FR2713426A1 - Dispositif de transfert de charge. - Google Patents
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Abstract
Un dispositif de transfert de charge permet de corriger une caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie qui fluctue même lorsque cette caractéristique est amenée à fluctuer avec la température et la tension d'alimentation. Une tension de sortie correspondant à une charge de référence est stockée dans une mémoire morte (ROM) (23) à l'avance. Une unité (26) détecte ladite caractéristique en utilisant la tension de sortie correspondant à la charge de référence ainsi stockée et la tension de sortie correspondant à la charge de référence entrée (16a), (16b) sur des registres (12a), (12b) et corrige une tension de sortie (Va) correspondant à une charge de signal dans un état de formation d'image pratique.
Description
La présente invention concerne un dispositif de transfert de charge
permettant de transférer une charge de signal et de convertir et d'émettre en sortie une
charge de signal sous la forme d'un signal électrique.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif de transfert de charge destiné à être utilisé en tant que capteur de surface, capteur
linéaire ou élément de retard.
La figure 1 des dessins annexés représente un agencement d'un exemple d'un capteur de surface qui constitue l'un des dispositifs imageurs à l'état solide CCD (dispositif à couplage de charge) qui utilisent un
dispositif de transfert de charge.
Comme représenté sur la figure 1, un capteur de surface comprend une pluralité d'éléments de conversion photo-électrique (appelés ci-après "photocapteurs") agencés de façon matricielle, une pluralité de registres de transfert vertical 12 agencés au niveau de chaque colonne verticale des photocapteurs 11 pour
transférer des charges de signal lues depuis les photo-
capteurs 11 suivant la direction verticale, un registre de transfert horizontal 13 permettant de transférer les charges de signal transférées depuis les registres de transfert vertical 12 suivant la direction horizontale et une partie de détection de charge 14 permettant de détecter la charge de signal transférée par le registre de transfert horizontal 13 et de convertir ainsi que d'émettre en sortie cette même charge de signal sous la
forme d'une tension de signal.
La partie de détection de charge 14 est constituée par une région de diffusion flottante (FD) et elle est remise à l'état initial en réponse à une impulsion de remise à l'état initial çrs qui lui est appliquée à chaque période prédéterminée. Une sortie de la partie de détection de charge 14 est développée au travers d'un tampon de sortie 15 en tant que tension de sortie Vout. La figure 2 est un schéma de formes d'onde de l'impulsion de remise à l'état initial *rs et de la
sortie de signal Vout.
Dans ce type de dispositif de transfert de charge, la relation entre la quantité de lumière (intensité) qui arrive en incidence sur le photocapteur 11 (ou la quantité de charge des charges de signal résultantes) et la tension de sortie correspondante Vout du tampon de sortie 15, c'est-à-dire la caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie fluctue considérablement en fonction de certains états
tels que la tension d'alimentation et la température.
Les figures 3A, 3B sont des graphiques qui représentent des résultats mesurés des caractéristiques quantité de lumière (quantité de charge) tension de sortie. La figure 3A représente la caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie obtenue dans l'état standard. La figure 3B représente la caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie obtenue lorsque l'état (par exemple la température) est modifié. L'étude du schéma de caractéristique représenté sur la figure 3B révèle que la tension de sortie Vout tend à augmenter lorsque la température croit. Cette tendance devient particulièrement remarquable lorsque la quantité de lumière est faible. Cependant, bien que la température soit faible, la tension de sortie Vout croit dans la partie présentant une intensité importante et l'inclinaison d'une ligne rectiligne varie faiblement en réponse à la température. Par ailleurs, lorsque la tension d'alimentation fluctue, il
est naturel que la caractéristique quantité de charge -
tension de sortie fluctue également.
Comme décrit ci-avant, il est à apprécier que
lorsque la quantité de lumière (quantité de charge) -
tension de sortie fluctue considérablement en fonction de la tension d'alimentation et de la température, la tension de sortie Vout correspondant à cette même quantité de lumière (quantité de charge) fluctue également considérablement en fonction de la fluctuation de la tension d'alimentation et de la variation de la température. Par conséquent, lorsque la caractéristique mentionnée ci- avant fluctue, il est
nécessaire de corriger la tension de sortie Vout.
Un procédé approprié de détection d'une valeur de fluctuation de la caractéristique et de correction de la caractéristique qui fluctue lorsque la caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie fluctue a été jusqu'ici proposé. Par conséquent, un signal objet qui joue le rôle de référence blanche est lu chaque fois ou une fois dans un certain état (tension d'alimentation et température) et une caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie est corrigée en comparant le niveau de signal et le niveau de signal du niveau noir (niveau noir du signal de sortie, niveau de signal d'un noir optique (OPB: noir optique) ou niveau de signal d'un objet qui devient une référence noire). Selon un tel procédé cependant, une charge de signal qui correspond à l'objet qui devient une référence blanche doit être constamment entrée ou entrée chaque fois que l'état est modifié car sinon, la caractéristique ne peut pas être détectée. Par ailleurs, dans la pratique réelle, il est difficile de saisir de façon stable la lumière provenant de l'objet qui devient une référence blanche pendant une période d'une trame du fait que la luminosité de l'objet ne devient pas toujours correcte pour la référence blanche lorsque le cameraman commence a prendre une image dans
la pratique.
Au vu de l'aspect mentionné ci-avant, un objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif de transfert de charge dans lequel une fluctuation peut être corrigée avec précision même lorsqu'une caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie fluctue en fonction de la variation de la température et d'une fluctuation de la
tension d'alimentation.
Selon un aspect de la présente invention, on propose un dispositif de transfert de charge qui comprend: une partie d'entrée de charge de signal pour entrer une charge de signal; une partie d'entrée de charge de référence pour entrer une charge de référence; une partie de transfert de charge pour transférer des charges qui lui sont entrées depuis ladite partie d'entrée de charge de signal et depuis ladite partie d'entrée de charge de référence; une partie de détection de charge pour convertir une charge de signal transférée par ladite partie de transfert de charge en un signal électrique et pour émettre en sortie ledit signal électrique; et une partie de traitement de signal associée à ladite partie de détection de charge, dans lequel ladite partie de traitement de signal inclut une première partie de stockage pour stocker un signal de sortie de ladite partie de détection de charge dans un état standard de ladite charge de référence à l'avance et corrige un signal de sortie dans l'état de formation d'image de ladite charge de signal sur la base d'un premier signal de sortie stocké dans ladite première partie de stockage et d'un second signal de sortie provenant de ladite partie de détection de charge dans l'état de
formation d'image de ladite charge de référence.
Les objets et avantages de la présente invention mentionnés ci-avant ainsi que d'autres apparaîtront à
la lumière de la description détaillée qui suit que l'on lira en relation avec les dessins annexés parmi5 lesquels:
la figure 1 est un schéma qui représente un agencement d'un exemple d'un capteur de surface; la figure 2 est un schéma de formes d'onde d'une impulsion de remise à l'état initial et d'une tension de sortie de signal auquel référence est faite lors de l'explication du capteur de surface représenté sur la figure 1; la figure 3A est un graphique de caractéristique qui représente des résultats mesurés d'une caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie obtenue dans l'état standard; la figure 3B est un graphique de caractéristique qui représente des résultats mesurés d'une caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie obtenue lorsque l'état est modifié; la figure 4 est un schéma qui représente un agencement d'un dispositif de transfert de charge selon un premier mode de réalisation de la présente invention qui est appliqué au capteur de surface; la figure 5 est une vue en plan qui représente un exemple d'un agencement d'une partie d'entrée de charge de référence qui utilise un procédé de coupure par diode à échelle agrandie; la figure 6 est une vue en coupe prise selon une ligne VI-VI de la figure 5; la figure 7 est un schéma de potentiel correspondant à la section en coupe de la figure 6; la figure 8 est un diagramme temporel d'une impulsion d'échantillonnage OIG1 et d'horloges de transfert OV1 et OV2; la figure 9 est un schéma de formes d'onde d'une impulsion de remise à l'état initial ORS et d'une sortie de tampon Va; la figure 10A est un graphique de caractéristique qui représente des résultats mesurés d'une caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie dans l'état standard; la figure lOB est un graphique de caractéristique qui représente des résultats mesurés d'une caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie obtenue lorsque l'état est modifié; la figure 11 est un schéma qui représente un dispositif de transfert de charge selon un second mode de réalisation de la présente invention qui est appliqué à un capteur linéaire; la figure 12 est un diagramme temporel d'horloges de transfert OH1, OH2, d'une impulsion d'échantillonnage OIG1 et d'une sortie de tampon Va; et la figure 13 est un schéma qui représente un dispositif de transfert de charge selon un troisième mode de réalisation de la présente invention qui est
appliqué à un élément de retard CCD.
Des modes de réalisation détaillés de la présente
invention sont ci-après décrits par report aux dessins.
La figure 4 est un schéma qui représente un agencement d'un dispositif de transfert selon un premier mode de réalisation de la présente invention
qui est appliqué au capteur de surface.
Comme représenté sur la figure 4, une pluralité de photocapteurs 11 agencés de façon matricielle sont prévus pour accumuler une charge de signal en convertissant photo-électriquement la lumière incidente. Une pluralité de registres de transfert vertical 12 sont disposés au niveau de chaque colonne verticale de ces photocapteurs 11. Des charges de signal accumulées dans les photocapteurs 11 sont lues sur ces registres de transfert vertical 12 par l'intermédiaire d'une grille de lecture (non représentée). Les charges de signal lues sur le registre de transfert vertical 12 sont séquentiellement transférées sur un registre de transfert horizontal 13 selon des valeurs dont chacune correspond à une ligne
de balayage.
Parmi une pluralité de registres de transfert vertical 12, deux registres de transfert vertical 12a, 12b prévus au niveau de l'extrémité gauche de la figure 4 par exemple incluent deux parties d'entrée de charge de référence 16a, 16b depuis lesquelles des charges de référence Q1, Q2 d'une valeur prédéterminée sont respectivement entrées sur les registres de transfert vertical 12a, 12b. Les parties d'entrée de charge de référence 16a, 16b sont conçues pour entrer les charges de référence Q1, Q2 sur les registres de transfert vertical 12a, 12b conformément au "procédé de découpage par diodes" ou au "procédé de remplissage et
commutation" tous deux bien connus.
La figure 5 est une vue en plan qui représente les parties d'entrée de charge de référence 16a, 16b utilisant le procédé de coupure par diode par exemple à25 échelle agrandie. La figure 6 est une vue en coupe
prise selon une ligne VI-VI de la figure 5.
Comme représenté, les parties d'entrée de charge de référence 16a, 16b sont constituées par des régions de diffusion N+ 17a, 17b qui jouent le rôle de diodes d'entrée d'implantation de charge, par des régions de grille d'entrée (IG1) 18a, 18b et par des régions de puits de mesure (IG2) 19a, 19b qui font suite aux régions de diffusion N+ 17a, 17b, des régions de grille d'entrée 18a, 18b étant interposées entre, et qui sont prolongées jusqu'aux registres de transfert vertical 12a, 12b. Une tension d'entrée continue prédéterminée Vis est appliquée sur les régions de diffusion N+ 17a, 17b. Les régions de grille d'entrée 18a, 18b comportent une électrode de grille 20 constituée par une seconde couche de polysilicium disposée dessus. Les régions de puits de mesure 19a, 19b comportent une électrode de grille 21 constituée par une première couche de polysilicium disposée dessus. Une impulsion d'échantillonnage OIG1 est appliquée sur l'électrode de grille 20 et une tension de polarisation continue prédéterminée Vs est appliquée sur l'électrode de
grille 21.
La figure 7 est un schéma de potentiel correspondant à la section en coupe représentée sur la figure 6. La figure 8 est un diagramme temporel de l'impulsion d'échantillonnage OIG1 et des horloges de transfert OVl, çV2 du registre de transfert vertical 12. Sur la figure 7, une ligne en traits pleins représente un potentiel obtenu à un point temporel tl et une ligne en pointillés représente un potentiel
obtenu à un point temporel t2.
Les quantités de charge des charges de référence Q1, Q2 entrées par les parties d'entrée de charge de référence 16a, 16b sont déterminées par les aires des25 régions de puits de mesure (IG2) 19a, 19b. Par conséquent, il est possible d'entrer des charges de référence Q1, Q2 de différentes valeurs de charge sur les registres de transfert vertical 12a, 12b en modifiant les aires des régions de puits de mesure (IG2) 19a, 19b. Plus spécifiquement, les quantités de charge des charges de référence sont augmentées lorsque les aires des régions de puits de mesure sont augmentées. Ainsi, le rapport des quantités de charge des charges de référence Q1, Q2 est sensiblement égal au rapport des aires des régions de puits de mesure
19a, 19b.
Puisque les registres de transfert vertical 12a, 12b sont des registres de transfert pseudo-vertical prévus afin de transférer les charges de référence Q1, Q2, les photocapteurs 11 (représentés en hachuré sur la figure 1) de deux colonnes correspondant aux registres
de transfert vertical 12a, 12b sont occultés.
Par retour à la figure 4, la charge de signal d'une valeur d'une ligne de balayage qui a été transférée depuis le registre de transfert vertical 12 sur le registre de transfert horizontal 13 est séquentiellement transférée par le registre de transfert horizontal 13 suivant la direction horizontale et est appliquée sur la partie de détection
de charge 14.
La partie de détection de charge 14 est constituée par une diffusion flottante (FD) par exemple. La partie de détection de charge 14 détecte la charge de signal transférée par le registre de transfert horizontal 13 et la convertit en une tension de signal qui est appliquée sur un tampon de sortie 15 de l'étage suivant. La diffusion flottante (FD) de la partie de détection de charge 14 est remise à l'état initial par
l'impulsion de remise à l'état initial ors à chaque25 période prédéterminée.
Dans le capteur de surface ainsi agencé, le registre de transfert horizontal 13 lit la charge de référence Q1 entrée depuis la partie d'entrée de charge de référence 16a. Puis la charge de référence Q1 ainsi lue est convertie par la partie de détection de charge 14 en une tension et est appliquée depuis le tampon de sortie 15 en tant que tension de sortie Vl. Ensuite, la charge de référence Q2 entrée depuis la partie d'entrée de charge de référence 16b est lue et est appliquée depuis le tampon de sortie 15 en tant que tension de
sortie V2.
La figure 9 est un schéma de formes d'onde de l'impulsion de remise à l'état initial çrs et d'une sortie de tampon Va. Les charges de référence Q1, Q2 sont lues pendant la période de suppression horizontale de chaque période de balayage horizontale. La figure 10A est un graphique de caractéristique qui représente des résultats mesurés d'une caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - sortie du capteur de surface représentée sur la figure 4 obtenue dans l'état standard. La figure 0lB est un graphique de caractéristique qui représente des résultats mesurés d'une caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - sortie obtenue lorsque la température est augmentée ou diminuée par rapport à
l'état standard.
Dans l'état standard, Vl représente une tension de sortie basée sur la charge de référence Q1 et V2 représente une tension de sortie basée sur la charge de référence Q2. Ainsi, lorsque la température croit, la tension de sortie Vl est élevée jusqu'à une tension Vll et la tension de sortie V2 est élevée jusqu'à une
tension V21.
A l'opposé, lorsque la température est abaissée, la tension de sortie Vi est abaissée jusqu'à une tension V12 et la tension de sortie V2 est élevée
jusqu'à une tension V22.
Par conséquent, il est possible de déterminer une caractéristique quantité de charge - tension de sortie en détectant les valeurs de tension courantes des tensions de sortie Vl, V2 sur la base des charges de référence Q1, Q2. De façon plus concrète, il est possible de détecter une inclinaison d'une ligne rectiligne représentant la caractéristique quantité de charge - tension de sortie. Les quantités de charge des charges de référence Q1, Q2 doivent être sélectionnées dans une plage dans laquelle les caractéristiques
présentent une linéarité.
En surveillant la caractéristique quantité de charge - tension de sortie, c'est-à-dire en surveillant une différence (V2 - Vl dans l'état standard, V21 - Vil dans l'état 1 et V22 - V12 dans l'état 2) entre les tensions de sortie Vl et V2 sur la bases des charges de référence Q1, Q2, il est possible de compenser la fluctuation du gain du capteur de surface sur la base de la différence détectée. L'agencement et le fonctionnement pratiques d'une partie de traitement de signal 22 qui réalise la compensation de la fluctuation
du gain du capteur de surface sont décrits ci-après.
Lorsque le signal objet comporte un pixel noir optique, si une tension de sortie obtenue dans la partie dans laquelle la ligne rectiligne qui représente la caractéristique quantité de charge - tension de sortie croise l'axe vertical de la quantité de lumière (quantité de charge) 0 sur la figure 10A, c'est-à-dire est décalée de telle sorte qu'une composante noire ou autre soit détectée et corrigée en utilisant ce signal de pixel, il est possible de réaliser la correction
moyennant une précision plus élevée.
Un agencement de la partie de traitement de signal
22 représentée sur la figure 4 est décrit ci-après.
Dans la partie de traitement de signal 22, des valeurs de tension des tensions de sortie Vl, V2 correspondant aux charges de référence Q1, Q2 dans l'état standard sont stockées dans une mémoire morte (ROM) 23 qui joue le rôle de première partie de mémoire à l'avance. La sortie de tampon Va est convertie par un convertisseur analogique/numérique (A/N) 24 en un signal numérique et est stockée temporairement dans une mémoire vive (RAM) 25 qui joue le rôle de seconde
partie de mémoire.
Du fait que les tensions de sortie Vl, V2 correspondant aux charges de référence Q1, Q2 sont modifiées en les tensions Vll et V21 dans la condition d'image pratique, telle que les circonstances de formation d'image (température et tension d'alimentation) semblables a l'état 1 représenté sur la figure 10A par exemple, une unité arithmétique et logique (ALU) 26 calcule une valeur de correction a à partir des valeurs des tensions Vll, V21 et des valeurs des tensions de sortie V1, V2 précédemment stockées dans la ROM 23 sur la base de l'équation suivante (1): a = (V2 - V1)/(V21 - Vll)... (1) Puis l'ALU 26 obtient une sortie de signal Vout en corrigeant une sortie Vccd (c'est- à-dire une sortie de caméra obtenue dans l'état de formation d'image réel) de la RAM 25 en utilisant la valeur de correction a sur la base de l'équation suivante (2): Vout = Vccd x a... (2) La différence entre l'état standard et l'état de formation d'image des tensions de sortie Vl, V2 basées sur les charges de référence Q1, Q2 est surveillée, la valeur de correction a est calculée sur la base de la différence détectée et la sortie Vccd de la RAM 25 est corrigée comme décrit ci- avant. Ainsi, lorsque le décalage (qui inclut une valeur qui fluctue de courant d'obscurité) du niveau de sortie et la fluctuation du gain sont provoqués par la variation de la température et par la fluctuation de la tension d'alimentation, il est possible de corriger ces fluctuations avec précision sans lire la référence blanche à la
différence de l'art antérieur.
En outre, puisqu'il suffit que les valeurs de tension des tensions de sortie Vl, V2 correspondant aux charges de référence Q1, Q2 dans l'état standard soient stockées dans la ROM 23, il est possible de réduire la
capacité de la ROM 23.
Bien que les deux sorties de charge de référence soient obtenues en utilisant les deux parties d'entrée de charge de référence 16a, 16b comme décrit ci-avant, la présente invention n'est pas limitée à ce cas et une seule sortie de charge de référence peut être obtenue en utilisant une unique partie d'entrée de charge de référence. Dans ce cas, il est possible de corriger la fluctuation du gain en calculant une différence entre la sortie de charge de référence et la sortie OPB (noir optique). Cependant, si l'on obtient une pluralité de sorties de charge de référence, alors il devient possible d'effectuer la correction dans une très faible plage. Par exemple, la liberté moyennant laquelle la correction est effectuée peut être augmentée telle que lorsque la correction de la quantité importante de lumière ou de la faible quantité de lumière peut être
sélectivement mise en oeuvre.
La figure 11 est un schéma qui représente un agencement d'un dispositif de transfert de charge selon un second de mode de réalisation de la présente
invention qui est appliqué à un capteur linéaire.
Comme représenté sur la figure 11, un réseau de capteurs 32 est constitué par un réseau formé par une pluralité de photocapteurs 31. Dans le réseau de capteurs 32, des photocapteurs 31a, 3lb prévus au niveau d'extrémités respectives sont occultés. La totalité des charges de signal qui sont accumulées dans le réseau de capteurs au niveau de l'unité de pixels sont lues parallèlement par l'intermédiaire d'une grille de décalage 33 pour être appliquées sur un registre à décalage CDD (partie de transfert de charge). Le registre à décalage CCD 34 comporte une partie d'entrée de charge de référence 35 disposée sur le côté opposé de son extrémité de sortie. La partie d'entrée de charge de référence 35 est conçue pour entrer une charge de référence Q d'une valeur prédéterminée sur le registre à décalage CCD 34. En tant que partie d'entrée de charge de référence 35, il est possible d'utiliser une partie d'entrée qui présente sensiblement la même structure que celle des parties d'entrée de charge de
référence 16a, 16b représentées sur la figure 5.
La référence de charge 0 est entrée sur le registre à décalage CCD 34 depuis la partie d'entrée de charge de référence 35 en synchronisation avec un cadencement selon lequel une charge de signal est lue depuis le réseau de capteurs 32 jusqu'au registre à décalage CCD 34. Ainsi, une charge de référence provenant de la partie d'entrée de charge de référence 35 est entrée sur le registre à décalage CCD 34 au niveau du bit d'extrémité opposée de son extrémité de sortie. Dans ce cas, le photocapteur 31b correspondant à ce bit est occulté et par conséquent, une charge de signal peut être empêchée d'entrer dans le photocapteur 31b. Le registre à décalage CCD 34 transfère séquentiellement la charge de signal lue dans le réseau de capteurs 32 et la charge de référence qui lui est entrée depuis la partie d'entrée de charge de référence 35 suivant la direction horizontale et il les applique
sur une partie de détection de charge 36.
La partie de détection de charge 36 est constituée par une diffusion flottante (FD) qui est remise à l'état initial par l'impulsion de remise à l'état25 initial ors à chaque période prédéterminée. La partie de détection de charge 36 détecte la charge qui lui est transférée par le registre à décalage CCD 34 et convertit celle-ci en une tension qui est ensuite appliquée par l'intermédiaire d'un tampon de sortie 37
sur une partie de traitement de signal 38.
La partie de traitement de signal 38 est conçue pour corriger la sortie de tampon Va sur la base de la charge de signal obtenue dans l'état de formation d'image pratique sur la base de la valeur de la sortie de tampon Va dans l'état standard sur la base de la charge de référence Q et de la valeur de la sortie de tampon Va dans l'état de formation d'image sur la base de la charge de référence Q. Par conséquent, en tant que partie de traitement de signal 38, il est possible d'utiliser une partie dont l'agencement de circuit est le même que celui de la partie de traitement de signal 22 représentée sur la figure 4. La figure 12 est un diagramme temporel d'horloges de transfert OH1, çH2 du registre à décalage CCD 34, d'une impulsion d'échantillonnage OIG1 de la partie d'entrée de charge de référence 35 et de la sortie de tampon Va. L'étude de la figure 12 révèle qu'après que les charges de signal des pixels respectifs du réseau de capteurs 32 sont transférées et émises en sortie, la charge de référence entrée depuis la partie d'entrée de charge de référence 35 est transférée et émise en
sortie.
Puisque le photocapteur 31a qui est le plus proche de l'extrémité de sortie du réseau de capteurs 32 est le pixel OPB, il est possible de détecter le décalage tel que la composante noire ou autre en utilisant ce
signal de pixel.
Lorsque le dispositif de transfert de charge selon le second mode de réalisation de la présente invention est appliqué au capteur linéaire, de façon similaire au cas o la présente invention est appliquée au capteur de surface, la partie de traitement de signal 38
surveille la caractéristique quantité de charge -
tension de sortie sur la base de la sortie de tampon Va correspondant à la charge de référence et de la tension OPB. Puis il est possible de corriger le décalage (y compris la fluctuation du courant d'obscurité) du niveau de sortie ainsi que la fluctuation du gain résultant de la variation de la température et à la fluctuation de la tension d'alimentation sur la base de la caractéristique quantité de charge - tension de
sortie détectée.
Bien que la charge de référence Q soit entrée sur le registre à décalage CCD 34 au niveau de son extrémité de bit opposée de son extrémité de sortie comme décrit ci-avant, la présente invention n'est pas limitée à ce cas et la charge de référence Q peut être entrée sur un bit quelconque du registre à décalage CCD 34. Par ailleurs, les deux parties d'entrée de charge de référence peuvent être prévues afin d'entrer les deux charges de référence Q1, Q2 de différentes valeurs de charge sur le registre à décalage CCD 34 au niveau de ces bits différents de façon similaire aupremier mode de réalisation selon lequel le dispositif de transfert de charge selon la présente invention est
appliqué au capteur de surface.
Bien que la présente invention soit appliquée au capteur de surface et au capteur linéaire dont chacun est le dispositif imageur à l'état solide (CCD) décrit ci-avant, la présente invention n'est pas limitée au dispositif imageur à l'état solide CCD et elle peut être appliquée à un élément de retard CCD, comme
représenté sur la figure 13.
Comme représenté sur la figure 13, une charge de signal correspondant à un signal d'entrée retardé Vin est entrée depuis une partie d'entrée de charge de signal 41 sur un registre à décalage CCD 42. Cette charge de signal est séquentiellement transférée par le registre à décalage CCD 42 et est appliquée sur une partie de détection de charge 43. Une tension de sortie du circuit de détection de charge 43 est appliquée par l'intermédiaire d'un tampon de sortie 44 à une partie
de traitement de signal 45.
Une charge de référence Q d'une valeur prédéterminée est entrée par une partie d'entrée de charge de référence 46 sur un bit quelconque du registre à décalage CCD 42 de façon similaire au second
mode de réalisation.
En tant que partie de traitement de signal 45, il est possible d'utiliser la partie de traitement de signal 22 représentée sur la figure 4. En tant que partie de traitement de signal de référence 45, il est possible d'utiliser une partie dont l'agencement est sensiblement similaire à celui des parties d'entrée de charge de référence 16a, 16b représentées sur la figure 5. Comme décrit ci-avant, la présente invention n'est pas limitée au capteur de surface et au capteur linéaire et elle peut être appliquée à l'élément de
retard CCD.
Des agencements de circuits des parties de traitement de signal 22, 38 et 45 sont décrits à titre
d'exemple et peuvent être modifiés de diverses façons.
Comme décrit ci-avant, selon la présente
invention, les effets suivants peuvent être obtenus.
Selon la présente invention, la tension de sortie dans l'état standard correspondant à la charge de référence est stockée et bloquée à l'avance. La valeur de fluctuation de la caractéristique quantité de charge tension de sortie est détectée en utilisant la tension de sortie dans l'état standard correspondant à la tension de référence ainsi stockée et bloquée et la tension de sortie correspondant à la charge de référence entrée sur la partie de transfert de charge depuis la partie d'entrée de charge de référence dans l'état de formation d'image. Puis la tension de sortie correspondant à la charge de signal est corrigée sur la base de la valeur de fluctuation détectée. Par conséquent, il est possible de compenser le décalage du niveau de sortie et la fluctuation de gain générés lorsque la température est modifiée et que la tension
d'alimentation fluctue.
En outre, selon la présente invention, la tension de sortie de la partie de détection de charge est temporairement stockée et bloquée. Le signal de correction correspondant à la valeur de fluctuation de la caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie est calculé en calculant la tension de sortie dans l'état standard correspondant à la charge de référence précédemment stockée et bloquée et la tension de sortie dans l'état de formation d'image correspondant à la charge de référence temporairement stockée et bloquée. Puis la tension de sortie correspondant à la charge de signal dans l'état de formation d'image pratique est corrigée sur la base du signal de correction ainsi calculé. Par conséquent, il est possible de détecter et de corriger la valeur de
fluctuation de la caractéristique quantité de charge -
tension de sortie au moyen de l'agencement de circuit
simple et au moyen d'un calcul numérique simple.
En outre, la présente invention est appliquée au capteur de surface qui est un dispositif imageur à l'état solide et au capteur linéaire qui est un dispositif imageur à l'état solide. En outre, la présente invention est appliquée à l'élément de retard qui retarde le signal d'entrée. Dans l'une ou l'autre des applications mentionnées ci-avant, il est possible de compenser la fluctuation de la caractéristique quantité de lumière (quantité de charge) - tension de sortie lorsque la température est modifiée et que la
tension d'alimentation fluctue.
Bien qu'aient été décrits ici des modes de réalisation particuliers de l'invention par report aux dessins annexés, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation précis et que diverses variantes et modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art sans que l'on s'écarte
ni de l'esprit ni du cadre de l'invention.
Claims (6)
1. Dispositif de transfert de charge caractérisé en ce qu'il comprend: une partie d'entrée de charge de signal (11) pour entrer une charge de signal; une partie d'entrée de charge de référence (16a, 16b) pour entrer une charge de référence; une partie de transfert de charge (12) pour transférer des charges qui lui sont entrées depuis ladite partie d'entrée de charge de signal (11) et depuis ladite partie d'entrée de charge de référence (16a, 16b); une partie de détection de charge (14) pour convertir une charge de signal transférée par ladite partie de transfert de charge en un signal électrique et pour émettre en sortie ledit signal électrique; et une partie de traitement de signal (22) associée à ladite partie de détection de charge, dans lequel ladite partie de traitement de signal inclut une première partie de stockage (23) pour stocker un signal de sortie de ladite partie de détection de charge dans un état standard de ladite charge de référence à l'avance et corrige un signal de sortie dans l'état de formation d'image de ladite charge de signal sur la base d'un premier signal de sortie stocké dans ladite première partie de stockage (23) et d'un second signal de sortie provenant de ladite partie de détection de charge dans l'état de formation d'image de ladite
charge de référence.
2. Dispositif de transfert de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de traitement de signal (22) est constituée par une partie de conversion analogique/numérique (24) permettant de convertir une sortie de ladite partie de détection de charge en un signal numérique, par une seconde partie de stockage (25) dans laquelle une sortie convertie analogique/numérique est stockée temporairement, par une partie de calcul (26) permettant de calculer un signal de correction sur la base dudit premier signal de sortie stocké dans ladite première partie de stockage et d'un signal de sortie de ladite partie de conversion analogique/numérique dans ledit état de formation d'image de ladite charge de référence stockée dans ladite seconde partie de mémoire et elle corrige le signal de sortie de ladite partie de conversion analogique/numérique dans ledit état de formation d'image de ladite charge de signal sur la base dudit
signal de correction.
3. Dispositif de transfert de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie d'entrée de charge de signal (11) est constituée par une pluralité d'éléments de conversion photo- électrique agencés en matrice (11) et par des grilles de lecture (18a, 18b) pour lire des charges de signal accumulées
dans lesdits éléments de conversion photo-électrique.
4. Dispositif de transfert de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de transfert de charge (11) inclut une pluralité de parties de transfert vertical (12a, 12b) agencées suivant chaque colonne verticale de ladite pluralité d'éléments de conversion photo-électrique (11) et permettant de transférer des charges lues dans lesdits éléments de conversion photo-électrique suivant la direction verticale et une partie de transfert horizontal (13) permettant de transférer des charges transférées depuis lesdites parties de transfert vertical suivant la direction horizontale, et ladite partie d'entrée de charge de référence entre ladite charge de référence sur lesdites parties de transfert
vertical.
5. Dispositif de transfert de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie d'entrée de charge de signal (11) est constituée par une pluralité d'éléments de conversion photo- électrique agencés selon une colonne et par des grilles de décalage (33) permettant de lire des charges de signal accumulées dans lesdits éléments de conversion photo-
électrique sur ladite partie de transfert de charge.
6. Dispositif de transfert de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie d'entrée de charge de signal (11) entre une charge de signal correspondant à un signal d'entrée retardé sur
ladite partie de transfert de charge.
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