FR2565753A1 - Procede de commande de la sensibilite d'un dispositif photosensible a transfert de charges, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE PERMETTANT D'ASSERVIR LA SENSIBILITE D'UN DISPOSITIF PHOTOSENSIBLE, UTILISE DANS UNE CAMERA DE TELEVISION, A L'ECLAIREMENT QU'IL RECOIT, POUR EVITER LES EFFETS D'EBLOUISSEMENT ET DE SATURATION. LE PROCEDE CONSISTE A UTILISER DES DRAINS ANTI-EBLOUISSEMENT QUE COMPORTE LE DISPOSITIF, POUR EVACUER LES CHARGES GENEREES PAR LA LUMIERE PENDANT UNE PREMIERE PARTIE DE LA DUREE D'ANALYSE DE CHAQUE TRAME. UN DISPOSITIF D'ASSERVISSEMENT DETERMINE LA DUREE DE L'EVACUATION, EN FONCTION DES VALEURS DU SIGNAL VIDEO OBTENU. POUR EVACUER LES CHARGES VERS LES DRAINS ANTI-EBLOUISSEMENT 47, QUI SONT MAINTENUS A UN POTENTIEL CONSTANT PAR LES ELECTRODES 42 QUI LES SURMONTENT, UNE TENSION PULSEE EST APPLIQUEE SIMULTANEMENT SUR LES DEUX ELECTRODES DE TRANSFERT 41 ET 43 SURMONTANT CHAQUE ELEMENT PHOTOSENSIBLE (E, E,...) DU DISPOSITIF. UNE SEULE IMPULSION N'EST PAS SUFFISANTE POUR EVACUER TOUTES LES CHARGES VERS LE DRAIN 47, C'EST POURQUOI IL EST PREVU UNE SERIE D'IMPULSIONS PERMETTANT D'EVACUER FRACTION PAR FRACTION LA CHARGE ACCUMULEE. CETTE SERIE D'IMPULSIONS EST APPLIQUEE PENDANT LA DUREE DE L'INTERVALLE DE SUPPRESSION DE LIGNE DU SIGNAL VIDEO AFIN D'EVITER QUE DES COUPLAGES PARASITES PROVOQUENT DES PERTURBATIONS DE CE SIGNAL VIDEO. APPLICATION AUX CAMERAS DE TELEVISION.

Description

Procédé de commande de la sensibilité d'un dispositif photosensible à

transfert de charges, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé La présente invention concerne un procédé de commande de la sensibilité à la lumière, d'un dispositif photosensible à transfert de charges utilisé dans une caméra de télévision. L'invention concerne

également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité.

Lorsque 'éciairement es; ères fort, les dispositifs à transfert de charge subissant une sacuration et un ébiiouissement, il est donc nécessaire de les

munir d'un autre dispositif réduisant leur sensibilité dans ce cas.

Le procédé clasiqve, consistant à réduire la quantité de lumière par un iris actionné par un moteur, n'est pas touiours utilisable à cause des contraintes d'exploitation très sévères dans certaines applications telles que les applications militaires. C'est pourquoi des procédés purement

électroniques ont été développés.

Un dispositif photosensible à transfert de charges interligne ou intertrame comporte une matrice d'éléments photosensibles sur laquelle est projetée la lumière d'une image pour créer dans chaque élément une charge électrique qui est proportionnelle à l'éclairement reçu et à la durée d'accumulation de ces charges; et comporte une matrice d'éléments mémoires o sont transférées ces charges pour y être stockées en

attendant d'être évacuées vers une sortie pour générer un signal vidéo.

Parmi les dispositifs photosensibles connus on distingue plusieurs types de dispositifs et notamment les dispositifs à transfert de trame. Dans le cas d'un dispositif photosensible dit à transfert de trame ces deux matrices sont distinctes, l'accumulation des charges a lieu pendant la durée d'une trame, le transfert a lieu pendant l'intervalle entre l'analyse de deux trames, et l'évacuation des charges a lieu pendant la durée de l'analyse de la trame suivante. Le déplacement des charges, pour leur transfert et leur évacuailon, es. comnmandé par des champs électriques appliqués au moyen d'un réseau d'é'ectrodes surmontant les éléments photosensibles et les

éléments mémoires.

Pour éviter la saturation et l'éblouissement, il est possible de

diminuer la durée d'accumulation des charges dans les éléments photosen-

sibles. La durée d'exposition des éléments photosensibles à la lumière étant fixée par la durée d'analyse d'une trame, la réduction de la durée d'accumulation des charges est alors réalisée en neutralisant les charges électriques générées par l'éclairement, pendant une partie de la durée d'exposition correspondant à une trame. Cette neutralisation peut être réalisée par divers procédés qui dépendent notamment de la structure

technologique du dispositif photosensible considéré.

Dans le cas d'un dispositif dit à transfert en surface, la neutralisa-

tion des charges générées par l'éclairement peut être réalisée simplement en polarisant toutes les électrodes surmontant les éléments photosensibles par une tension proche de la tension de polarisation du substrat. Les charges générées par l'éclairement se recombinent alors au fur et à mesure de leur création, il n'y a donc pas accumulation. Mais les dispositifs mettant en oeuvre le transfert en surface présentent de nombreux inconvénients dont les principaux sont: une faible efficacité du transfert des charges, à cause des charges générées par l'éclairement pendant la durée du transfert; et une faible vitesse de transfert, qui finalement limite la dynamique de réglage de la sensibilité, car la durée d'accumulation ne peut être du même ordre de grandeur que la durée du

transfert sous peine de dégrader très fortement la qualité de l'image.

D'autre part, la dégradation de l'image n'est pas uniforme car les charges générées dans les éléments photosensibles les plus éloignés de la zone d'éléments mémoires subissent un transfert plus long que celles générées dans les éléments les plus proches, elles subissent donc plus longtemps

l'effet parasite de l'éclairement pendant le transfert.

Les dispositifs photosensibles à transfert en volume permettent un temps de transfert plus court qui autorise un temps cPd'accumulation plus réduit, donc qui procure une dynamique plus importante de la commande de sensibilité. Mais un tel dispositif photosensible diffère d'un dispositif à transfert en surface par les valeurs du potentiel de surface, pour des

polarisations identiques des électrodes, et il n'est pas possible de neutrali-

ser les charges générées par l'éclairement selon le même procédé que pour

un dispositif à transfert en surface.

Le brevet US 3 931 463 décrit un procédé de commande de la sensibilité d'un dispositif photosensible à transfert de trames, o les

charges sont transférées en volume, consistant à réduire la durée d'accu-

mulation des charges en évacuant les charges générées par l'éclairement, pendant une partie de la durée d'analyse d'une trame, ces charges étant

évacuées vers un drain situé le long de la matrice des éléments photosen-

sibles et du c8té opposé à celui o se trouve la matrice des éléments mémoires. Pendant une première partie de la durée d'analyse d'une trame, les électrodes surmontant les éléments photosensibles reçoivent des tensions déphasées entre elles de façon à transférer les charges vers le drain puis, pendant une seconde partie de la durée d'analyse de la trame,

ces électrodes reçoivent des tensions déphasées différemment pour inver-

ser le sens de déplacement des charges afin de les transférer vers les éléments mémoires. Le drain a une polarisation constante de valeur telle

qu'elle lui permet d'évacuer les porteurs minoritaires générés par l'éclai-

rement. En outre, le transfert des charges vers le drain n'est pas réalisé !5 d'une manière continue pendant la première partie de la durée d'analyse d'une trame. Il est réalisé pendant la durée des intervalles de suppression de ligne du signal vidéo fourni par la sortie du dispositif photosensible pour éviter que ce signal vidéo soit perturbé par des impulsions parasites induites par les signaux de commande des électrodes, appliqués pour

réaliser ce transfert vers le drain.

Par exemple, pendant un intervalle de suppression de ligne durant microsecondes les charges contenues par une dizaine ou une quinzaine de lignes d'éléments photosensibles sont transférées dans le drain. Ce transfert est répété pendant plusieurs intervalles de suppression de ligne successifs pour neutraliser les charges générées sur l'ensemble de la

matrice des éléments photosensibles.

Ce procédé présente l'inconvénient de nécessiter la réalisation d'un drain et la réalisation d'électrodes, et l'utilisation de trois ou quatre

signaux d'horloge, permettant le transfert selon deux directions opposées.

D'autre part, l'évacuation vers le drain des charges générées dans les éléments photosensibles les plus éloignés de celui-ci, nécessite un temps de transfert relativement long pendant lequel l'éclairement continue à générer des charges, et il y a donc un manque d'uniformité des durées d'accumulation des charges en fonction de la situation des éléments

photosensibles dans la matrice.

Pour pouvoir réaliser des transferts selon deux directions opposées

il est nécessaire d'utiliser trois ou quatre électrodes par élément photo-

sensible, polarisées respectivement par trois ou quatre horloges dépha-

sées, alors que deux électrodes polarisées par deux horloges déphasées suffisent lorsqu'il est nécessaire d'avoir un transfert dans une seule direction. Dans ce dernier cas les électrodes ou les diffusions dans le semi-conducteur sont réalisées d'une manière dissymétrique qui détermine la direction de transfert des charges, et cette réalisation est plus simple

que la réalisation de trois ou quatre électrodes par élément photosensible.

Le procédé selon l'invention remédie à ces inconvénients en mettant en oeuvre les drains anti-éblouissement que comporte la plupart des dispositifs photosensibles à transfert de charges de réalisation récente. Le dispositif selon l'invention a pour objet la mise en oeuvre de

ce procédé.

Selon l'invention un procédé de commande de la sensibilité d'un dispositif photosensible à transfert de charges, comportant: - une pluralité d'éléments photosensible o des charges électriques sont générées par la lumière d'une image pendant des premiers intervalles de temps; - une pluralité d'éléments mémoire, o ces charges sont stockées pendant des seconds intervalles de temps, avant d'être évacuées vers une sortie pour générer un signal vidéo; - une pluralité d'électrodes pour commander des déplacements des charges; - une pluralité de drains anti- éblouissement intercalés entre les éléments photosensibles de façon telle que chaque élément photosensible est voisin cd'un drain;

est caractérisé en ce qu'il consiste à évacuer par les drains anti-

éblouissement les charges générées par la lumière au début de chacun des premiers intervalles, en déplaçant ces charges vers ces drains pendant un certain nombre d'intervalles de temps qui correspondent à des intervalles de suppression de ligne du signal vidéo fourni par la sortie du dispositif photosensible, ce nombre étant fonction de la luminosité de l'ensemble de l'image. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails apparaîtront à

l'aide de la description ci-dessous et des figures l'accompagnant:

- les figures 1 à 3 représentent schématiquement un dispositif

photosensible bi-phasé à transfert de trame, comportant des drains anti-

éblouissement; - les figures 4a à 4c illustrent le fonctionnement de ce dispositif lorsque le procédé selon l'invention est mis en oeuvre; - la figure 5 représente le schéma synoptique d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention; - les figures 6 et 7 représentent des chronogrammes illustrant le

fonctionnement de cet exemple de réalisation.

La figure 1 représente un schéma synoptique d'un dispositif photosensible du type THX 1138 commercialisé par la société de droit français THOMSONCSF, permettant d'analyser une trame d'image en 288 lignes comportant chacune 208 points élémentaires. Il fonctionne selon le principe du transfert de trame, les transferts sont réalisés au moyen de deux horloges déphasées, et il comporte des drains anti-éblouissement de forme linéaire intercalés entre les colonnes d'éléments photosensibles à

raison d'un drain pour deux colonnes d'éléments photosensibles.

Sur la figure 1, ce dispositif comporte une zone photosensible 11 constituée d'une matrice de 288 lignes comportant chacune 208 éléments

photosensibles, et d'une zone mémoire 10 constituée d'une matrice com-

portant le même nombre d'éléments mémoires; d'un registre de sortie 7, et d'un amplificateur de sortie 9. La zone photosensible 11 a un côté connexe à un côté de la zone mémoire 10, côté à travers lequel est réalisé le transfert des charges pendant l'intervalle de temps correspondant à

l'intervalle inter-trames du signal vidéo fourni par le dispositif photo-

sensible. La zone photosensible 11 possède trois bornes d'entrée 1, 2 et 12 recevant respectivement un signal d'horloge ( iP, un signal d'horloge

2P ' et une tension continue de polarisation des drains anti-éblouis-

sement, de valeur VB par rapport au substrat.

La zone mémoire 10 possède deux bornes d'entrée 3 et 4, recevant respectivement des signaux d'horloge 4 lM et ( 2M déphasés. La zone mémoire 10 possède un second côté qui est connexe au registre de sortie 7, dans lequel les charges sont transférées par paquet correspondant à une ligne. Le registre de sortie 7 possède deux bornes d'entrée 5 et 6 recevant respectivement des signaux d'horloge 4 IL et 4> 2L déphasés, et une sortie reliée à l'entrée d'un amplificateur de sortie 9. L'amplificateur de sortie 9

est relié à une borne de sortie 8 fournissant un signal vidéo.

Une image est projetée par un système optique sur la zone photosensible 11. Les photons de l'éclairement procuré par cette image créent des paires électron-trou dans les éléments photosensibles de la zone 11. Des charges s'accumulent dans ces éléments proportionnellement

à l'éclairement reçu et à sa durée. Dans cet exemple le temps d'intégra-

tion est égal à la durée d'analyse d'une trame, 20 ms, moins le temps

nécessaire au transfert des charges vers la zone mémoire, environ 1 ms.

Lorsque le dispositif photosensible est utilisé classiquement, pendant la durée de l'accumulation les signaux d'horloge 4 IP et 4 2P ont une valeur constante telle que la polarisation des éléments photosensibles permette l'accumulation des charges dans ces éléments. Pour analyser des trames paires et des trames impaires entrelacées, ces valeurs constantes sont

permutées d'une trame à la suivante pour procurer un décalage, corres-

pondant à un demi-élément dans la direction verticale, des éléments

photosensibles o s'accumulent les charges.

Pendant l'intervalle inter-trame les signaux d'horloge!P' 4 2P' ( 1M, et 4) 2M reçoivent des impulsions déphasées dont le nombre correspond au nombre de lignes des matrices de la zone photosensible Il et de la zone mémoire 10, pour transférer les charges de la zone Il à la

zone 10. Pendant l'analyse de la trame suivante, c'est-à-dire l'accumula-

tion de nouvelles charges dans la zone photosensible 11, les charges de la

zone mémoire 10 sont transmises dans le registre 7 par paquets correspon-

dant à une ligne, en appliquant des impulsions d'horloge 4 IM et < 2M ' déphasées entre elles, et dont le nombre correspond au nombre de lignes de la matrice de la zone mémoire 10. Le contenu du registre de sortie 7 est transféré vers l'amplificateur 9 sous l'action des signaux d'horloge t IL et ó 2L' qui sont déphasés entre eux, et dont la fréquence

correspond au rythme d'analyse des éléments d'image.

La figure 2 représente schématiquement un élément photosensible 19 de la zone 11. Il comporte: quatre électrodes horizontales: 20, 21, 22 et 23, situées sur une première couche qui est la plus superficielle; trois électrodes: 27, 28 et 29, situées dans une seconde couche inférieure à la précédente; deux électrodes verticales: 24 et 26, situées dans une troisième couche; et un drain anti-éblouissement 25 vertical, de type N, situé dans le substrat qui est de type P. Les électrodes 24, 26, 27 et 29, délimitent approximativement l'élément photosensible 19. Celui-ci est représenté en grisé sur la figure. Naturellement cet élément photosensible est décalé si les polarisations créées par les valeurs constantes des signaux d'horloge 4 IP et) 2P sont permutées. Les différentes couches sont isolées les unes des autres par de

l'oxyde de silicium et elles sont suffisamment minces pour être transpa-

rentes à la lumière. Le signal d'horloge 4 P est appliqué aux électrodes 27 et 21. Le signal d'horloge 4) 2P est appliqué aux électrodes 28 et 22. En outre le signal d'horloge 4 2P est appliqué à l'électrode 20 et le signal

d'horloge + IP est appliqué à l'électrode 23, par des liaisons non représen-

tées sur la figure.

La figure 3 représente une coupe selon AA', de l'élément photo-

sensible 19 représenté sur la figure 2. Un substrat 31 est surmonté par une couche d'oxyde de silicium 30 dans laquelle sont enterrées les électrodes 27, 21, 28, 22, et 29. Les électrodes 27 et 21 reçoivent le signal d'horloge ! p et sont dissemblables pour provoquer des potentiels différents à la surface du substrat. De même les électrodes 28 et 22 reçoivent le signal

d'horloge 4 2P et sont dissemblables pour provoquer des potentiels diffé-

rents à la surface du substrat 31. La dissymétrie des électrodes permet de réaliser un transfert de charge dans une direction donnée, de gauche à droite, en n'utilisant que deux signaux d'horloge déphasés. La figure 3 représente en outre le graphe du potentiel VS à la surface du substrat 31 le long de cette coupe AA'. Ce potentiel décroit par palier sous les

électrodes 22, 28, 21 et 27, ce qui provoque le déplacement et l'accumula-

tion des charges dans un puits de potentiel 34, situé sous l'électrode 22.

Le potentiel VB du drain anti-éblouissement est intermédiaire entre le potentiel sous l'électrode 27 et le potentiel sous l'électrode 22, il

correspond approximativement au potentiel régnant sous l'électrode 28.

Un excès d'éclairement se traduit par une accumulation de charges dans le puits de potentiel 34, telle que les charges dépassent le potentiel VB et sont absorbées par le drain anti-éblouissement 25. Sur cette figure 3 ne

sont pas représentés les électrodes verticales 24 et 26 et le drain anti-

éblouissement 25 qui sont situés parallèlement au plan de coupe repre-

senté. Sur les figures 4a, 4b et 4c, est représenté schématiquement le fonctionnement de quatre éléments photosensibles e1, e2, e3 et e4, lorsque le procédé selon l'invention est appliqué. Ces figures représentent une coupe perpendiculaire à la coupe AA' de la figure 3, mais avec la convention suivante: les électrodes sont toutes représentées comme appartenant à une même couche. Il y a, d'une part, des électrodes de transfert, 41 et 43, recevant un signal d'horloge ( p, pouvant être) IP ou 4 2P' selon l'endroit o la coupe est réalisée, et des électrodes de polarisation statique, 42 et 44, recevant la tension de polarisation VB des

drains anti-éblouissements.

Un premier élément photosensible e1 comporte une électrode 41 surmontant une diffusion 46 de type N, dans le substrat 45 qui est de type P, et comporte une électrode 42 recevant la tension VB et surmontant une diffusion 47 de type N qui constitue le drain anti-éblouissement. Cette électrode 42 appartient pour moitié à l'élément e1 et pour moitié à

l'élément e2.

L'élément e2 comporte en outre une électrode 43 recevant le signal d'horloge 4 pet surmontant une diffusion 48 de type N, et comporte une électrode 44 recevant la tension VB mais ne surmontant pas de drain antiéblouissement car celui-ci n'est réalisé que pour une colonne sur deux dans cet exemple de dispositif photosensible. L'électrbde 44

appartient pour moitié à l'élément e2 et pour moitié à l'élément e3.

L'élément e3 comporte en outre des électrodes et des diffusions identi-

ques aux électrodes 41, 42, et aux diffusions 46 et 47 de l'élément e1. De même, l'élément e4 est identique à l'élément e2. La partie inférieure des figures 4a, 4b, et 4c représente le graphe du potentiel Vs à la surface du substrat, dans les différentes étapes du fonctionnement lorsque le procédé

selon l'invention est mis en oeuvre.

Le procédé selon l'invention consiste, dans cet exemple, à évacuer les charges générées par la lumière pendant une première partie de la

durée d'accumulation, afin de réduire la durée effective de cette accumu-

lation, les charges étant évacuées vers les drains anti-éblouissement 47.

La tension VB appliquée aux électrodes 42 et 44, est égale à 10 volts en permanence. L'électrode 44 crée une barrière de potentiel, de valeur 8V, qui sépare les éléments photosensibles e1 et e2. L'électrode 42 surmonte le drain anti-éblouissement 47 en étant plus large que lui. Celui-ci crée un puits de potentiel de valeur 10 V, bordé de part et d'autre par une barrière de potentiel, de valeur 8 V, créé par l'électrode 42. L'évacuation des charges est réalisée en appliquant une même tension pulsée aux électrodes qui reçoivent normalement des signaux d'horloge 4 IP et 4 2P de valeur constante pendant l'accumulation. Cette tension pulsée est constituée, par exemple, d'une salve de trois impulsions de durée I microseconde, réitérée pendant un certain nombre d'intervalles de temps correspondants aux intervalles de suppression de ligne du signal vidéo fourni par la sortie du dispositif photosensible. Les figures 4a et 4c illustrent l'action des deux premières impulsions d'une salve, et sont

décrites plus loin.

Lorsque des signaux pulsés sont appliqués aux électrodes de transfert des charges, 41, 43,..., des couplages parasites à l'intérieur du dispositif photosensible transmettent ces signaux et les superposent au signal vidéo, créant ainsi des défauts visibles dans l'image restituée, si ces signaux pulsés sont appliqués pendant la durée utile du signal vidéo. C'est pourquoi il est prévu de ne réaliser l'évacuation des charges que pendant les intervalles de suppression de ligne de ce signal vidéo. Le nombre d'intervalles de suppression de ligne pendant lesquels l'évacuation est

réalisée, est fonction de l'éclairement reçu par le dispositif photosensible.

Un dispositif d'asservissement décrit plus loin détermine ce nombre

d'intervalles.

Sur la figure 4a les électrodes de transfert 41, 43,..., reçoivent une tension de 10 volts, donc de même valeur que la tension appliquée aux électrodes 42 et 44. Il y a alors des puits de potentiel de valeur 18 volts accumulant des charges, sous ces électrodes de transfert 41 et 43. De part et d'autre du drain 47 le potentiel de surface prend une valeur de 8 volts qui constitue une barrière empêchant les charges de passer dans le puits de potentiel du drain 47, de valeur 10 V. La figure 4b représente le fonctionnement lorsque, pour évacuer les charges, la tension des signaux d'horloge IP et t 2P a la valeur 0 volt. Sous les électrodes de transfert 41, 43,..., il n'y a plus de puits de _L potentiel pour accumuler les charges, le potentiel a la valeur 8 volts. Sous l'électrode 42 et sous l'électrode 44 il y a un puits de potentiel de valeur volts. Sous le drain 47 le puits de potentiel, de valeur de 10 volts, attire et évacue les charges, alors que sous l'électrode 44 l'absence de drain ne permet pas cette évacuation. Sous l'électrode 44 il reste donc une certaine quantité de charges qui n'est pas évacuée. Le processus doit donc

être réitéré pour évacuer les charges restant sous l'électrode 44.

La figure 4c représente le fonctionnement quand la tension appliquée aux électrodes de transfert 41 et 43 a de nouveau la valeur 10 volts. Il y a de nouveau un puits de potentiel, de valeur 18 volts, accumulant des charges sous les électrodes de transfert 41 et 43. Sous l'électrode 44 le potentiel de surface revient à la valeur 8 volts, il y a donc disparition du puits de potentiel précédent. Les charges qu'il contenait tombent dans les puits de potentiel situés sous les deux électrodes de transfert voisines, notamment l'électrode 43. Sous les

électrodes telles que l'électrode 42 qui surmonte le drain anti-éblouis-

sement 47, un puits de potentiel de valeur 10 volts est isolé par deux barrières de potentiel de valeur 8 volts. Lors de la prochaine impulsion qui donnera aux électrodes de transfert 41 et 43 une tension de 0 volt, les charges situées dans les puits de potentiels tel que celui situé sous l'électrode 43, se fractionneront de nouveau, une partie étant évacuée par le drain anti-éblouissement 47 et une partie restant accumulée sous l'électrode 44. La partie restant sous l'électrode 44 va en décroissant à chaque itération et peut être considérée -commune nulle lorsque trois impulsions à 0 volt ont été appliquées sur les électrodes de transfert 41 et

43. L'évacuation des charges est ainsi réalisée progressivement en plu-

sieurs étapes dont le nombre dépend de l'éclairement reçu.

La figure 5 représente le schéma synoptique d'un exemple de

réalisation du dispositif selon rinvention, permettant d'asservir la sensibi-

lité d'un dispositif photosensible 54 tel que celui donné en exemple précé-

demment, à l'éclairement reçu par celui-ci.

Ce dispositif comporte: un générateur de signaux 51; deux portes logiques ET 52 et 53; un processeur vidéo 55; un détecteur 56; un

soustracteur analogique 57; un comparateur 58; un générateur d'impul-

sion 59; et un générateur de dents de scie paraboliques 60. Ce générateur de signaux 51 fournit au dispositif photosensible 54 tous les signaux de

commande classiques, notamment deux signaux d'horloge déphasés appli-

qués aux électrodes de transfert surmontant la zone photo-sensible. Ces signaux sont transmis au dispositif 54 respectivement par les portes 52 et 53. Celles-ci permettent de leur superposer les salves d'impulsions per-

mettant l'évacuation des charges pour réduire le temps d'intégration.

Leurs sorties fournissent ainsi les signaux d'horloge ( lp et i)2p au

dispositif 54.

Une sortie du dispositif 54 est reliée à une entrée du processeur vidéo 55 pour lui fournir un signal vidéo. Le processeur 55 met ce signal vidéo dans la forme standard. Une entrée du détecteur 56 est reliée à la sortie du processeur 55 pour recevoir le signal vidéo mis en forme. Ce détecteur 56 possède une sortie fournissant une tension représentative de la luminosité de l'ensemble de l'image, et qui est intermédiaire entre la tension moyenne et la tension de crête du signal vidéo, pour ne pas asservir la sensibilité seulement sur les détails les plus lumineux de l'image. Cette tension est appliquée à une entrée du soustracteur 57 qui reçoit sur une autre entrée une tension continue Vref, pour la soustraire à la tension fournie par le détecteur 56. La sortie du soustracteur 57 fournit

une tension d'erreur qui est appliquée à une entrée du comparateur 58.

Une seconde entrée du comparateur 58 reçoit un signal de période 20 mS, en forme de dents de scie parabolique, fourni par le générateur 60. Cette dent de scie a une amplitude décroissante en fonction du temps, avec une

pente qui diminue en fonction du temps.

Le comparateur 58 et le générateur 60 constituent un convertis-

seur tension-durée non-linéaire, qui fournit un signal impulsionnel, de période 20 mS, ayant une durée égale à la durée pendant laquelle la

tension d'erreur est supérieure à la tension fournie par le générateur 60.

Cette durée correspond à un certain nombre de lignes au début de chaque trame. Ce signal valide le générateur d'impulsions 59, pour générer une suite de salves de trois impulsions, d'une microseconde, avec une période de salve de 64 microsecondes correspondant à la période des lignes. Ces impulsions ont pour valeur 0 et elles bloquent les portes 52 et 53. Les sorties du générateur 51 fournissant un signal constant de valeur 1, les sorties des portes 52 et 53 fournissent donc des salves d'impulsions de valeur 0. Cette valeur logique 0 est représentée par une tension de valeur

nulle par rapport au substrat du dispositif 54.

Si la dent de scie était linéaire la durée du signal impulsionnel validant le générateur 59 serait proportionnelle à la tension d'erreur, quelque soit la valeur de cette durée. Au contraire, il est souhaitable que les variations de durée soient proportionnelles à la fois aux variations de la tension d'erreur et au temps d'intégration des charges, de façon à

augmenter la variation de durée quand la durée d'intégration est grande.

Les fortes valeurs de la durée d'intégration correspondent aux faibles durées d'évacuation des charges, c'est-à-dire au début de chaque dent descie, c'est pourquoi la dent de scie a une pente plus élevée au début qu'à la

fin de chaque période.

La figure 6 représente les chronogrammes des signaux d'horloge !P' 4 2P et 4 IM pendant une période de trame. Pendant la fin de chaque impulsion de suppression de trame, ces trois signaux d'horloge

comportent des impulsions commandant le transfert des charges accumu-

lées dans la zone photosensible 10 vers la zone mémoire 11. Dans l'intervalle de temps situé entre deux transferts, une première partie est dédiée à l'évacuation des charges pour éviter leur accumulation, et une

seconde partie est dédiée à l'accumulation des charges. La durée respec-

tive de ces deux parties est commandée en fonction de l'éclairement reçu.

Pendant la première partie les signaux d'horloge 4 1P et ( 2P comportent des salves de trois impulsions de 1 microseconde toutes les 64 microsecondes, pendant les intervalles de suppression de ligne. Pendant la seconde partie, les signaux d'horloge > IP et ( 2P sont constants. Les

polarisations qu'ils créent retiennent les charges dans les éléments photo-

sensibles pour qu'elles s'y accumulent. Il est à noter que pendant la période de trame suivante les valeurs de ces signaux d'horloge sont

permutées afin de provoquer un décalage vertical de l'analyse, correspon-

dant à un demi-élément pour réaliser l'entrelaçage des deux trames.

Dans cet exemple, chaque trame d'analyse est constituée de 144 lignes alors que le signal vidéo correspond à un nombre de 288 lignes de 64 microsecondes, c'est pourquoi le signal d'horloge 4 lM ' ainsi que le signal d'horloge 4> 2M qui n'est pas représenté, comporte des impulsions toutes les 128 microsecondes, correspondant au transfert des charges d'une ligne de la zone mémoire 1 au registre de sortie 7, pendant la durée de la

suppression de ligne dans le signal vidéo.

La figure 7 représente les chronogrammes des signaux d'horloge IM' 4 2P = e IP ' et 4 IL au voisinage d'une impulsion de suppression de ligne pendant laquelle les charges sont évacuées. Les signaux d'horloge

4 2M et 4 2L ne sont pas représentés, et sont simplement les complémen-

taires respectivement des signaux d'horloge 4 IM et ( IL' Pendant l'impulsion de synchronisation de ligne, une impulsion d'horloge 4 lM' de

durée 6 microsecondes est générée pour transférer les charges correspon-

dant à une ligne vers le registre de sortie 7. Ensuite les signaux d'horloge P et ( 2P comportent trois impulsions, de période I microseconde, destinées à décharger dans le drain anti-éblouissement 25 les charges accumulées pendant la durée de la ligne précédente, c'est-àdire pendant 64 microsecondes. Le signal d'horloge 4 IL' qui permet le transfert des

charges au rythme d'analyse de chaque élément d'image vers l'amplifica-

teur de sortie 8, comporte 218 impulsions pendant chaque période de ligne, et a un niveau constant pendant les intervalles de suppression de ligne. L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits cidessus, il est à la portée de l'homme de l'art d'adapter le procédé et le

dispositif à d'autres dispositifs photosensibles comportant des drains anti-

éblouissement à proximité des éléments photosensibles, ces drains per-

mettant d'évacuer les charges lorsqu'une tension pulsée est appliquée aux électrodes de transfert. Ceci est possible quelque soit le nombre de signaux d'horloge utilisé pour réaliser les transferts de charge. Le nombre d'impulsions appliquées aux électrodes pour évacuer les charges vers ces drains peut être facilement adapté en fonction des caractéristiques des

électrodes, la capacité de celles-ci limitant la fréquence de transfert.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande de la sensibilité d'un dispositif photosen-

sible à transfert de charges, comportant: - une pluralité d'éléments photosensibles (19) o des charges électriques sont générées par la lumière d'une image pendant des premiers intervalles de temps; - une pluralité d'éléments mémoires (10), o ces charges sont stockées pendant des seconds intervalles de temps, avant d'être évacuées vers une sortie pour générer un signal vidéo;

- une pluralité d'électrode (20 à 29) pour commander des déplace-

ments des charges; - une pluralité de drains anti-éblouissement (25) intercalés entre les éléments photosensibles (19) de façon telle que chaque élément photosensible (19) est voisin d'un drain (25); procédé caractérisé en ce qu'il consiste à évacuer par les drains antiéblouissement (25) les charges générées par la lumière au début de chacun des premiers intervalles, en déplaçant ces charges vers ces drains (25) pendant un certain nombre d'intervalles de temps qui correspondent à des intervalles de suppression de ligne du signal vidéo fourni par la sortie (8) du dispositif photosensible, ce nombre étant fonction de la luminosité

de Pl'ensemble de l'image.

2. Procédé selon la revendication 1, appliqué à un dispositif photosensible à transfert de trames, comportant deux zones distinctes, constituées respectivement par une matrice (11) d'éléments photosensibles (19) et par une matrice (10) d'éléments-mémoires; comportant des drains

anti-éblouissement linéaires (25), chacun séparant deux colonnes d'élé-

ments photosensibles (19); et comportant une électrode (24) surmontant chaque drain (25) et une pluralité d'électrodes (21, 22, 27, 28) surmontant chaque élément photosensible (19), caractérisé en ce qu'il consiste: - à appliquer un potentiel fixe aux électrodes (24) surmontant les drains anti-éblouissement (25), de valeur telle qu'ils évacuent les charges excédentaires en cas d'éblouissement; - à appliquer des potentiels variables, déphasés entre eux, aux électrodes (21, 22, 27, 28) surmontant les éléments photosensibles (19), pendant les premiers intervalles de temps, ceux-ci correspondant à la durée d'analyse d'une trame, sauf pendant un certain nombre d'intervalles de suppression de ligne du signal vidéo fourni par la sortie (8) du dispositif; - à appliquer, pendant ces intervalles de suppression de ligne, des potentiels pulsés identiques sur toutes les électrodes (21, 22, 27, 28)

surmontant les éléments photosensibles (19).

3. Dispositif de commande de la sensibilité d'un dispositif photo-

sensible à transfert de charges, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens (55, 56) pour fournir un signal représentatif de la

luminosité de l'ensemble d'une image projetée sur le dispositif photosen-

sible, à partir du signal vidéo fourni par ce dispositif; - des moyens (52, 53, 59) pour fournir une tension pulsée à toutes les électrodes (21, 22, 27, 28) surmontant les éléments photosensibles (19) du dispositif photosensible, pendant un certain nombre d'intervalles de suppression de ligne du signal vidéo fourni par le dispositif photosensible, ce nombre étant déterminé par la durée d'un signal de commande; - des moyens (57, 58, 60) pour générer ce signal de commande avec une durée fonction de la valeur du signal représentatif, et inférieure

à la durée d'analyse d'une trame.