FR2683965A1 - Dispositif a transfert de charges pour lecture a balayage progressif. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif d'analyse d'images lumineuses utilisant une matrice à transfert de charges comprenant une zone photo-sensible constituée de N lignes parallèles, chaque ligne étant composée de M photo-éléments, et une zone de lecture constituée de M registres à décalage verticaux (L1, L2, ..., LM) et d'au moins un registre à décalage horizontal (DH), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens supplémentaires (MI) permettant de lire de façon progressive, ligne par ligne, les informations recueillies dans la zone photo-sensible, de la ligne ndegré 1 située à une extrémité de la zone photo-sensible à la ligne ndegré N située à l'autre extrémité. L'invention s'applique aux caméras de prise de vues.
Description
DISPOSITIF A TRANSFERT DE CHARGES POUR LECTURE A
BALAYAGE PROGRESSIF.
BALAYAGE PROGRESSIF.
La présente invention concerne les dispositifs d'analyse d'images lumineuses utilisant le transfert de charges.
De tels dispositifs sont bien connus de l'homme de l'art. Ils servent à la génération d'images électroniques. Ces images sont utilisées dans des domaines aussi variés que, entre autres, la Télévision professionnelle et "grand public", la
Robotique, ou encore la Métrologie. Il s'agit, dans tous les cas, de fournir une image dont la définition soit la meilleure possible compte-tenu des conditions objectives dans lesquelles elle est réalisée.
Robotique, ou encore la Métrologie. Il s'agit, dans tous les cas, de fournir une image dont la définition soit la meilleure possible compte-tenu des conditions objectives dans lesquelles elle est réalisée.
Selon l'art antérieur, un dispositif quelconque d'analyse d'images lumineuses comprend essentiellement deux zones.
Une première zone est une zone photo-sensible. De façon générale, cette zone se décompose en éléments photo-sensibles distribués sur N lignes, chaque ligne contenant M éléments. Chaque élément photo-sensible, dénommé pixel, est un volume élémentaire de matériau tel que les photons en provenance de l'image à reproduire sont convertis en charges électriques par effet photo-électrique. Des électrodes, placées en surface du semiconducteur et photo-transparentes afin de permettre. aux photons d'être absorbés par ledit matériau, permettent de polariser chaque élément photo-sensible de façon que celui-ci devienne un puits de potentiel dans lequel les électrons sont stockés.
Une deuxième zone est une zone de lecture des charges ainsi accumulées. Cette zone de lecture est constituée de registres à décalage à transfert de charges positionnés de façon à récupérer les charges stockées précédemment et à les évacuer. Cette zone est non photo-sensible. Sous certaines conditions de polarisation appliquées de la même manière que précédemment, par l'intermédiaire d'électrodes, certaines zones du matériau sont transformées en puits de potentiel pouvant stocker les charges collectées dans la zone photo-sensible.
La lecture de l'information ainsi recueillie est alors effectuée par déplacement desdites charges vers une zone de sortie. I1 est connu de l'homme de
I'art que le déplacement des charges est obtenu par modification de la position des puits de potentiel sous l'action de tensions de polarisation appliquées aux électrodes de commande.
I'art que le déplacement des charges est obtenu par modification de la position des puits de potentiel sous l'action de tensions de polarisation appliquées aux électrodes de commande.
Ces tensions de polarisation suivent certains chronogrammes précis et sont appliquées par l'intermédiaire d'horloges.
n y a différentes manières de transférer les charges de la zone photosensible vers la zone de sortie. Les principaux types de transferts sont le transfert inter-lignes, le transfert de trames, et le transfert inter-lignes associé à une mémoire de trame.
Dans les dispositifs selon l'art antérieur, la zone de lecture ne permet pas de lire toutes les lignes de façon progressive, c'est-à-dire continûment de la ligne n" I située à une extrémité du dispositif photo-sensible à la ligne n" N situé à l'autre extrémité. Ainsi en est-il du dispositif à transfert inter-lignes décrit en figure 1. La zone photo-sensible est constituée de M colonnes P1 à PM, chaque colonne contenant N éléments photo-sensibles. La zone de lecture est constituée, entre autres, de M colonnes L1 à LM, chaque colonne étant un registre à décalage vertical contenant N éléments non photo-sensibles.La première phase de la lecture consiste à transférer les charges contenues dans chaque zone PU d'une colonne PJ (I = 1 à N) vers la zone LU de la colonne LJ qui jouxte ladite colonne PJ. I1 est connu de l'homme de l'art qu'on ne peut transférer simultanément les charges contenues dans toutes les zones PU vers toutes les zones LU car il est nécessaire de ne créer qu'un puits de potentiel tous les deux pixels dans les registres à décalage verticaux LJ afin d'isoler les unes des autres les charges contenues dans les différents puits.
En conséquence, seules les charges contenues dans un pixel sur deux sont transférées d'une colonne PJ vers la colonne LJ qui la jouxte.
Ainsi les lignes de l'image à reproduire sont-elles lues en deux trames entrelacées, chaque trame étant constituée d'un nombre de lignes égal à la moitié de celui composant l'image complète.
La génération d'images existe en différents standards. Un des standards en vigueur actuellement est, par exemple, composé de 625 lignes décrites à l'aide de 50 trames par seconde avec un entrelacement d'ordre 2. On le note 625/50/2. La lecture en deux trames entrelacées présente l'inconvénient de créer deux images différentes. Certaines images, notamment celles ayant une forte luminosité, sont alors reproduites de façon désagréable pour l'oeil humain et avec une perte de résolution substantielle : l'image papillote. Cette dégradation de l'image est un inconvénient majeur.
L'invention remédie à cet inconvénient en permettant la lecture quasisimultanée de la totalité des lignes constituant l'image.
La présente invention a pour objet un dispositif d'analyse d'images lumineuses utilisant une matrice à transfert de charges comprenant une zone photosensible constituée de N lignes parallèles, chaque ligne étant composée de M photoéléments, et une zone de lecture constituée de M registres à décalage verticaux L1,
L2, ..., LM et d'au moins un registre à décalage horizontal DH, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens supplémentaires MI permettant de lire, de façon progressive, ligne par ligne, les informations recueillies dans la zone photosensible, de la ligne n0 t située à une extrémité de la zone photo-sensible à la ligne n"N située à l'autre extrémité.
L2, ..., LM et d'au moins un registre à décalage horizontal DH, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens supplémentaires MI permettant de lire, de façon progressive, ligne par ligne, les informations recueillies dans la zone photosensible, de la ligne n0 t située à une extrémité de la zone photo-sensible à la ligne n"N située à l'autre extrémité.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation préférentiel, faite avec référence aux figures ci-annexées dans lesquelles:
La figure 1 décrit un dispositif photo-sensible à transfert de charges selon l'art antérieur;
La figure 2 décrit un dispositif photo-sensible à transfert de charges selon un mode de réalisation préférentiel;
La figure 3 décrit la configuration de certaines électrodes de commande situées dans la zone de lecture d'un dispositif à transfert de charges selon un mode de réalisation préférentiel;
La figure 4 représente un chronogramme des tensions appliquées aux électrodes de commande décrites en figure 3;;
Les figures Sa et 5b représentent une vue en coupe symbolique des puits de potentiel situés sous les électrodes de commande décrites en figure 3 à trois instants différents tA, tg, tC relatifs au chronogramme de la figure 4;
La figure 6 représente un deuxième chronogramme de tensions appliquées aux électrodes de commande décrites en figure 3;
Les figures 7a et 7b représentent une vue en coupe symbolique des puits de potentiel situés sous les électrodes de commande décrites en figure 3 à trois instants différents tD, tE, tF relatifs au chronogramme de la figure 6.
La figure 1 décrit un dispositif photo-sensible à transfert de charges selon l'art antérieur;
La figure 2 décrit un dispositif photo-sensible à transfert de charges selon un mode de réalisation préférentiel;
La figure 3 décrit la configuration de certaines électrodes de commande situées dans la zone de lecture d'un dispositif à transfert de charges selon un mode de réalisation préférentiel;
La figure 4 représente un chronogramme des tensions appliquées aux électrodes de commande décrites en figure 3;;
Les figures Sa et 5b représentent une vue en coupe symbolique des puits de potentiel situés sous les électrodes de commande décrites en figure 3 à trois instants différents tA, tg, tC relatifs au chronogramme de la figure 4;
La figure 6 représente un deuxième chronogramme de tensions appliquées aux électrodes de commande décrites en figure 3;
Les figures 7a et 7b représentent une vue en coupe symbolique des puits de potentiel situés sous les électrodes de commande décrites en figure 3 à trois instants différents tD, tE, tF relatifs au chronogramme de la figure 6.
Sur toutes les figures, les mêmes symboles désignent les mêmes éléments et les zones non photo-sensibles sont hachurées.
La figure 1 représente un dispositif photo-sensible selon l'art antérieur.
I1 s'agit d'un dispositif à structure inter-lignes. Les zones photosensibles sont distribuées suivant M colonnes, P1 à PM, chaque colonne contenant
N éléments photo-sensibles. L'ensemble des éléments photo-sensibles notés PI1 à
PIM définit la ligne d'indice I (I = 1 à N). L'élément photo-sensible noté PU est donc situé sur la Ième ligne et dans la Jème colonne a = 1 à N, J = 1 à M).
N éléments photo-sensibles. L'ensemble des éléments photo-sensibles notés PI1 à
PIM définit la ligne d'indice I (I = 1 à N). L'élément photo-sensible noté PU est donc situé sur la Ième ligne et dans la Jème colonne a = 1 à N, J = 1 à M).
Les zones de lecture sont de trois types:
- il y a celle constituée par les M registres à décalage verticaux L1 à
LM. Chaque registre est constitué de N zones semiconductrices non photosensibles. L'ensemble des éléments notés LI1 à LIM (I = 1 à N) est situé sur la ligne d'indice I définie précédemment. Dans chaque registre à décalage vertical L1, ..., LM, le transfert est, dans l'exemple choisi, organisé en mode dit quadriphasé.
- il y a celle constituée par les M registres à décalage verticaux L1 à
LM. Chaque registre est constitué de N zones semiconductrices non photosensibles. L'ensemble des éléments notés LI1 à LIM (I = 1 à N) est situé sur la ligne d'indice I définie précédemment. Dans chaque registre à décalage vertical L1, ..., LM, le transfert est, dans l'exemple choisi, organisé en mode dit quadriphasé.
Ainsi, quatre horloges, H1V à H4V, commandent-elles le transfert des charges.
- Il y a le registre à décalage horizontal DH, constitué de M zones LH1 à LHM. Sous l'action des horloges HKV (K = 1, 2, 3, 4) les charges contenues dans chaque zone L1J (J = 1 à M) sont simultanément transférées dans chaque zone LHJ.
Dans le registre à décalage DH, le transfert des charges est, dans l'exemple choisi, organisé en mode biphasé. Ainsi, deux horloges, H1H et H2H, commandent-elles le transfert des charges.
- Enfin, il y a celle qui constitue l'étage de sortie en réalisant une conversion charges/tension ou charges/courant. Cette zone est notée S sur la figure.
Une séquence complète de conversion de l'image lumineuse en signal électrique peut se décrire comme suit:
I1 y a tout d'abord une phase d'intégration des charges électriques, par effet photo-électrique, dans les zones photo-sensibles PU. Ensuite, sous l'action des commandes appliquées aux horloges HKV (K = 1, 2, 3, 4), s'effectue le transfert des charges d'une partie des zones PU vers les zones LU qui les jouxtent. Comme cela été mentionné plus haut, les registres verticaux L1, L2, ..., LM ne comportant simultanément que N/2 puits de potentiel, ce transfert s'effectue pour la moitié seulement des zones PET, par exemple pour toutes celles d'indice I impair, J étant quelconque (J = 1 à M). Une trame est ainsi entièrement transférée dans les registres à décalage verticaux L1, ..., LM.
I1 y a tout d'abord une phase d'intégration des charges électriques, par effet photo-électrique, dans les zones photo-sensibles PU. Ensuite, sous l'action des commandes appliquées aux horloges HKV (K = 1, 2, 3, 4), s'effectue le transfert des charges d'une partie des zones PU vers les zones LU qui les jouxtent. Comme cela été mentionné plus haut, les registres verticaux L1, L2, ..., LM ne comportant simultanément que N/2 puits de potentiel, ce transfert s'effectue pour la moitié seulement des zones PET, par exemple pour toutes celles d'indice I impair, J étant quelconque (J = 1 à M). Une trame est ainsi entièrement transférée dans les registres à décalage verticaux L1, ..., LM.
La lecture de cette trame s'effectue alors, ligne par ligne sous l'action des commandes appliquées aux horloges HKV. Dès qu'une ligne est chargée dans le registre de lecture horizontal DH, celui-ci en permet l'évacuation par l'étage de sortie S, sous l'action des commandes appliquées aux horloges H1H et H2H. La première trame ayant ainsi été lue, le transfert de la deuxième trame est alors effectué: les charges contenues dans les zones PU sont évacuées vers les zones LU qui les jouxtent pour tous les indices I pairs cette fois. Le transfert de la deuxième trame s'effectue alors, ligne par ligne, de la même manière que celui de la première trame. L'évacuation des charges se fait par l'étage de sortie S.
La figure 2 décrit un dispositif photo-sensible à transfert de charges selon l'invention.
Ce dispositif utilise en partie, selon le mode de réalisation préférentiel choisi, la même configuration que celle décrite dans l'art antérieur. On y retrouve les zones P1, P2, ... PM, L1, L2 ..., LM, LH1, LH2, ... LHM, et S qui ont été décrites précédemment. Mais ici, une zone mémoire intermédiaire non photosensible MI est ajoutée aux éléments précédents.
Cette zone mémoire intermédiaire est constituée comme suit:
- Une première zone regroupe M zones de démultiplexage X1 à XM.
- Une première zone regroupe M zones de démultiplexage X1 à XM.
Cette zone est commandée par une horloge HX. Sous l'action de la commande HX, les charges contenues dans la zone L1J (J = 1 à M) sont dirigées, par l'intermédiaire de la zone XI, soit vers la zone V N/2 J, soit vers la zone W N/2 J.
- Une deuxième zone regroupe 2M registres à décalage verticaux V1,
V2, ..., VM, W1, W2, ..., WM, contenant chacun N/2 étages. Ainsi, le registre à décalage vertical VJ (J = 1 à M) est-il contitué des zones VlJ, V2J, ..., V N/2 J.
V2, ..., VM, W1, W2, ..., WM, contenant chacun N/2 étages. Ainsi, le registre à décalage vertical VJ (J = 1 à M) est-il contitué des zones VlJ, V2J, ..., V N/2 J.
De même, le registre à décalage vertical WJ est-il constitué des zones W1J, W2J, ..., W N/2 J. Cette zone doit présenter la capacité de stockage d'une image entière.
Le transfert des charges est, selon le mode de réalisation préférentiel choisi, organisé en mode quadriphasé : 4 horloges, H1M à H4M, concourent au transfert des charges. I1 est bien sûr possible d'utiliser un nombre différent d'horloges afin de réaliser le transfert des charges. I1 est connu de l'homme de l'art que le nombre d'horloges n'est conditionné, pour une configuration donnée des puits de potentiel, que par la nécessité de créer un sens de déplacement des charges stockées dans lesdits puits de potentiel. Comme cela sera décrit ultérieurement les électrodes de commande sont disposées selon l'invention de façon que le transfert des charges s'effectue soit dans l'ensemble des registres à décalage VJ (J = 1 à M), soit dans l'ensemble des registres à décalage WJ (J = 1 à M).
- Une troisième zone regroupe M zones de multiplexage Y1 à YM.
Cette zone est commandée par une horloge HY. Sous l'action de la commande HY, soit les charges contenues dans la zone VlJ, soit les charges contenues dans la zone
W1J, sont dirigées, par l'intermédiaire de la zone YJ (J = 1 à M), vers la zone LHJ.
W1J, sont dirigées, par l'intermédiaire de la zone YJ (J = 1 à M), vers la zone LHJ.
Une séquence complète de conversion de l'image lumineuse en signal électrique peut se décrire comme suit:
Une première phase du transfert des charges accumulées dans les zones photo-sensibles est identique à ce qui a été décrit dans l'art antérieur.
Une première phase du transfert des charges accumulées dans les zones photo-sensibles est identique à ce qui a été décrit dans l'art antérieur.
Ainsi, une première trame de N/2 lignes est-elle stockée dans les registres verticaux L1 à LM, pendant la durée de suppression de trame à partir d'un instant tl.
Par l'intermédiaire des zones de démultiplexage XI (J = 1 à M) commandées par l'horloge HX, les charges contenues dans la zone LET (par exemple I impair = 1 à N-t et J = I à M) sont alors transférées, par exemple, dans la zone mémoire VLJ (L = 1 à N/2 et J = 1 à M) sous l'action simultanée des commandes appliquées aux horloges H1V à H4V et H1M à H4M.
Ce transfert s'effectue très rapidement; il a lieu pendant une fraction de temps At de la durée de suppression de trame. La première trame ayant ainsi été mémorisée, la deuxième trame de N/2 lignes est alors stockée dans les registres verticaux Lt à LM, à partir d'un instant t2 tel que t2 - tl =t.
Les deux instants t2 et tl sont ainsi séparés d'un intervalle de temps At faible devant la durée de suppression de trame. On peut ainsi dire que l'ensemble des N lignes de la matrice photo-sensible est lu de façon quasi-simultanée.
Par l'intermédiaire des zones de démultiplexage XI commandées par l'horloge HX, les charges contenues dans la zone LU a pair = 2 à N et J = 1 à M) sont à leur tour transférées dans la zone mémoire WLJ (L = 1 à N/2 et J = 1 à M) sous l'action simultanée des commandes appliquées aux horloges H1V à H4V et
H1M à H4M. De même que précédemment, ce transfert s'effectue pendant une fraction de temps de la durée de suppression de trame.
H1M à H4M. De même que précédemment, ce transfert s'effectue pendant une fraction de temps de la durée de suppression de trame.
Dans l'exemple choisi, les zones mémoire VJ ont été remplies avant les zones mémoire WJ. Le remplissage des zones WJ aurait tout aussi bien pu être effectué avant celui des zones VJ.
Par l'intermédiaire des zones de multiplexage YJ (J = 1 à M) commandées par l'horloge HY, les charges stockées dans les zones Vînt, V12,
V1M, représentant la première ligne de l'image à reproduire sont alors transférées dans les zones respectives LH1, LH2, ..., LHM.
V1M, représentant la première ligne de l'image à reproduire sont alors transférées dans les zones respectives LH1, LH2, ..., LHM.
Ces charges sont ensuite évacuées vers la zone de sortie S par transfert des charges le long du registre à décalage horizontal DH sous l'action des commandes appliquées aux horloges H1H et H2H.
Par l'intermédiaire des zones de multiplexage YJ commandées par l'horloge HY, les charges stockées dans les zones Watt, W12, ..., W1M, représentant la deuxième ligne de l'image à reproduire sont à leur tour transférées dans les zones respectives LH1, LH2, ..., LHM, et, de la même manière que précédemment évacuées vers la sortie S.
Ainsi, la deuxième ligne de l'image à reproduire est-elle lue.
Ce sont alors les charges initialement stockées dans les zones V21, V22, ..., V2M, qui sont transférées dans les zones mémoires LH1, LH2, ..., LHM. La troisième ligne de l'image est alors lue.
Ce processus de lecture croisée des colonnes VJ et WJ se continue jusqu'à la lecture de la dernière ligne de l'image à reproduire. On réalise donc une
Ce processus de lecture croisée des colonnes VJ et WJ se continue jusqu'à la lecture de la dernière ligne de l'image à reproduire. On réalise donc une lecture progressive de l'image.
Ce processus de lecture croisée des colonnes VJ et WJ se continue jusqu'à la lecture de la dernière ligne de l'image à reproduire. On réalise donc une lecture progressive de l'image.
Les horloges H1M à H4M étant communes aux zones mémoire VJ et
WJ, il importe qu'un déplacement des charges dans les zones WJ s'effectue sans déplacer les charges qui sont accumulées dans les zones VJ et réciproquement, à la fois lors de la phase d'accumulation et lors de la phase d'évacuation des charges contenues dans lesdites zones VJ et WJ.
WJ, il importe qu'un déplacement des charges dans les zones WJ s'effectue sans déplacer les charges qui sont accumulées dans les zones VJ et réciproquement, à la fois lors de la phase d'accumulation et lors de la phase d'évacuation des charges contenues dans lesdites zones VJ et WJ.
Ceci est réalisé par une configuration particulière donnée aux électrodes commandées par les horloges H1M à H4M.
Cette configuration est donnée en figure 3. Sur cette figure sont représentés trois registres à décalage verticaux voisins quelconques VJ, WJ, V (J + 1), de la zone mémoire MI.
Dans chacun de ces registres sont représentés deux étages voisins:
VLJ et V (L + 1) J pour le registre VJ.
VLJ et V (L + 1) J pour le registre VJ.
WLJ et W (L + 1) J pour le registre WJ
WL (J + 1) et W (L + l)(J+ 1) pour le registre V (J + 1).
WL (J + 1) et W (L + l)(J+ 1) pour le registre V (J + 1).
Selon le mode de réalisation préférentiel choisi, il y a quatre électrodes par étage:
et, e2, e3, e4 pour l'étage VLJ
fl, f2, f3 , f4 pour l'étage WLJ
gi, g2, g3, g4 pour l'étage VL (J + 1)
es, eg, e7, e8 pourl'étageV (L + 1) J
f3, f6, f7, f8 pour l'étage W (L+ 1) J gS,g6,g7,g8 pour l'étage V (L + 1) (J + 1)
Les électrodes représentées en traits pleins correspondent à des métallisations réalisées dans un même niveau technologique T1 et celles représentées en traits pointillés correspondent à des métallisations réalisées dans un niveau technologique T2 différent.
et, e2, e3, e4 pour l'étage VLJ
fl, f2, f3 , f4 pour l'étage WLJ
gi, g2, g3, g4 pour l'étage VL (J + 1)
es, eg, e7, e8 pourl'étageV (L + 1) J
f3, f6, f7, f8 pour l'étage W (L+ 1) J gS,g6,g7,g8 pour l'étage V (L + 1) (J + 1)
Les électrodes représentées en traits pleins correspondent à des métallisations réalisées dans un même niveau technologique T1 et celles représentées en traits pointillés correspondent à des métallisations réalisées dans un niveau technologique T2 différent.
Les électrodes et, f1 et gl sont alignées et reliées d'un registre à l'autre par des connexions en aluminium 10. I1 en est de même pour les électrodes e2, f2, g2, les électrodes e5, f5, g5 ou bien encore les électrodes eg, f6, gg.
Par contre, d'un registre à décalage au registre à décalage suivant les autres électrodes se croisent; ainsi:
L'électrode e3 est-elle reliée à l'électrode f4, elle-même reliée à l'électrode g3.
L'électrode e3 est-elle reliée à l'électrode f4, elle-même reliée à l'électrode g3.
L'électrode e4 est-elle reliée à l'électrode f3, elle-même reliée à l'électrode g4.
L'électrode e7 est-elle reliée à l'électrode f8, elle-même reliée à l'électrode g7.
Et enfin, l'électrode e8 est-elle reliée à l'électrode f7 elle-même reliée à l'électrode g8.
Les différentes liaisons croisées sont ici réalisées à l'aide des deux niveaux technologiques T1 et T2.
Selon le mode de réalisation préférentiel choisi, quatre horloges, H1M à
H4M, commandent lesdites électrodes.
H4M, commandent lesdites électrodes.
Ainsi l'horloge H1M commande-t-elle l'ensemble des électrodes (el, f1, g1) et l'ensemble des électrodes (e5, f5, g5); l'horloge H2M l'ensemble des électrodes (e2, f2, g2) et l'ensemble des électrodes (e6, f6, g6) ; l'horloge H3M l'ensemble des électrodes (e3, f4, g3) et (e7, f8, g7); et enfin, l'horloge H4M l'ensemble des électrodes (e4, f3, g4) et l'ensemble des électrodes (eg, f7, g8).
Le chronogramme des tensions appliquées sur les horloges H1M à H4M pour effectuer le transfert des charges dans les registres à décalage VJ, sans que les charges situées dans les registres à décalage WJ ne soient affectées de ce déplacement est donné en figure 4. Chaque tension appliquée à une horloge HKM (K = 1, 2, 3, 4) est une fonction du temps notée VK (t). Dans le mode de réalisation préférentiel choisi, V1 (t) varie par exemple, entre +5V et -5V et V2 (t) entre + 10V et 0V. V3 (t) et V4 (t) sont, par exemple, respectivement telles qu'on ait:
V1 (t) + V3 (t) = 0V
et V2 (t) + V4 (t) = +10V.
V1 (t) + V3 (t) = 0V
et V2 (t) + V4 (t) = +10V.
Ainsi, à l'instant tA, peut-on écrire: Vi (tA) = -5V
V2 (tA) = 0V
V3 (tA) = +5V
V4 (tA) = +10V
De même, à l'instant tB peut-on écrire:
Vi (tg) = +5V
V2 (tg) = +10V
V3 (tg) = -5V
V4 (tub) = 0V
A l'instant tc, les tensions reprennent les mêmes valeurs qu'à l'instant tA.
V2 (tA) = 0V
V3 (tA) = +5V
V4 (tA) = +10V
De même, à l'instant tB peut-on écrire:
Vi (tg) = +5V
V2 (tg) = +10V
V3 (tg) = -5V
V4 (tub) = 0V
A l'instant tc, les tensions reprennent les mêmes valeurs qu'à l'instant tA.
La figure Sa représente une vue symbolique, en coupe, des puits de potentiel existant à l'intérieur des zones semiconductrices situées dans les registres mémoire VJ, sous les électrodes el, e2, ..., eg, aux instants respectifs tA, tB et tC.
Il est connu de l'homme de l'art que les puits de potentiel sont d'autant plus profonds que les tensions appliquées sur les électrodes de commande sont plus élevées. C'est ce qui est illustré en figure Sa. Quand les tensions V1 (t) à V4 (t) sont appliquées aux horloges respectives H1M à H4M suivant le chronogramme décrit en figure 4, les charges contenues dans le puits de potentiel PA à l'instant tA se retrouvent dans le puits Pg à l'instant tB puis dans le puits PC à l'instant tC.
On définit donc un sens de déplacement des charges stockées. Ce sens est indiqué à l'aide de la flèche F1.
Selon le mode de réalisation préférentiel choisi, il est affecté aux tensions VK (t) (K = 1, 2, 3, 4) des valeurs précises. Il est évident, pour l'homme de l'art, que d'autres valeurs pourraient être utilisées.
La figure 5b représente elle-aussi une vue symbolique, en coupe, de puits de potentiel. n s'agit des puits de potentiel existant à l'intérieur des zones semiconductrices situées dans les registres mémoire WJ, sous les électrodes f1, f2, f8, f8, aux instants respectifs tA, tg, tc.
Ici aussi, les puits de potentiel sont plus ou moins creusés suivant que les tensions appliquées aux électrodes de commande sont plus ou moins élevées. On peut donc constater que les charges contenues dans le puits P'A à l'instant tA se retrouvent dans le puits P'B à l'instant tg, puis dans le puits P'C à l'instant tC
Ainsi, aucun sens de déplacement des charges stockées ne se dessine-t-il dans les zones mémoires WJ.
Ainsi, aucun sens de déplacement des charges stockées ne se dessine-t-il dans les zones mémoires WJ.
La figure 6 donne le chronogramme des tensions VK (t) (K = 1, 2, 3, 4) appliquées sur les horloges H1M à H4M pour effectuer le transfert des charges dans les registres à décalage WJ, de façon que les charges situées dans les registres à décalage VJ ne soient pas affectées par ce transfert.
Dans le mode de réalisation préférentiel choisi, V1 (t) varie entre +5V et -5V, V2 (t) entre + 10V et 0V. V3 (t) et V4 (t) sont respectivement telles que:
Vi (t) + V4 (t) = 0V
et
V2 (t) + V3 (t) = +10V
Ainsi, à l'instant tD, peut-on écrire:
Vi (tD) = +5V
V2 (tD) = +10V
V3 (tD) OV
V4 (tD) = -5V
De même, à l'instant tE peut-on écrire:
Vi (tE)=-5V
V2 (tE) = 0V V3 (tE) = +1OV
V4 (tE) = +5V
A l'instant tF , les tensions reprennent les mêmes valeurs qu'à l'instant tD.
Vi (t) + V4 (t) = 0V
et
V2 (t) + V3 (t) = +10V
Ainsi, à l'instant tD, peut-on écrire:
Vi (tD) = +5V
V2 (tD) = +10V
V3 (tD) OV
V4 (tD) = -5V
De même, à l'instant tE peut-on écrire:
Vi (tE)=-5V
V2 (tE) = 0V V3 (tE) = +1OV
V4 (tE) = +5V
A l'instant tF , les tensions reprennent les mêmes valeurs qu'à l'instant tD.
La figure 7a représente, en coupe, une vue symbolique des puits de potentiel existant à l'intérieur des zones semiconductrices situées dans les registres mémoire WJ sous les électrodes f1, f2, ..., f8, aux instants respectifs tD, tE et tF.
Les charges contenues dans le puits de potentiel PD à l'instant tD se retrouvent dans le puits PE à l'instant tE puis dans le puits PF à l'instant tF. On définit donc un sens de déplacement représenté par la flèche F2 sur la figure 7a.
La figure 7b représente, en coupe, une vue symbolique des puits de potentiel existant à l'intérieur des zones semiconductrices situées dans les registres mémoire VJ, sous les électrodes el, e2, ..., eg, aux instants respectifs tD, tE, tF.
Les charges contenues dans le puits P'D à l'instant tD se retrouvent dans les puits P'E et P'F aux instants respectifs tE et tF : aucun sens de déplacement ne se dessine donc dans la zone mémoire VJ.
Ainsi peut-on préciser la manière dont sont utilisés, selon le mode de réalisation préférentiel choisi, les chronogrammes décrits ci-dessus en figures 4 et 6.
Le chronogramme décrit en figure 4 est appliqué aux horloges H1M à
H4M lors de la phase d'accumulation de la première trame dans les registres à décalage verticaux (V1, V2, ..., VM) alors que le chronogramme décrit en figure 6 est appliqué aux mêmes horloges lors de la phase d'accumulation de la deuxième trame dans les registres à décalage verticaux (W1, W2, ..., WM).
H4M lors de la phase d'accumulation de la première trame dans les registres à décalage verticaux (V1, V2, ..., VM) alors que le chronogramme décrit en figure 6 est appliqué aux mêmes horloges lors de la phase d'accumulation de la deuxième trame dans les registres à décalage verticaux (W1, W2, ..., WM).
De même, lors de la phase d'évacuation des trames vers le registre à décalage horizontal DH, ctest alternativement chacun des deux chronogrammes cités qui est appliqué aux horloges HKM (K = 1, 2, 3, 4).
Claims (9)
1. Dispositif d'analyse d'images lumineuses utilisant une matrice à transfert de charges comprenant une zone photo-sensible constituée de N lignes parallèles, chaque ligne étant composée de M photo-éléments, et une zone de lecture constituée de M registres à décalage verticaux (L1, L2, ..., LM) et d'au moins un registre à décalage horizontal (DH), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens supplémentaires (mol) permettant de lire de façon progressive, ligne par ligne, les informations recueillies dans la zone photo-sensible, de la ligne n0 t située à une extrémité de la zone photo-sensible à la ligne n"N située à l'autre extrémité.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens supplémentaires (MI) permettant de lire de façon progressive, ligne par ligne, les informations recueillies dans la zone photo-sensible constituent une zone mémoire.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la zone mémoire (MI) comprend un premier ensemble de M registres à décalage verticaux (V1, V2, ..., VM), comprenant chacun N/2 étages, un deuxième ensemble de M registres à décalage verticaux (W1, W2, ..., WM), comprenant chacun N/2 étages, lesdits registres étant positionnés parallèlement les uns aux autres suivant l'ordre
V1, W1, V2, W2, ..., VM, WM de façon que chacun des N/2 étages d'un registre quelconque soit aligné avec les étages de même rang des autres registres, M de multiplexeurs (X1, X2, ..., XM) pour orienter les charges stockées dans les registres à décalage verticaux (L1, L2, ..., LM) soit vers le premier ensemble de registres à décalage verticaux (V1, V2, ..., VM), soit vers le deuxième ensemble de registres à décalage verticaux (W1, W2, ..., WM), et M multiplexeurs (Y1, Y2, ..., YM) pour évacuer de façon alternée vers le registre à décalage horizontal (DII) soit les charges stockées dans le premier ensemble de registre à décalage verticaux (V1, V2, ..., VM) soit les charges stockées dans le deuxième ensemble de registres à décalage verticaux (Wl, W2, ..., WM).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier ensemble de registres à décalage verticaux (V1, V2, ..., VM) comprend des premiers moyens (V11, el) permettant de stocker la première trame de l'image à reproduire et en ce que le deuxième ensemble de registres à décalage verticaux (Wl, W2, ..., WM) comprend des seconds moyens (Wtt, fl) permettant de stocker la deuxième trame de l'image à reproduire.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les premiers moyens (Vil, el) comprennent un premier ensemble d'électrodes de commande (el, e2) et en ce que les seconds moyens (Wtt, fl) comprennent un second ensemble d'électrodes de commande (fl, f2).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier ensemble d'électrodes de commande (el, e2) est relié au second ensemble d'électrodes de commande (fl, f2).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier ensemble d'électrodes de commande (el, e2) et le second ensemble d'électrodes de commande (fl, f2) sont agencés de façon que, sous fraction des tensions qui leur sont appliquées en provenance d'horloges (H1M, ..., H4M), un sens de déplacement (F1) peut être imprimé aux charges stockées dans le premier ensemble de registres à décalage verticaux (Vi, V2, ..., VM) sans que, pour autant, un sens de déplacement ne soit simultanément imprimé aux charges situées dans le second ensemble de registres à décalage verticaux (W1, W2, ..., WM) et réciproquement.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chacun des étages (Vît) des 2M registres à décalage (V1, W1, V2, W2, ..., VM, WM) possède quatre électrodes (et, e2, e3, eq) disposées verticalement, chacune des deux électrodes supérieures (el, e2) d'un étage de rang L (L = 1 à N/2) d'un registre à décalage (WJ) étant reliée électriquement à l'électrode de même indice située dans chacun des étages de même rang L des registres à décalage (VJ, VJ + 1) qui jouxtent ledit registre (WJ), les électrodes inférieures (e3, eq) dudit étage de rang L dudit registre à décalage (WJ) étant reliées électriquement aux électrodes inférieures desdits registres à décalage (VJ, VJ + 1) de façon croisée.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les électrodes des registres à décalage verticaux (V1, V2, ..., VM) et (W1, W2,
WM) reçoivent les mêmes signaux de commande en provenance de quatre horloges (HlM... H4M).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9114224A FR2683965A1 (fr) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | Dispositif a transfert de charges pour lecture a balayage progressif. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9114224A FR2683965A1 (fr) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | Dispositif a transfert de charges pour lecture a balayage progressif. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2683965A1 true FR2683965A1 (fr) | 1993-05-21 |
Family
ID=9419084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9114224A Pending FR2683965A1 (fr) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | Dispositif a transfert de charges pour lecture a balayage progressif. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2683965A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4447735A (en) * | 1980-12-19 | 1984-05-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Charge-coupled type solid-state image sensor |
| EP0286122A2 (fr) * | 1987-04-10 | 1988-10-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dispositif de prise d'image à l'état solide avec une fonction d'obturation rapide |
| DE3806034A1 (de) * | 1987-02-24 | 1988-12-01 | Toshiba Kawasaki Kk | Festkoerper-bildsensoren |
-
1991
- 1991-11-19 FR FR9114224A patent/FR2683965A1/fr active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4447735A (en) * | 1980-12-19 | 1984-05-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Charge-coupled type solid-state image sensor |
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| EP0286122A2 (fr) * | 1987-04-10 | 1988-10-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dispositif de prise d'image à l'état solide avec une fonction d'obturation rapide |
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