FR2574241A1 - Mesure du courant du noir pour des imageurs a transfert de trame - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR DERIVER UN SIGNAL INDIQUANT LE NIVEAU DU COURANT DU NOIR ACCOMPAGNANT UN SIGNAL VIDEO FOURNI PAR UN IMAGEUR A SEMI-CONDUCTEURS DU TYPE A TRANSFERT DE TRAME COMPRENANT DES REGISTRES A, B ET C. SELON L'INVENTION, UN MOYEN 38 DEVELOPPE UN PREMIER SIGNAL SENSIBLEMENT REPRESENTATIF UNIQUEMENT DE LA REPONSE AU COURANT DU NOIR ACCUMULEE DANS UNE PREMIERE PARTIE DE L'IMAGEUR; UN MOYEN 34 DEVELOPPE UN SECOND SIGNAL SENSIBLEMENT REPRESENTATIF UNIQUEMENT DE LA REPONSE AU COURANT DU NOIR ACCUMULEE DANS UNE SECONDE PARTIE DE L'IMAGEUR ET UN MOYEN 36 COMPARE LES PREMIER ET SECOND SIGNAUX POUR DEVELOPPER LE SIGNAL D'INDICATION. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX CAMERAS DE TELEVISION.

Description

La présente invention se rapporte à des imageurs à semi-conducteurs du

type à transfert de trame tel que le type du dispositif à couplage de charge (CCD) utilisé dans des caméras de télévision, et plus particulièrement, au problème de la mesure précise des courants du noir dans des signaux vidéo produits

par de tels imageurs.

Un imageur à CCD du type à transfert de trame a un registre A de l'image photosensible exposé à 0 l'énergie rayonnante d'une scène et a un registre B de stockage de trame et un registre C de ligne de sortie, ces deux derniers étant masqués relativement à l'éclairement. L'énergie rayonnante descriptive de la scène est focalisée sur le registre A pendant un intervalle d'intégration de l'image correspondant sensiblement à une période d'aller vertical pour produire une trame de paquets de charge représentative de la scène. Ces paquets de charge sont décalés dans le registre B pendant un intervalle de transfert de trame (couramment également appelé un intervalle de transfert A/B ou "de traction vers le bas'") qui se produit pendant la période de retour vertical suivante. Pendant la période d'aller vertical suivante, les paquets de charge de chaque ligne de la trame stockée dans le registre B sont décalés en parallèle dans le registre C pendant des périodes respectives de-retour horizontal et ensuite extraitsen série pendant les périodes suivantes d'aller horizontal jusqu'à ce que toute la trame de

paquets de charge dans le registre-B soit lue.

Des imageurs à semi-conducteurs produisent de manière non souhaitable des courants du noir qui dépendent de la température, qui s'accumulent en tant que charge dans tous les registres de l'imageur. Ces courants du noir apparaissent sous la forme d'un signal même en l'absence de lumière. L'accumulation du courant du noir dans le registre A pendant l'intervalle d'intégration de la trame a pour résultat un palier en courant continu du courant du noir qui accompagne les paquets de charge représentatifs de l'image. Un nuancement de la trame du signal vidéo, une variation du niveau du noir à travers la trame de l'image dans la direction de l'avance de la ligne, est provoquée par des: lignes successives des paquets de charge représentant des échantillons de l'image qui passent progressivement

de plus en plus longtemps dans le registre B de l'imageur.

La longueur accrue de temps que chaque ligne de paquets de charge passe dans le registre B permet un plus long temps pour l'accumulation du courant du noir, décalant ainsi de plus en plus le niveau du noir vers le blanc pour chaque ligne successive. Bien que le courant du noir

s'accumule dans le registre C, son niveau est très faible.

Par conséquent, il est souhaitable d'obtenir un signal d'indication répondant aux courants du noir que l'on puisse utiliser pour la compensation du signal vidéo par rapport à une réponse au courant du noir. Comme l'allure

d'accumulation du courant du noir augmente avec l'augmenta-

tion de la température du substrat semi-conducteur sur lequel l'imageur est formé, il est souhaitable de dériver le signal d'indication en tant que mesure directe d'une

accumulation du courant du noir dans une zone du même -

substrat que celle sur laquelle est construit l'imageur lui-même. La charge laissée dans le registre B après la période d'aller de trame ou verticale peut,comme cela est décrit dans le brevet US NI 4.496.982 de P. A. Levine, intitulé "Compensation against field shad'ing in video from field-transfer CCD imagers", être supprimée pendant le retour vertical ou de trame et intégrée dans le temps pour développer un signal qui est une mesure de l'accumulation

du courant du noir pendant l'aller vertical de l'imageur.

La zone du substrat sur laquelle la charge rémanente s'accumule est celle du registre B, donc la sensibilité de la mesure de l'accumulation du courant du noir est bonne car le signal d'indication a tendance a avoir une

amplitude suffisamment importante du fait que l'accumula-

tion progressive par ligne ci-dessus décrite est mesurée avec précision. Le problème pratique que l'on rencontre dans l'utilisation de ce procédé réside dans le fait que le masque opaque sur les registres B et C utilisé pour les protéger de l'éclairement n'empêche pas, au moins dans les imageurs actuellement commercialisés, de

manière adéquate, des composantes photosensibles d'être-

produites dans les lignes du registre B masqué qui sont

proches du registre A non masqué. Cette composante photo-

sensible est déclenchée vers l'avant pendant l'avance -

ligne par ligne des paquets de charge à travers le registre B pendant lapériode d'aller vertical et par conséquent apparaît dans chaque ligne de la charge rémanente qui est extraite du registre B pendant la période de retour vertical. Cette photoréponse a pour résultat une mesure

imprécise de la réponse au courant du noir.

Dans un- autre procédé de mesure de la réponse au

courant du noir, cette demnade de Levine décrit l'utilisa-

tion d'un registre B qui est plus grand que le registre A par le fait qu'il a un canal "supplémentaire" de transfert de charge vertical qui ne reçoit pas les paquets de charge du registre A et qui par conséquent, accumule uniquement la réponse au courant du noir. Un multiplexage par répartition dans le temps du signal de sortie du CCD permet aux paquets de charge de ce canal supplémentaire de transfert de charge du registre B d'être intégrés pour produire un signal d'indication qui est proportionnel au-courant de l'imageur. Dans certains imageurs, tels que ceux ayant une réponse relativement faible au courant du noir, il peut être

difficile de produire un signal d'indication suffisam-

ment important pour une mesure précise à partir d'un seul canal supplémentaire de transfert de charge du registre B. L'augmentation du nombre de canaux supplémentaires de transfert de charge du registre peut améliorer la précision de la mesure du courant du noir mais aux dépens non souhaitables de l'augmentation

de la surface du semi-conducteur de l'imageur.

La demande de brevet US n 659.460 déposée le Octobre 1984 au nom de P.A. Levine et intitulée nImproved dark current sensing with a solid-state imager having a CCD line register output", décrit un procédé de mesure de la réponse au courant du noir pour des imageurs à CCD à transfert de trame o le courant du noir accumulé dans le registre C est détecté pour en dériver le signal d'indication. Dans ce procédé, l'extraction du registre C continue pendant un intervalle de temps supplémentaire après l'avoir déjà vidé des paquets de charge fournis par le registre B et avant que la ligne suivante de paquets de charge de registre B ne soit transférée dans le registre C. Une intégration dans le temps des signaux extraits du registre C pendant cet intervalle supplémentaire de temps est utilisée comme mesure de la réponse au courant du noir. Bien que ce procédé de mesure de la réponse au courant du noir puisse être utilisé avec suffisamment de succès pour certains imageurs, les imageurs récemment fabriqués ont une réponse réduite au courant du noir qui peut être trop faible pour être mesurée avec précision par cette technique, car seule une faible quantité de courant du

noir peut s'accumuler dans le registre C à une ligne.

Dans des caméras de télévision en couleur, o l'on utilise une correction du gamma, de petites variations vidéo proches du niveau du noir sont étendues d'environ quatre fois par rapport aux variations du signal vidéo

dans les parties plus claires de la scène télévisée.

Par conséquent, même de légers décalages du niveau du noir provoqués par une compensation imprécise du courant du noir peuvent provoquer des décalages perturbateurs

de couleur lorsque la scène télévisée est reproduite.

En conséquence, il est souhaitable de produire un signal précis d'indication répondant sensiblement aux courants intégrés du noir pour une utilisation par un circuit de traitement de caméra dans des buts tels qu'une

correction du courant du noir.

Dans une caméra de télévision comprenant un imageur à CCD du type à transfert de trame, un signal d'indication représentatif de la réponse du courant du noir accompagnant le signal vidéo est produit en comparant des premier et second signaux représentatifs des paquets de charge dérivés de parties différentes de l'imageur comme les registres B et C. Plus particulièrement, le premier signal est produit lorsque le registre C fournit des paquets de charge fournis par le registre B qui ne comprennent sensiblement pas de photoréponse transférée du registre A. Le second signal est produit lorsque la sortie du registre C fournit des paquets de charge après que des paquets de charge fournis par le registre B ont déjà été extraits et tandis qu'aucun nouveau paquet de charge du registre B n'est transféré dans le registre C. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts,

caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaî-

tront plus clairement au cours de la description explicative

qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 montre sous forme de schéma bloc, une caméra à CCD comprenant une mesure du courant du noir et une compensation du signal vidéo selon les principes de l'invention; - les figures 2a et 2b illustrent un imageur à CCD à transfert de trame et les formes d'onde utiles à la compréhension de la nature de ses composantes du courant du noir, respectivement; - les figures 3a et 3b illustrent le fonctionnement de l'imageur à CCD de la figure 2a d'une manière qui permet la mesure du courant du noir selon les principes de la présente invention et une forme d'onde utile à la compréhension de cette opération, respectivement; et - la figure 4 illustre, partiellement sous forme de bloc et partiellement sous forme schématique, un mode de réalisation préféré d'une partie de la caméra à CCD

de la figure 1, comprenant un autre aspect de l'invention.

Dans la caméra de la figure 1, l'énergie rayonnante réfléchie ou transmise par un objet 10 est focalisée par l'optique 12 de la caméra à la surface d'un imageur à semi-conducteursl4. L'imageur 14 est illustré comme un imageur conventionnel à CCD (dispositif à couplage de charge) du type à transfert de trame verticale comprenant une partie 16 de registre- A non masquée répondant à l'énergie rayonnante focalisée sur elle par l'optique 12 et des parties 18 et 20 de registres B et C masquées

ne répondant sensiblement pas à l'énergie rayonnante.

Un étage 22 de sortie de capteur de charge, qui peut comprendre un élément flottant dans le canal de transfert de charge du registre C 20 et un électromètre à transistor à effet de champ, fournit un signal de sortie sous forme de tension en réponse au transfert de charge du registre C 20. Des photo-électrons sont produits dans le registre A 16 en réponse à l'énergie rayonnante focalisée et ils s'accumulent sous la forme depaquets de charge descriptifs de l'objet 10. Les paquets de charge sont retenus en des

emplacements spécifiques par des électrodes (non représen-

tées) agencées en rangées horizontales (non représentées) et des régions d'arrêt de canal agencées en colonnes verticales (non représentées). Les registres B et C 18 et 20 sont agencés de manière semblable en rangées et colonnes qui sont alignées avec celles du registre

A 16, le registre C 20 n'ayant qu'une seule rangée.

Le mouvement vertical des paquets accumulés de charge représentatifs de l'objet 10 est contrôlé par des signaux d'horloge A et $B qui peuvent être de nature monophasée ou polyphasée, appliqués par un générateur de signaux d'horloge 24 aux électrodes du registre A 16 et du registre B 18 respectivement, de l'imageur 14. Pendant un intervalle d'intégration de l'image (par exemple correspondant à la période d'aller vertical de la norme de télévision NTSC), les signaux d'horloge $A sont interrompus et des échantillons de charge répondant à l'énergie rayonnante se développent dans le registre A 16. Après l'intervalle d'intégration, les échantillons accumulés de charge sont transférés en parallèle-vers le bas des canaux verticaux du registre A 16 au registre B 18 par application synchrone des signaux d'horloge eA et B' respectivement. Comme on l'a précédemment noté, cet intervalle de transfert, couramment appelé intervalle de transfert A/B o'u "de traction vers le bas", se produit pendant la période de retour vertical de télévision. A la fin de l'intervalle de traction vers le bas, les paquets de charge du - registre A 16 ont été transférés au registre B 18, laissant le registre A vide ou dépourvu de charge représentative du signal. Pendant l'intervalle suivant d'intégration de l'image, o la trame suivante de paquets de charge est développée dans le registre A 16, les signaux d'horloge $B sont appliqués au registre B 18 de façon que la trame précédente de paquets de charge soit transférée d'une rangée (c'est-à-dire une ligne) en un temps sous une forme en parallèle du registre B 18 dans le registre 20 C à une ligne. Par application des signaux d'horloge $C au registre C 20, les paquets de charge de chaque ligne transférés dans le registre C sont extraits en série vers l'étage 22 de sortie

pendant des périodes successives de retour horizontal.

Le générateur d'horloge 24 fournit des impulsions de remise à l'état initial (OR) à l'étage de sortie 22 pour bloquer son élément flottant à un potentiel défini de drain de remise à l'état initial àla suite de la détection de chaque échantillon d'image. Les signaux d'horloge PC sont également appliqués au registre C 20 pendant la période de retour vertical afin d'extraire toute charge rémanente qui lui est transférée par le

registre B 18 pendant l'intervalle de transfert A/B.

Le signal de tension fourni par l'étage de sortie 22 en réponse aux paquets reçus de charge est appliqué à un circuit 26 de réccupération de signaux, par exemple comprenant un circuit connu de réduction du bruit et préamplificateur tel qu'un double échantillonnage en

corrélation, pour développer un signal de sortie vidéo.

Des détails du circuit pour accomplir le double échantillon-

nage en corrélation peuvent être trouvés dans un livre intitulé "Solid state imaging", de Jespers Van de Wielf et White, publié par NoordhoffLeyden, en 1976. Le signal vidéo de sortie est appliqué à un processeur vidéo 28 qui comprend un circuit de restauration du courant continu et de blocage (montré en détail sur la figure 4) et un circuit 30 de compensation du courant du noir qui compense, dans le signal vidéo, la réponse au courant du noir selon les principes de l'invention. Un processeur de signaux 32 répond aux signaux de synchronisation horizontale et verticale (V) et d'effacement qui sont fournis par le générateur d'horloge 24 pour insérer des impulsions de synchronisation et d'effacement dans le signal vidéo produit par le processeur vidéo 28. Le processeur de signaux 32 comprend également un circuit conventionnel de traitement de signaux vidéo, par exemple comprenant un circuit de correction du gamma, pour développer à sa sortir un signal vidéo composite sous un format standard, tel que NTSC. Un signal PAL ou SECAM pourrait également être fourni si l'imageur 14 avait un nombre approprié de lignes. Si, par exemple, un filtre de couleur (non représenté) est incorporé dans l'optique 12, le processeur de signaux 32 contiendra également un circuit de décodage, de matriçage et de sous-porteuse pour développer des composantes de couleur du signal vidéo composite à sa sortie. En bref, le circuit 30 de compensation du courant du noir comprend un capteur de signaux 34 pour échantillonner le niveau du signal vidéo pendant une période de temps "LIGNE DK", à spécifier ultérieurement, lorsque le registre C 20 fournit des paquets de charge qui lui ont été fournispar le registre B 18 mais qui ne contiennent sensiblement pas de composantes photosensibles transférées du registre 16 A pour développer un premier signal. Ce premier signal est appliqué à l'entrée directe (+) d'un comparateur 36. Un capteur de signaux 38 échantillonne le niveau du signal vidéo pendant une période de temps "LIGNE C", que l'on spécifiera également ultérieurement, o le registre C 20 fournit des paquets de charge alors que tous les paquets de charge fournis par le registre B 18 ont déjà été fourniset qu'aucun nouveau paquet de charge du registre B n'est transféré au registre C 20 pour développer un second signal. Ce second signal est appliqué à une entrée inverse (-) du comparateur 36. La tension développée à la sortie du comparateur 36 est représentative de la réponse au courant du noir qui accompagne les signaux vidéo et on l'utilise à la manière d'une contre-réaction négative pour réduire ou compenser le courant du noir en l'appliquant à une entrée inverse (-) d'un amplificateur vidéo 40 relié entre le circuit 26 de récupération de signaux et le circuit 32 de traitement

de signaux. Une description plus détaillée du fonctionne-

ment du circuit 30 de compensation du niveau du noir de la figure 1 sera donnée ci-après. Cependant, on décrira d'abord, en se référant aux figures 2a et 2b, la production et la nature de la réponse au courant du noir qu'il faut compenser. Comme le montre la figure 2a, pour le format NTSC, l'imageur 14 à CCD a 256 lignes dans les deux registres A et B,. le registre C ayant une seule ligne et étant utilisé pour une-conversion parallèle-série des paquets de charge fournis en parallèle du registre B 18. Dans le système NTSC, la trame visible (active) comprend environ 244 lignes. Par suite, il y a des lignes "supplémentaires" dans les registres A et B 16 et 18. De manière avantageuse, le déclanchement de l'imageur 14 est modifié selon un aspect de la présente invention pour utiliser les lignes "supplémentaires" d'une manière permettant une mesure précise de la réponse au courant du noir comme on le

décrira en se référant aux figures 3a et 3b.

Comme on l'a précédemment noté, les imageurs à transfert de trame sont soumis à des glissements ou décalages non souhaitable au niveau du noir (changement du nuancement ou du niveau du noir du fond qui se produit à travers toute la trame) du fait des courants du noir intégrés dans l'imageur qui accompagnent les échantillons vidéo développés. La réponse au courant du noir des imageurs à transfert de trame, ainsi que d'autres types d'imageurs, a une composante de palier en courant continu ou du noir à la fréquence verticale pouvant être attribuée à l'intégration du courant du noir dans le registre A sur l'intervalle d'intégration de l'image. Si cette composante du courant du noir pouvait simplement être extraite directement du registre A 16, elle sera telle qu'illustrée par la forme d'onde 210 de la figure 2b. Comme les courants du noir de l'imageur dépendent de la température, le niveau P de la composante en courant continu dépend également de la température comme cela est indiqué par une flèche à deux têtes. Par ailleurs, dans des imageurs à transfert de trame, le transfert ligne par ligne des paquets de charge représentatifs de la vidéo, du registre B 18 au registre C 20, a pour résultat une composante en escalier-ou en rampe à la fréquence verticale de la réponse intégrée au courant du noir ayant des échelons à la fréquence horizontale de la longueur d'une ligne, qui accompagnent le signal vidéo. Cette composante en escalier a une valeur minimale pour la première ligne lue du registre B 18 et une valeur maximale pour la dernière ligne visible lue du registre B 18. La production de cette composante croissant en escalier est facilement comprise en réalisant que la première ligne est extraite par le registre C 20 presqu'immédiatement après l'intervalle de traction vers le bas, ayant ainsi un temps minimum pour l'accumulation de la réponse au courant du noir. Par ailleurs, les lignes en un nombre croissant en succession restent dans le registre B pendant des nombres croissants de période d'aller horizontal. Par exemple, la dernière ligne visible est fournie du registre C 20 presque 1/60 de seconde après la première ligne et a ainsi intégré une bien plus importante quantité de courant du noir pendant sa présence dans le registre B 18 que la première ligne. Cette composante en escalier de la réponse au courant du noir accompagnant les paquets de charge provoque une pente de la luminosité moyenne du signal vidéo produit, qui est perpendiculaire à la direction du balayage horizontal. Cela est couramment appelé le nuancement de la trame et est illustré par la forme d'onde 220 de la figure 2b (les échelons individuels à la fréquence horizontale n'étant pas représentés pour la simplificité) et a une valeur maximale qui est une fraction k de P. Dans l'imageur SID 403 couramment commercialisé par RCA Corporation, Lancaster, Pennsylvanie, la fraction, k, est à peu près égale à 0,7 du fait de la zone réduite des parties de traitement du signal du registre B en comparaison au registre A. La pente du nuancement de la trame dépend de la température comme cela est indiqué par une flèche à deux têtes sur la forme d'onde 220. L'effet combiné de ces courants du noir de. l'imageur est illustré par la forme d'onde 230 et a pour résultat un déplacement gênant et remarquable du

niveau du noir.

Dans certains imageurs à transfert de trame à CCD comme l'imageur SID 403, les glissements du niveau du noir provoqués-par la composante en escalier du courant du noir sont moins remarquables que la composante du palier du noir optique du courant du noir. En conséquence,

pour le moment, on ignorera la composante en escalier.

Cependant, la composante en escalier peut être compensée,

si on le souhaite, comme on le décrira ultérieurement.

La figure 3a-illustre la façon de faire fonctionner l'imageur 14 pour qu'un signal vidéo de sortie illustré par la forme d'onde idéalisée de la figure 3b soit fourni au processeur vidéo 28. La différence principale de fonctionnement par rapport au fonctionnement conventionnel précédemment. décrit, réside dans le fait qu'il y a plus de lignes des échantillons de charge qui sont transférées dans le registre B 18 que celles produites dans le registre A 16. Par exemple, bien que chacun des registres A et B 16 et 18 contienne 256 lignes, les horloges $A et eB fonctionnent simultanément afin d'effectuer 268 transferts du registre A 16 au registre B 18. Cela a pour résultat la production de 12 lignes fantôme ou du noir (0K) près du sommet-du registre B 18 qui ne contiennent sensiblement pas de composante photosensible transférée du registre A 16. Les 12 lignes inférieures du registre A 16 sont perdues, parce qu'elles sont transférées à travers le registre B 18 au registre C 20 trop rapidement pour être extraites du registre C 20 individuellement pendant l'intervalle de transfert A/B. Cependant, il y a encore 244 lignes actives de l'image (PIX) qui sont stockées dans le registre B 18 qui sont suffisantes pour représenter totalement la trame visible de télévision. Ce décalage de la trame de 256 lignes de télévision du registre A 16 au registre B 18 est illustré par les lignes en pointillé

sur la figure 3a.

La forme d'onde de la figure 3b montre la dernière ligne de PIX à la fin d'une période d'aller vertical ou de trame T, une période de retour vertical ou de trame et la première ligne PIX au début de la période d'aller vertical suivante T+I. Les intervalles d'effacement à la fréquence horizontale (HB) séparent des lignes actives adjacentes de télévision. Dans le système de télévision

NTSC, l'intervalle de retour vertical a 21 lignes de long.

Ainsi, lorsque l'imageur fonctionne comme le montre la figure 3a, la période de retour vertical commence avec

l'extraction du registre C 20 des 12 lignes DK par appli-

cation simultanée des signaux d'horloge 08 et XC au registre C 18 et au registre C 20, respectivement. Ensuite, une ligne appelée C est produite par interruption de l'application du signal d'horloge LB au registre B 18 tout en continuant l'application du signal d'horloge C au registre C 20. Cela est suivi d'un intervalle de transfert A/B qui prend le temps des huit lignes restantes dans la période de retour vertical. Comme les lignes DK sont restées dans le registre B 18 pendant environ une pleine période de trame avant d'être extraites du registre C 20, leur niveau accumulé du courant du noir est sensiblement égal au niveau maximum du signal en rampe 220 de la figure 2 b c'est-à-dire kP. Comme la ligne C ne contient pas de paquets de charge transférés du registre A ou B, elle représente le noir "absolu". Cette ligne C ou du noir absolu a un niveau bien plus faible que la ligne DK. Selon un aspect de l'invention, la ligne C est utilisée comme référence fiable pour

mesurer la réponse au courant du noir.

En se référant de nouveau à la description de la

figure 1, le capteur 38 de la ligne C répond à un signal d'échantillon de la ligne C qui est appliqué par le générateur d'horloge 24 pendant l'intervalle de la ligne C pour échantillonner la ligne C comme le montre la figure 3b et appliquer ainsi un signal de référence

de niveau du noir à l'entrée inverse du comparateur 36.

Un commutateur 42 répond également au signal d'échantillon de la ligne C pour coupler la sortie du comparateur 36 à un niveau de référence de la caméra, c'est-à-dire là masse du signal, qui inhibe le fonctionnement de la boucle de contre-réaction de compensation du courant du noir de façon que le niveau du signal de la ligne C puisse être bien détecté. Le capteur 34 de la ligne DK répond à un signal d'échantillon de la ligne DK qui est fourni par le générateur d'horloge 24 pour échantillonner le niveau du signal vidéo pendant l'intervalle de temps o l'une des douze lignes DK est fournie. Le signal d'échantillon de la ligne DK est de préférence temporisé pour provoquer un échantillonnage d'une ligne DK qui a été produite à l'origine dans le registre B 18 en une position aussi

éloignée que possible du bord inférieur du registre A 16.

Cela évitera une photoréponse non voulue dans la ligne DK échantillonnée du fait d'une fuite sous le bord du masque lumineux du registre B. Le niveau du signal DK échantillonné est appliqué à l'entrée directe du comparateur 36. Le signal développé à la sortie du comparateur 36 est une mesure précise du courant du noir du registre B et est utilisé en tant que signal d'indication pour compenser la réponse au courant du noir. Un diviseur de tension 44 comprenant un commutateur sélectivement conducteur 46 sensible au signal de l'échantillon de la ligne DK et des résistances de division 48 et 50, fonctionne pour réduire le signal d'indication développé à la sortie du comparateur 36 d'un pourcentage prédéterminé, tel que 30 pour cent, pendant le temps de l'échantillon de la ligne DK. Ce signal réduit d'indication est appliqué à l'entrée inverse de l'amplificateur vidéo 40 et sert à décaler le signal vidéo à la sortie de l'amplificateur d'une manière inversement proportionnelle. Du fait de la nature de contre-réaction du circuit ci-dessus décrit, pendant le temps de l'échantillon de la ligne DK, le signal d'indication est entraîné à un niveau qui équilibre les niveaux du signal appliqués aux entrées du comparateur 36. Les capteurs 34 et 38 comprennent un circuit de maintienpour maintenir les niveaux de leur signal de sortie à la fin des périodes de temps d'échantillon. Par conséquent, pendant les périodes de temps o le signal de l'échantillon de la ligne DK ne provoque pas une conduction du commutateur 46, c'est-à-dire pendant la période d'aller vertical, le signal d'indication est accru de 30 pour cent, Comme on l'a précédemment noté, dans l'image S1D 403, le niveau maximum de la composante en escalier du courant du noir, c'est-à-dire la ligne DK échantillonnée,est d'environ 0,7 du niveau de la composante en courant continu du courant du noir, c'est-à-dire le palier en courant continu du niveau du noir du registre A qui accompagne le signal videéo. Par

conséquent, cette augmentation du niveau du signal d'indica-

tion est la quantité correcte qui est nécessaire pour dériver un signal de compensation du courant du noir pour la composante du palier en courant continu du courant du noir du registre A, d'une mesure répondant au niveau maximum de la composante en escalier du courant du noir du registre B. Pour empêcher les lignes DK d'être contaminées par les composantes photosensibles résultant de la lumière atteignant le registre A 16 pendant l'intervalle de retour vertical, dans le mode de réalisation illustré, un obturateur rotatif 52 est placé entre l'optique 12 et l'imageur 14. L'obturateur 52 comprend des parties opaques à la lumière et transparentesà la lumière et est tourné par un moteur 54 répondant à des signaux d'entraînement du moteur (MD) qui sont fournis par le générateur d'horloge 24 de façon que les parties opaques bloquent la lumière par rapport à l'imageur 14 pendant

les périodes de retour vertical et les parties transmis-

sibles de la lumière laissent passer la lumière vers l'imageur 14 pendant les périodes d'aller vertical L'obturateur 52 pourrait être éliminer s'il était possible de réduire sensiblement l'apparition de la photo réponse dans les lignes DK par un autre moyen. Par exemple, l'augmentation de l'allure des 268 transferts A/B réduirait sensiblement la photoréponse dans les lignes DK, mais provoquerait un plus grand drain de puissance

du signal d'horloge.

Si l'on souhaitait corriger la composante en escalier du courant du noir produit par le déplacement des paquets de charge du registre A à travers le registre B 18, un générateur de rampe 56 à la fréquence verticale illustré en pointillé sur la figure 1 pourrait être ajouté au circuit 30 de compensation du courant du noir pour appliquer un signal en rampe à la fréquence verticale à l'entrée inverse de l'amplificateur vidéo 40 ayant

une rampe répondant au niveau du signal d'indication.

La figure 4 montre un mode de réalisation détaillé préféré du processeur vidéo 28 de la caméra à CCD de la figure 1. Des éléments ayant une forme et une fonction sensiblement analogues à ceux précédemment décrits ont le même chiffre de référence que celui utilisé à la figure 1i

et ne seront que rapidement décrits pendant la description

de la figure 4. Le signal vidéo fourni à la sortie du circuit 26 de récupération de signaux est appliqué à l'entrée directe d'un amplificateur vidéo 402. Un blocage 404 de contre réaction à-la fréquence horizontale répondant aux signaux à la fréquence horizontale fourni par le générateur d'horloge 24 est couplé entre la sortie de l'amplificateur 402 et son entrée inverse, pour bloquer le signal vidéo à une tension de référence (REF). La tension REF est un signal au niveau du noir et peut être dérivée d'un déclenchement supplémentaire du registre C pendant la période de retour horizontal, comme cela est décrit dans la demande de brevet US précédemment mentionnée nO 659.460. Ensuite, les parties horizontales du signal vidéo ainsi bloqué sont effacées (c'est-à-dire appliquées à un niveau du noir tel que la masse du signal) par un effaceur horizontal 406 qui répond également aux signaux à la fréquence horizontale fournis par le générateur d'horloge 24. Les signaux vidéo bloqués et horizontalement effacés sont appliqués à l'entrée directe de l'amplificateur

vidéo 40 par une résistance 408. Un blocage 410 de contre-

réaction à la fréquence horizontale répondant également aux signaux à la fréquence horizontale fournis par le générateur d'horloge 24 et couplés à la sortie de l'amplificateur vidéo 40 pour appliquer, par une résistance 412, un signal de correction à l'entrée inverse de l'amplificateur vidéo 40 qui corrige les décalages en

courant continu dans l'amplificateur vidéo 40.

Le capteur 34 de la ligne DK comprend un commutateur 414 dont une extrémité est reliée à la sortie de l'amplificateur vidéo 40 et dont l'autre extrémité est reliée àla jonction d'un condensateur 416 et de l'entrée directe du comparateur 36. L'autre extrémité du condensateur

416 est reliée à une tension de référence de la caméra.

Le capteur 38 de la ligne C comprend un commutateur 418

dont une extrémité est reliée à la sortie de l'amplifica-

teur vidéo 40 et dont l'autre extrémité est reliée à la jonction d'un condensateur 420 et d'une entrée d'un amplificateur tampon 422. L'autre extrémité du condensateur 420 est également reliée à la tension de référence de la caméra. Le commutateur 414 répond au signal d'échantillon de DK et le commutateur 418 répond au signal d'échantillon de C, les deux signaux d'échantillon étant fournis par le générateur de signaux 24. La sortie de l'amplificateur

tampon 422 est reliée à l'entrée inverse du comparateur 36.

Selon un autre aspect de l'invention, les décalages du niveau en courant continu entre le niveau des parties d'effacement horizontal (illustrées par HBL sur la figure 3b) et les parties du noir du signal vidéo sont réduits par l'addition d'une autre boucle de contre-réaction. L'autre boucle de contre-réaction comprend un commutateur 424 dont une extrémité est reliée à la sortie de l'amplificateur vidéo 40 et dont l'autre extrémité est reliée à la jonction d'un condensateur 426 de l'entrée inverse d'un comparateur 428. La conduction du condensateur 424 est contrôlée selon l'application de signaux à la fréquence horizontale fournis par le générateur d'horloge 24. L'entrée inverse du comparateur 428 reçoit le niveau de référence du noir absolu qui est fourni par la sortie de l'amplificateur tampon 422. La sortie du comparateur 428 est appliquée à l'entrée inverse de l'amplificateur vidéo 40, par une résistance 430. Un commutateur 432 répond au signal à la fréquence horizontalefourni par le générateur d'horloge 24 pour inhiber cette autre boucle de contre-réaction pendant les intervalles d'effacement horizontalde façon à ne pas perturber le fonctionnement du blocage 410 de contre-réaction à la fréquence horizontale. Le comparateur 428 sert à appliquer un niveau du signal à l'entrée inverse

de l'amplificateur vidéo 40 qui a pour résultat l'établisse-

ment du niveau du noir du signal vidéo pendant l'intervalle d'effacement horizontal au niveau de

la ligne C mesuré, c'est-à-dire le noir absolu.

La forme d'onde 434 illustre les signaux vidéo fournis à la sortie de l'amplificateur vidéo 40 de la figure 4 pour la ligne précédant et suivant une

transition du noir au blanc dans une scène télévisée.

Il faut noter qu'il n'y a pas de décalage du palier entre les intervalles d'effacement horizontal (HB) - et les intervalles de l'image et que le niveau du blanc de la partie active de l'image ne contient pas de composante du courant du noir qui le décale du niveau

du noir des périodes HB.

Il faut noter que de nombreuses modifications des circuits précédemmentdécrits pourraient être apportées, répondant encore aux principes de l'invention. Par exemple, le signal d'indication développé à la sortie du comparateur 36 peut être utilisé en mode d'alimentation directe, plutôt qu'en contre-réaction, pour compenser,

dans le signal vidéo, la réponse au courant du noir.

Par exemple, le signal d'indication peut être appliqué pour produire un signal de palier à la fréquence horizontale pouvant alors être soustrait du signal vidéo produit par l'amplificateur vidéo 40. Par ailleurs, il sera clair que l'on pourrait détecter plus ou moins qu'une ligne DK ou une ligne C. Par exemple, le commutateur 418 du capteur 38 de la ligne C de la figure 4 pourrait être conducteur uniquement pendant une partie d'un intervalle de retour horizontal pour détecter un niveau du signal du noir absolu. Cependant, ce procédé ne serait pas aussi souhaitable que le procédé précédemment décrit car il serait sujet à une imprécision dûe au temps

relativement court de conduction du commutateur 418.

Par ailleurs, d'autres utilisations du signal d'indication du courant du noir dérivé selon l'invention sont envisagées. Par exemple, comme le niveau du courant du noir est sensible à la température le signal d'indication du courant du noir développé à la sortie

du comparateur 36 est également sensible à la température.

Le signal d'indication sensible à.la température peut également être utilisé pour contrôler le refroidissement thermoélectrique de l'imageur à CCD pour maintenir constants les niveaux du courant du noir comme cela est décrit par P.A. Levine dans la demande de brevet US NI 571.719 déposée le 18 Janvier 1984 et intitulée "Dark current level regulation in solid-state devices", et cédée à

RCA Corporation.

Claims (8)

R E V E N D I C A T I O N S

1. Dispositif pour dériver un signal indiquant le niveau du courant du noir accompagnant un signal vidéo fourni par un imageur à semiconducteurs du type à transfert de trame comprenant des registres A, B et C, caractérisé par un moyen (38) pour développer un premier signal sensiblement représentatif uniquement de la réponse au courant du noir accumulée dans une première partie dudit imageur; un moyen (34) pour développer un second signal sensiblement représentatif uniquement de la réponse au courant du -noir accumulée dans une seconde partie dudit imageur; et un moyen (36) pour comparer lesdits premier et second

signaux pour développer le signal d'indication.

2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un amplificateur vidéo différentiel d'entrée (40) recevant le signal vidéo à son entrée directe et le signal

d'indication à son entrée inverse.

3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le moyen précité pour développer les premier et second signaux comprend des premier et second circuits respectifs d'échantillonnage et de maintien qui sont reliés à la sortie de l'amplificateur vidéo précité et le moyen (36) pour comparer comprend un comparateur ayant des première et seconde entrées qui sont reliées respectivement aux premier et second circuits d'échantillonnage et de maintien.

4. Dispositif selon la revendication 1 du type o une caméra à imageur à CCD comprenant: un générateur de signaux d'horloge pour développer des signaux d'horloge A, B et C; et o ledit imageur à semi-conducteurs est un imageur à CCD du type à transfert de trame ayant un registre A au moins partiellement non masqué avec des première et seconde extrémités, un registre masqué B ayant une première extrémité ou sont introduits des paquets de charge représentatifs des éléments d'image développés dans ledit registre A, de la seconde extrémité dudit registre A pendant un temps de transfert de trame, pendant lequel lesdits registres A et B sont déclenchés en synchronisme par lesdits signaux d'horloge A et B respectivement et un registre C masque dans les étages en cascade duquel des paquets de charge descriptifs des éléments d'image sont introduits en parallèle d'une seconde extrémité dudit registre B pendant le retour horizontal et d'o les paquets de charge du registre C descriptifs. des éléments d'image sont fournis en série lorsqu'ils sont déclenchés par les signaux d'horloge C pendant l'aller horizontal, le déclenchement en synchronisme des registres A et B dudit imageur à CCD continuant après le transfert de la trame afin de, compléter le mouvement des paquets de charge sensiblement sans charge représentative de l'image dans la première extrémité dudit registre B.- caractérisé en ce que ledit moyen respectif comprend: un moyen répondant aux paquets de charge fournis du registre C pour développer un premier signal sensiblement représentatif uniquement de la réponse au courant du noir accumulée dans une première partie (20) dudit imageur; un moyen répondant aux paquets de charge fournis

dudit registre C pour développer un second signal sensible-

ment représentatif uniquement de la réponse du courant du noir accumulée dans une seconde partie (18) dudit imageur; et un moyen pour comparer lesdits premier et second signaux pour développer un signal indiquant un courant du

noir accumulé dans ledit imageur.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 ou 4 caractérisé en ce que la première partie précitée comprend le registre C et la seconde partie précitée comprend le registre B.

6. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par un obturateur (52) pour empêcher la lumière d'atteindre l'imageur à CCD pendant les périodes de Temps o lesdits registres A et B sont déclenchés en synchronisme et pour permettre à la lumière d'atteindre ledit imageur pendant les périodes de temps o ledit registre A développe lesdits paquets

de charge représentatifs des éléments d'image.

7. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit signal indicatif d'un courant du noir accumulé dans ledit imageur est utilisé pour compenser lesdits signaux par ledit registre C par rapport au courant du noir accumulé dans ledit registre A.

8. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le second signal est développé en réponse aux paquets de charge déplacés dans ladite première extrémité dudit registre B qui sont sensiblement exempts

d'une charge représentative de l'image.