur à celui introduit par la détection synchrone qui suit; le bruit attribué à l'amplificateur 30 est négligeable, comparativement au bruit 1/f produit dans l'analyseur d'images 10 à  The amplifier 35 provides a voltage gain which increases the signal level so that the associated noise is greater than that introduced by the synchronous detection which follows; the noise attributed to the amplifier 30 is negligible, compared to the noise 1 / f produced in the image analyzer 10 to

couplage de charge.load coupling.

Le différenciateur 30 est représenté sur la figure 1 comme un simple filtre passe-haut RCZ comprenant un condensateur 31 en série et une résistance 32 en dérivation La constante de temps RC 1 ' est choisie pour supprimer au moins autant-du spectre de fréquence en bande de base des échantillons de sortie 35 de l'analyseur d'images 10 que celui accompagné par le bruit de scintillement ou ( 1/f) nettement important comparativement au bruit thermique de fond Cette suppression du spectre de fréquence en bande de base se manifeste dans la réponse de sortie du différenciateur fournie au détecteur synchrone 40 La constante de temps t est l'inverse d'une fréquence d'angle fc exprimée en radians par seconde, les composantes d'amplitude à cette fréquence fc étant supprimées de 3 d B par le filtre RC La fréquence fc peut être considérée comme une fréquence limite entre une suppression substantielle et une non- suppression substantielle des fréquences 10 présentes dans le signal d'entrée du différenciateur , mais présentes seulement sélectivement dans son  The differentiator 30 is shown in FIG. 1 as a simple high-pass filter RCZ comprising a capacitor 31 in series and a shunt resistor 32. The time constant RC 1 'is chosen to suppress at least as much of the band frequency spectrum. the output samples 35 of the image analyzer 10 that accompanied by the flickering noise or (1 / f) significantly larger compared to the background thermal noise This suppression of the frequency spectrum in baseband is manifested in the output response of the differentiator supplied to the synchronous detector 40 The time constant t is the inverse of a frequency of angle fc expressed in radians per second, the amplitude components at this frequency fc being suppressed by 3 d B by the RC filter The frequency fc can be considered as a limit frequency between a substantial suppression and a substantial non-suppression of the frequencies present in the input signal of the differentiator but present only selectively in its

signal de sortie.output signal.

Un condensateur 31 de 430 picofarads et une résistance 32 de 75 ohms ont été utilisés dans un système de récupération du signal avec une fréquence d'horloge du registre C 13 de 7,5 M Hz Le filtre passehaut RC avait une constante de temps de 35 nanosecondes, donnant une fréquence d'angle de 5 M Hz Les fréquences supérieures du spectre de bandes de base des échantillons 20 de sortie de l'analyseur d'images 10 provenant du différenciateur 30 sont comkinées avec le premier spectre harmonique démodulé dans le signal de sortie du détecteur synchrone 40 pour obtenir les crêtes vidéo à haute fréquence Les résidus du signal en bandes de base et le signal du premier spectre d'harmonique démodulé sont mis en corrélation et additionnés algébriquement tandis que les composantes de bruit des bandes respectives ne sont pas en corrélation et s'additionnent vectoriellement Par conséquent, les avantages sur le rapport signal-bruit sont accrus avec  A 430 picofarad capacitor 31 and a 75 ohm resistor 32 were used in a signal recovery system with a 7.5 MHz C 13 register clock frequency. The high pass filter RC had a time constant of 35. nanoseconds, giving an angle frequency of 5 MHz. The upper frequencies of the baseband spectrum of the output samples of the image analyzer 10 from the differentiator 30 are comkinated with the first harmonic spectrum demodulated in the signal. output of the synchronous detector 40 to obtain the high-frequency video peaks The baseband signal residues and the signal of the first demodulated harmonic spectrum are correlated and summed algebraically while the noise components of the respective bands are not therefore, the advantages over the signal-to-noise ratio are increased with

cette forme de crête vidéo à haute fréquence.  this form of high frequency video peak.

Un démodulateur à commutation suivi par un filtre passe-bas pourrait être utilisé au lieu du détecteur synchrone 40 Mais ces démodulateurs à commutation effectuent une détection moyenne, produisant un signal de sortie de démodulateur dans lequel la bande de base récupérée est accompagnée par un fort spectre harmonique Il est préférable d'utiliser une détection synchrone qui est une détection de crête de nature pour réduire l'intensité des résidus de spectres harmoniques provenant de-la détection par rapport aux spectres de bande de base récupérés Un circuit d'échantillonnage et maintien fonctionne ici comme  A switching demodulator followed by a low pass filter could be used instead of the synchronous detector 40 But these switching demodulators perform average detection, producing a demodulator output signal in which the recovered baseband is accompanied by a strong spectrum. Harmonic It is preferable to use a synchronous detection which is a peak nature detection to reduce the intensity of the harmonic spectral residues from the detection compared to the recovered baseband spectra. A sample and hold circuit works here as

un tel détecteur synchrone.such a synchronous detector.

La figure 1 représente un circuit d'échantillonnage et maintien 40 comprenant un MISFET 41 et un condensateur 42 Le canal du MISFET 41, lorsqu'il est conducteur, transmet un échantillon respectif au condensateur 42 qui maintient cet échantillon La grille du MISFET 41 reçoit de la ligne 26 les impulsions Os qui sont fournies à une fréquence égale à la fréquence d'horloge du registre C Le canal du MISFET 41 est rendu conducteur par chaque impulsion X S Le MISFET 41 fonctionne comme une porte de transmission d'un type dans lequel les signaux de commande (impulsions s de la ligne 26) ne sont pas appliqués dans une 20 mesure applicable au canal conducteur Le circuit de sortie de cette forme de détecteur synchrone n'est pas équilibré par rapport aux signaux d'entrée fournis au canal conducteur Les résidus du spectre de bandes de base appliqués à l'entrée de ce détecteur synchrone 25 paraissent à sa sortie, ce qui permet le passage des composantes à fréquence supérieure du spectre de bande de base Cela produit des crêtes à haute  FIG. 1 shows a sampling and holding circuit 40 comprising a MISFET 41 and a capacitor 42. The MISFET channel 41, when conducting, transmits a respective sample to capacitor 42 which holds this sample. The gate of MISFET 41 receives line 26 the pulses Os which are supplied at a frequency equal to the clock frequency of the register C The channel of the MISFET 41 is made conductive by each pulse XS The MISFET 41 functions as a transmission gate of a type in which the Control signals (pulses s of line 26) are not applied to a measurement applicable to the conductive channel. The output circuit of this form of synchronous detector is not balanced with respect to the input signals supplied to the conducting channel. baseband spectrum applied to the input of this synchronous detector 25 appear at its output, allowing the passage of the higher frequency components e of the baseband spectrum This produces high peaks

fréquence du signal vidéo.video signal frequency.

Le signal de sortie détecté provenant du circuit d'échantillonnage et maintien 40 (contrairement à un signal prélevé directement à un démodulateur à commutation) est un signal vidéo utilisable et n'a pas à être filtré davantage que par la coupure de l'amplificateur vidéo Le signal de sortie détecté provenant du détecteur 40 est appliqué à un amplificateur tampon 50 et de là à un filtre de régularisation 51 Le filtre 51 est de préférence un filtre passe-bas qui élimine les résidus de fréquence d'horloge de manière à fournir un signal vidéo à faible bruit qui est également exempt de déformations de détails d'images Ce signal vidéo à faible bruit est habi5 tuellement appliqué à un amplificateur de traitement vidéo (non-représenté) dans lequel des impulsions de synchronisation et de correction sont introduites à des instants en coordination avec la temporisation  The output signal detected from the sampling and holding circuit 40 (unlike a signal taken directly from a switching demodulator) is a usable video signal and need not be filtered further than by the video amplifier cutoff. The detected output signal from the detector 40 is applied to a buffer amplifier 50 and thence to a regulation filter 51. The filter 51 is preferably a low-pass filter which removes clock frequency residues so as to provide a low noise video signal which is also free of image detail distortions This low noise video signal is usually applied to a video processing amplifier (not shown) in which timing and correction pulses are inputted to video processing amplifiers (not shown). moments in coordination with timing

du générateur d'horloge 25.of the clock generator 25.

Les phases des impulsions fournies par la ligne 26 depuis le générateur d'horloge 25 à la grille du MISFET 41 sont agencées pour que le canal de ce transistor soit conducteur dans les parties décroissantes des réponses de crête du différenciateur 15 30 à certaines transitions du niveau du signal de sortie de l'analyseur d'images 10 Ces transitions peuvent être attribuées à l'introduction de paquets de charge sous la diffusion flottante 14 Ces transitions ne sont pas accompagnées par bruit de mise au repos Mais il existe un bruit de mise au repos résiduel des parties décroissantes des réponses de crête du différenciateur 30 aux transitions du signal de sortie de l'analyseur d'images 10 sur les flancs avant et arrière des impulsions de mise au repos Or' 25 Par conséquent, ces dernières transitions contiennent des composantes de bruit de mise au repos Ces composantes de bruit résultent respectivement de l'élément d'images précédent et de l'élément d'images en cours comme cela sera expliqué plus en détail par la suite. 30 La détection synchrone des parties décroissantes des réponses de crête aux flancs arrières du signal 4 r peut être réduite en prévoyant une plus courte constante de temps t dans le différenciateur 30 Mais cette disposition réduit l'importance des crêtes 35 horizontales pouvant être obtenues par le passage  The phases of the pulses provided by the line 26 from the clock generator 25 to the gate of the MISFET 41 are arranged so that the channel of this transistor is conductive in the decreasing portions of the peak responses of the differentiator 30 to certain level transitions. These transitions can be attributed to the introduction of charge packets under the floating diffusion. These transitions are not accompanied by resting noise. But there is a noise of setting. residual rest of the decreasing portions of the differential responses of the differentiator 30 to the transitions of the output signal of the image analyzer 10 to the front and back flanks of the quiescent pulses Or '25 Therefore, these last transitions contain components These noise components result respectively from the previous picture element and the picture element bear as will be explained in more detail later. The synchronous detection of the decreasing portions of the peak responses at the trailing edges of the signal 4 r can be reduced by providing a shorter time constant t in the differentiator 30 but this arrangement reduces the importance of the horizontal peaks obtainable by the passage

du spectre en bande de base résiduelle.  residual baseband spectrum.

Il peut être plus facile d'éviter la détection synchrone des transitions aux flancs avant et arrière des impulsions or en portant une attention spéciale à la temporisation avec laquelle les impulsions de 5 mise au repos Or sont appliquées à l'électrode de grille de mise au repos 18 de l'étage de sortie de l'analyseur d'images à diffusion flottante La complexité de cette procédure de mise au repos sera  It may be easier to avoid synchronous detection of the transitions at the leading and trailing edges of the gold pulses with special attention to the timing with which the gold quiescent pulses are applied to the quiescent gate electrode. 18 of the output stage of the floating diffusion image analyzer The complexity of this quiescent procedure will be

expliquée par la suite à l'aide du profil de potentiel 10 de la figure 2 et du diagramme de temps de la figure 6.  explained later using the potential profile 10 of Figure 2 and the timing diagram of Figure 6.

Chacun des profils de potentiel des figures 2, 3, 4 et 5 montre dans sa partie supérieure des représentations stylisées des structures rencontrées  Each of the potential profiles of Figures 2, 3, 4 and 5 shows in its upper part stylized representations of the structures encountered.

par les paquets de charge en se déplaçant de la gauche 15 vers la droite dans le canal à transfert de charge.  by charging packets moving from left to right in the charge transfer channel.

Sur ces profils, les potentiels plus positifs sont représentés vers le bas Le diagramme suppose un puits de potentiel vide sous la diffusion flottante 14 Pour des raisons de simplicité, les effets de champ de fuite sont négligés La considération de ces effets de champ de fuite n'est pas essentielle pour  On these profiles, the more positive potentials are represented downwards. The diagram assumes an empty potential well under the floating diffusion. For reasons of simplicity, the effects of leakage field are neglected. is not essential for

la compréhension de l'invention. Le profil de potentiel de la figure 2 décrit la mise au repos de lathe understanding of the invention. The potential profile of Figure 2 describes the quiescence of the

diffusion flottante 14 au 25 potentiel de drain de mise au repos RD qui est appliqué au drain de mise au repos 1 oc est la phase de l'horloge du registre C appliquée pendant la lecture de ligne à la dernière grille 61 commandée par horloge du registre C 13 Ce dernier comporte une 30 grille finale 62 suivant la grille d'horloge 61 et à laquelle est appliqué continu BP Le potentiel BP établit une hauteur de barrière pour bloquer le passage des charges depuis un puits de potentiel au-dessous de la grille d'horloge 61, vers un puits de potentiel sous la diffusion flottante 14 à l'exception des intervalles ou des impulsions Qc abaissent la grille 61 au-dessous du potentiel positif La grille 21 reçoit un potentiel RG qui lui est appliqué de manière que le potentiel de canal sous la grille 21 soit aussi  Floating diffusion 14 at 25 quiescent drain potential RD which is applied to the quiescent drain 1 oc is the phase of the register C clock applied during the line read at the last lattice 61 controlled by the register clock C 13 The latter comprises a final gate 62 according to the clock grid 61 and to which is applied continuous BP The potential BP establishes a barrier height to block the passage of charges from a potential well below the gate of FIG. clock 61, to a potential well under the floating diffusion 14 except intervals or Qc pulses lower the gate 61 below the positive potential The gate 21 receives a potential RG applied to it so that the potential of channel under grid 21 is also

positif ou plus positif que le potentiel de drain RD.  positive or more positive than the drain potential RD.

Les effets de champ de fuite affectent fortement le potentiel réel du canal 21, qui est réalisé normalement très courte pour réduire le partage des charges avec la diffusion flottante 14 O r se situe entre: (a) pendant le temps de mesure de charge, une tension 10 suffisamment négative pour établir une barrière insurmontable au passage des charges provenant de la diffusion flottante 14 vers la diffusion de drain de mise au repos 20 et (b) pendant le temps de mise au repos, une tension suffisamment positive pour permettre au niveau, 15 de charge sous la diffusion flottante 14 de drainer le potentiel RD comme représenté Par conséquent, la diffusion flottante 14 est ramenée au potentiel de  The leakage field effects strongly affect the real potential of the channel 21, which is normally very short to reduce the charge sharing with the floating diffusion. O r lies between: (a) during the charge measurement time, a voltage sufficiently negative to establish an insurmountable barrier to the passage of charges from the floating diffusion 14 to the quenching drain diffusion 20 and (b) during the quiescent time, a sufficiently positive voltage to allow the level, 15 under the floating diffusion 14 drain the potential RD as shown Therefore, the floating diffusion 14 is brought back to the potential of

drain de mise au repos RD.drain of rest RD.

La constante de temps RC de la partie de transfert de charge dans laquelle est disposée la diffusion flottante 14 est courte dans ce système de mise au repos Il en est ainsi car la partie C de la constante de temps est la petite capacité du substrat de la diffusion flottante 14 et que la partie R est la faible résistance présentée par le canal de l'action de transistors à effet de champ cascode (qui s'étend entre la diffusion flottante 14 et le drain de mise au repos 20 quand l'impulsion positive Or est appliquée à la grille de mise au repos 18) La mise au repos de 30 la valeur finale des variations de bruit thermique superposé sur le potentiel de drain de mise au repos RD se produit car cette constante de temps est trop courte pour intégrer les variations parasites C'est là un processus d'échantillonnage et maintien qui étend 35 la durée de la dernière valeur de la variation de bruit thermique jusqu'au prochain intervalle de mise au repos  The time constant RC of the charge transfer part in which the floating diffusion 14 is arranged is short in this quiescent system. This is so because the part C of the time constant is the small capacitance of the substrate of the floating-point diffusion 14 and that the R part is the weak resistance presented by the channel of the cascode field effect transistor effect (which extends between the floating diffusion 14 and the quenching drain 20 when the positive impulse Gold is applied to the quenching gate 18) The quiescent of the final value of the superimposed thermal noise variations on the quenching drain potential RD occurs because this time constant is too short to integrate the spurious variations This is a sampling and holding process that extends the duration of the last value of the thermal noise variation to the next quiescent interval.

créant ainsi un bruit de mise au repos.  thus creating a sound of resting.

Un procédé a été trouvé par lequel le bruit de mise au repos apparaissant dans le fonctionnement de l'analyseur d'images à couplage de charge à 403 colonnes de RCA Corporation pouvait être réduit depuis un niveau de 100 électrons ou environ jusqu'à un niveau inférieur à 35 électrons ou environ. Un bruit de ce dernier niveau peut être attribué aux MISFE Ts 15, 16 et 17 Ce procédé sera expliqué à  A method was found whereby the quiescent noise occurring in the operation of RCA Corporation's 403-column charge-coupled image analyzer could be reduced from a level of 100 electrons or about one level less than 35 electrons or about. A noise of this last level can be attributed to the MISFE Ts 15, 16 and 17 This process will be explained to

l'aide de la figure 6.using Figure 6.

Sur le diagramme de temps de la figure 6, (a) est le signal d'horloge appliqué à la dernière grille d'horloge 61 du registre C 13 Cette dernière électrode de grille d'horloge, dans la pratique courante, est immédiatement suivie par une électrode 15 de grille 62 La grille 62 est polarisée avec un potentiel continu et elle est suivie par la diffusion flottante 14 A titre d'exemple, une horloge à trois phases sera supposée La durée du cycle d'horloge est 133 nanosecondes dans un analyseur d'images à couplage de charge à registre d'images à 403 colonnes du type à transfert de champ qui fournit une composante de signal de télévision NTSC Lorsque la tension d'hrologe appliquée à la dernière électrode de grille d'horloge 61 du registre C 13 devient négative, 25 un paquet de charge d'échantillonnage d'un élément  In the time diagram of FIG. 6, (a) is the clock signal applied to the last clock grid 61 of the C 13 register. This last clock gate electrode, in current practice, is immediately followed by a gate electrode 62 The gate 62 is biased with a continuous potential and is followed by the floating diffusion 14 As an example, a three-phase clock will be assumed. The clock cycle duration is 133 nanoseconds in an analyzer 403 column image-type image-coupled load-coupled image system which provides a NTSC television signal component When the field voltage applied to the last clock grid electrode 61 of the C-register 13 becomes negative, 25 a sample load packet of an element

d'images est transféré sous la diffusion flottante 14.  of images is transferred under the floating diffusion 14.

Ce transfert est représenté sous la forme d'onde (a) de la figure 6 par une flèche sur la transition de tension. La forme d'onde (b) de la figure 6 montre la temporisation de l'impulsion de mise au repos positive Or appliquée à la mise au repos 13 Une impulsion initiale r_ 1 est représentée sur la forme d'onde (b) suivie par les impulsions Or-2 et Or3; ces impulsions 35 sont dans une série d'impulsions $r' Chaque impulsion de mise au repos Or doit normalement être appliquée peut de temps avant la transition négative de la forme  This transfer is represented in waveform (a) of FIG. 6 by an arrow on the voltage transition. Waveform (b) of FIG. 6 shows the timing of the positive quiescent pulse applied to quiescent. An initial impulse r_ 1 is represented on the waveform (b) followed by the pulses Or-2 and Or3; these pulses 35 are in a series of pulses $ r '. Each resting pulse Gold must normally be applied some time before the negative transition of the form.

1 8 2 25512851 8 2 2551285

d'onde (a) lorsque le double échantillonnage en corrélation n'est pas utilisé Mais, comme le montre la forme d'onde (b), l'impulsions de mise au repos Or utilisée ici est appliquée bien avant la transition négative d'une impulsion d'horloge respective Chaque impulsion d'horloge a une durée t qui n'est pas nettement plus courte que r, ou constante de temps RC Cette temporisation permet à la réponse de crête du différenciateur 30 (aux transitions produites aux 10 flancs avant et arrière d'impulsions or) d'être suffisamment terminée à l'instant d'apparition d'une impulsion O S (pour rendre conducteur le canal du MISFET 41 dans l'échantillonnage de la réponse de crête du différenciateur 30 à la transistion associée 15 avec l'introduction d'un paquet de charge sous la diffusion flottante 14) Cette apparition précoce des impulsions de mise au repos Or est utilisée en fonctionnement avec le double échantillonnage  (a) when the double correlated sampling is not used But, as shown in the waveform (b), the quiescent pulses Gold used here are applied well before the negative transition of a respective clock pulse Each clock pulse has a duration t which is not much shorter than r, or time constant RC This timer allows the differential response of the differentiator 30 (at the transitions produced at the front flanks). and back of pulses or) to be sufficiently complete at the moment of appearance of an OS pulse (to make the MISFET channel 41 conductive in the sampling of the peak response of the differentiator 30 to the associated transistion with the introduction of a charge packet under the floating diffusion 14) This early onset of the quiescent pulses Gold is used in operation with double sampling

en corrélation également, mais pour des raisons qui 20 sont différentes de celles de l'invention.  also correlated, but for reasons that are different from those of the invention.

La forme d'onde (c) de la figure 6 montre la variation de potentiel résultante sur la diffusion flottante 14 La même variation de potentiel, éventuellement avec un niveau différent de polarisation 25 continue apparaît à l'électrode de source du MISFET 16 et aux bornes de la résistance de charge 28 de l'analyseur d'images 10 La plage de variations R attribuable aux bruits de mise au repos paraît dans des parties non fixées de la forme d'onde (c) entre 30 les impulsions de mise au repos Cr1 et #r-2 de  The waveform (c) of FIG. 6 shows the resulting potential variation on the floating diffusion. The same potential variation, possibly with a different level of DC bias, occurs at the source electrode of the MISFET 16 and at the same time. terminals of the load resistor 28 of the image analyzer 10 The range of variations R attributable to the quiescent sounds appears in unfixed portions of the waveform (c) between the quiescent pulses Cr1 and # r-2 of

la forme d'onde (b).the waveform (b).

Une plage de variations R', également attri buable aux bruits de mise au repos apparaît dans des parties de la forme d'onde (c) pendant le temps entre les impulsions de mise au repos Or-2 et r-3 de la forme d'onde (b) Les plages de variations R et R' ont des amplitudes similaires mais les variations d'amplitude de-ces plages R et R' ne sont pas en corrélation L'introduction d'un paquet de charge sous la diffusion flottante 14 suivant l'impulsion  A range of variations R ', also attributable to the quiescent noise, occurs in portions of the waveform (c) during the time between the quiescent pulses Or-2 and r-3 of the d-shape. (b) The ranges of variations R and R 'have similar amplitudes but the amplitude variations of these ranges R and R' are not in correlation The introduction of a charge packet under the floating diffusion 14 following the impulse

de mise au repos Or-2 crée une hauteur d'échantillon 5 sur laquelle est superposé un bruit de mise au repos dans la plage R'.  Or-2 creates a sample height 5 on which is superimposed a noise of resting in the range R '.

La forme d'onde (d) de la figure 6 est une représentation idéalisée des échantillons de tension apparaissant à la sortie de l'amplificateur 35 suivant le différenciateur 30 Le bruit d'horloge n'est pas considéré Le différenciateur 30 supprime le contenu de basse fréquence dans sa réponse, cette réponse étant analysée par superposition des réponses à des transitions La différenciation de la plage 15 d'amplitude de la transition de la forme d'onde (c) sur le flanc avant de l'impulsion de mise au repos Or-2 accompagnée par le bruit de mise au repos de la plage R amplifiée par le gain de tension G de l'amplificateur 35 entraine une valeur initiale de GR dans la plage du bruit de mise au repos apparaissant dans la forme d'onde (d) pendant l'impulsion Or-2 ' Cette valeur initiale de GR décroît de façon exponentielle jusqu'à GR exp 1 (d- 11) pendant la durée d de l'impulsion r-2 ' La différenciation de la transition 25 de la forme d'onde (c) sur le flanc arrière de l'impulsion er-2 qui est accompagnée par le bruit de mise au repos de la plage R' et qui est amplifié par le gain de tension G de l'amplificateur 35, augmente GR exp -l(d V -1) du bruit de mise au repos sans corrélation GR' Cette augmentation donne une valeur initiale N pour la plage de décroissance exponentielle du bruit total de mise au repos dans la période entre les impulsions 6 r-2 et Or-3 ' La somme de ces composantes de bruit de mise au repos sans corrélation -2 est telle qu'en moyenne N est égal à G (R'2 + R 2 exp 2 (d 1)) 1/2 sur le bord arrière de l'impulsion qr-2 ' A un instant venant une durée t plus tard, lorsqu'un paquet de charge est introduit sous la diffusion flottante 14, le bruit de mise au repos est réduit à une valeur N (exp 1 (t 1)) A ce moment, la réponse de l'amplificateur de tension 35 a la hauteur d'échantillon différencié à une valeur G d Le rapport signal-bruit à ce moment a une valeur (R,2 +R 2 exp-2 (dz -1))-l/2 exp(t 1) Etant donné que l'échantillon GA et le bruit de mise au repos N(exp(t T -1)) décroissent en exponentiel, ce rapport signal-bruit reste pratiquement constant quand  The waveform (d) of FIG. 6 is an idealized representation of the voltage samples appearing at the output of the amplifier 35 according to the differentiator 30 The clock noise is not considered The differentiator 30 removes the content of Low frequency in its response, this response being analyzed by superimposing the responses to transitions Differentiating the amplitude range of the transition from the waveform (c) to the leading edge of the quiescent pulse Or-2 accompanied by the resting noise of the R range amplified by the voltage gain G of the amplifier 35 causes an initial value of GR in the range of the resting noise appearing in the waveform ( d) during the Or-2 'pulse. This initial value of GR decreases exponentially until GR exp 1 (d-11) during the duration d of the pulse r-2'. The differentiation of the transition of the waveform (c) on the rear flank of the pulse er-2 which is accompanied by the noise of resting the range R 'and which is amplified by the voltage gain G of the amplifier 35, increases GR exp -l (d V -1) of the noise of This increase gives an initial value N for the exponential decay range of the total quiescent noise in the period between the pulses 6 r-2 and Or-3 '. The sum of these noise components of at rest without correlation -2 is such that on average N is equal to G (R'2 + R 2 exp 2 (d 1)) 1/2 on the trailing edge of the pulse qr-2 'At a moment from a time t later, when a charge packet is introduced under the floating diffusion 14, the quiescent noise is reduced to a value N (exp 1 (t 1)) At this time, the response of the voltage amplifier 35 at the differentiated sample height at a value G d The signal-to-noise ratio at this time has a value (R, 2 + R 2 exp-2 (dz -1)) - 1/2 exp (t 1) Since the sample GA and the quiescent noise N (exp (t T -1)) decreases exponentially, this signal-to-noise ratio remains practically constant when

l'échantillon Gb décroit.the sample Gb decreases.

La forme d'onde (e) de la figure 6 montre un exemple de phase de deux impulsions d'échantillonnage 15 ( e-1 t s_ 2) de la série des impulsions S 5 qui est appliquée par la ligne 26 à l'électrode de grille du  Waveform (e) of FIG. 6 shows an example of a phase of two sampling pulses 15 (e-1 t s_ 2) of the pulse series S 5 which is applied by line 26 to the electrode grid

MISFET 41 à canal N et qui sont utilisées pour la commutation d'échantillons dans le détecteur synchrone 40.  N-channel MISFET 41 and which are used for switching samples in the synchronous detector 40.

Bien que le circuit 40 soit considéré comme d'une nature 20 d'échantillonnage et maintien, il est décrit plus exactement comme étant de nature de poursuite et maintien, la dernière valeur de-chaque échantillon étant conservée dans la période d'échantillon qui suit Dans ce contexte, l'amplitude de la réponse de 25 sortie du circuit d'échantillonnage et maintien 40 augmente si l'échantillonnage est effectué avec une impulsion plus courte, plus tôt après la transition négative de G A. Etant donné que la composante de bruit de mise au repos concernant l'élément d'images précédent et la composante de bruit de mise au repos concernant l'élément d'images présent ne sont pas en corrélation et tendent à avoir en moyenne la même amplitude, le raccourcissement de d autant que possible pour une 35 valeur donnée de d+t tend à réduire le bruit de mise au repos Si d est 33 nanosecondes et t,40 nanosecondes, (comparativement à la constante de temps t de 35 nanosecondes du filtre 30), le bruit de mise au repos est réduit dans un rapport de trois comparativement à la mise au repos juste avant la démission d'une charge sous la diffusion flottante 14 En ce qui concerne le fonctionnement du circuit spécialement décrit, utilisant l'analyseur d'images à couplage de charge à 403 colonnesde RCA Corporation, cela réduit le bruit de  Although circuit 40 is considered to be of a sampling and holding nature, it is more accurately described as being of a tracking and holding nature, the last value of each sample being kept in the following sample period. In this context, the amplitude of the output response of the sampling and holding circuit 40 increases if the sampling is performed with a shorter pulse, sooner after the negative transition of G A. Since the resonance noise for the preceding picture element and the resting noise component for the present picture element are not correlated and tend to have on average the same amplitude, the shortening of as possible for a given value of d + t tends to reduce the quiescent noise If d is 33 nanoseconds and t, 40 nanoseconds, (compared to the time constant t of 35 nanoseconds of the filter 30), the quiescent noise is reduced in a ratio of three compared to quitting just before the resignation of a charge under the floating diffusion 14 With regard to the operation of the specially-described circuit, using the RCA Corporation's 403-column load-coupled image analyzer, this reduces the noise of

mise au repos au-dessous du bruit d'amplificateur 10 de 35 électrons.  set to rest below the 35 electron 10 amplifier noise.

Comme cela a été indiqué ci-dessus, le bruit de mise au repos est produit quand la mise au repos de la diffusion flottante 14 est fixée au drain de mise au repos 20, en raison de la courte constante de 15 temps RC de la tension apparaissant à la diffusion  As indicated above, the quiescent noise is produced when quiescent floating quencher 14 is set at quiescent drain 20 due to the short time constant RC of the voltage. appearing in the broadcast

flottante 14, autorisant le repos au bruit thermique.  floating 14, allowing the rest to thermal noise.

En variante, le bruit de mise au repos peut être abaissé en prenant des mesures pour allonger la constante de temps RC sur la diffusion flottante 14 Cela peut se faire en ramenant au repos la diffusion flottante, non pas au potentiel du drain de mise au repos, mais au potentiel du canal Cette mise au repos introduit un processus d'accumulation Ce dernier forme l'intégration par rapport au temps de la charge sous la diffusion 25 flottante 14 Cette intégration allonge la constante de temps effective RC associée avec la diffusion flottante 14 D'autres modes de mise au repos utilisant ces  Alternatively, the quiescent noise can be lowered by taking steps to lengthen the time constant RC on the floating diffusion 14 This can be done by restoring the floating diffusion, not the potential of the quiescent drain. This latter forms the integration with respect to the time of the charge under the floating diffusion 14 This integration lengthens the effective time constant RC associated with the floating diffusion. Other modes of resting using these

principes seront décrits dans la présente description.  principles will be described in this description.

Des circuits différenciateurs autres que le 30 circuit passe-haut RC de la résistance 31 et du condensateur 32 peuvent être utilisés bien entendu  Differentiator circuits other than the high-pass circuit RC of the resistor 31 and the capacitor 32 can of course be used.

pour la mise en oeuvre de l'invention.  for the implementation of the invention.

L'extension de la réponse décroissante aux bords avants des impulsions de mise au repos pour 35 recouvrir la réponse à la mesure de l'échantillon d'élément d'images suivantes a un effet prononcé sur les crêtes vidéo (dans la direction de balayage de lignes) du signal de sortie de l'analyseur d'images détectées en synchronisme Cela sera expliqué à  Extending the decreasing response to the leading edges of the quiescent pulses to overlap the response to the measurement of the following picture element sample has a pronounced effect on the video peaks (in the scanning direction of lines) of the output signal from the analyzer of images detected in synchronism This will be explained to

l'aide de la figure 6 (d).using Figure 6 (d).

La perte de la référence de ligne de base en courant continu pendant le passage du signal de sortie de l'analyseur d'images 10 par le différenciateur 30 coopère avec la perte de rétablissement de composantes continues, sauf pendant le retour de ligne pour produire l'effet suivant La réponse à décroissance exponentielle aux bords avant de chaque impulsion de mise au repos a une queue avec une composante d'amplitude qui dépend de la valeur de  The loss of the DC baseline reference during the passage of the output signal from the image analyzer 10 by the differentiator 30 cooperates with the loss of DC component recovery, except during the line return to produce the Next effect The exponential decay response at the leading edges of each quiescent pulse has a tail with an amplitude component that depends on the value of

l'échantillon d'images admise sous la diffusion 15 flottante 14 avant l'impulsion de mise au repos.  the image sample admitted under floating diffusion 14 before the quiescent pulse.

Les composantes de fréquences inférieures de cet échantillon d'images précédent sont similaires à celles de l'échantillon d'images suivant admis sous la diffusion flottante 14 après cette impulsion 20 de mise au repos Par conséquent, la réponse positive à décroissance exponentielle aux bords avant de l'impulsion de mise au repos s'oppose à la réponse négative à décroissance exponentieile de l'échantillon d'images suivant Cette relation opposée réduit la modulation en fréquence inférieure de chaque harmonique de la fréquence d'horloge du registre C dans le signal de sortie de l'analyseur d'images 10 Cette relation d'opposition et les composantes de fréquence supérieures des deux échantillons d'images sont dissemblables de sorte que l'effet d'annulation est moins prononcé Cela augmente l'amplitude des bandes latérales de fréquence supérieure de modulation  The lower frequency components of this previous image sample are similar to those of the next image sample admitted under floating scattering 14 after this quiescent pulse. Therefore, the exponential decay positive response at the front edges of the quiescent pulse counteracts the exponentially decreasing negative response of the next image sample This opposite relationship reduces the lower frequency modulation of each harmonic of the register C clock frequency in the signal This opposition relationship and the higher frequency components of the two image samples are dissimilar so that the cancellation effect is less pronounced. This increases the amplitude of the sidebands of the image analyzer. higher frequency of modulation

des harmoniques de la fréquence d'horloge du registre C par rapport à l'amplitude de leurs bandes latérales 35 de fréquences inférieures de modulation.  harmonics of the clock frequency of the register C relative to the amplitude of their sidebands 35 of lower modulation frequencies.

Le facteur par lequel le signal de sortie du détecteur synchrone 40 est accentué à chaque fréquence  The factor by which the output signal of the synchronous detector 40 is accentuated at each frequency

2-3 25512852-3 2551285

est pratiquement constant malgré les variations d'amplitude des impulsions de mise au repos ou des variations de la différence entre les amplitudes des échantillons successifs d'éléments d'images La valeur d'accentua5 tion dépend principalement du degré auquel la queue de la réponse positive à décroissance exponentielle à la différence aux échantillons d'images successifs est réduite dans son chevauchement sur la réponse négative à décroissance exponentielle du dernier échantillon d'images La valeur de la réduction d'amplitude de queue dépend du temps écoulé entre le bord avant d'impulsions de mise au repos et la réception de la charge d'échantillons d'images suivant sous la diffusion flottante 14 Autrement dit, la valeur de 15 réduction d'amplitude de queue dépend de la somme (d+t) de la durée d de l'impulsion de mise au repos et de l'intervalle t entre le bord arrière de l'impulsion  is substantially constant despite variations in amplitude of the quiescent pulses or variations in the difference between the amplitudes of the successive samples of picture elements The emphasis value depends mainly on the degree to which the tail of the positive response exponentially decreasing in contrast to successive image samples is reduced in its overlap on the negative response to exponential decay of the last sample of images The value of the tail amplitude reduction depends on the time elapsed between the leading edge of In other words, the tail amplitude reduction value depends on the sum (d + t) of the duration d of the quiescent pulses and the reception of the next image sample load under the floating diffusion. the resting pulse and the interval t between the trailing edge of the pulse

de mise au repos et cette admission de charge.  resting and charging this admission.

La durée d de l'impulsion de mise au repos peut être choisie pour obtenir une réponse vidéo plane à la sortie du détecteur synchrone 40 (ou dans ce cas pour obtenir une coupure ou une réponse vidéo accentuée si cela est désiré La durée de l'intervalle t peut être réglée à un degré qui affecte également l'accen25 tuation Comme cela a été noté ci-dessus, ce réglage est limité par le désir d'éviter le bruit de mise au repos Les valeurs d, t et peuvent être choisies de manière à obtenir une réponse vidéo audessus des crêtes, la réponse vidéo pouvant être réglée à  The duration of the quiescent pulse can be chosen to obtain a flat video response at the output of the synchronous detector 40 (or in this case to obtain a cutoff or an accentuated video response if desired). The interval t can be set to a degree which also affects acceleration. As noted above, this setting is limited by the desire to avoid the noise of resting. The values d, t and can be chosen from video response above the peaks, the video response can be adjusted to

volonté en utilisant une résistance variable intercalée en série avec le canal du MISFET 41 pour introduire un degré variable de coupure.  will by using a variable resistor interposed in series with the MISFET channel 41 to introduce a variable degree of cutoff.

L'utilisation du différenciateur 30 avant le détecteur synchrone 40 résoud un autre problème apparaissant dans les analyseurs d'images de couplage de charge Pendant le transfert en parallèle des paquets de charge du registre B 12 au registre C 13, un changement transitoire se produit dans la polarisation du substrat Cette transitoire entraine un décalage de niveau dans la réponse à l'analyseur d'images Le décalage de niveau se manifeste comme un excès de luminosité initiale à décroissance prononcée dans les quelques premiers échantillons vidéo sortis du registre C 13 dans chaque ligne d'images Cet excès de luminosité sur un bord d'image décroit à une vitesse d'éléments d'images à un autre 10 suffisamment faible pour être complètement supprimé dans la réponse du différenciateur 30 Un effet similaire qui apparaît en haut de l'image résulte du  The use of the differentiator 30 before the synchronous detector 40 solves another problem appearing in the charge coupled image analyzers During the parallel transfer of the charge packets from the register B 12 to the register C 13, a transient change occurs in the polarization of the substrate This transient causes a level shift in the response to the image analyzer The level shift is manifested as an initial brightness excess with pronounced decay in the first few video samples taken from the register C 13 in each line This excess brightness on one image edge decreases at a speed of image elements to another sufficiently low to be completely suppressed in the response of the differentiator 30 A similar effect that appears at the top of the image results from

transfert du registre A au registre B pendant l'intervalle de retour vertical Cette manifestation est 15 également réduite par le différenciateur 30.  transfer from register A to register B during the vertical return interval This event is also reduced by the differentiator 30.

Les autres modes de mise-au repos déjà mentionnés seront maintenant considérés La différence entre la mise au repos de la diffusion flottante 14 au potentiel de drain de mise au repos et la mise au repos au potentiel de canal sera expliquée à l'aide  The other resting modes already mentioned will now be considered. The difference between the quiescence of the floating diffusion 14 at the quiescent drain potential and the quiescent at the channel potential will be explained using

des profils de potentiel des figures 3, 4 et 5.  potential profiles of Figures 3, 4 and 5.

La figure 3 est un diagramme de profil de potentiel décrivant la mise au repos de la diffusion flottante 14 au potentiel du canal Le potentiel de canal est établi par l'excursion la plus positive  FIG. 3 is a potential profile diagram describing the quiescence of the floating diffusion 14 at the channel potential. The channel potential is established by the most positive excursion.

de O r' qui n'est pas aussi positive que RD.  O r 'which is not as positive as RD.

L'excursion la plus positive présente une hauteur de barrière abaissée qui est surmontée par les porteurs de charge dans la région de la diffusion flottante 30 14 et sous la grille 21, jusqu'à ce qu'un niveau de potentiel plus positif que la hauteur de barrière soit établi sur la diffusion flottante 14 Ce potentiel est moins positif que RD La mise au repos est aussi haute que la barrière avec un léger décalage en raison du courant du noir qui circule sous l'effet de l'excitation thermique des porteurs de charge La variation du décalage dûe à cette excitation thermique est une cause principale de la crête à basse fréquence de la bande de base de la fonction de transfert de modulation quand la mise au repos se fait au potentiel  The most positive excursion has a lowered barrier height which is overcome by the charge carriers in the floating diffusion region 14 and under the gate 21, until a potential level more positive than the height. This potential is less positive than RD The quiescence is as high as the barrier with a slight shift due to the current of the black which circulates under the effect of the thermal excitation of the carriers of load The variation of the offset due to this thermal excitation is a main cause of the low frequency peak of the baseband of the modulation transfer function when the quiescence is at potential

du canal.of the canal.

La figure 4 est un diagramme de profil de potentiel d'une manière préférée de remise au repos de la diffusion flottante 14 à un potentiel de canal La grille de mise au repos 18 est commandée dans une plage contenant le potentiel de drain de mise au repos RD L'excursion positive de v r n'est pas le potentiel de canal auquel la diffusion flottante 14 est ramenée Au contraire, le potentiel continu RG appliqué à la porte 21, ce potentiel étant facilement filtré pour en éliminer les bruits, est 15 rendu plus positif que l'attention de drain de mise au repos RD Une barrière de potentiel 63 est dressée sous la porte 21 et la diffusion flottante 14 est ramenée au potentiel de barrière 63 avec un léger décalage positif Ce décalage se produit car la circulation de charge ne se fait que jusqu'à ce que le potentiel de barrière ne puisse plus être surmonté. La figure 5 est un diagramme de profil dg potentiel de la mise au repos au potentiel de barrière de la diffusion flottante 14 sous la grille 21 lorsqu'une autre grille à courant continu 64 est intercalée entre la grille de mise au repos 18 et le drain de mise au repos 20 Cette autre grille 64 se trouve dans les analyseurs d'images de couplage de charge actuellement 30 fabriqués par RCA Corporation Cette autre grille 64 est connectée intérieurement à la grille 21 de ses dispositifs La direction fortement préférée de circulation des charges depuis le dessous de la grille de mise au repos 18 quand cette dernière n'est 35 plus pulsée positivement se fait vers le drain de mise au repos 20 Il en est ainsi car la barrière de potentiel sous la grille 21 tend à être moins facilement surmontée que la barrière de potentiel sous la grille 64 en raison du champ de fuite depuis le drain de mise au repos 20 réduisant la hauteur de barrière sur la grille 64. L'invention a été décrite en regard d'un analyseur d'images 10 à couplage de charge du type à transfert de champ mais elle peut s'appliquer également à d'autres types d'analyseur d'images à 10 couplage de charge comme ceux du type à transfert  FIG. 4 is a potential profile diagram of a preferred way of restoring the floating diffusion 14 to a channel potential. The quiescent gate 18 is controlled in a range containing the quiescent drain potential. The positive vr excursion is not the channel potential at which the floating diffusion 14 is reduced. On the contrary, the continuous potential RG applied to the gate 21, this potential being easily filtered to eliminate the noise, is made more positive that the draining drain attention RD A potential barrier 63 is erected under the door 21 and the floating diffusion 14 is brought back to the barrier potential 63 with a slight positive shift This shift occurs because the charge flow does not occur. only until the barrier potential can no longer be overcome. FIG. 5 is a potential profile diagram of the resting at the barrier potential of the floating diffusion 14 under the gate 21 when another DC gate 64 is interposed between the queuing gate 18 and the drain This other gate 64 is in the charge coupled image analyzers currently manufactured by RCA Corporation. This other gate 64 is internally connected to the gate 21 of its devices. the bottom of the quenching grid 18 when the latter is no longer positively pulsed is towards the quenching drain 20 This is so because the potential barrier under the grid 21 tends to be less easily overcome than the potential barrier under the gate 64 due to the leakage field from the quenching drain 20 reducing the barrier height on the gate 64. The invention has been dec in view of a field-transfer type charge coupled image analyzer, but it can also be applied to other types of charge-coupled image analyzer such as transfer type

entre lignes ou à transfert de lignes.  between lines or line transfer.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux modes de réalisation décrits et illustrés à titre d'exemples 15 nullement limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.  Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the embodiments described and illustrated by way of non-limiting examples without departing from the scope of the invention.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1 Appareil de prise de vues comprenant un analyseur d'images à composants à couplage de charge pour produire une série d'échantillons espacés de réponse à une image à une fréquence fixée par horloge, caractérisé en ce qu'il comporte un étage de sortie électromètre ( 14-20) comprenant un élément flottant pour fournir ladite série d'échantillons espacés de réponse à l'image, ledit élément flottant ( 14) étant ramené au repos périodiquement en réponse 10 à des impulsions (àr) à ladite fréquence d'horloge, r un circuit différenciateur ( 30) pour différencier lesdits échantillons de réponse à l'image par rapport au temps, et pour supprimer certaines fréquences dans les échantillons d'images différenciés produits, lesdites 15 certaines fréquences étant inférieures à une fréquence d'angle et contenant pratiquement toute l'énergie d'un bruit de scintillement, et un circuit d'échantillonnage et maintien ( 30) auquel sont fournis les échantillons différenciés de réponse à l'image provenant dudit 20 circuit différenciateur, pour l'échantillonnage et le maintien des échantillons fournis en réponse à des impulsions d'échantillonnage ( os) à ladite fréquence d'horloge afin de produire une réponse  A camera comprising a charge-coupled component image analyzer for producing a series of spaced-apart image response samples at a clock-fixed frequency, characterized in that it comprises an electrometer output stage (14-20) comprising a floating element for providing said series of spaced image response samples, said floating element (14) being periodically returned to rest in response to pulses (at) at said clock frequency a differentiating circuit (30) for differentiating said image response samples with respect to time, and for suppressing certain frequencies in the differentiated image samples produced, said certain frequencies being lower than an angle frequency and containing substantially all of the energy of a flicker noise, and a sample and hold circuit (30) to which the samples are supplied differentiated image response from said differentiating circuit, for sampling and holding samples supplied in response to sampling pulses (os) at said clock rate to produce a response. d'images sans espaces.images without spaces. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément flottant ( 14) est remis au repos à un potentiel de canal d'un canal de transfert de charge ( 19) dudit étage de sortie pour réduire les bruits associés avec la mise au repos. 30 3 Appareil selon la revendication 1, ou 2, caractérisé en ce que des applications d'impulsions de mise au repos ( Or) précédent les instants respectifs auxquels des paquets de charge sont introduits sous ledit élément flottant ( 14) à des intervalles qui ne sont 35 pas nettement plus courts que l'inverse de ladite  Apparatus according to claim 1, characterized in that said floating element (14) is reset to a channel potential of a charge transfer channel (19) of said output stage to reduce the noise associated with the setting. rest. An apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that quiescent pulse (OR) applications precede the respective times at which charge packets are introduced under said floating element (14) at intervals which do not occur. are not significantly shorter than the inverse of fréquence d'angle en radians par unité de temps.  angle frequency in radians per unit of time. 4 Appareil selon l'une quelconque des  4 Apparatus according to any one of revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la  Claims 1 to 3, characterized in that the fréquence d'angle dudit circuit différenciateur ( 30) est choisie dans le spectre de fréquence de bande de 5 base desdits échantillons de réponse à l'image afin de produire une accentuation vidéo de la réponse à  The angle frequency of said differentiator circuit (30) is selected from the baseband frequency spectrum of said image response samples to produce a video emphasis of the response to l'image dudit circuit d'échantillonnage et maintien ( 30).  the image of said sampling and holding circuit (30). Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit circuit 10 différenciateur consiste en un filtre passe-haut  Apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said differentiator circuit consists of a high-pass filter comprenant un condensateur en série ( 31),et une  comprising a series capacitor (31), and a résistance en dérivation ( 32).shunt resistance (32). 6 Appareil selon l'une quelconque des  6 Apparatus according to any one of revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit 15 circuit d'échantillonnage et maintien comporte un  Claims 1 to 5, characterized in that said sampling and holding circuit comprises a transistor à effet de champ à grille isolée qui réagit aux impulsions d'échantillonnage de la fréquence d'horloge ( Os) à sa grille pour recevoir des échantillons dudit circuit différenciateur pour 20 ce circuit d'échantillonnage et maintien, et un condensateur ( 42) utilisé pour conserver la réponse à l'image échantillonnée admise à la sortie dudit  insulated gate field effect transistor responsive to the clock frequency sampling pulses (Os) at its gate for receiving samples of said differentiator circuit for said sample and hold circuit, and a capacitor (42) used to maintain the response to the sampled image admitted to the output of said circuit échantillonnage et maintien.  sampling and holding circuit.
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