DE4024927A1 - Geraet zum ansteuern einer ladungstransfereinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum An­ steuern einer Ladungstransfereinrichtung wie einer la­ dungsgekoppelten Einrichtung (CCD).

Üblicherweise enthält das Gerät zum Ansteuern der La­ dungstransfereinrichtung einen Treiber, der Steuersi­ gnale ausgibt, durch die die Ladungstransfereinrichtung angesteuert wird, und eine Spannungsversorgungsschal­ tung, die eine Spannung an den Treiber anlegt. In der Ladungstransfereinrichtung überträgt ein Vertikaltrans­ fer-CCD in Photodioden akkumulierte elektrische Ladungen zu einen Horizontaltransfer-CCD oder einer Entladungs- Drain, wobei die zu dem Horizontaltransfer-CCD übertra­ gene elektrische Ladung weiter zu einem erdfreien Diffu­ sionsverstärker übertragen und in eine Spannung gewan­ delt wird, die als ein Videosignal auszugeben ist, und wobei eine unerwünschte elektrische Ladung zu der Entla­ dungs-Drain übertragen wird.

Wenn ein elektronischer Verschluß betrieben wird, dürfen z.B. nur die elektrischen Ladungen, die während einer vorbestimmten Periode in den Photodioden akkumuliert wurden, von dem Vertikaltransfer-CCD zu dem Horizontal­ transfer-CCD übertragen werden, um ein Bild oder eine Abbildung zu gestalten, weshalb die während einer ande­ ren Zeitspanne als der vorbestimmten Periode akkumulier­ ten elektrischen Ladungen von dem Vertikaltransfer-CCD zu der Entladungs-Drain entladen werden müssen. Dieser Entladungsbetrieb des Vertikaltransfer-CCDs muß mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden, so daß der Bildgestaltungsbetrieb nicht unterbrochen wird.

Da ein großer elektrischer Strom zwischen dem Treiber und dem Vertikaltransfer-CCD fließt, wenn dieses mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, tritt jedoch ein relativer Abfall in der dem Treiber zugeführten Spannung auf, wodurch unerwünschte elektrische Ladungen nicht vollständig zu der Entladungs-Drain entladen werden. Daher werden den einem Originalbild entsprechenden elek­ trischen Ladungen elektrische Restladungen überlagert, wodurch die Bildqualität verschlechtert wird. Eine sol­ che Spannungsänderung kann verhindert werden, indem ein Kondensator mit einer großen Kapazität vorgesehen wird. Durch diese Maßnahme wird jedoch die Schaltung ver­ größert.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ansteuergerät zu schaffen, mit dem die Effizienz eines Transfers einer elektrischen Ladung während eines Hochgeschwindigkeitsbetriebs verbessert ist, um dadurch eine Verschlechterung der Bildqualität zu verhindern, ohne die Schaltung zu vergrößern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Gerät zum Ansteuern einer Ladungstransfereinrichtung gelöst, wobei die Einrichtung einen Treiber, eine Spannungsversor­ gungsschaltung und einen Steuermechanismus hat. Der Treiber steuert die Ladungstransfereinrichtung in Ent­ sprechung zu Zeitgabesignalen mit geringer Geschwindig­ keit oder mit hoher Geschwindigkeit an. Die Spannungs­ versorgungsschaltung legt eine Spannung an den Treiber an und der Steuermechanismus steuert die Spannungsver­ sorgungsschaltung derart, daß die Spannung gemäß einem Zustand verändert wird, mit dem die Ladungstransferein­ richtung betrieben wird.

Erfindungsgemäß wird also die an den Treiber angelegte Spannung in Entsprechung zu einem Zustand verändert, in dem die Ladungstransfereinrichtung betrieben wird, wo­ durch die Effizienz eines Transfers einer elektrischen Ladung verbessert wird. Damit wird eine Bildqualitäts­ verschlechterung vermieden, ohne die Schaltung zu ver­ größern.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer ersten Ausführungsform eines Geräts zum An­ steuern einer Ladungstransfereinrichtung ge­ mäß der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines CCDs vom Zwischenzeilentyp zeigt;

Fig. 3 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines CCDs vom Rahmen-Zwischenzeilentransfertyp zeigt;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer VM- Spannungsversorgungsschaltung zeigt;

Fig. 5 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer VL- Spannungsversorgungsschaltung zeigt;

Fig. 6 ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Trei­ bers zeigt;

Fig. 7 ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb der er­ sten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 8 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 9 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer VH- Spannungsversorgungsschaltung zeigt; und

Fig. 10 ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb der zwei­ ten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das einen erfindungsge­ mäßen Aufbau einer ersten Ausführungsform eines Geräts zum Ansteuern einer Ladungstransfereinrichtung zeigt. Ein Mikroprozessor (MPU) 1 steuert den Betrieb jeder Schaltung. Ein Zeitgabe-Generator 2 wird von der MPU 1 gesteuert, um Signale V1 bis V4 und ein Signal TG als Zeigabesignale zu erzeugen, und ein Treiber 3 erzeugt Steuersignale ΦV1 bis ΦV4 in Entsprechung zu den Zeit­ gabesignalen V1 bis V4 und gibt die Steuersignale ΦV1 bis ΦV4 an ein CCD 4 aus, das eine gemäß diesen Steuersignalen betriebene Ladungstransfereinrichtung ist. Eine Spannungsversorgungsschaltung enthält eine Spannungsversorgungseinheit 31, eine VM-Spannungsversor­ gungsschaltung 32 und eine VL-Spannungsversorgungsschal­ tung 33 und liefert eine erste Spannung VH, eine zweite Spannung VM oder eine dritte Spannung VL an den Treiber 3. Die VM-Spannungsversorgungsschaltung 32 und die VL- Spannungsversorgungschaltung 33 werden von der MPU 1 gesteuert und zwischen dieser und der VL-Spannungsver­ sorgungsschaltung 33 ist ein Inverter 34 angeschlossen, der die Polarität der Signale invertiert.

Die Spannungsversorgungseinheit 31 erzeugt eine erste Spannung VH, eine vierte Spannung VM1 bzw. eine fünfte Spannung VL1. Die erste Spannung VH wird dem Treiber 3 direkt zugeführt; die vierte Spannung VM1 wird der VM- Spannungsversorgungsschaltung 32 zugeführt und in die zweite, dem Treiber 3 zuzuführende Spannung VM umgewan­ delt; und die fünfte Spannung VL1 wird der VL-Span­ nungsversorgungsschaltung 33 zugeführt und in die dritte Spannung VL umgewandelt, die dem Treiber 3 zuzuführen ist. Unter diesen Spannungen VH, VM und VL hat die erste Spannung VH den höchsten, die dritte Spannung VL den niedrigsten und die zweite Spannung VM einen mittleren Wert, der zwischen den Werten der ersten Spannung VH und der zweiten Spannung VL liegt.

Fig. 2 zeigt einen Aufbau eines Zwischenzeilen-CCDs als das CCD 4. Für jedes Pixel ist eine entsprechende Photo­ diode 11 vorgesehen, die eine elektrische Ladung ent­ sprechend der von ihr aufgenommenen Lichtmenge ausgibt. Ein Vertikaltransfer-CCD 12 ist benachbart zu einer linearen Anordnung der Photodioden 11 vorgesehen und überträgt in den Photodioden 11 erzeugte, elektrische Ladungen zu einem Horizontaltransfer-CCD 13 oder zu einer Entladungs-Drain 14. Ein erdfreier Diffusionsver­ stärker (FDA) 15 ist mit dem Horizontaltransfer-CCD 13 verbunden und wandelt eine von dem Horizontaltransfer CCD 13 übertragene elektrische Ladung in eine Spannung um und gibt diese aus. Eine Überlauf-Drain 16 ist vorge­ sehen, um einen elektrischen Ladungsüberlauf aufgrund ausgeprägter Lichtbestrahlung zu entladen.

Das CCD 4 kann ein anstelle des in Fig. 2 gezeigten CCDs vom Zwischenzeilentyp ein CCD vom Rahmen-Zwischenzeilen­ typ (FIT) sein, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. In diesem CCD 4 vom FIT-Typ ist ein Speicherbereich 25 vorgesehen, um die von dem Vertikaltransfer-CCD 12 übertragenen elektrischen Ladungen zu speichern, wobei die in dem Speicherbereich 25 gespeicherten elektrischen Ladungen aufeinanderfolgend an das Horizontaltransfer- CCD 13 ausgegeben werden.

Fig. 4 zeigt einen Aufbau der VM-Spannungsversorgungs­ schaltung 32. Ein Kondensator 43 glättet die von der Spannungsversorgungseinheit 31 eingegebene vierte Span­ nung VM1 und gibt die geglättete vierte Spannung VM1 an einen Spannungsteiler aus, der durch Widerstände 46 bis 48 und Kondensatoren 44 und 45 gebildet ist. Ein Verbin­ dungspunkt des Widerstands 47 und des Widerstands 48 ist mit einer Basis eines NPN-Transistors 41 verbunden, dessen Emitter über einen Widerstand 49 geerdet und dessen Kollektor mit dem Kondensator 43 verbunden ist. Die zweite Spannung VM wird über den Emitter des NPN- Transistors 41 ausgegeben. Parallel zu dem Widerstand 46 ist ein Schalter 42 angeschlossen, der durch ein Signal PV ein- oder ausgeschaltet werden kann, das von der MPU 1 ausgegeben wird.

Fig. 5 zeigt einen Aufbau der VL-Spannungsversorgungs­ schaltung 33. Ein Kondensator 61 glättet die fünfte Spannung VL1, die von der Spannungsversorgungseinheit 31 ausgegeben wird, und führt die geglättete fünfte Span­ nung VL1 einem Spannungsregler 69 zu, der die Spannung VL1 in die Spannung V1 umwandelt und die Spannung V1 ausgibt. Von einer Vorspann-Schaltung, die durch Wider­ stände 65 bis 67 und Kondensatoren 62 und 63 gebildet ist, wird diese Spannung V1 in die Spannung VL umgewan­ delt und über einen Glättungskondensator 64 ausgegeben. Parallel zu dem Widerstand 67 ist ein Schalter ange­ schlossen, der durch ein Signal ein- oder ausgeschaltet wird, das durch Invertieren des Signals PV durch den Inverter 34 erhalten wird, das von der MPU 1 ausgegeben wird.

Fig. 6 zeigt einen Aufbau des Treibers 3. Ein Schalter 81 wird zwischen Anschlüssen A und B geschaltet, so daß die erste Spannung VH ausgewählt wird, wenn ein durch Invertieren eines Signals TG durch einen Inverter 84 erhaltenes Signal einen hohen Pegel hat, und die zweite Spannung VM ausgewählt wird, wenn dieses Signal einen niedrigen Pegel hat. Ein Schalter 82 wählt entweder eine von dem Schalter 81 an einem Anschluß A des Schalters 82 angelegte Spannung oder die an dem Anschluß B des Schal­ ters 82 angelegte dritte Spannung VL aus und gibt die ausgewählte Spannung als das Steuersignal ΦV1 aus. Der Schalter 82 wird auf den Anschluß A geschaltet, wenn ein durch Invertieren des Zeitgabesignals V1 durch einen Inverter 85 erhaltenes Signal einen hohen Pegel hat, und wird auf den Anschluß B gelegt, wenn das Zeitgabesignal V1 einen niedrigen Pegel hat.

Die zweite Spannung VM und die dritte Spannung VL werden jeweils an Anschlüsse A und B eines Schalters 83 ange­ legt, von denen eine durch den Schalter 83 ausgewählt und als das Steuersignal ΦV2 ausgegeben wird. Der Schal­ ter 83 wird auf den Anschluß A geschaltet, wenn ein durch Invertieren des Zeitgabesignals V2 erhaltenes Signal einen hohen Pegel hat, und wird auf den Anschluß B gelegt, wenn das Zeitgabesignal V2 niedrigpegelig ist.

Eine Schaltung, die die Steuersignale ΦV3 und ΦV4 auf der Basis der Zeitgabesignale V3 und V4 erzeugt, hat einen ähnlichen Aufbau wie der in Fig. 6. In diesem Fall entsprechen die Signale V1 und V2 den Signalen V3 bzw. V4.

Nachstehend wird ein Betrieb der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm erläutert, das in Fig. 7 gezeigt ist. In den Fig. 7(c), (e), (f) und (g) werden die Spannungen VM und VL in einem vergrößerten Maßstab gezeigt.

Zunächst wird ein Betrieb beschrieben, in dem die La­ dungstransfereinrichtung 4 mit niedriger Geschwindigkeit betrieben wird, um Videosignale entsprechend den in den Photodioden 11 akkumulierten elektrischen Ladungen aus­ zugeben.

Wenn ein Zeitgabesignal TG (Fig. 7(b)) von dem Zeitgabe­ generator 2 ausgegeben und dem Treiber 3 eingegeben wird, wird die höchste Spannung VH (Fig. 7(b)) aus den von der Spannungsversorgungsschaltung einschließlich der Spannungsversorgungseinheit 31, der VM-Spannungsversor­ gungsschaltung 32 und der VL-Spannungsversorgungsschal­ tung 33 angelegten Spannungen ausgewählt. Dann erzeugt der Treiber 3 die Steuersignale ΦV1 oder ΦV3 mit der Spannung VH, die den von dem Zeitgabegenerator 2 erzeug­ ten Signalen V1 oder V3 entsprechen, und gibt die Steu­ ersignale ΦV1 oder ΦV3 an das CCD4 aus. Im Ergebnis werden die in den Photodioden 11 akkumulierten elektri­ schen Ladungen zu dem benachbarten Vertikaltransfer-CCD 12 übertragen.

Der Treiber 3 erzeugt die Steuersignale ΦV1 bis ΦV4 entsprechend den Signalen V1 bis V4, die von dem Zeitga­ begenerator ausgegeben werden, und gibt die Steuersi­ gnale ΦV1 bis ΦV4 (Fig. 7(b)) an das CCD4 aus, und die an das Vertikaltransfer-CCD12 übertragenen elektrischen Ladungen werden aufeinanderfolgend gemäß den Steuersi­ gnalen ΦV1 und ΦV4 zu dem Horizontaltransfer-CCD13 transferiert. Wenn das Zeitgabesignal TG dem Treiber 3 nicht eingegeben wird, werden die Steuersignale ΦV1 bis ΦV4 in Signale umgewandelt, die durch zwei Werte wieder­ gegeben sind, d. h. die niedrigste Spannung VL und die mittlere Spannung VM zwischen den Spannungen VL und VH.

Das Horizontaltransfer-CCD 13 empfängt Signale ΦH1 und ΦH2 von einem Horizontalansteuerungstreiber (nicht ge­ zeigt). Im Ergebnis werden die zu dem Horizontaltransfer- CCD 13 übertragenen elektrischen Ladungen dem FDA 15 eingegeben und in auszulesende Spannungen umgewandelt.

Demgemäß werden in den Photodioden 11 entsprechend Pi­ xeln akkumulierte elektrische Ladungen in Entsprechung zu einer zu gestaltenden Abbildung von dem CCD 4 als Videosignale ausgegeben.

In einem Zustand, in dem das CCD 4 mit niedriger Ge­ schwindigkeit - wie oben beschrieben - betrieben wird, ist ein von der MPU 1 an die VM-Spannungsversorgungs­ schaltung 32 ausgegebenes Signal PV niedrigpegelig (Fig. 7(d)) und der Schalter 42 der VM-Spannungsversorgungs­ schaltung 32 ist daher ausgeschaltet. Wenn man nun an­ nimmt, daß die Widerstände 46 bis 48 jeweils Wider­ standswerte R1 bis R3 haben, wird eine durch Teilen der Spannung VM1 durch die Widerstände R1 und R2 und den Widerstand R3 erhaltene Spannung (R3×VM1/(R1+R2+R3)) an die Basis des NPN-Transistors 41 angelegt. Wenn man nun davon ausgeht, daß die Spannung zwischen dem Emitter und der Basis des NPN-Transistors 41 VBE ist, ist die an dem Emitter ausgegebene Spannung VM

VM = R3 × VM1/(R1 + R2 + R3) - VBE (1)

Andererseits wird das von der MPU 1 ausgegebene Signal PV von dem Inverter 34 invertiert, so daß der VL-Span­ nungsversorgungsschaltung 33 ein Signal mit hohem Pegel eingegeben wird. Daher wird der Schalter 68 dieser Schaltung eingeschaltet. Demgemäß wird der Widerstand 67 kurzgeschlossen und der Widerstand 66 wird über den Schalter 68 geerdet. Wenn man nun annimmt, daß die Widerstände 65 und 66 jeweils Widerstandswerte R5 und R6 haben, ist die von der VL-Spannungsversorgungsschaltung 33 ausgegebene Spannung

VL = V1(1 + R6/R5) (2)

Die Spannung VM, die, wie zuvor beschrieben, erzeugt wird, wird an den Anschluß B des Schalters 81 und an den Anschluß A des Schalters 83 in dem Treiber 3 gelegt; die Spannung VL wird in dem Treiber 3 an den Anschluß B des Schalters 82 und an den Anschluß B des Schalters 83 gelegt; und die Spannung VH, die von der Spannungsver­ sorgungseinheit 31 ausgegeben wird, wird an den Anschluß A des Schalters 81 gelegt.

Die Steuersignale ΦV1 bis ΦV4 werden in dem Treiber 3 in Entsprechung zu den Zeitgabesignalen TG, V1 bis V4 er­ zeugt, die von dem Zeitgabegenerator 2 ausgegeben wer­ den, und das CCD 4 wird somit - wie zuvor beschrieben - mit geringer Geschwindigkeit betrieben, um Videosignale auszugeben.

Da die Betriebsgeschwindigkeit des CCD 4 niedrig ist, ist eine Impedanz auf der Basis der äquivalenten kapazi­ tiven Reaktanz des Vertikaltransfer-CCDs 12 des CCDs 4 relativ niedrig und der durch die Impedanz hervorgeru­ fene Spannungabfall ist daher relativ klein. Demgemäß werden die Spannungen VM und VL auf annähernd den vorbe­ stimmten Werten als hoch- oder niedrigpegelige Signale der Signale ΦV1 bis ΦV4 gehalten (Fig. 7(b), (e) und (g).

Nachstehend wird ein Betrieb erläutert, bei dem die Ladungstransfereinrichtung 4 mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, so daß das Vertikaltransfer-CCD 12 nicht erwünschte elektrische Ladungen in die Entladungs-Drain 14 entlädt.

Bei diesem Betrieb gibt der Generator 2 zunächst ein Vertikalsynchronisationssignal VD (Fig. 7(a)) an die MPU 1 aus. Die MPU 1 gibt dann ein Signal PHV an den Zeitga­ begenerator 2 synchron zu dem Signal VD als eine Hochge­ schwindigkeitsbetriebs-Anweisung aus. Beim Empfang des Signals PHV gibt der Zeitgabegenerator 2 die Zeitgabe­ signale V1 bis V4 mit hoher Geschwindigkeit und mit entgegengesetzter Phase zu der des üblichen Niedrigge­ schwindigkeitsbetriebs aus. Die Zeitgabesignale werden nämlich bei dem Niedriggeschwindigkeitsbetrieb in der Reihenfolge V1 bis V4 ausgegeben und bei dem Hochge­ schwindigkeitsbetrieb in der Reihenfolge V4 bis V1 aus­ gegeben. Der Treiber 3 gibt die Steuersignale ΦV1 bis ΦV4 mit hoher Geschwindigkeit und mit umgekehrter Phase bezüglich des Niedriggeschwindigkeitsbetriebs aus. Im Ergebnis werden die elektrischen Ladungen in dem Verti­ kaltransfer-CCD 12 an die Entladungs-Drain 14 übertragen und entladen.

In einem Zustand, in dem das CCD 4 mit hoher Geschwin­ digkeit betrieben wird, wandelt die MPU 1 das Signal PV (Fig. 7(d)) in ein Signal mit hohem Pegel um und gibt dasselbe an die VM-Spannungsversorgungsschaltung 32 und die VL-Spannungsversorgungsschaltung 33 aus.

Daher wird der Schalter 42 in der VM-Spannungsversor­ gungsschaltung 32 eingeschaltet, so daß der Widerstand 46 kurzgeschlossen wird. Im Ergebnis wird der Wider­ standswert R1 in der Gleichung (1) zu 0. Daher ergibt sich die von der VM-Spannungsversorgungsschaltung 32 ausgegebene Spannung VM zu

VM = R3 × VM1/(R2 + R3) - VBE (3)

Vergleicht man die Gleichung (3) mit der Gleichung (1), so ist Spannung VM bei der Gleichung (3) größer als bei der Gleichung (1), da der Nenner des ersten Ausdrucks der Gleichung (3) kleiner ist als der der Gleichung (1).

Der Betrag des Anstiegs entspricht einem durch eine Impedanzveränderung während des Hochgeschwindigkeitsbe­ triebs hervorgerufenen verringerten Wert der Spannung; und zwar der Impedanz, die einen Widerstand einer Lei­ tung, die die Spannungsversorgungsschaltung mit dem Treiber 3 verbindet, und eine äquivalente kapazitive Reaktanz des CCDs 4 einschließt. Wenn daher die durch die Gleichung (1) ausgedrückte Spannung VM wie in einer herkömmlichen Schaltung während des Hochgeschwindig­ keitsbetriebs ausgegeben wird, tritt ein Abfall der Spannung VM auf, wie in Fig. 7(c) gezeigt ist. Da in dieser Ausführungsform die Spannung VM jedoch durch den Betrag des Spannungsabfalls unterstützt wird, verbleibt die Spannung VM auf etwa demselben Wert wie bei dem Niedriggeschwindigkeitsbetrieb, wie in Fig. 7(e) gezeigt ist.

Andererseits wird in der VL-Spannungsversorgungsschal­ tung 33 der Schalter 68 ausgeschaltet, da ein Ausgang des Inverters 34 niedrigpegelig wird, wenn das von der MPU 1 ausgegebene Signal PV hochpegelig wird. Wenn man nun annimmt, daß der Widerstand 67 einen Widerstandswert R7 hat, ergibt sich die von der VL- Spannungsversorgungsschaltung 33 ausgegebene Spannung VL zu

VL = V1 (1 + (R6 + R7)/R5) (4)

Vergleicht man die Gleichung (4) mit der Gleichung (2), so ist der absolute Wert der Spannung VL in der Gleichung (4) größer als der der Gleichung (2). Da die Spannung VL jedoch einen negativen Wert hat, wird die Spannung VL in der Gleichung (4) um einen Wert entsprechend dem Widerstandswert R7 abgesenkt.

Der Betrag, um den die Spannung VL abgesenkt wird, entspricht einem Anwachsen des Werts einer Spannung, was hervorgerufen wird durch eine Veränderung der Impedanz während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs; die Impedanz schließt einen Widerstand einer Leitung, die die Spannungsversorgungsschaltung mit dem Treiber 3 verbindet, und eine äquivalente kapazitive Reaktanz des CCDs 4 ein. Wenn daher die durch die Gleichung (2) wiedergegebene Spannung VL - wie bei einer herkömmlichen Einrichtung - während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs ausgegeben wird, wird die Spannung VL angehoben, wie es in Fig. 7(f) gezeigt ist. In dieser Ausführungsform verbleibt die Spannung VL jedoch auf etwa demselben Wert wie bei dem Niedriggeschwindigkeitsbetrieb, wie es in Fig. 7(g) gezeigt ist, da die Spannung VL durch den erwähnten Spannungsanstieg korrigiert ist.

Gemäß dieser Ausführungsform sind die Spannung VM als ein hochpegeliges Signal und die Spannung VL als ein niedrigpegeliges Signal entsprechend den Steuersignalen ΦV1 bis ΦV4, die durch den Treiber 3 während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs erzeugt werden, im wesentlichen dieselben wie die während des Niedriggeschwindigkeitsbetriebs erzeugten Spannungen. Die Effizienz eines Transfers von elektrischen Ladungen von dem Vertikaltransfer-CCD 12 zu der Entladungs-Drain 14 ist daher verbessert und es werden somit sämtliche unerwünschten elektrischen Ladungen in die Entladungs- Drain 14 entladen. Demgemäß ist die Bildqualität verbessert und die ausgeführte Einrichtung ist nicht vergrößert, da diese Ausführungsform nicht mit einem Kondensator hoher Kapazität versehen ist.

Es ist anzumerken, daß die Transfereffizienz während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs bemerkenswert abgesenkt wird, wenn das CCD vom Rahmen-Zwischenzeilentransfertyp, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, als das CCD 4 in einer herkömmlichen Einrichtung vorgesehen wird. Gemäß der Ausführungsform der Erfindung wird jedoch jedes Verringern der Transfereffizienz auch in diesem Fall vollständig verhindert.

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In dieser Zeichnung haben dieselben oder entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1.

In der zweiten Ausführungsform enthält eine Spannungs­ versorgungsschaltung eine Spannungsversorgungseinheit 31 und eine VH-Spannungsversorgungsschaltung 35 und gibt eine erste Spannung VH, eine zweite Spannung VM oder eine dritte Spannung VL an den Treiber 3 aus. Die VH- Spannungsversorgungsschaltung 35 ist von der MPU 1 gesteuert und erzeugt die erste Spannung VH, und die Spannungsversorgungseinheit 31 erzeugt die zweite Spannung VM, die dritte Spannung VL bzw. die sechste Spannung VH1. Die zweite und die dritte Spannung VM bzw. VL werden dem Treiber 3 zugeführt. Die sechste Spannung VH1 wird der VH-Spannungsversorgungsschaltung 35 zugeführt und in die erste, dem Treiber 3 zuzuführende Spannung VH umgewandelt. Unter diesen Spannungen VH, VM und VL hat die erste Spannung VH den höchsten Wert und die dritte Spannung hat den niedrigsten Wert. Die zweite Spannung VM hat einen mittleren Wert zwischen der ersten und der zweiten Spannung.

Fig. 9 zeigt einen Aufbau der VH-Spannungsversorgungs­ schaltung 35. Dieser Aufbau ist grundsätzlich derselbe wie der der VL-Spannungsversorgungsschaltung 33 in der ersten Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist. Ein Kondensator 51 glättet die von der Spannungsversorgungs­ einheit 31 eingegebene sechste Spannung VH1 und führt die Spannung VH1 einem Spannungsregler 58 zu, der die Spannung VH1 in die Spannung V1 umwandelt und diese ausgibt. Die Spannung V1 wird durch eine Vorspannschaltung, die durch Widerstände 55 bis 57 und Kondensatoren 52 und 53 aufgebaut ist, in die Spannung VH umgewandelt und über einen Glättungskondensator 54 ausgegeben. Parallel zu dem Widerstand 57 ist ein Schalter 58 angeschlossen, der durch ein von der MPU 1 ausgegebenes Signal PV ein- oder ausgeschaltet wird.

Die anderen Schaltungen sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1. Der Treiber 3 hat den gleichen Aufbau wie in Fig. 6 und das CCD 4 ist ein CCD vom Zwischenzeilentyp, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, oder ein CCD vom Rahmen-Zwischenzeilentransfer-Typ (FIT), wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Ein Betrieb der zweiten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm in Fig. 10 erläutert.

Ein Betrieb, während dessen die Ladungstransfereinrich­ tung 4 mit niedriger Geschwindigkeit betrieben wird, um Videosignale entsprechend den in den Photodioden 11 akkumulierten elektrischen Ladungen auszugeben, und ein Betrieb während dessen die Ladungstransfereinrichtung 4 mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, so daß das Vertikaltransfer-CCD 12 nicht erwünschte elektrische Ladungen in die Entladungs-Drain 14 entlädt, sind im wesentlichen dieselben wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen. Daher wird nachstehend nur der Teil des Betriebs erläutert, der sich von dem des ersten Ausführungsbeispiels unterscheidet.

In einem Zustand, in dem das CCD 4 mit niedriger Geschwindigkeit betrieben wird, ist ein Signal PV (Fig. 10(d)), das von der MPU 1 an die VH- Spannungsversorgungsschaltung 35 ausgegeben wird, niedrigpegelig. Daher wird der Schalter 58 der VH- Spannungsversorgungsschaltung 35 eingeschaltet, wodurch der Widerstand 57 kurzgeschlossen und ein Ende des Widerstands 56 über den Schalter 58 geerdet wird. Wenn man annimmt, daß die Widerstände 55 und 56 Widerstandswerte R1 bzw. R2 haben, ergibt sich die von der VH-Spannungsversorgungsschaltung 35 ausgegebene Spannung VH zu

VH = V1(1 + R2/R1) (5)

Die - wie oben beschrieben - erzeugte Spannung VH wird an den Anschluß A des Schalters 81 des Treibers 3 gelegt (Fig. 6); die von der Spannungsversorgungseinheit 31 ausgegebene Spannung VM wird an die Anschlüsse B des Schalters 81 und den Anschluß A des Schalters 83 des Treibers 3 angelegt, und die von der Spannungsversor­ gungseinheit 31 ausgegebene Spannung VL wird an die Anschlüsse B der Schalter 82 bzw. 83 des Treibers 3 angelegt.

Die Steuersignale ΦV1 bis ΦV4 werden in dem Treiber 3 gemäß dem Signal TG und den Signalen V1 bis V4 erzeugt, wie in der ersten Ausführungsform, und das CCD wird daher mit einer niedrigen Geschwindigkeit betrieben. Das Signal TG ist ein erstes, von dem Zeitgabegenerator 2 ausgegebenes Zeitgabesignal und die Signale V1 bis V4 sind zweite, von dem Zeitgabegenerator 2 ausgegebene Zeitgabesignale.

Da die Betriebsgeschwindigkeit des CCD 4 niedrig ist, ist eine Impedanz auf der Basis der äquivalenten kapazitiven Reaktanz des Vertikaltransfers-CCD 12 des CCDs 4 relativ niedrig und der durch die Impedanz hervorgerufene Spannungsabfall ist daher relativ gering. Demgemäß wird die Spannung VH auf im wesentlichen einem vorbestimmten Wert aufrechterhalten (Fig. 10(e)).

Nachstehend wird ein Betrieb erläutert, während dessen die Ladungstransfereinrichtung 4 mit hoher Geschwindig­ keit betrieben wird, so daß das Vertikaltransfer-CCD 12 nicht erwünschte elektrische Ladungen in die Entladungs- Drain 14 entlädt.

Da die äquivalente kapazitive Reaktanz des Vertikaltransfer-CCDs 12 und ein in den Treiber 3 fließender elektrischer Strom während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs relativ groß sind, ist der Spannungsabfall während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs groß im Vergleich zu dem beim Niedriggeschwindigkeitsbetrieb. Daher wird die Spannung VH während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs kleiner als während des Niedriggeschwindigkeitsbetriebs (Fig. 10(c) und (e)). Obwohl die Spannung VH auf den ursprünglichen Pegel zurückkehrt, wenn der Hochgeschwindigkeitsbetrieb beendet wird, benötigt die Wiederherstellung der Spannung aufgrund der äquivalenten kapazitiven Reaktanz des Vertikaltransfer-CCDs 12 eine gewisse Zeit.

Wenn ein elektronischer Verschluß betätigt wird, wird ein Transfer von in den Photodioden 11 akkumulierten elektrischen Ladungen zu dem Vertikaltransfer-CCD sofort ausgeführt, nachdem die elektrischen Ladungen während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs entladen sind. Bei einem herkömmlichen Gerät wird das Signal TG mit er Spannung VH erzeugt, bevor die Spannung VH vollständig auf ihren ursprünglichen Wert zurückgekehrt ist (Fig. 10(c)), und der Pegel des Signals TG ist daher etwas geringer als der ursprüngliche Wert, und zwar um Δ VH (Fig. 10(b)). Demgemäß werden die elektrischen Ladungen nicht vollständig aus den Photodioden 11 zu dem Vertikaltransfer-CCD 12 entladen und es können somit einige elektrische Ladungen in den Photodioden 11 verbleiben. Dies verursacht eine Verschlechterung der Abbildung. Bei der zweiten Ausführungsform kehrt der Pegel des Signals TG sofort nach dem Ausführen des Hochgeschwindigkeitsbetriebs jedoch vollständig auf den ursprünglichen Wert zurück. Daher wird eine hohe Bildqualität aufrechterhalten, wie nachstehend beschrieben wird.

Wenn der Zeitgabegenerator 2 ein Vertikalsynchronisa­ tionssignal VD (Fig. 10(a)) an die MPU 1 ausgibt, gibt diese ein Signal PHV als Hochgeschwindigkeitsbetriebs- Anweisung synchron zu dem Signal VD an den Zeitgabegenerator 2 aus. Beim Empfang des Signals PHV gibt der Zeitgabegenerator 2 die Zeitgabesignale V1 bis V4 mit hoher Geschwindigkeit und mit umgekehrter Phase gegenüber dem normalen Niedriggeschwindigkeitsbetrieb aus. Die Zeitgabesignale werden während des Niedriggeschwindigkeitsbetriebs in der Reihenfolge V1 bis V4 ausgegeben und während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs in der Reihenfolge V4 bis V1 ausgegeben. Der Treiber 3 gibt die Steuersignale ΦV1 bis ΦV4 mit hoher Geschwindigkeit und mit entgegenge­ setzter Phase zu dem Niedriggeschwindigkeitsbetrieb aus (Fig. 10(b)). Demgemäß werden elektrische Ladungen in dem Vertikaltransfer-CCD 12 an die Entladungs-Drain 14 übertragen und entladen.

Sofort nach diesem Hochgeschwindigkeitsbetrieb, zum Zeitpunkt des Ausgebens des Signals TG, invertiert die MPU 1 das Signal PV in ein niedrigpegeliges Signal (Fig. 10(d)), so daß der Schalter 58 der VH- Spannungsversorgungsschaltung 35 ausgeschaltet wird, so daß der Widerstand 57 nicht mehr kurzgeschlossen ist. Wenn man annimmt, daß der Widerstand 57 einen Widerstandswert R3 hat, ergibt sich die von der VH- Spannungsversorgungsschaltung 35 ausgegebene Spannung VH zu

VH = V1(1 + (R2 + R3)/R1) (6)

Vergleicht man die Gleichung (6) mit der Gleichung (5), so ist die Spannung der Gleichung (6) größer als die der Gleichung (5), d.h. der absolute Wert von VH der Gleichung (6) ist größer als der der Gleichung (5), da die Spannung einen positiven Wert hat. Der Betrag des Anstiegs entspricht einem Absenken des Werts der Spannung, was durch eine Veränderung der Impedanz während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs hervorgerufen wird; die Impedanz schließt eine äquivalente kapazitive Reaktanz des CCDs 4 ein.

Wenn daher die durch die Gleichung (5) ausgedrückte Spannung VH während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs ausgegeben wird, wie in einem herkömmlichen Gerät, fällt die Spannung VH um ΔVH, wie es in Fig. 10(b) gezeigt ist. In dieser Ausführungsform verbleibt die Spannung VH jedoch auf etwa demselben Wert wie während des Niedriggeschwindigkeitsbetriebs, wie es in den Fig. 10(b) und (e) gezeigt ist, da die Spannung VH um den Betrag des Spannungsabfalls unterstützt wird.

Das zweite Ausführungsbeispiel ist derart aufgebaut, daß, wenn das erste Zeitgabesignal sofort nach dem Ausführen des Hochgeschwindigkeitsbetriebs ausgegeben wird, die Spannung VH unterstützt wird und einen unterschiedlichen Wert gegenüber ihrem Wert während des Niedriggeschwindigkeitsbetriebs hat. Daher wird ein Abfall des Pegels des ersten Zeitgabesignals verhindert und eine hohe Bildqualität wird erhalten. Da diese Ausführungsform nicht mit einem Kondensator mit großer Kapazität versehen ist, ist das ausgeführte Gerät nicht vergrößert.

Obwohl die Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahmne auf die beigefügte Zeichnung beschrieben worden sind, kann der Fachmann offensichtlich viele Modifikationen und Veränderungen vornehmen, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (12)

1. Gerät zum Ansteuern einer Ladungstransferein­ richtung (4), das einen Treiber (3) zum Ansteuern der Ladungstransfereinrichtung (4) in Entsprechung zu Zeit­ gabesignalen mit niedriger oder mit hoher Geschwindig­ keit und eine Spannungsversorgungsschaltung (31-34) hat, die Spannung für den Treiber (3) liefert, gekenn­ zeichnet durch eine Einrichtung (1) zum Steuern der Spannungsversorgungsschaltung (31-34) derart, daß die zugeführte Spannung in Entsprechung zu einem Zustand verändert wird, in dem die Ladungstransfereinrichtung (4) betrieben wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (1) die Spannungsversor­ gungsschaltung (31-34) derart steuert, daß die während einer Zeitspanne, während der die Ladungstransferein­ richtung (4) mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, zugeführte Spannung einen anderen Wert hat als die Span­ nung, die während einer Zeitspanne zugeführt wird, wäh­ rend der die Ladungstransfereinrichtung (4) mit niedri­ ger Geschwindigkeit betrieben wird.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (1) die Spannungsversor­ gungsschaltung (31-34) derart steuert, daß der absolu­ te Wert der Spannung, die während einer Zeitspanne zuge­ führt wird, während der die Ladungstransfereinrichtung (4) mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, größer ist als der absolute Wert der Spannung, die während einer Zeitspanne zugeführt wird, während der die Ladungstrans­ fereinrichtung (4) mit niedriger Geschwindigkeit be­ trieben wird, und zwar um den Wert, um den die Spannung durch eine Veränderung einer Impedanz hervorgerufen verringert wird, die einen Widerstand einer Leitung, die die Spannungsversorgungsschaltung (31-34) mit dem Treiber (3) verbindet, und eine äquivalente kapazitive Reaktanz der Ladungstransfereinrichtung (4) enthält.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgungs­ schaltung (31-34) eine Spannungsversorgungseinheit (31) zum Zuführen einer ersten Spannung an den Treiber, eine VM-Spannungsversorgungsschaltung (32) zum Zuführen einer zweiten Spannung an den Treiber und eine VL- Spannungsversorgungsschaltung (33) zum Zuführen einer dritten Spannung an den Treiber hat.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spannungsversorgungseinheit (31) eine vier­ te Spannung erzeugt, die durch die VM-Spannungversor­ gungsschaltung (32) in die zweite Spannung umgewandelt wird, und eine fünfte Spannung erzeugt, die von der VL- Spannungsversorgungsschaltung (33) in die dritte Span­ nung umgewandelt wird.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstände der VM-Span­ nungsversorgungsschaltung (32) bzw. der VL-Spannungsver­ sorgungsschaltung (33) durch die Steuereinrichtung (1) verändert werden.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgabesignale ein erstes Zeitgabesignal (TG) zum Übertragen von elektri­ schen Ladungen von einer Photodiode zu der Ladungstrans­ fereinrichtung (4) und ein zweites Zeitgabesignal (V1- V4) enthalten, das die Ladungstransfereinrichtung (4) veranlaßt, aufeinanderfolgend die elektrischen Ladungen zu transferieren.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (1) die Spannungsversor­ gungsschaltung (31-34) steuert, wenn das erste Zeitga­ besignal (TG) sofort nach dem Betreiben der Ladungs­ transfereinrichtung (4) mit hoher Geschwindigkeit ent­ sprechend dem zweiten Zeitgabesignal (V1-V4) erzeugt wird, wodurch die während des Hochgeschwindigkeitsbe­ triebs gelieferte Spannung unterschiedlich ist von der Spannung, die sofort nach dem Betreiben der Ladungs­ transfereinrichtug (4) mit niedriger Geschwindigkeit geliefert wird.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (1) die Spannungsversor­ gungsschaltung (31-34) steuert, wenn das erste Zeitga­ besignal (TG) sofort nach dem Betreiben der Ladungs­ transfereinrichtung (4) mit hoher Geschwindigkeit in Entsprechung zu dem zweiten Zeitgabesignal (V1-V4) erzeugt wird, wodurch die während des Hochgeschwindig­ keitsbetriebs gelieferte Spannung größer ist als die Spannung, die sofort nach dem Betreiben der Ladungs­ transfereinrichtung (4) mit niedriger Geschwindigkeit gelieferte wird, und zwar um das Absenken eines Werts der Spannung, was durch eine Veränderung einer Impedanz hervorgerufen wird, die eine äquivalente kapazitive Reaktanz der Ladungstransfereinrichtung (4) enthält.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgungs­ schaltung eine VH-Spannungsversorgungsschaltung (35) zum Liefern einer ersten Spannung an den Treiber (3) und eine Spannungsversorgungseinheit (31) zum Liefern einer zweiten Spannung an den Treiber (3) hat.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spannungsversorgungseinheit (31) eine drit­ te Spannung erzeugt, die durch die VH-Spannungsversor­ gungsschaltung (35) in die erste Spannung umgewandelt wird.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Widerstand der VH-Spannungsversorgungs­ schaltung durch die Steuereinrichtung (1) verändert wird.