FR2544148A1 - Dispositif generateur de signaux video a reference du niveau du noir a faible bruit - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF GENERATEUR DE SIGNAUX VIDEO EMPLOYANT UN IMAGEUR A CIRCUITS INTEGRES, TEL QU'UN DISPOSITIF A CCD, DONT LA SORTIE EST BLOQUEE A LA FREQUENCE DE L'ELEMENT D'IMAGE POUR SUPPRIMER LE BRUIT DE RETABLISSEMENT ET EST DE NOUVEAU BLOQUEE A LA FREQUENCE DE LIGNE (EVENTUELLEMENT A LA SUITE D'UN ETAGE D'ECHANTILLONNAGE ET DE MAINTIEN DE L'ELEMENT D'IMAGE) PENDANT LES INTERVALLES D'EFFACEMENT HORIZONTAL POUR ETABLIR UNE REFERENCE DU NOIR, ET DANS LEQUEL LE BRUIT A HAUTE FREQUENCE PENDANT CES INTERVALLES A TENDANCE A ETRE CONVERTI PAR LE BLOCAGE DE LIGNE EN UN BRUIT A BASSE FREQUENCE QUI APPARAIT SOUS FORME DE RAIES HORIZONTALES SUR L'IMAGE VISUALISEE. SELON L'INVENTION, UN CIRCUIT DE COMMUTATION Q8, Q9 EST AJOUTE QUI, PENDANT L'INTERVALLE D'EFFACEMENT HORIZONTAL H, EST RENDU EFFICACE POUR SUBSTITUER UNE REFERENCE EXEMPTE DE BRUIT, DERIVEE DU BLOCAGE DE L'ELEMENT D'IMAGE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA TELEVISION.
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif pour le traitement des
signaux à la sortie d'imageurs comme on en utilise dans des caméras de télévision, et elle se rapporte plus particulièrement à un circuit de traitement pour réduire le bruit à basse fréquence qui peut apparaître dans une image visualisée par un imageur à circuits intégrés tel qu'un imageur à
dispositif à couplage de charge (CCD).
La présente invention sera expliquée, à titre d'exemple, en se référ:ant à des imageurs à CCD du type a transfert de trame comprenant un registre d'image (A), un registre de stockage (B) et un registre de lecture ou d'extraction (C) Le registre A comprend une matrice d'éléments photosensibles qui reçoivent l'énergie rayonnante de photons,comme de la lumière, d'une scène qui est vue Une charge proportionnelle à l'intensité de l'énergie rayonnante est produite, et la charge accumulée est stockée pendant un certain temps, moins
d'une trame dans le cas d'un signal de télévision.
Pendant l'intervalle d'effacement vertical, la charge accumulée est transférée par colonnes du registre A
au registre B sous la commande de signaux d'horloge.
Pendant l'intervalle d'effacement horizontal, une ligne horizontale de charges est décalée-en parallèle
vers le registre C sous la commande d'un signal d'horloge.
Pendant la partie active d'une ligne horizontale de télévision, les paquets de charges sont extraits en
série du registre C sous la commande d'un signal d'horloge.
Pendant l'intervalle d'effacement horizontal qui suit, la ligne horizontale suivante est décalée en parallèle vers le registre C, du registre B Eventuellement, toutes les lignes stockées dans le registre B sont décalées dans le registre C puis en sont extraites Quand une trame a été extraite du registre B, il est prêt à recevoir une autre trame de charges accumulées du registre A. L'invention décrite ici n'est pas limitée à des imageurs du type à transfert de trame Elle peut également s'appliquer à d'autres dispositifs, par exemple des imageurs du type à transfert entre les lignes. Le signal à la sortie du registre C peut être détecté par une diffusion flottante d'un convertisseur charge-tension sur la pastille Le signal de sortie qui est dérivé de la diffusion flottante est tamponné par un amplificateur MOS FET (transistor à effet de champ métal-oxyde-semi-conducteur) qui est intégré sur la même pastille que celle o l'imageur est formé pour obtenir une faible capacité d'entrée De tels transistors compatibles avec des procédés de fabrication en CCD ont cependant un bruit 1/f important, c'est-à-dire que l'énergie de bruit par unité de largeur de bande augmente avec la diminution de la fréquence En particulier, ce bruit est particulièrement gênant du -courant continu jusqu'à environ 100 k Hz et provoque des raies horizontales et un papillotement de l'image visualisée Ces raies et ce papillotement sont visibles en conditions de faible éclairement. Par ailleurs, les imageursà CCD ayant des étages de sortie à diffusion flottante ont un bruit associé
de rétablissement Quand un paquet de charges accumulées-
a été détecté, la diffusion flottante est rétablie en préparation à la réception de la charge pendant l'impulsion d'horloge suivante Le bruit de rétablissement provient du rétablissement de la diffusion flottante au drain rétabli par un canal conducteur modulé par le bruit thermique. L'utilisation du double échantillonnage en corrélation (CDS) selon l'art antérieur avec des imageurs a CCD ayant des étages de sortie à diffusion flottante réduit fortement le bruit de rétablissement de la diffusion flottante et
retire le bruit de l'amplificateur à basse fréquence.
Les circuits à CDS à utiliser avec les imageurs visibles à CCD ont été construits pour produire une amélioration
sensible de la performance à un faible niveau de lumière.
Cependant, le bruit haute fréquence qui en résulte, qui module la référence du noir, peut être converti en un bruit à basse fréquence dans certains systèmes Selon la présente invention, on peut réaliser une plus ample réduction du bruit à basse fréquence d'un système imageur à CCD % La présente invention concerne par conséquent, en général> un dispositif générateur de signaux vidéo comprenant: ( 1) unimageur à exploration de lignes produisant, à un étage de sortie, un signal vidéo comprenant-des signaux représentatifs des niveaux de lumière dans des cellules successives d'image (éléments d'image) pendant des intervalles d'élément d'image alternant avec des intervalles de rétablissement; (b) un premier circuit de blocage servant à bloquer ledit signal vidéo entre lesdits intervalles d'élément d'image sur un potentiel de référence, pour ainsi retirer le bruit de rétablissement à l'étage de sortie de l'imageur; (c) un second circuit de blocage servant à bloquer ledit signal vidéo sur un potentiel de référence pendant au moins une'partie d'un intervalle de ligne de balayage dudit signal vidéo, ladite partie de ligne retour en dehors de la partie active de ladite ligne; et (d) un couplage en courant alternatif entre lesdits circuits de blocage Quand le bruit se présentant pendant la partie de chaque ligne en dehors de la partie active de la ligne s'écarte du niveau moyen du noir, il a tendance à forcer le second circuit de blocage à charger le couplage en courant alternatif à-un niveau du noir atypique et ainsi à ajouter une composante de bruit à basse fréquence au signal doublement bloqué Le bruit développé à basse fréquence apparait sous forme de
raies horizontales dans l'image vidéo.
Selon l'invention, pour réduire cet effet, on incorpore entre le premier circuit de blocage et le couplage en courant alternatif, un agencement de commutation pour appliquer alternativement, au couplage en courant alternatif: (i) pendant ladite partie vidéo active d'un intervalle d'une ligne de balayage, le signal vidéo bloqué par le premier circuit de blocage, et (ii? un potentiel de référence pendant une partie de l'intervalle de ligne en dehors de ladite partie vidéo active Avec le second circuit de blocage ainsi actif pendant la dernière partie de ligne mentionnée, il est actif pendant un temps de bruit réduit résultant de l'application du dernier potentiel de référence mentionné au couplage en courant alternatif pendant cette partie de ligne La production d'une composante de bruit à basse fréquence et des raies
horizontales qui en résultent est ainsi réduite.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lequel la figure 1 montre, partiellement sous forme de schéma bloc, un étage de sortie du registre C d'un imageur à CCD et un circuit CDS -(double échantillonnage en corrélation) qui lui est couplé; la figure 2 est un schéma général des temps décrivant le transfert de charges dans l'imageur et le circuit de la figure 1; les figures 3 et 6 montre des parties de signaux de télévision utilisés pour expliquer la présente invention; la figure 4 est un schéma détaillé d'une partie de l'agencement de la figure 1; la figure 5 est un schéma d'un circuit de traitement de signaux utilisé pour récupérer les signaux d'un imageur à CCD selon les principes de la présente invention; et la figure 7 est un détail-du schéma des temps obtenu à partir de photographies d'un imageur à CCD
visualisés sur un oscilloscope.
En se réféêr nt à la figure 1, le registre C,1, peut être formé, selon des méthodes bien connues, d'un
dispositif à CCD en polysilicium à niveau triple.
un substrat 3 ensilicium du type P dans un imageur CCD a canal noyé, est dopé pour avoir un matériau 5 de canal du type N définissant le canal noyé dans lequel les paquets de charges sont transférés Un certain nombre d'électrodes 7, 9, 11 reçoivent des signaux d'horloge de phase x 1 ', b 2 f' 43, respectivement Les diverses électrodes s'étendent vers la gauche sensiblement -20 sur toute la longueur du substrat 3 Les détails de chaque électrode ne sont pas représentées cependant, un bloc 13 est prévu pour représenter les électrodes individuelles IL faut noter que les électrodes individuelles (comme 7, 9 et 11) sont illustrées comme ne se chevauchant pas tandis que dans un dispositif multiple à niveau triple, des électrodes adjacentes se chevauchent Sous le contrôle des signaux d'horloge, les paquets de charges (non représentés) sont décalés vers la droite Par exemple, quand 4 j passe à l'état bas ou devient négatif, un paquet de charges qui réside en dessous est presque instantanément décalé de façon à resider sous l'électrode 9 Au cycle suivant 42 passe à l'état bas et le paquet est presque instantané"
ment décalé pour résider sous la porte 11 et ainsi de suite.
A la description de la figure 2, on donnera plus de détail
du déclenchement et du mouvement des paquets de charges.
Lorsque la porte 11 passe à l'état bas, le paquet est décalé au delà dela porte 15 polariséeen courant continu vers une diffusion flottante 19 dans la section de sortie du CCD La diffusion flottante 19 sert de source d'un transistor à effet de champ comprenant une porte 21 de rétablissement, des portes 17 et 25 en courant continu et un drain de rétablissement 27 Le drain 27 est connecté à une source positive de potentiel (non représentée) pour rétablir le transistor à effet de champ après chaque conversion charge-tension La porte 21 reçoit un signal de rétablissement R La porte 15 reçoit une polarisation en courant continu pour protéger la diffusion
19 des signaux d'horloge présents aux électrodes 7, 9 et 11.
De même, les portes 17 et 25 empêchent le signal d'horloge de rétablissement d'être appliqué à la diffusion flottante
19 et au drain de rétablissement 27, respectivement.
Par ailleurs, les portes 15, 17 et 25 empêchent sensible-
ment un bruit statistique dans les signaux d'horloge et de rétablissement d'être couplé à la diffusion 19 et
au drain 27 selon le cas.
La capacité de la diffusion 19 doit être faible pour obtenir une tension utilisable de sortie à de bas niveaix Par conséquent, la section de sortie 29 comprend un amplificateur tampon à MOSFET L'amplificateur tampon
à MOSFET comprend des MOSFET 31, 33 et 35 sur pastille.
La diffusion flottante 19 est appliquée à la porte du MOSFET 31, qui est connecté en suiveur de source avec un MOSFET 33 connecté en source de courant pour une faible déformation et une forte impédance d'entrée La première sortie du suiveur de source est couplée à la porte du MOSFET 35 qui est également connecté en configuration de suiveur de source avec la charge passive 37 hors pastille Les drains des MOSFET 31 et 35 sont connectés à une source de tension positive VDD, tandis que
la source et la porte du MOSFET 33 sont couplés à la masse.
La sortie de l'amplificateur tampon à MOSFET est
connectée par la résistance 37 à l'entrée du pré-
amplificateur Ai En général, la résistance 37 doit être faible pour une grande largeur de bande car elle forme un diviseur de tension avec la résistance interne de l'amplificateur tampon à
MOSFET, lequel diviseur réduit la tension de sortie.
-Par ailleurs, la résistance 37 ne doit pas être trop petite L'amplificateur tampon à MOSFET pose un 1 o problème par le fait-qu'il a une forte quantité de bruit 1/f bien que la faible capacité de la diffusion 19 produise un rapport signal/bruit élevé aux hautes fréquences L'étage de sortie du CCD pose un autre problème, qui est le bruit de rétablissement Le bruit de rétablissement provient du rétablissement de la diffusion flottante 19 pourrétablir le drain 27 par le canal conducteur 5 modulé par un bruit thermique. Le signal à la sortie de l'amplificateur tampon à MOSFET 29 sur pastille est appliqué à l'entrée du
pré-ampl ificateur Ai dont le gain est d'environ 10.
Un condensateur Cl et un transistor Qi forment un circuit de blocage qui est utilisé pour restaurer en courant continu chaque élément d'image au potentiel de la masse pendant le temps o le bruit de rétablissement est présent sur la diffusion flottante mais avant que la charge du signal n'ait été reçue Cela, en général, supprime le bruit de rétablissement de l'élément d'image
par rapport à la charge subséqueument transférée du signal.
Le signal bloqué est appliqué à l'amplificateur A 2 qui comprend en général une entrée de forte impédance et un émetteur suiveur pour l'adaptation d'impédance Après transfert de la charge du signal à la diffusion flottante 19, le transistor Q 2 est mis en circuit pour échantillonner le signal qui est alors stocké au condensateur C 2, c'està-dire que Q 2 et C 2 forment un circuit d'échantillonnage et de-maintien Le cycle du blocage et d'échantillonnage et de maintien est mis en oeuvre pour chaque élément d'image Après traitement par CDS, le signal est appliqué à l'amplificateur A 3 qui peut également comprendre un émetteur suiveur pour une adaptation d'impédance-au condensateur C 3 et au transistor Q 3 C 3 et Q 3 forment un circuit de blocage qui est utilisé pour le blocage du niveau du noir ligne par ligne pendant l'intervalle d'effacement horizontal Le condensateur C 3 et le transistor Q 3 font partie d'un circuit subséquent de traitement vidéo utilisé pour un conditionnement de la plage dynamique, la restauration du niveau du noir et autres Dans un système vidéo ou la sortie vidéo est couplée en courant alternatif, il peut y avoir un certain nombre de circuits de blocage de niveau du noir à utiliser pour bloquer le niveau du noir sur une base ligne par ligne Les derniers étages d'un amplificateur de
traitement vidéo ne sont pas représentés.
On donnera, en se référeant à la figure 2, une explication plus détaillée du transfert de charges dans un CCD et du traitement par CDS La figure 2 montre des schémas de formes d'onde de divers signaux
associés à une caméra de télévision à CCD à trois phases.
2,5 Les formes d'onde a, b et c illustrent les-signaux Ol' 2 et 43 I (ayant une durée utile légèrement plus importante que 1/3) appliqués à une électrode sur trois du registre C du CCD, c'est-à-dire les électrodes 7, 9 et 11 respectivement La forme d'onde d illustre le signal de rétablissement t utilisé pour rétablir la diffusion flottante après extraction de la charge du signal Le signal vidéo à la sortie de la pastille, c'est-à-dire la tension à la source de l'amplificateur tampon MOSFET 29,
sur la pastille, est représenté par la forme d'onde e.
Par ailleurs, les signaux de blocage et d'échantillonnage et de maintien des éléments d'image sont illustrés par les formes
d'onde f et g, respectivement.
En supposant qu'un paquet de charges (non représenté) est stocké sous l'électrode 7 de la figure 1 représentatif d'un niveau particulier du signal, il est transféré comme suit En un temps t 1 (figure 2), le signal 4 j est à l'état
haut et la paquet de charges est stocké sous l'électrode 7.
Il faut noter que ce cycle peut être généralisé pour décrire le transfert de charges le long du registre C, par exemple à t 1, les paquets de charges présents dans le registre C sont stockés sous les portes cr 1 Au temps t 2, les signaux 1 et e sont à l'état haut et le signal b est à l'état bas, ainsi le paquet de charges se trouve sous les électrodes 7 et 9 Au temps t 31 le signal 02 est à l'état haut et les signaux #j et 03 sont à l'état bas, donc la charge restance stockée sous l'électrode 7 est
transférée pour se trouver uniquemnet sous l'électrode 9.
Pendant le cycle suivant, représenté par les temps t et t,
4 5
le paquet de charges est transféré pour se trouver sous l'électrode 11 Au temps t 6, le paquet de charges est partagé sous l'électrode 11 et la diffusion flottante 19 Quand le signal D épasse à l'état haut, la ntitié du paquet de charges est décaléeau-delà de l'électrode 15 vers la diffusion flottante 19 Au temps t 7 quand le signal 41 est haut et que les signaux 02 et b 3 sont bas, le reste du paquet de charges est décalé au delà de l'électrode 15 et tout le paquet de charges est stocké sur la diffusion flottante Avant le transfert de la charge de l'électrode 11, la diffusion flottante 19 est rétabliepar l'impulsion 56 comme le montre la forme d'onde d Le signal vidéo montré par la forme d'onde e à la diffusion flottante 19 est rétabli par l'impulsion de rétablissement 56 Pendant les intervalles de rétablissement oui les impulsions 56 du signal 4 R sont présentes, la sortie vidéo est au potentiel de rétablissement Après suppression de l'impulsion de rétablissement, la diffusion flottante est entrainée de manière capacitive à une valeur du palier 60 Ce rétablissement restaure le potentiel de la diffusion flottante 19 avant qu'un nouveau paquet de charges lui soit transféré Tandis que le signal d'horloge 3 devient négatif ( 54), le paquet de charges stocké sous la porte 11 est poussé au-delà de la barrière de potentiel en courant continu sous la porte 15 vers la diffusion flottante 19 Le transfert correspondant vers la diffusion flottante 19 provoque une décharge de la diffusion flottante à une tension par rapport au palier 60 Le rétablissement du MOSFET qui restaure le potentiel de la diffusion flottante introduit une certaine quantité de bruit de rétablissement sur le palier 60 de la forme
d'onde e Ce bruit de rétablissement peut être efficace-
ment supprimé en utilisant le double échantillonnage en
corrélation Après réception de l'impulsion de rétablisse-
ment, le commutateur de blocage Ql est mis en circuit par l'impulsion 64 montréepar la forme d'onde f Cette impulsion de blocage a pour effet de restaurer chaque élément d'image au potentiel de la masse pendant le temps oh le bruit de rétablissement est présent à la diffusion flottante mais avant réception de la charge du
signal Après transfert de la charge du signal à la diffu-
sion flottante 19, le transistor Q 2 est mis en circuit comme le montrentles impulsions d'échantillonnage et de maintien 66 de la forme d'onde g pour échantillonner le
signal qui est alors stocké au condensateur C 2.
Comme les systèmes de-télévision emploient un couplage en courant alternatif, la référence du noir d'un imageur à CCD est obtenue-par surbalayage du registre de
sortie horizontale (registre C) dans l'intervalle d'efface-
ment horizontal Un blocage à cette référence du noir ajoute un bruit de raies à basse fréquence à l'image visualisée auxbas niveaixde lumière pour des imageurs à circuits intégrés(il faut noter que ce bruit de raies à basse fréquence apparaît également dans l'étude du type capteur) parce que le bruit à haute fréquence modulant la référence du noir est maintenu pendant l'intervalle d'une ligne par le circuit de blocage C 3, Q 3 qui produit une conversion du bruit haute fréquence en raies basse fréquence Cette effet peut être réduit en augmentant la constante de temps de blocage Une constante de temps d'environ 10 lignes est typiquement utilisée, qui convertit le bruit haute fréquence en bandes de raies d'environ 10 lignes de large Une plus ample augmentation de la constante de temps de blocage provoque des erreurs
de colorimétrie dans les caméras couleur.
Le CCD et autresforme Fd'imageurs à circuits intégrés offrent une opportunité unique pour résoudre le,problème du bruit du blocage à basse fréquence parce qu'avec ces imageurs, on dispose d'une référence du niveau du noir pour chaque élément d'image, pendant l'intervalle de blocage des éléments d'image Le blocage au potentiel de référence est déjà effectué dans un circuit CDS et peut être utilisé en
aval pour le blocage du niveau du noir ligne par ligne.
Le blocage en aval élément d'image par élément d'image peut ne pas être pratique du fait des limites de largeur de bande des amplificateurs vidéo typiques Cet effet de limitation de bande provoque une perte du détail dans l'élément d'image, rendant impossible la localisation
du palier de référence du noir 60 indiqué sur la figure 2 e.
=Par ailleurs, il faut noter que la'-technique décrite ici s'applique également à des systèmes utilisant un blocage seul des éléments d'image sans second échantillonnage subséquent en corrélation des éléments d'image Le blocage produit la référence du niveau du noir dont on dispose
pour chaque élément d'image.
En se référant à la figure 3, un signal vidéo a un intervalle de ligne de télévision active A Dans l'intervalle A est représentée une trame sombre Le courant sombre représente
-environ 2 % du signal normal aux températures ambiantes.
Le signal vidéo dans l'intervalle A est extrait, ensuite la vidéo baisse au noir réel pendant la période de surbalayage montrée par l'intervalle B La référence du noir pendant la période de surbalayage contient du bruit à haute fréquence qui est étendu par le blocage de ligne pour donner le bruit en raies dans l'image visualisée comme on l'a ci-dessus décrit La différence d'amplitude montrée par C représente le courant sombre recueilli aux registres d'image et de stockage Selon la présente invention, une nouvelle référence du noir est produite à la sortie du circuit d'échantillonnage double en corrélation Cette nouvelle référence du noir est bien plus faible, en bruit, et on peut l'utiliser dans les circuits subséquents de restauration du courant continu ligne par ligne pour produire une image visualisée ne
présentant pas de bruit visible à basse fréquence.
En se référant à la figure 4, elle donne un schéma détaillé d'un circuit d'échantillonnage double en
corrélation et d'un blocage à la fréquence horizontale.
Sur les figures, les éléments désignés par des chiffres identiques de référence sont des articles identiques ou semblables La sortie du CCD est appliquée par un potentiomètre 100 à l'entrée directe d'un amplificateur opérationnel 102 Dans le système vidéo décrit ici, il faut noter que le signal vidéo est traité à l'été renversé puis qu'il est inversé à la sortie A titre d'exemple, l'amplificateur 102 peut être un amplificateur opérationnel
sur large bande tel que NE 5539 commercialisé par -
Signetics Corporation Dans l'agencement montré sur la figure 4, l'amplificateur 102 produit un gain en tension de l'ordre de 10 fois La sortie de l'amplificateur 102
est appliquée au circuit de blocage comprenant le conden-
santeur Cl et le transistor Q 1 A titre d'exemple, le transistor Ql peut être un transistor à effet de champ du type SD 211 Le signal bloqué est appliqué au côté entrée du suiveur de source Q 4 qui est couplé au suiveur d'émetteur Q 5 A titre d'exemple, le transistor du suiveur de source Q 4 peut être un transistor FET du type 3 N 154 et le suiveur d'émetteur Q 5 peut être un transistor npn bipolaire du type 2 N 4124 La sortie du transistor Q 5 est appliquée au circuit d'échantillonnage et de maintien qui comprend le transistor Q 2 et le transistor C 2 La capacité au noeud de la porte de C 2 sert de condensateur
de stockage du circuit d'échantillonnage et de maintien.
A titre d'exemple, le transistor Q 2 peut être un transistor FET du type SD 211 et le transistor C 2 peut être un transistor FET du type 3 N 154 La sortie du circuit d'échantillonnage et de maintien est appliquée à l'émetteur suiveur Q 6 A titre d'exemple, le transistor Q 6 peut être un transistor npn bipolaire du type 2 N 4124 La sortie de l'émetteur suiveur Q 6 est appliquée au blocage à la fréquence de ligne-comprenant le condensateur C 3 et le transistor Q 3. Le fonctionnement du circuit de la figure 4 a été précédemment décrit en se référant à la figure 1 et, par conséquent, nous ne donnerons pas une explication détaillée de son fonctionnement En se référant à la
figure 5, elle montre des détails des additions au.
circuit prévues selon la présente -invention, Seues les parties du circuit de la figure 5 qui sont changées
par rapport à la figure 4 seront expliquées en détail.
Les parties du circuit qui ne sont pas décrites peuvent être suppos être les mêmes que celles de la figure 4 Les parties ajoutées sur la figure 5 ont été enfermées par des lignes en pointillé Les deux parties ajoutées comprennent l'agencement de commutation identifié par le chiffre de référence 104 et le circuit du niveau de blocage variable indiqué par le chiffre de
référence 106.
A la sortie de l'émetteur suiveur Q 6, deux commutateurs analogiques Q 8 et Q 9 ont été ajoutés Les commutateurs sont commandés par l'impulsion d'effacement horizontal indiquée par H, Q 8 étant commuté selon l'impulsion d'effacement horizontal tandis que Q 9 est commuté par l'impulsion inversée d'effacement horizontal qui est transmise par l'inverseur 108 Pendant l'intervalle d'effacement horizontal, le transistor Q 8 est mis hors circuit et le transistor Q 9 est mis en circuit, ramenant ainsi la base du transistor de sortie Q 10, qui est un émetteur suiveur, à la masse Pendant la ligne horizontale active, le complément est vrai, c'est-à-dire que Q 8 est passant et Q 9 est hors circuit Ainsi, Q 8 est passant pendant la ligne horizontale active pour laisser passer le signal vidéo de l'émetteur du transistor Q 6 au blocage à la
fréquence-de ligne C-3, Q 3 par l'émetteur suiveur Q 10.
A titre d'exemple, les transistor Q 8 et Q 9 peuvent être des transistors FET du type SD 211 et le transistor
Q 10 peut être un transistor npn bipolaire du type 2 N 4124.
En plus du commutateur 104, le circuit 106 du niveau de blocage a été ajouté La tension à la source du transistor Ql du blocage de l'élément d'image peut être ajustée en utilisant la paire de transistorscomplémentair E Qil et-Q 12 du circuit 106, à faible impédance Ainsi, la tension de décalage entre le point X au drain de Ql et le point Y au drain de Q 9 peut être ajustée pour produire un potentiel effectif de référence aux deux points En fonctionnant, les diodes Dl et D 2 sont établies pour rendre les transistors Qil et Q 12 légèrement passant lorsque l'entrée est 0, c'est-à-dire lorsque la sortie du potentiomètre Ri est pratiquement nulle Avec cette polarisation, un transistor commence à devenir passant alors que l'oscillation d'entrée
amène l'autre transistor près de son point d'ouverture.
Le courant de repos à travers le dispositif est contrôlé par le courant polarisant, les diodes par les chutes
relatives de tension des diodes et les jonctions émetteur-
base destransistorsde sortie A tout niveau d'entrée non nul, un seul des deux transistors fournitdu courant et ce transistor est essentiellement un émetteur suiveur chargé par un transistor qui est hors circuit Si le transistor Qi 1 du type npn est mis en circuit, alors le transistor Q 12 dunpn est mis hors circuit et inversement Ainsi, le palier de la ligne active peut être établi par le
blocage de l'élément d'image.
La source de tension réglable au blocage de l'élément d'image peut être formée par d'autres circuits bien conni B comme un amplificateur opérationnel connecté en suiveur de tension dont la sortie est couplée au drain de Ql et
dont l'entrée directe est connectée au curseur du poten-
tiomètre RM. Selon les additions montrées sur la figure 5, la sortie vidéo pendant le
temps d'effacement est une référence réelle du noir et est virtuellement exempte de bruit Par conséquent, après ce point, un couplage en courant alternatif peut être utilisé avec une restauration ligne par ligne en courant continu sans ajouter du bruit à basse fréquence à l'image visualisée Il faut noter que le noeud X au drain de Ql et noeud Y à la base de Q 10 sont couplés en courant continu La sortie vidéo obtenue par ce circuit est montrée -par la figure 6 Comme le montre la figure 6, pendant l'intervalle d'effacement horizontal marqué D, le signal est v rtuellement exempt de bruit ce qui peut être comparé à l'agencement de la figure 3 o l'intervalle d'effacement contient du bruit Cette méthode de traitement vidéo donne une image généralement exempte de bruit à basse fréquence et ayant un bruit étiré ou étendu à l'intervalle du niveau du noir Il faut noter que cet agencement s'appliquera à tout imageur o l'on dispose d'une référence du niveau
du noir élément-d'image par élément d'image.
Les formes d'onde de la figure 2 sont idéalisées et il faut noter que les formes d'onde réelles du signal dans un imageur à CCD sont moins bien définies En se référ nt à la figure 7, on peut y voir une représentation des tracés réels des signaux d'un imageur à CCD avec une fréquence d'horloge d'extraction de 8 M Hz, pris par uen caméra montée sur un oscilloscope Le tracé supérieur a représente le signal vidéo à la sortie de l'amplificateur tampon à diffusion flottante sur la pastille Les pics 58 représentent le signal vidéo au moment o les impulsions de rétablissement 56 sont reçues comme le montre la forme d'onde b Le palier est représenté par le chiffre de référence 60 Le signal vidéo représente deux niveaux, un niveau du signal du blanc montré par le tracé 62 a et un niveau du signal du noir montré par le tracé 62 b La forme d'onde c représente une impulsion 54 de l'horloge 3 La forme d'onde d montre l'impulsion d'échantillonnage et de maintien 66 et la forme d'onde e montre l'impulsion
de blocage d'élément d'image 64.
Bien entendu, toute personne compétente en la matière peut noter que un, deux ou trois imageurs peuvent être requis pour produire un signal représentatif d'une image en couleur Selon une technique, les composantes du rouge, du vert et du bleu de la lumière incidente sont séparées par des prismesoptiques ou autre moyen de division de la lumière et imagées sur trois imageurs séparés; unpour le
rouge, un pour le vert et un pour le bleu.
On peut noter que de nombreux autres modes de réalisation sont possibles dans le cadre de l'invention Par exemple, l'ajustement 106 du palier montré sur la figure 5-peut être mis en oeuvre par d'autres techniques comme un simple diviseur de tension Par ailleurs, il faut remarquer que les commutateurs Q 8 et Q 9 de la figure 5 peuvent être remplacés par d'autres dispositifs Par exemple, le commutateur Q 8 peut être remplacé par une résistance d'une valeur appropriée ou alternativement le commutateur Q 9-peut être remplacé par une résist 3 nce Par ailleurs, la source de Ql peut être mise à la masse et le réglage ou ajustement 106 du palier peut être appliqué à la source de Q 9 De même, les principes de la présente invention peuvent s'appliquer à d'autres dispositifs, autres que des imageurs à CCD à trois phases, par exemple des imageurs à deux ou quatre
phases et autres imageurs à circuits intégrés.
2-544148
18 -
Claims (1)
1 à 5 caractérisé par une source réglable de potentiel de référence ( 106) pour le premier circuit de blocage (Q 1), lequel circuit est couplé en courant continu à l'agencement de commutation (Q 8) et de là, pendant la partie vidéo active d'une ligne, au côté entrée du couplage en courant alternatif
(C 3).
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