MUI^IPLEXION COMBINADA Y CORRECCIÓN DE DESVIACIÓN PARA UN ARREGLO DE SENSORES DE IMÁGENES
Campo de la Invención La presente invención se relaciona con arreglos de sensores de imágenes utilizados en los dispositivos de exploración de entrada de trama. En particular, la invención se relaciona con microcircuitos integrados fotosensibles, en donde cada fotosensor envia señales sobre una linea de video común, y donde se proporcionan fotosensores de oscuridad para fijar un nivel de desviación sobre la linea de video común.
Antecedentes de la Invención Los arreglos de sensores de imágenes tipicamente comprenden un arreglo lineal de fotosensores los cuales exploran la trama en un documento que contiene imágenes y convierten las áreas de imágenes microscópicas vistas por cada fotosensor en cargas de señales de imágenes. Después de un periodo de integración, las cargas de las señales de imágenes son amplificadas y transferidas como una señal de video analógica a una línea o canal de salida • común a través de transistores de multiplexión accionados sucesivamente. Para arreglos de sensores de imágenes de alto desempeño, un diseño preferido incluye un arreglo de fotosensores de un ancho comparable al ancho de una página REF: 135356 que esté siendo explorada, para permitir la formación de imágenes uno a uno sin dispositivos ópticos reductores. Para proporcionar tal arreglo a "todo lo ancho", deben ser utilizadas estructuras de silicón relativamente grandes para definir el gran número de fotosensores. Una técnica preferida es crear tal arreglo grande para producir el arreglo de varios microcircuitos integrados de silicón empalmados a tope. En un diseño propuesto, se pretende que un arreglo esté constituido de 20 microcircuitos integrados de silicón, empalmadas a tope extremo a extremo, teniendo cada microcircuito integrado 248 fotosensores activos separados a 400 fotosensor por 2.54 cm (1 pulgada). Aunque la mayoria de los sistemas de exploración actualmente en uso son finalmente sistemas digitales, la "señal cruda" proveniente de los fotosensores durante el proceso de exploración es una señal de video analógica, con la magnitud del voltaje correspondiendo a la intensidad de la luz que choca sobre el fotosensor a un tiempo dado. De este modo, cuando las señales son leidas de los fotosensores sobre un microcircuito integrado para ser convertidas a datos digitales, son producidos diferentes niveles de video, correspondientes a la brillantez del área reflejada que está siendo explorada por un fotosensor particular en un momento particular, con una serie de niveles de voltaje analógicos.
„ ,z. y ~" '~" .Los dispositivos fotosensibles pueden ser unidimensionales o bidimensionales, y pueden ser de la variedad "activa", donde los fotosensores envían señales de voltaje, o en forma de un dispositivo acoplado por carga, 5 CCD, el cual vía una secuencia de carga desde una serie de fotosensores individuales. En todos esos diferentes tipos de dispositivos fotosensibles, una característica de diseño común es el uso de fotosensores de "oscuridad", los cuales son utilizados para reajustar periódicamente el voltaje de
10 desviación y compensación para los fotosensores que están siendo leídos. Esos fotosensores de oscuridad son de la misma estructura semiconductora que los otros fotosensores "activos" sobre cada microcircuito integrado, pero los fotosensores de oscuridad no se exponen a la luz. En la
15 mayoría de los diseños, los fotosensores de oscuridad están provistos con un revestimiento opaco, tal como de aluminio o silicón, para evitar la influencia de la luz sobre ellos. En ei proceso de exploración, con cada ciclo de lectura de los fotosensores activos en cada microcircuito integrado, la
20 lectura del primero fotosensor es precedida por las lecturas de uno o más fotosensores de oscuridad, las cuales son utilizadas para reajustar la desviación de voltaje asociada con todo el microcircuito integrado, y por lo tanto corregir el desplazamiento de la señal cuando los fotosensores activos
25 estén leyendo sus señales. En otras palabras, la lectura de un fotosensor de oscuridad con cada exploración puede servir como una desviación de referencia o "punto cero", de modo que puedan ser determinados los valores absolutos de intensidad de la luz sobre los fotosensores activos. El uso de la salida de un fotosensor de oscuridad cuando se lean señales de los fotosensores activos puede compensar significativamente las variaciones de desempeño de múltiples microcircuitos integrados en un solo aparato, y también cambios en el desempeño de un dispositivo fotosensible con el tiempo. Con cualquier sistema sofisticado para leer señales de imágenes de una serie de fotosensores, un problema práctico común es el conocido como "ruido de patrón fijo". Con cada fotosensor individual para un circuito de transferencia asociado, es probable que exista un solo amplificador dedicado. Dado lo práctico de construir fotosensores y circuitos en un microcircuito integrado, es probable que ciertos amplificadores, asociados con ciertos fotosensores, tendrán consistentemente un rendimiento superior con relación a otros amplificadores asociados con otros fotosensores. Existen técnicas básicas para superar el ruido del patrón fijo, tal como se menciona en la Patente Estadounidense 5,654,755, la cual se describirá con detalle más adelante. Para incrementar la velocidad de lectura de señales de imágenes de, por ejemplo, un arreglo lineal de ^ ^ fotosensores, se sabe como proporcionar canales "impar" y "par" separados para el envío o producción de señales de imágenes. Un ejemplo básico de esta técnica se muestra en la Patente Estadounidense 5,638,121. En breve, los fotosensores 5 impar y par a lo largo de un arreglo lineal envían respectivamente señales de imágenes en líneas de video separadas, y esas líneas de video son posteriormente multiplexadas corriente abajo, produciendo de este modo un solo flujo de video representativo de líneas de video impar y 0 par. Como material práctico, se ha encontrado que tal diseño puede exhibir un efecto de distribución de "desviación de la trayectoria de video" causado por el hecho de que, donde las líneas de video impar y par están separadas, las trayectorias de video impar y par se desplazan cada una a través de un conjunto diferente de amplificadores y de este modo se les da de manera consistente niveles de amplificación ligeramente diferentes . La presente invención está dirigida hacia un sistema de lectura para señales de video en el cual son multiplexadas múltiples líneas de video, en una forma que elimina el patrón previo fi o y la desviación de la trayectoria de video.
. i 4 Í ? i -í-s-i-ÍS.-! -i-ÚÜ-----lá--.-?--á? Descripción de la Técnica Anterior Las Patentes Estadounidenses 4,737,864; 5,081,536 y 5,105,277 muestran aspectos de una arquitectura preferida para un microcircuito integrado fotosensor particularmente adecuado para utilizarse con la presente invención. La Patente Estadounidense 5,638,121 describe un arreglo de sensores de imágenes basado en CMOS en el cual fotosensores impar y par en un arreglo lineal envían respectivamente video en canales de video separados. Los dos canales de video son multiplexados eventualmente para producir un solo flujo de video. La Patente Estadounidense 5,654,755 describe un dispositivo fotosensible donde los voltajes son leídos secuencialmente de un fotosensor de oscuridad, o simulado y una pluralidad de fotosensores activos con cada uno de una serie de exploraciones. Un circuito corriente abajo de los fotosensores reajusta el valor de desviación de las señales de voltaje, sobre la base de lecturas de voltaje sucesivas del fotosensor de oscuridad. Un circuito RC en paralelo con la línea de video mantiene un promedio activo de lecturas del fotosensor de oscuridad durante un número grande de exploraciones. Este promedio de muchas lecturas de pixeles oscuros promedia el ruido térmico a corto plazo sobre el fotosensor de oscuridad, para obtener un valor de desviación más certero.
Se sabe de la técnica anterior cómo utilizar un circuito de muestreo y retención en cada trayectoria de video inmediatamente antes de multiplexar las trayectorias de video, para permitir que los amplificadores de pixeles asociados con los fotosensores en cada trayectoria de video operen más lentamente (permitiendo de este modo que sean utilizados amplificadores de menor energía, relativamente más pequeños) que las señales de video multiplexadas .
Sumario de la Invención De acuerdo a un aspecto de la presente invención se proporciona un aparato fotosensible, que comprende una primera línea de video, que tiene asociado con ésta un primer conjunto de fotosensores activos, enviando cada fotosensor activo una señal representativa de la intensidad de la luz sobre ella sobre la primera línea de video. Un primer capacitor de corrección, asociado con la primera línea de video, retiene una carga de corrección sobre ella para incluir las señales de voltaje de los fotosensores activos sobre la primera línea de video. Una segunda línea de video tiene asociada con ella un segundo conjunto de fotosensores activos, enviando cada fotosensor activo una señal representativa de la intensidad de la luz sobre ella sobre la segunda línea de video. Un segundo capacitor de corrección asociado con la segunda línea de video retiene una carga de
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corrección sobre ella para influenciar a las señales de voltaje de los fotosensores activos sobre la segunda línea de video. Un nodo de multiplexión acepta señales de voltaje de la primera línea de video y la segunda línea de video. Medios de corrección finales efectúa una operación de corrección de desviación sobre las señales corriente abajo del nodo de multiplexión. De acuerdo a otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para operar un aparato fotosensible. El aparato comprende una primera línea de video, que tiene asociada con ella un primer conjunto de fotosensores activos, enviando cada fotosensor activo una señal representativa de la intensidad de la luz sobre ella sobre la primera línea de video, una segunda línea de video que tiene asociada con ella un segundo conjunto de fotosensores activos, enviando cada fotosensor activo una señal representativa de la intensidad de la luz sobre ella sobre la segunda línea de video, y nodo de multiplexión, que acepta señales de la primera línea de video y la segunda línea de video. El método comprende los pasos de detectar una primera operación de corrección de desviación sobre las señales sobre la primera línea de video, efectuar una segunda operación de corrección de desviación sobre las señales sobre la segunda línea de video, y, después de la primera y segunda operaciones de corrección de desviación, multiplexar las señales sobre la primera línea de video y la segunda línea de video en el nodo de multiplexión.
Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista en planta de las porciones relevantes de un dispositivo fotosensible activo que tiene fotosensores de oscuridad y fotosensores activos que leen una línea de video común, como es sabido en la técnica; La Figura 2 es un diagrama esquemático de un circuito simple de la técnica anterior para hacer que las señales del fotosensor de oscuridad determinen una desviación para señales de video del fotosensor activo subsecuentes; La Figura 3 es un diagrama esquemático de un circuito de la técnica anterior para determinar una desviación de una línea de video de señales del fotosensor de oscuridad; La Figura 4 es un diagrama esquemático de un circuito de la técnica anterior, generalmente similar al de la Figura 3, adaptado para utilizarse en un microcircuito integrado donde las señales de video de los diferentes conjuntos de fotosensores activos son multiplexadas; La Figura 5 es un diagrama esquemático de un circuito de multiplexión y corrección de desviación de acuerdo a la presente invención; y
* s • La Figura 6 es un diagrama de temporización comparativo que ilustra la comparación de circuito de la
Figura 5.
Descripción Detallada de la Invención La siguiente descripción se relaciona con las Figuras 1-4 de la presente solicitud adaptada con la descripción de la Patente Estadounidense 5,654,755, incorporada aquí como referencia anteriormente. Los detalles adicionales acerca de la estructura en esas Figuras, y en la operación de la misma, pueden encontrarse en la patente a la que se ha hecho referencia. En todas las Figuras aquí, números de referencia similares indican elementos análogos en las diferentes modalidades. La Figura 1 es una vista en planta, simplificada, que muestra la configuración de los fotosensores sobre un solo microcircuito integrado del fotosensor activo 10, como generalmente se conocen en la técnica anterior. Cada microcircuito integrado se encontraría, por ejemplo, en un dispositivo de exploración de entrada de trama (RIS) que tiene un arreglo lineal de fotosensores, como sería utilizado, por ejemplo, en una copiadora o dispositivo de exploración digital. En la vista en planta de la Figura 1, se muestra un arreglo grande de fotosensores activos (es decir fotosensibles) 102 los cuales comparten una línea de video
común 108 con una pluralidad de fotosensores "fotosensores de oscuridad" 110, los cuales están indicados individualmente como D1-D4. También asociada con los fotosensores 102 y 110 se encuentra una línea de registro de desviación 112 la cual conecta una sería de conmutadores de selección de registro de desviación 114. Los conmutadores de selección de registro de desviación 114 tienen asociados con ellos una serie de conmutadores de transistores 116. Cuando cada conmutador de transistores 116 es activado, el conmutador de transistores permite que la carga de su fotosensor individual asociado 102 ó 110 a través del conmutador 116 sobre la línea de video común 108. Esta corre de este modo a través de la línea de los conmutadores de registro de desviación 114 sobre la información digital de la línea 112 en forma de una secuencia ordenada de 0 con un solo "1" en ella. Cuando la secuencia ordenada de dígitos se mueve a través de los conmutadores de registro de desviación 114 a lo largo de la línea 112, el único "1" activa los fotosensores en una secuencia cuando se mueve hacia abajo, hacia la linea de entrada 112, haciendo por lo tanto que los fotosensores 108 y 102 envíen las señales en ellos, en orden, sobre la línea de video 108. En el diseño particular de la Figura 1, los primeros fotosensores a ser activados en cada exploración son los fotosensores de oscuridad 110, seguidos por los fotosensores activos 102. Como se mencionó anteriormente, los " - fotosensores de oscuridad 110 son típicamente de la misma estructura general que los fotosensores activos 102, excepto que no pueden ser expuestos a la luz de ninguna manera. Típicamente, los fotosensores de oscuridad 110 están 5 protegidos de la luz, tal como con una capa de aluminio. Debido a que tanto los fotosensores de oscuridad 110 como los fotosensores activos 102 son creados en el mismo microcircuito integrado, ellos serán físicamente tan similares como sea posible, de modo que cualquier variación 0 de proceso sistémica o efecto parasitario de los fotosensores activos 102 será igualmente evidente en los fotosensores de oscuridad 110. De esta manera, con cada exploración de las señales de video los fotosensores de oscuridad en efecto recalibran al microcircuito integrado estableciendo una señal 5 de video consistente con ausencia del impacto de luz sobre el fotosensor. Una vez determinada esta desviación, los errores sistémicos en las salidas de los fotosensores activos pueden ser compensados. Un aparato simple de la técnica anterior para hacer 0 que los fotosensores de oscuridad determinen la desviación para el fotosensor activo, los cuales son leídos posteriormente sobre la línea de video 108 se muestra en la Figura 2. Se pretende que el circuito mostrado en la Figura 2 se encuentre inmediatamente corriente abajo de los 5 fotosensores activos sobre la línea de video 108. Después del paso a través de un amplificador de ganancia unitaria 128, se proporciona sobre la línea de video 108 un capacitor 130, el cual será requerido específicamente como "capacitor de corrección" 130. El capacitor de corrección 130 retiene una _ carga en él. la cual tiene influencia sobre la magnitud de las señales de voltaje de los fotosensores activos, los cuales son leídos a través de la línea de video 108. Debido a las velocidades relativamente altas de los fotosensores activos de lectura con cada exploración, la carga sobre el capacitor de corrección 130 permanecerá razonablemente constante a través de cada secuencia de lectura. Para colocar la carga original sobre un capacitor de corrección 130, es decir, una carga sobre el capacitor de corrección 130 que tendrá influencia sobre la magnitud de las señales de voltaje en una forma deseable, la carga de corrección sobre el capacitor de corrección 130 es fijada con cada exploración cuando los fotosensores de oscuridad 116 son leídos a través de la línea de video 108. En una modalidad típica de un microcircuito integrado tal como 100 con cuatro fotosensores de oscuridad 110, la selección de los cuatro fotosensores de oscuridad es gobernada principalmente por la práctica de diseño estándar; típicamente, únicamente uno de tales fotosensores de oscuridad, tal como el fotosensor de oscuridad D3, es utilizado para determinar la desviación de la lectura
subsecuente de los fotosensores activos. Al inicio de cada lectura, cuando es el turno del fotosensor de oscuridad D3 para enviar su señal de fotosensor de oscuridad sobre la línea de video 108, se activa un voltaje de referencia, de una fuente 132 en paralelo a la línea de video 108, tal como a través del conmutador 134. La salida del fotosensor de oscuridad D3 de los fotosensores de oscuridad 110, simultánea con la aplicación del voltaje de referencia VREF sobre el otro lado del capacitor de corrección 130, tiene el efecto de colocar sobre el capacitor de corrección 130 una carga, referida como la "carga de corrección", representativa tanto de la señal del fotosensor de oscuridad como del VREF- También existen otros circuitos a lo largo de la línea de video 108, los cuales se resumen aquí como la influencia de un amplificador de ganancia unitaria extra, indicado como 136. Tan pronto como el fotosensor de oscuridad D3 de los fotosensores de oscuridad 110 ha enviado su señal de oscuridad sobre la línea de video 108 de un transistor 134 se descarga, interrumpiendo el VREF sobre la línea de video 108, y dejando una carga de corrección residual sobre el capacitor de corrección 130. De ahora en adelante, para todas las señales subsecuentes sobre la línea de video 108 hasta la siguiente operación sobre el fotosensor de oscuridad D3, la salida del VSA IDA sobre la línea de video 108 es:
t < VsALIDA = ( Vn-VD3+Vna+Vnd ) + VREF+V,os
donde Vn=la salida de un fotosensor activo n; vna= el ruido de un fotosensor activo; vnd=ruido de un fotosensor de oscuridad; VD3=la señal de voltaje del fotosensor de oscuridad 3; y V0?=la contribución de desviación por otros circuitos, simbolizados por el amplificador de ganancia unitaria 136. La señal del fotosensor de oscuridad 3, a través del capacitor de corrección 130, tendrá influencia sobre la magnitud de todas las señales de voltaje de los fotosensores activos 102 a través de toda la exploración. En esta modalidad de la Figura 2, la influencia particular del VD3 durará hasta la siguiente exploración cuando se haga que nuevamente el fotosensor de oscuridad D3 coloque la carga sobre el capacitor de corrección 130. La Figura 3 es un diagrama esquemático de una modalidad simple de un circuito de desviación del fotosensor de oscuridad de acuerdo a la presente invención. Se notará que el circuito de la Figura 3 comparte similitudes clave con el circuito simple de la Figura 2: el circuito de la Figura 3 I está colocado en el extremo de la línea de video 108, para recibir señales tanto de los fotosensores de oscuridad 110 como de los fotosensores activos 102. También existe un amplificador de ganancia unitaria 128, y un capacitor de corrección 130 sobre la línea de video. Como en el circuito de la Figura 2, está disponible un voltaje de referencia VREF para la línea de video 108 a través del transistor 134. Una característica significativa de la modalidad de la Figura 3 es un circuito de RC, indicado como 140, en paralelo con la línea de video 108. Este RC, a su vez, está conectado a través de una línea de voltaje promedio 142 (la cual puede incluir un amplificador y ganancia unitaria como se muestra) , para aplicar de manera selectiva un voltaje promedio VPR0M a la línea de video 108 cuando sea activado por medios de conmutación 144. También se proporciona en el circuito de la Figura 3 un conmutador de desviación 148, el cual, como se muestra, hace que la corrección del aire en el capacitor 130 sea desviada sobre la línea de video 108 cuando se aplique voltaje a ésta. En el circuito de la Figura 3, se aplican varias entradas a los diferentes circuitos repetidamente durante muchos ciclos de operación, tal como el conmutador en el circuito de RC 140 asociados con los medios de conmutación 144 y el conmutador de desviación 148, en una forma descrita en detalle en la patente ?755 incorporada aquí como referencia. Cuando el fotosensor de oscuridad D2 y el fotosensor de oscuridad D3 de los fotosensores de oscuridad 110 están leyendo sus señales sobre la línea de video 108, puede observarse que FDCR y FDCRI entran: el FDCR conecta el circuito de RC 140 a la línea de video 108, y el FDCRI activa el conmutador de desviación 148, lo cual hace que la señal sobre la línea de video 108 evite al capacitor de corrección 130. ("DCR significa "restablecer DC" ) . De este modo, cuando el fotosensor de oscuridad D2 y el fotosensor de oscuridad D3 son leídos sobre la línea de video 108, sus señales pasan a través de la línea de video 108, a través de un conmutador de desviación 148, y contribuyen a la carga del circuito de RC 140. El circuito de RC 140 funciona como un circuito de promediación el cual muestrea el video tanto del fotosensor de oscuridad D2 como del fotosensor de oscuridad D3 con cada exploración sobre la línea de video 108. Los valores de R y C del circuito de RC 140 deberán fijarse de modo que las muestras de las señales de video del fotosensor de oscuridad D2 y el fotosensor de oscuridad D3 sobre un número relativamente grande de exploraciones se acumulen. En otras palabras, R y C proporcionan una constante temporal mediante la cual el efecto de numerosas exploraciones de los fotosensores de oscuridad D2 y D3 cargadas sobre el circuito de RC 140 hacen que el circuito de RC 140 mantenga un funcionamiento promedio de las salidas de los fotosensores de oscuridad D2 y D3 sobre un número grande de líneas de exploración. Por ejemplo, si se desea mantener el funcionamiento promedio de 10 línea de exploración, el valor de RC deberá ser fijado igual a 100 veces la duración del reloj de muestreo FDCR con cada exploración. De manera general, para una modalidad práctica del circuito de la Figura 3, el RC deberá ser elegido para muestrear al menos 10 líneas de exploración, y de manera preferible aproximadamente 100 líneas de exploración para obtener su señal de fotosensor de oscuridad promedio. La Figura 4, la cual es idéntica a la Figura 5 en la patente ?755 incorporada aquí como referencia, muestra el concepto de corrección de desviación de la Figura 3 en el contexto de un dispositivo, tal como se muestra de manera general en la patente 841 incorporada como referencia, donde líneas de video separadas son multiplexadas para formar una sola línea de video. En las Figuras 3 en ella, numerosas referencias similares (así como las entradas de voltaje tales como DCR) indican elementos similares, con una modificación de que los números de referencia seguidos por la letra O son específicos para la línea de la señal impar 108O, y los números de referencia seguidos por E indican elementos los cuales son específicos para la línea de video par 108E. Sin embargo, deberá notarse que ciertos elementos en el circuito de la Figura 4, en particular el circuito de RC 140, la línea 142 y la fuente de referencia 132, son comunes a ambas líneas de video impar y par. De este modo, el circuito de RC 140 mantiene un funcionamiento promedio de señales del fotosensor de oscuridad de una combinación de los fotosensor de oscuridad sobre la línea de video 1080 y también sobre la línea de video par 108E, aún si, en ciertas modalidades, los dos conjuntos de fotosensores de oscuridad nunca son conectados de otro modo. También se muestra un circuito de remoción de desviación por cada línea de video, indicados como 1500 y 150E, los cuales son particulares para una modalidad práctica particular. Se notará que la función de los circuitos 1500 y 150E puede ser utilizada para multiplexar señales sobre las dos líneas de video separadas 1120 y 112E sobre una sola línea de salida, si Fs es representativa de la señal de reloj para cada señal de video que esté siendo leída a través de las líneas de video. Se ha encontrado que la combinación de circuitos de corrección de desviación y multiplexión mostrada en la Figura 4 aquí es susceptible a lo que se ha descrito aquí anteriormente como "ruido de trayectoria de desviación". Puede observarse, en la Figura 4, que las líneas de video impar y par separadas 108E y 1080 son plantadas por separado por sus circuitos de corrección respectivos, tales como los capacitores de corrección 130E y 130O y los amplificadores de ganancia unitaria 136E y 1360 antes de que los dos flujos de video sean multiplexados en el modo multiplexado indicado como 109. Debido a que los patrones de video separados son tratados por separado y corren a través de diferentes circuitos, cualquier discrepancia en la desviación y ganancia
t i- '^*f^^*-^' del amplificador u otras* características se manifestarán así igualmente en las trayectorias de video impar y par, causando distorsiones cuando las dos trayectorias de video sean multiplexadas en el modo de multiplexión 109. Un objeto de la presente invención es proporcionar una combinación de circuitos de corrección de desviación y multiplexión que supere esos y otros problemas. La Figura 5 es un diagrama esquemático que muestra una combinación de circuitos de multiplexión y corrección de desviación de acuerdo a la presente invención. La Figura 6 es un conjunto de diagramas de temporización comparativas que ilustran la operación del circuito de la Figura 5. En la Figura 5, los números de referencia asociados con varios elementos indican elementos análogos con elementos de referencia similares en las figuras anteriores, y también en la patente *755. Además, aunque ciertos elementos en la Figura 5 están indicados por números de referencia planos tales como 130, o ciertos otros elementos que tienen funciones análogas pero con referencia a porciones específicas del circuito están indicados como par o impar, por ejemplo, el capacitor 130E tiene una función análoga sobre una línea de video "par" como tiene el capacitor 130O sobre la línea de video "impar" y también como el capacitor 130 (el cual será llamado el "capacitor de corrección principal") sobre a línea multiplexada.
-«•SU *• Comenzando a la izquierda de la Figura 5, las señales de los fotosensores relacionadas con la imagen, tal como se mostró en 102 en la Figura 1 anteriormente, son pasadas a varios tiempos a través de los que se muestran como 5 amplificadores de pixeles 200. Además, en la modalidad particular ilustrada, cada línea de fotosensor individual 102 incluye un transistor de reajuste indicado como 202, la función del cual será descrita más adelante. Cada amplificador de pixeles 200, como puede observarse, es 0 accionado independientemente vía una línea la cual bloquea el amplificador. Se comprenderá que, aunque únicamente se muestran cuatro de tales líneas del fotosensor 102 en la Figura, habrán tantas líneas del fotosensor como fotosensores en un dispositivo particular, y además, algunos de esos 5 fotosensores serán fotosensores de "oscuridad" o simulado, es decir, protegido de la luz para producir únicamente un nivel de oscuridad de referencia, tal como se describió con respecto a la Figura 1 anteriormente. Además, de acuerdo a la modalidad ilustrada, están unidos conjuntos alternados de 0 fotosensores 102 a una línea de video par 108E y una línea de video impar 108O. Se comprenderá que, aunque los dos conjuntos de fotosensores 102 de la modalidad particular están colocados en forma alternada dentro de un dispositivo, la presente invención puede aplicarse a cualquier situación 5 en la cual distintos conjuntos de fotosensores, tales como
^J -iá- éJ i¡A?i.á*Í ^a-yi^i-fei^^^a^^.^^^^^-^ los pertenecientes a conjuntos filtrados por color de manera diferente de fotosensores, proporciona señales las cuales son multiplexadas en algún punto. Una vez que las señales de los dos grupos de fotosensores son colocadas sobre las líneas de video 1080 y 108E respectivamente, las señales son multiplexadas para formar un solo flujo de video. Primero, sin embargo, de acuerdo a la presente invención, cada flujo de video original (en este caso impar y par) es corregido por desviación independientemente; es colocada una carga de referencia sobre un capacitor de corrección en cada línea de video, y esa carga es entonces utilizada para corregir (removiendo la carga de desviación original de) las señales de video subsecuentes que pasan a través del capacitor. Como puede observarse en la Figura 5, la línea de video 108E incluye un capacitor de corrección 130E en él y la línea de video impar incluye un capacitor de corrección 130O. Finalmente, cada línea es alimentada a través del procesamiento de multiplexión expuesto más adelante, a un nodo de multiplexión común 109. El nodo 109 está asociado además con un arreglo de promediación y corrección que incluye un solo capacitor de corrección común 130 (en este contexto, un "capacitor de corrección principal" ) el cual es influenciado por un circuito de RC de promediación 140: la porción del circuito ilustrado corriente abajo del nodo 109 opera en la forma
^ ^^^ ^^^^^^^^^ descrita en la patente v755, en el cual el circuito de RC 140 mantiene un funcionamiento promedio de un gran número de lecturas repetidas de fotosensores de pixeles de oscuridad sobre el dispositivo, y utiliza éste funcionamiento promedio para determinar la carga de corrección para remover la desviación del flujo de video multiplexado que pasa a través del capacitor de corrección principal 130, en lo que puede ser considerada una operación de corrección de desviación "final" . El circuito de la Figura 5 incluye además un circuito para llevar a cabo la doble función de multiplexión y corrección de desviación. Un nodo 210 acepta un voltaje de referencia Vref2 de una fuente externa: este voltaje de referencia es utilizado, como será mostrado más adelante, para el procesador de corrección de desviación. El nodo 210 está asociado con dos transistores 2120 y 212E, los cuales responden a señales de reloj complementarias Fs y Fs* para conectar la señal de referencia al otro de los capacitores de corrección 130O y 130E. Las señales de reloj Fs y Fs* también operan, a través de las compuertas OR 2140 y 214E, los transistores de multiplexión 160O y 160E, cada uno de los cuales, cuando son activados, transfieren carga de uno de los otros capacitores de corrección 1300 y 130E al nodo de multiplexión 109. El nodo de multiplexión 109 tiene asociado con éste una capacitancia finita CMux-
'¡fl-ij--- J ' . ' Pasando al esquema de reloj de la Figura 6, los pasos A-C muestran la acción de los diferentes dispositivos implicados en el esquema de multiplexión de corrección de desviación de la presente invención, con referencia a un fotosensor impar ejemplar. Durante el periodo de tiempo A la señal, Vsi+Voscuridad (significan, un voltaje que representa tanto la señal real a ser registrada, más la desviación indeseable que estaría asociada con el nivel del pixel de oscuridad, y que por lo tanto se desea sea sustraída de la señal) , es leída del primer amplificador de pixeles impar 200 y forzada sobre el lado izquierdo del capacitor de corrección y desviación impar 1300, el cual tiene una capacitancia de Coco (corrección de desviación, impar) . Durante este mismo periodo de tiempo el conmutador accionado por fs fuerza el voltaje de referencia, Vref2, sobre el lado derecho del capacitor 130O. También durante este tiempo, el transistor de multiplexión impar 160O es interrumpido y el voltaje sobre el nodo de multiplexión 109 es determinado por la trayectoria de video par sobre la línea 108E. Durante el periodo de video B, es accionado un impulso de reajuste fRP? sobre el transistor de reajuste 202 para un fotosensor particular y el nodo asociado con el fotosensor es de este modo reajustado a su nivel de oscuridad. Este nivel de oscuridad Voscuridad, es leído y almacenado en el lado izquierdo del capacitor 1300. Puesto que el conmutador de fs está apagado y el transistor de multiplexión impar encendido, el otro lado del capacitor es forzado a un nivel que es aproximadamente igual (Vref2+Vsig+Voscuridad) -Voscuridad, o simplemente Vref2+Vsig: en otras palabras, la porción "oscura", o desviación, de la señal es removida de este modo. Como un aspecto práctico, puesto que existe una cantidad finita de capacitancia parásita en el nodo multiplexado 109, existirá alguna división de capacitancia entre la señal vieja y la señal nueva. La señal resultante sobre el nodo de multiplexión será Coco/ (Coco+CMuy) xVs?g+CMu?/ (COCO+CMJX) xVsigprev, donde Vsigprev es la señal previa. Esto significa que el paso de un pixel a otro será CMU/ (C0co+CMux) . el cual puede ser mantenido muy pequeño, en el orden de 3-7%. Durante el periodo de tiempo B la señal, Vsig+Voscuridad, es leída del primer amplificador de pixeles par 200 en una forma similar, durante el periodo de tiempo A para los pixeles impar. De manera similar, durante el periodo de tiempo C en la Figura 6, la señal del primer pixel par finaliza sobre el nodo de multiplexión 109, con un pequeño retraso residual de su primer pixel impar. También puede observarse que durante los periodos B y C, las señales sobre el nodo de multiplexión se muestran sobre la salida del sensor, puesto que no existiría un retraso como el que sería introducido, por un circuito de ftmestreo y retención. Existen ciertas consideraciones y detalles menores que necesitan la atención para que este esquema trabaje en la mejor manera posible. Todas las memoria intermedias o amplificadores necesitan ser colocados a la mitad de su periodo Ts, es decir, el tiempo alto o bajo del reloj fs o fs*. El impulso de reajuste del pixel fRP para los fotosensores par o impar 102 deberá ser activado después de que los relojes fs o fs* sean impulsados, para garantizar que la señal apropiada sea almacenada en los capacitores de corrección 130O, 130E. En la implementación del circuito, es mejor minimizar CMU? para reducir el retraso del video de exploración rápida, tal como lo causado por una señal residual del pixel leído previamente dentro de una línea de exploración. El circuito de acuerdo a la modalidad ilustrada de la presente invención proporciona las siguientes ventajas prácticas. El ruido del patrón fijo, o ausencia de uniformidad de oscuridad, debido a variaciones del amplificador de pixeles de pixel a pixel dentro de una sola trayectoria de video es removido por la corrección de desviación en el capacitor de corrección impar o par. Debido a que son multiplexadas juntas N trayectorias de video, la velocidad de video de microcircuito integrado resultante, o la velocidad de datos, es N veces mayor comparada con la de un circuito no multiplexado. Esto permite una potencia/área menor o intervalo de señal más grande en los amplificadores de pixeles que funcionan a velocidad más lenta, a una velocidad de video más rápida para amplificadores de pixeles que funcionan a la misma velocidad. Multiplexando después de la corrección de desviación, se ahorra potencia y área en las trayectorias de video requiriendo menos amplificadores que, por ejemplo, el circuito de la técnica anterior de la Figura 4 anterior (nótese como el circuito de la modalidad preferida no requiere amplificadores entre los capacitores de corrección 130O y 130E y el nodo de multiplexión 109), y el ruido de patrón fi o de trayectorias separadas es eliminado. Es introducida una pequeña cantidad de retraso en el circuito de la presente invención, ésta puede mantenerse mínima, y no degradará significativamente la calidad de la imagen. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la practica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
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