FR2556873A1 - Analyseur d'images a couplage de charges avec des registres cloisonnes pour les transferts de charges simultanes dans des directions opposees. - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN ANALYSEUR D'IMAGES A COUPLAGE DE CHARGES AVEC DES REGISTRES CLOISONNES POUR DES TRANSFERTS DE CHARGES SIMULTANES DANS DES DIRECTIONS OPPOSEES. UNE IMAGE EST FORMEE PAR UN COUPLAGE OPTIQUE5 SUR DEUX REGISTRES13, 14 CORRESPONDANT CHACUN A UNE DEMI-TRAME DE L'IMAGE. LES PAQUETS DE CHARGES PRODUITS SONT DECALES PAR DES PHASES D'HORLOGE DIFFERENTES VERS DEUX REGISTRES15, 16 DE MEMOIRE DE DEMI-TRAME ET, DE LA, VERS DES REGISTRES DE SORTIE17, 18. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A DES ANALYSEURS D'IMAGES EN COULEUR.

Description

La présente invention concerne un analyseur

d'images à composants à couplage de charges (CCD).

Dans les analyseurs CCD du type à transfert de

trame, la pratique actuelle consiste à transférer pério-

diquement toutes les lignes de charges représentant une image intégrée sur des périodes de trame d'un registre d'images (ou A) dans un registre de mémoire de trame (ou B) pendant des intervalles intermédiaires de retour de balayage de trame. Dans chaque intervalle suivant le balayage de trame, la charge transférée est avancée dans le registre de mémoire de trame, une ligne à la fois, pendant un intervalle de retour de liane. Les paquets de charge représentant des éléments d'images de la dernière ligne sont transférés en parallèle à un registre d'analyse de ligne (ou C). Pendant l'intervalle de balayage de ligne

suivant, le registre C est commandé par horloge pour déli-

vrer en série les paquets de charges à son étage de sortie pour la conversion en échantillons successifs de la sortie

de signal vidéo de l'analyseur d'images CCD.

Il s'est avéré souhaitable de raccourcir le temps nécessaire pour le transfert de trame sans augmenter la vitesse à laquelle les lignes sont sorties du registre d'images. Cela est souhaitable par exemple quand le registre A contient de nombreuses lignes de charges, comme dans un

analyseur d'images à haute résolution et lorsque les stan-

dards designaux vidéo limitent le temps de retour de trame.

Le raccourcissement du temps de transfert de trame est par

exemple utile pour réduire l'étalement au transfert.

Le phénomène d'étalement au transfert est décrit dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique n 4 010 319. Cet étalement au transfert se produit quand le registre d'images est exposé à un rayonnement pendant le transfert des paquets de charges du registre d'images au registre de mémoire de trame, car la réponse à l'image à ce moment est mal alignée par rapport aux réponses intégrées qui sont transférées. Il est connu que la sévérité de l'étalement au transfert est en proportion directe du temps nécessaire pour transférer des charges du registre d'images au registre de mémoire de trame. Mais des limitations sur la vitesse à laquelle des lignes de charges peuvent être avancées du registre d'images au registre de mémoire de trame ont gêné la réduction de l'étalement au transfert dafis un

analyseur d'images sans obturateur.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 010 319 montre comment produire des échantillons de

réponse à l'étalement seule, qui sont combinés différen-

tiellement avec des échantillons de la réponse d'images contaminée avec un étalement pour obtenir une réponse d'image avec une contamination par étalement réduite. Des schémas d'obturateurs électroniques sont également connus pour des analyseurs d'images CCD à éclairement arrière, utilisant un champ retardateur pour des photos-porteurs produits pendant le transfert de trame. Mais ces procédés, même en combinaison, ne sont que partiellement efficaces

pour réduire l'étalement. En outre, la réduction d'étale-

ment dans les temps de transfert de trame pourrait aider à

réduire l'étalement à un niveau faible et acceptable.

D'une façon générale, l'invention concerne le cloisonnement d'un registre de transfert de charge CCD pour permettre qu'une partie des paquets de charges dans le transfert soit déplacée dans une première direction jusqu'à une première connexion de sortie à une première extrémité du registre en même temps que les autres paquets de charges sont déplacés dans une seconde direction (opposée à la première) vers une seconde connexion de sortie à une seconde

extrémité (opposée à la première) du registre.

Si l'invention est utilisée dans un analyseur d'images CCD du type à transfert de trame, pendant les temps de transfert de trame, les lignes d'une moitié du registre d'images (un premier registre A/2) sont déplacées dans une direction vers un premier registre de mémoire de demi- trame (ou premier B/2) et les lignes de l'autre moitié du registre d'images (second registre A/2) sont

déplacées dans la direction opposée vers un second regis-

tre de mémoire de demi-trame (ou second B/2) situé à l'extrémité du registre d'images opposée au premier registre de mémoire de demi-trame. Cela divise par deux le temps de transfert de trame à une fréquence donnée de

transfert des lignes.

Le premier et le second registres de mémoire de demi-trame (ou B/2) sont prévus avec une ligne respective ou des registres C.

Lorsque les registres C sont situés aux extré-

mités des registres B/2 opposées aux registres A/2, la moitié de la trame fournie par un registre C est inversée dans la séquence des lignes par rapport à la moitié de la trame fournie par l'autre registre C. Une autre demi-trame en mémoire écrite ligne par ligne dans une première séquence et lue dans une seconde séquence opposée est utilisée pour inverser l'une des demi-trames quand la lecture de demi-trames prend le temps de balayage d'une demi-trame. Les demi-trames mémorisées dans les deux registres B/2 sont toutes deux sorties de l'analyseur d'images CCD dans la première moitié du balayage de trame

en utilisant les registres C respectifs.

Dans une telle application de l'invention, d'autres mémoires de demitrames en multiplexage temporel permettent une conversion de balayage en balayage normal en

trame des deux signaux de sortie des registres C en paral-

lèle et les registres B/2 sont toutes transférées de l'ana-

lyseur CCD dans une période complète de balayage de trame par la fréquence de balayage de ligne demi-normale par leurs registres C respectifs. Cela réduit la fréquence d'horloge des registres C pendant le balayage de ligne, en améliorant leur efficacité de transfert et en abaissant

leur consommation d'énergie. Si les mémoires supplémen-

taires de demi-trames sont des mémoires numériques extérieures a l'analyseur d'images CCD, cela réduit de

façon avantageuse la fréquence de conversion des conver-

tisseurs analogiques-numériques utilisés après les registres C. L'invention peut aussi être appliquée a un registre de ligne, comme le registre C précité, auquel cas le registre est cloisonné en deux moitiés (registres C/2) et les moitiés du registre cloisonné sont prévues avec des étages de sortie aux extrémités respectives du

registre afin de diviser par deux la fréquence de trans-

fert de ligne à partir du registre C. Le convertisseur de

balayage précité est alors modifié également pour compor-

ter des mémoires de demi-ligne multiplexées en division

temporelle pour chaque sortie de registre C/2. Le cloi-

sonnement des registres C peut être effectué de façon conventionnelle en utilisant des arrêts de canaux entre les moitiés mais de préférence, il est effectué sans barrière physique entre les moitiés de registre C, séparant

les demi-registres électriquement selon l'invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mieux compris à la lecture de la description

qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et-en se référant aux dessins annexés sur lesquels:

la Fig. 1 est un schéma simplifié de l'architec-

ture d'un analyseur d'images CCD dans lequel, selon l'in-

vention, des moitiés du registre d'images (ou A) sont commandées par horloge dans des directions opposées vers des registres respectifs de mémoire de demi-trame, la Fig. 2 est un diagramme global de commande par horloge pour le fonctionnement typique de l'analyseur de la Fig. 1, la Fig. 3 est un schéma simplifié d'une autre architecture d'analyseur d'images CCD en variante à celle de la Fig. 1, la Fig. 4 est un diagramme d'ensemble de commande par horloge d'un analyseur pour celui de la Fig. 3, la Fig. 5 est un schéma simplifié de l'archi- tecture del'analyseur d'images CCD de la Fig. 1 en combinaison avec un appareil de conversion de balayage pour produire une fréquece apparemment plus élevée de la lecture de l'analyseur d'images CCD selon un aspect de l'invention,

la Fig. 6 est un schéma simplifié de l'analy-

seur d'images dela Fig. 5 après qu'il a été modifié pour

être utilisé avec des registres C cloisonnés, pour obte-

nir une fréquence apparente encore plus élevée de la lecture de l'analyseur CCD selon un aspect de l'invention, les Figs. 7, b, 9, 10(a), 10(b), 11(a), 11(b) sont chacune une série de profMls de potentiel en fonction du temps pour des registres CCD qui sont séparés pour des directions opposées de transfert de charge selon l'invention, les séries de profil de potentiel correspondant respectivement à des registres d'intégration vidéo non entrelacée à trois phases avec de simples portes, d'intégration vidéo non entrelacée à trois phases avec des paires de portes,

vidéo non entrelacée à deux phases, vidéo à trames entre-

lacées à trois phases et vidéob à trames entrelacées à quatre phases et double commande d'horloge, et

chacune des Figs. 12 et 13 est un schéma simpli-

fié d'un analyseur d'images CCD du type à transfert entre

lignes réalisé selon l'invention.

Chacune des Figs. 10 et 11 comporte une partie (a) représentant la commande par horloge du registre d'images pour des trames d'ordre impair de l'image à trames entrelacées et une partie (b) représentant la commande par horloge du registre pour les trames d'ordre

pair.

La Fig. 1 montre un couplage optique 5 d'une image de trame entière (par un objectif généralement)

avec un analyseur d'images CCD 10. L'analyseur 10 com-

porte de préference, sur un seul substrat semi-conducteur, deux sections composantes d'analyseur CCD 11 et 12, chacune du type à transfert de trame, analysant des moitiés respectives de la trame entière. Le couplage optique avec l'analyseur d'images est assuré de manière

à former une inversion et altération d'images convention-

nelles avec la demi-image supérieure focalisée sur le registre 13 de la section 11 et la demi-image inférieure focalisée sur le registre 14 de la section 12. A cet effet, les registres 13 et 14 de mémoire de demi-trame des analyseurs de composantes 11 et 12 s'appuient par leurs extrémités opposées sur les connexions respectives avec les registres de mémoire de demi-trame respectifs 15 et 16 des analyseurs 11 et 12. Pendant les temps de transfert de trame, des lignes de paquets de charges représentant des éléments d'images de la moitié supérieure de l'image sont déplacés vers le bas par le premier registre de demi-image 13 et dans le premier registre de mémoire de demi-trame 15; les lignes de paquets de charges représentant des éléments d'images de la moitié inférieure de l'image sont déplacées vers le haut par le second registre de demi-image 14 et

dans le second registre de mémoire de demi-trame 16.

Bien que les moitiés 13 et 14 du registre d'images s'appuient sur le même substrat, il y a un problème pour

séparer les groupes de paquets de charges représentant res-

pectivement la moitié supérieure et la moitié inférieure de l'image sans introduire une discontinuité notable d'une image de télévision restituée à partir des échantillons vidéo fournis par l'analyseur d'images CCD 10; ce problème est encore moins facile à résoudre quand l'entrelacement des trames utilisées et quand la ligne de division entre la partie supérieure et la partie inférieure de l'image change

une trame sur deux. Il est souhaitable de pouvoir trans-

férer des charges dans des directions opposées de la moitié supérieure et la moitié inférieure des canaux de transfert de charges du registre d'images sans introduire une séparation physique entre les moitiés de registre d'images 13 et 14 car cela tendrait à introduire une discontinuité notable dans une image de télévision

reconstituée à partir des échantillons de charges préle-

vées. Il est hautement souhaitable de maintenir la régu-

larité de la configuration des puits de potentiel sur

toute la surface du registre d'images pendant l'intégra-

tion d'images. Plus avant dans cette description, des

moyens seront décrits pour maintenir cette régularité et.

pour séparer en même temps exactement les moitiés d'images, ces moyens dépendant fondamentalement de la manière dont les tensions d'horloge sont appliquées à la structure régulière des électrodes de grille recouvrant le registre d'images. Dans l'analyseur de composante 11, l'extrémité du registre 15 de mémoire de demi-trame opposée au registre

13 d'images de demi-trame est connectée pour le charge-

ment en parallèle de paquets de charges dans un registre de ligne 17 en vue de la conversion pour la lecture en série, le registre de ligne 17 fonctionnant comme un registre C pour l'analyseur CCD 11 de composante. Dans l'analyseur de composante 12, l'extrémité du registre 16 de mémoire de demi-trame opposée au registre 14 d'images de demi-trame est connectée pour un chargement en parallèle de paquets de charges dans un registre de lignes 18 en vue de la conversion pour la lecture en série, le registre de ligne 18 fonctionnant comme registre C pour l'analyseur de composante 12. Le registre d'images complète ou registre A de l'analyseur CCD composite 10 est donc divisé en deux moitiés 13 et 14, ces registres d'images de demi-trame étant appelés des "registres A/2". Les registres de mémoire de demi-trame 15 et 16, qui sont appelés des "registres B/2" constituent le registre de mémoire de trame complet,

ou registre B de l'analyseur CCD composite 10.

En ce qui concerne des détails sur la structure physique réelle de l'analyseur CCD 10, des canaux de transfert deécharges sont définis dans la surface d'un substrat semi-conducteur ou dans une interface entre des couches dopées en opposition du substrat, la définition étant établie par des arrêts de canaux disposés dans le substrat le long des limites des canaux de transfert de charges. Plusieurs canaux de transfert de charges sont disposés en parallèle pour former les colonnes du registre d'images ou registre A et une succession de structures d'électrodes de grilles en parallèle sont disposées sur une couche isolante sur la surface "frontale" du substrat semi-conducteur de manière à croiser ces colonnes. Les profils des tensions d'horloge appliqués aux électrodes de grilles pendant les temps d'intégration d'images quans la commande dynamique du registre d'images est suspendue,

définissent des "rangées" dans le registre d'images corres-

pondant aux lignes de balayage de la sortie vidéo à bala-

yage en trame de l'analyseur d'images CCD.

La photo-conversion de l'image de trame complète en des paquets de charges représentant des éléments d'images peut se faire dans des puits de potentiel induits

dans le substrat semi-conducteur lui-même par des poten-

tiels appliqués aux électrodes de grilles du registre d'images pendant les temps d'intégration d'images, un rayonnement étant introduit dans la surface frontale du substrat semi-conducteur par des électrodes de grilles transparentes, ou étant introduit dans la surface arrière d'un substrat semi-conducteur suffisamment mince. En variante, une photo- conversion peut se faire dans des éléments photo-sensibles connectés sélectivement pour

décharger des paquets de charges représentant des élé-

ments d'images dans des positions voisines des canaux de transfert de charges du registre d'images; dans cette variante, les canaux de transfert de charges pouvant être masqués pour l'image incidente à travers les éléments photo-sensibles sont bien entendu démasqués. Chacun des registres de mémoire de demi-trame 15 et 16 comporte également plusieurs canaux de transfert de charges en parallèle qui sont en fait des prolongements des canaux de transfert de charges correspondants dans le registre A. Chacun des registres de mémoire de demi-trame 15 et 16 comporte en outre une succession respective d'électrodes de grilles en travers de ces canaux de transfert de charges. Pendant les temps de transfert de trame, les

électrodes de grilles des registres de mémoire de demi-

trame 15 et 16 sont commandés dynamiquement en synchro-

nisme avec les électrodes de grilles des parties 11 et 12 du registre d'images, desquelles les registres 15 et 16 reçoivent respectivement (une rangée à la fois) des paquets

de charges représentant des lignes d'éléments d'images.

Cette commande rangée par rangée de ces registres se fait à une fréquence relativement élevée pour se placer dans le temps de retour de trame et dans le cas o l'analyseur d'images n'est pas obturé pendant le retour de trame, pour réduire l'étalement au transfert. L'étalement au transfert tend à apparaître non seulement dans des analyseurs d'images dans lesquels la photo-conversion est faite dans les canaux de transfert de charges eux-mêmes, mais également en raison de la dispersion des effets de charges dans des analyseurs d'images avec des éléments photo-sensibles séparés. Pendant le temps d'intégration d'images, quand

l'application des potentiels d'horloge dynamiques aux élec-

trodes de grilles du registre d'images est interrompu, les électrodes de grilles dans les registres de mémoire de demi-trame 15 et 16 reçoivent des signaux d'horloge dynamiques qui leur sont appliqués à une fréquence d'horloge plus basse pour avancer des rangées de charges d'une ligne d'éléments d'images à un instant pendant un retour de ligne. Les dernières rangées de charges dans les registres de mémoire de demi-trame 15 et 16 sont avancées dans les registres C respectifs 17 et 18. Ces registres de ligne 17 et 18 reçoivent des registres de mémoire de demi- trames 15 et 16 des paquets de charges en parallèle pendant le retour de ligne, ces paquets de

charges représentant une ligne d'éléments d'images.

Pendant le balayage de ligne suivant, des parties des registres C 17 et 18 fonctionnent comme des registres à décalage pour transférer en série ces lignes de paquets de charges, une à la fois à la fréquence de balayage des éléments d'images vers les étages de sortie respectifs,

réagissant aux signaux de sortie vidéo respectifs échan-

tillonnés à la fréquence de balayage des éléments

d'images.

A la même fréquence de transfert ligne par ligne du registre A au registre B, l'analyseur d'images CCD composite 10 peut terminer un transfert de trame dans la

moitié du temps d'un analyseur conventionnel si les demi-

trames sont transférées simultanément. Que les demi-trames soient transférées simultanément ou non, pour une fréquence donnée de transfert ligne par ligne, le nombre des lignes qui sont dans chaque transfert et qui sont soumises au transfert de trame, l'accumulation de charges d'étalement

est divisée par moitié.

Les transferts des deux registres A/2 vers les

registres B/2 se font dans le retour de trame. Par consé-

quent, la commande rapide du registre C associée avec ce transfert n'est pas présente et par conséquent, ne couple pas par capacité a travers le substrat de l'analyseur pour interférer avec la lecture d'images pendant le balayage de ligne. Le registre B/2 15, pendant la première moitié du balayage de trame transfert au registre C 17 les paquets de charges qui lui ont été précédemment transférés après avoir été produits dans le registre A/2 13 en réponse à la moitié supérieure de l'image. Ce transfert est effectué en parallèle, une ligne à la fois pendant le retour de ligne; le registre C 17 est lu en série pendant le balayage de ligne pour fournir des échantillons du

signal video de sortie, par l'intermédiaire d'un multi-

plexeur à division temporelle 19 commuté à la fréquence de demi-trame. Le transfert ligne par ligne du registre B/2 16 vers le registre C 18 et la lecture en série du registre C 18 par le multiplexeur 19 pour fournir des échantillons du signal vidéo pendant la seconde moitié du balayage de trame ne produit pas un échantillonnage ligne par ligne continu de la trame d'images entière comme cela est souhaité pour obtenir des échantillons de signal vidéo de sortie à balayage en trame. La sortie du registre C 18 doit être fournie au multiplexeur 19 par la disposition d'une mémoire de demi-trame 20, une mémoire écrite ligne par ligne dans une séquence et lue ligne par ligne dans une séquence opposée pour obtenir cet échantillonnage ligne par ligne continu se poursuivant de la première moitié du

balayage de trame à la seconde moitié de ce balayage.

L'écriture de la mémoire de demi-trame 20 est effectuée commodément pendant la première moitié du balayage de

trame, commandant les registres B/2 15 et 16 en synchro-

nisme et les registres C 17 et 18 en synchronisme.

La mémoire de demi-trame 20 peut mémoriser des échantillons sous forme analogique. Une mémoire CCD située sur un substrat semi-conducteur séparé de l'analyseur d'images CCD 10 convient pour cette mémoire de demi-trame. Si les échantillons du signal analogique provenant des registres C 17 et 18 doivent être finalement numérisés, la mémoire

de demi-trame 20 peut être une mémoire numérique mémori-

sant des échantillons numériques qui lui sont fournis par un convertisseur analogique-numérique utilisé après

le registre C 18.

La Fig. 2 est un diagramme de commande par horloge du fonctionnement typique du système d'analyseur d'images de la Fig. 1. La mémoire de demitrame 20 est décrite ligne par ligne dans l'ordre normal inversé des lignes pendant la première moitié de l'intervalle de balayage de trame avec des échantillons fournis en série par le registre C 18 pendant chaque période*de balayage de ligne. La mémoire de demi-trame 20 est ensuite lue ligne par ligne dans l'ordre normal des lignes pendant la

seconde moitié de l'intervalle de balayage de trame.

Pendant la seconde moitié de l'intervalle de balayage de trame, l'arrêt de commande par horloge des registres A/2 13 et 14 qui s'est produit pendant la première moitié

d'intervalle se poursuit et des photos-charges représen-

tant une image continuent a s'accumuler dans ces registres.

Pendant la seconde moitié du balayage de trame, la commande horloge des registres B/2 15 et 16 et celle des registres

C 17 et 18 est également arrêtée, les informations mémo-

risées dans le registre B/2 16 concernant la seconde moitié de la trame précédente ayant déjà été transférée par le registre C 18 pour être écrite dans la mémoire 20

pendant la première moitié de cette trame précédente.

Le transfert de trame se fait pendant le temps de retour de balayage de trame suivant la seconde moitié du balayage de trame. Le registre A/2 13 et le registre B/2 15 sont commandés en synchronisme à la fréquence de transfert de ligne relativement élevée-pour transférer la moitié supérieure de l'image du registre A/2 13 au registre B/2 15. Une charge rémanente dans le registre B/2 15 résultant du courant d'obscurité intégrée est éliminé de la partie d'analyseur 11 par le registre C 17 fonctionnant

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à une fréquence d'horloge très élevée. (En variante, l'accumulation de charge rémanente dans les dernières lignes du registre B/2 peut être autorisée, ces lignes de charges accumulées étant éliminées après le transfert de trame et avant que les lignes d'images ne soient sorties pendant le balayage de trame). Le registre A/2 14, le registre B/2 16 et le registre C 18 de la partie d'analyseur 12 fonctionnent de façon similaire à celle du registre A/2 13, du registre B/2 15 et du registre C 17 respectivement, de la partie d'analyseur 11 sauf que les phases d'horloge sont choisies de manière que la

direction du transfert de trame dans la partie d'analy-

seur d'images 12 soit opposée à celle dans la partie

d'analyseur 11.

Pendant la première moitié de la période sui-

vante de balayage de trame, la commande par horloge est à nouveau interrompue dans les registres A/2 13 et 14. La commande par horloge se poursuit dans les autres registres

à une fréquence plus basse. Les paquets de charges trans-

férés représentant la moitié supérieure de l'image inté-

grée dans la période de balayage de trame précédente sont déplacés, une ligne à la fois, du registre B/2 15 pendant le retour de ligne pour charger en parallèle le registre C 17. A partir du registre C 17, les échantillons de sortie sont fournis en série pendant le balayage de ligne suivant et sont aiguillés par le multiplexeur 19 pendant la première moitié du balayage de trame pour produire les

échantillons du signal vidéo fournis à la sortie de l'appa-

reil de la Fig. 1. Les paquets de charges transférés

représentant la moitié inférieure de l'image intégrée pen-

dant la période de balayage de trame précédente sont déplacés dans le registre B/2 16 et le registre C 18 pour fournir les échantillons du signal à écrire dans la mémoire de demi-trame 20. Le cycle de fonctionnement est répété, car la seconde moitié du balayage de trame se produit à

nouveau; les échantillons représentant la moitié infé-

rieure de l'image intégrée pendant la trame précédente sont lus dans la mémoire de demi-trame 20 vers le multiplexeur 19 dans l'ordre des lignes qui est opposé à l'ordre dans lequel ils ont été écrits. L'intégration du courant d'obscurité dans le

registre B d'un analyseur d'images CCD avec l'organisa-

tion conventionnelle d'un registre A complet suivi par un registre B complet, suivi par un registre C entraine une rampe du haut vers le bas dans le signal de sortie vidéo, qui tend à apparaitre comme une légère ombre de trame dans une image de télévision reconstituée à partir de ce signal de sortie vidéo. Quand l'analyseur d'images CCD de la Fig. 1 fonctionne selon la Fig. 2, les rampes de courant d'obscurité apparaissent dans chaque demi-trame

mais leur amplitude finale tend à être la moitié de l'am-

plitude finale de la rampe de courant d'obscurité déve-

loppée avec l'organisation conventionnelle des analyseurs

d'images CCD.

La Fig. 3 représente un analyseur d'images CCD composite 30 avec une organisation différente pour éviter

la nécessité d'une mémoire de demi-trame supplémentaire.

L'analyseur d'images CCD composite 30 comporte un analy-

seur CCD de composante 11 comme utilisé dans l'analyseyr composite 10 déjà décrit. L'analyseur composite 30 comporte également un analyseur de composante 32. Contrairement à l'analyseur de composante 12 utilisé dans l'analyseur 10, l'analyseur 32 est du type comportant un registre 34

d'images de demi-trame (ou A/2) et un registre 36 de mé-

moire de demi-trame (ou B/2) sur les côtés opposés du registre C 38. Le registre B/2 36 comporte également un drain d'extrémité 37 à son extrémité opposée au registre C 38. L'analyseur d'images CCD composite 30 présente une certaine ressemblance avec un analyseur d'images CCD déjà décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 777 061. Ce brevet décrit un analyseur d'images comportant une section d'analyse d'images (ou registre A) avec une section de mémoire de lecture conventionnelle (ou registre B) et une section d'analyse-de ligne (ou registre C) à l'une de ses extrémités, mais avec l'autre de ses extrémités et une seconde section de lecture sur les côtés opposés d'une section d'analyse de ligne.

L'analyseur d'images selon ce brevet est utilisé pour

produire deux images de trame complète séparées en sé-

quence ou en parallèle. Ainsi, les sections de mémoire de

lecture ont une capacité de mémorisation de trame entière.

Le contenu entier de la section de prise d'images (c'est-à-

dire le contenu entier du registre A) est lu pour l'une des deux sections de lecture, le transfert de charge

complet se faisant dans un sens.

Pour chaque trame d'image, les paquets de charges intégrées dans chacune des moitiés 34, 13 du registre

d'images de l'analyseur CCD 30 (comme les paquets de char-

ges intégrées dans chacune des moitiés 14, 13 du registre d'images de l'analyseur 10 de la Fig. 1) sont transférés dans des sens opposés à ceux des paquets de charges dans l'autre moitié du registre d'images. Les directions de de transfert de charges ne sont pas alternées d'une trame

à l'autre comme dans l'analyseur selon le brevet précité.

Les deux sections de mémorisation de lecture de registre d'images 15, 36 dans l'analyseur CCD 30, de même que dans l'analyseur CCD 10, ne sont pas des registres B de trame

complète comme dans le brevet précité. Ce sont des regis-

tres (B/2) de mémoire de demi-trame.

Le fonctionnement de l'analyseur CCD 30 impose que le transfert de trame depuis le second registre A/2 34 se produise pendant le retour de trame ou la première

moitié du balayage de trame. Il est plus commode d'effec-

tuer le transfert de trame à partir du registre A/2 34 pendant le retour de trame pour éviter que le couplage électrostatique de l'horloge de transfert de trame par le substrat de l'analyseur vers le premier registre C 17

n'interfère avec sa lecture.

La Fig. 4 est un diagramme de commande par horloge du fonctionnement de l'analyseur d'images de la Fig. 3, lorsqu'elle est exécutée de cette manière. Il convient de commander les registres A/2 13 et 34 en même temps pendant le retour de balayage de trame et à la même fréquence d'horloge, avec des phases respectives qui conviennent pour les directions opposées de propagation

des charges dans les registres A/2 13 et 34. Le trans-

fertde charges du registre A/2 34 se fait par le second registre C 38 dans le registre B/2 36, ce registre B/2 36 étant commandé en synchronisme avec le registre A/2 34

pendant le transfert de trame.

Une charge rémanente dans le registre B/2 36 résultant de l'intégration du courant d'obscurité est transférée au drain d'extrémité 37. Le drain d'extrémité 37 n'est pas nécessaire si le registre B/2 36 comporte des lignes supplémentaires à son extrémité opposées au registre C 38. Une charge rémanente peut s'accumuler dans ces

lignes et être éliminée à la fin du balayage de trame.

Pendant la première Ioitié du balayage de trame dans l'analyseur d'images 30, comme dans l'analyseur 10 de la Fig. 1, le premier registre 15 de mémoire de demi-trame est commandé ligne par ligne pour charger en parallèle le

premier registre C 17 pendant le retour de ligne; et pen-

dant le balayage de ligne suivant, le registre C 17 est commandé comme un registre à décalage qui décale des paquets de charges à la fréquence de balayage d'éléments d'images pour fournir une série d'échantillons de signal vidéo de sortie représentant une ligne de l'image. Dans

l'analyseur 30, le second registre de mémoire de demi-

trame 36 (ou B/2) contrairement au registre B/2 16 de l'analyseur 10, n'est pas commandé pour le transfert de

charges pendant la première moitié du balayage de trame.

Les paquets de charges représentant la moitié inférieure de l'image sont maintenus en mémoire dans le registre B/2 36 pendant la première moitié du balayage de trame. Le registre B/2 36 est commandé par horloge ligne par ligne pendant la seconde moitié du balayage de trame pour charger en parallèle le second registre C 38 pendant le retour de ligne. Ensuite, pendant le balayage de ligne suivant, le registre C 38 est commandé comme un registre à décalage qui décale des paquets de charges à

la fréquence de balayage des éléments d'images pour four-

nir une série d'échantillons de signal vidéo de sortie représentant une ligne de l'image. Le registre B/2 15 et le registre C 17 ne conservent qu'une charge rémanente due à l'intégration de courants d'obscurité et leur commande

par horloge peut être interrompue.

Le multiplexeur 19 est commuté à la fréquence de demi-trame pour sélectionner cet échantillon de signal vidéo de sortie provenant du premier registre C 17 pendant la première moitié du balayage de trame et du second registre C 38 pendant la seconde moitié du balayage de trame. La commande par horloge est interrompue pendant le balayage de trame dans les deux registres A/2 13 et 34, constituant l'ensemble du registre d'images de l'analyseur CCD 30 pour permettre l'intégration de charges pendant une période de balayage de trame entière, plus dans de nombreux cas une partie de la période de retour de trame. Dans de nombreux cas, la division par deux du transfert de charge offerte par l'invention se fait dans le cadre d'un système de télévision ayant des longueurs prescrites de périodes de balayage et de retour. Ainsi, la réduction du temps de retour de trame pour coïncider avec la réduction au minimum

du temps nécessaire pour le transfert de trame est exclue.

Plutôt que de tenter d'éliminer la mémoire de demi-trame 20 nécessaire dans le fonctionnement de

l'analyseur d'images CCD 10 de la Fig. 1, il est possi-

ble de prévoir une mémoire supplémentaire utilisée pour

la conversion de balayage conjointement avec le fonc-

tionnement del'analyseur 10. Si une conversion correcte

de balayage est utilisée, il faut noter (voir le dia-

gramme de la Fig. 2) que la lecture en parallèle des registres B/2 15 et 16 par leurs registres C 17 et 18 respectifs peut être étendue pour couvrir toute la période de balayage de trame plutôt que juste la première moitié de ce balayage de trame. Cela divise par deux la fréquence d'horloge des registres B/2 15 et 16 et, ce qui importe davantage, divise par deux la fréquence d'horloge des registres C 17 et 18 pendant la lecture d'images. Les réductions defréquence d'horloge améliorent l'efficacité

du transfert de charges dans les registres C 17 et 18.

Cette efficacité est particulièrement importante lorsque le nombre des éléments- d'images par ligne atteint 210 ou environ.

La Fig. 15 est un exemple d'un schéma de conver-

sion de balayage du type décrit. Les échantillons du signal

analogique de sortie des registres C 17 et 18 sont numé-

risés dans des convertisseurs analogique-numérique 41 et 42 respectivement pour faciliter l'utilisation d'une mémoire numérique dans les convertisseurs de balayage 50

et 55 qui convertissent la fréquence de balayage demi-

normale des signaux de sortie de registre C en une fré-

quence de balayage normale pour l'application au

multiplexeur 19 defréquence de demi-trame.

Le convertisseur de balayage 50 effectue un doublement de fréquence de balayage, les échantillons vidéo numérisés provenant du convertisseur 41 étant multiplexés en division temporelle par un multiplexeur de fréquence de

trame 51 pour l'écriture alternée des mémoires de demi-

trame 52 et 53 sur des trames alternées, l'écriture étant faite à la moitié de la fréquence de balayage normale. L'une des mémoires de demitrame 52, 53 qui n'est pas écrite pendant un intervalle de balayage de trame est lue à une fréquence de balayage normale pendant la première moitié de ce balayage de trame et elle fournit au multiplexeur 19 de fréquence de demi-trame sa première entrée de demi- trame. Le convertisseur de balayage 55 effectue non seulement un doublement de fréquence de balayage mais

assure également l'inversion du balayage de rangée formel-

lement prévue par la mémoire de demi-trame 20 dans la combinaison de la Fig. 1. Un multiplexeur de fréquence de trame 56 dans le convertisseur de balayage 55 sélectionne l'une sur deux des mémoires de demi-trame 57 et 58 pour l'écriture à la moitié de la fréquence normale de balayage dans des trames alternées. Mais l'ordre d'écriture des

lignes dans celles sélectionnées des mémoires de demi-

trame 57 et 58 est opposée à l'ordre de la lecture aux fréquences normales pendant la dernière moitié du balayage de trame suivant. Le multiplexeur de fréquence de trame 59 sélectionne la lecture de l'une des mémoires de trame 57 et 58 disponibles pour fournir au multiplexeur 19 de fréquence

de demi-trame sa seconde entrée de demi-trame. (le spécia-

liste dans la technique d'électronique numérique peut noter que les multiplexeurs 19, 51, 54, 56 et 59 peuvent être

soumis à la commande de lecture/écriture des mémoires numé-

riques utilisées pour les mémoires de demi-trame 52, 53, 57 et 58 et qu'ils n'apparaissent pas comme des éléments de circuit séparés, représentés dans le but de faciliter

l'explication de cet aspect de l'invention).

La Fig. 6 montre comment il est possible d'étendre encore l'idée de réduction des nécessités de vitesse des registres B et C en cloisonnant le registre B. Plutôt que le registre B soit cloisonné de manière que seulement deux parties soient lues en parallèle, il peut Ctre cloisonné en quatre parties qui sont lues en parallèle. L'analyseur d'images CCD 70 est semblable à l'analyseur 10 de la Fig. 1 à l'exception que la moitié d'analyseur 71 comporte deux registres C/2 de demi-ligne 73 et 75 en place du registre C 17 de ligne complète, et l'analyseur d'images 72 comporte deux registres C/2 74 et 76 de

demi-ligne au lieu du registre C 18 de ligne complète.

Le registre C/2 73 est chargé en parallèle, une ligne à la fois, pendant le retour de ligne avec des paquets de charges provenant seulement du côté gauche du registre B/2 15 et il transfert ces paquets de charges en série vers le convertisseur analogique-numérique 41. Ce transfert en série est autorisé à prendre un temps de balayage de ligne complet plutôt que le temps de balayage d'une demi-ligne seulement, ce qui divise à nouveau à moitié la fréquence de commande de lecture du registre de

sortie. Cela est plus important quand le nombre des échan-

tillons d'éléments d'images par ligne est grand (210 ou environ). La nécessité de vitesse de transfert en parallèle des paquets de charges dans un registre de sortie ne change bien entendu pas quand le nombre des paquets de charges transférés augmente. C'est la commande par horloge de la

sortie en série des registres de ligne de sortie qui pré-

sentent la plus grande difficulté quand le nombre des échantillons par ligne dans un signal de sortie d'analyseur

d'images CCD augmente.

Les paquets de charges provenant du côté droit du registre B/2 15 sont utilisés pour charger en parallèle le registre C/2 75, une ligne à la fois pendant le retour de ligne et pendant le balayage de ligne suivant les paquets

de charges de cette ligne sont lus en série par un conver-

tisseur-analogique 43. Un convertisseur de balayage 80 est utilisé pour doubler la fréquence de balayage de ligne pour qu'elle soit ce qu'elle aurait été avec le registre C 17 remplacé par les registres C/2 73 et 75. Les échantillons vidéo de sortie du convertisseur analogique-numérique

41 sont multiplexés en division temporelle par un multi-

plexeur de fréquence de ligne 81, pour charger alternati-

vemnent les mémoires de demi-ligne 82 et 83 par des gala-

yages de lignes alternées. Un multiplexeur de fréquence de ligne 84 sélectionne l'une des mémoires 82 et 83 de demi-ligne qui n'est pas écrite pour la lecture à la fréquence d'horloge double afin de fournir une première entrée de demi-ligne à un multiplexeur 85 de fréquence

de demi-ligne. Les échantillons video de sortie du conver-

tisseur analogique-numérique 43 sont multiplexés en division temporelle par un multiplexeur de fréquence de ligne 86 pour charger alternativement les mémoires de demi-ligne 87 et 88 avec des trames alternées. L'ordre

d'écriture dans celle sélectionnée des mémoires de demi-

* ligne 87 et 88 pendant un balayage de ligne est inverse de l'ordre dela lecture pendant la dernière moitié du balayage de ligne suivant à appliquer par le multiplexeur

de fréquence de ligne 89 comme seconde entree de demi-

ligne du multiplexeur de fréquence de demi-ligne 85. La sortie du multiplexeur de fréquence de demi-ligne 85

fournit au convertisseur de balayage 50 les mêmes échan-

tillons de signaux que le registre C 17 dans la combinai-

son de la Fig. 5.

L'autre registre de mémoire de demi-trame 16 (ou B/2) de l'analyseur d'image CCD 70 de la Fig. 6 est lu de

façon similaire par des registres C/2 74 et 76. Les échan-

tillons analogiques de sortie des registres C/2 74 et 76

sont numérisés dans des convertisseurs analogiques-numé-

riques 42 et 44 respectivement et appliqués au convertis-

seur de balayage 90 pour produire les mêmes échantillons d'entrée du convertisseur de balayage 55 que ceux qui lui sont fournis par le registre C/18 dans la disposition de la Fig. 5. Le convertisseur de balayage 90 comporte des

éléments 91-99 correspondant aux éléments 81-89 du conver-

tisseur de balayage 80. Le spécialiste en matière de circuits numériques peut noter que les fonctions des convertisseurs de balayage 50, 55, 80 et 90 peuvent aussi être remplis par une lecture et une écriture alternées de deux mémoires de trame complète, chacune divisée par quatre pour l'accès de manière à permettre que la lecture et l'écriture se fassent dans des

séquences opposées.

Le cloisonnement du registre B en moitiés ou en quarts, en ce qui concerne la lecture des paquets de charges constitue une technique puissante pour réduire la fréquence d'horloge des analyseurs d'images CCD à haute résolution. Cela est vrai même si une obturation du

registre d'images rend inutile le cloisonnement du regis-

tre d'images pour la réduction de l'étalement au transfert.

Un analyseur d'images CCD du type à transfert de trame comportant un registre B cloisonné avec des registres C aux extrémités respectives du registre B et comportant un registre A non cloisonné qui transfert des paquets de

charges par l'un des registres C vers le registre B cloi-

sonné est possible. Il est possible de modifier ce dernier analyseur d'images pour utiliser des registres C/2 au lieu de son registre C. Il est également possible que le registre B soit divisé en bandes multiples, chacune d'une

longueur de quelques lignes, avec des registres C respec-

tifs, certains des registres C étant intercalés dans les registres B et agencés pour que le transfert des paquets de charge se fasse par eux pendant le transfert de trame chargeant le registre B. Avec ce dernier analyseur, le

déplacement des échantillons du registre B par les regis-

tres C peut se faire à une fréquence encore réduite.

La commande par horloge des deux registres A/2 (13, 14 ou 13, 34) pour transférer des paquets de charges dans des directions opposées est moins difficile quand l'entrelacement des trames n'est pas utilisé. Les Figs. 7 et 8 montrent des diagrammes de profils de potentiel

illustrant des dispositions typiques de commande d'hor-

loge à trois phases; la Fig. 9 montre des diagrammes de profils de potentiel dans une disposition de commande par horloge à deux phases. Dans les diagrarmmes de profil

de potentiel de la présente description, les profils de

potentiel dans une colonne du registre d'images sont tracés entre l'extràme gauche et l'extrmne droite de la Figure, par convention dans ce genre de diagramme; et lorsqu'il est fait mention de la gauche ou de la droite

dans la description de ces diagrammes, en-se référant -

cette convention, il ne faut pas confondre avec la gauche

et la droite rapportées au plan d'image dans la conven-

tion de télévision. Les diagrammes de profils de potentiel sont également tracés de façon conventionnelle en ce qu'un

potentiel positif croissant (+V) est dirigé vers le bas.

La ligne centrale du registre d'images complet - c'est à

dire la limite entre les deux registres A/2 - est repré-

sentée dans chaque diagramme d'horloge comme une successioni de tirets alternativement longs et courts. Les structures de grilles du canal à transfert de charges formant une colonne du registre d'images apparaissent par convention en haut du diagramme d'horloge. Dans la commande d'horloge

biphasée, les diffusions introduisant des gradiants direc-

tionnels sur les grilles sont représentées comme des petits rectangles. Sur la Fig. 7, la configuration des puits de potentiel le long d'une colonne d'un registre d'images à trois phases pendant l'intégration d'images est représentée comme la tranche supérieure dans le temps (to) du diagramîme d'horloge, lacommande parhorloge étant interrompue avec la seconde phase d'horloge q2 positive par rapport à la première et la troisième phase fl et q3. Des puits pour recueillir les charges sont induits sous les grilles auxquels la phase d'horloge q2 est appliquée. Des porteurs

de charges qui ont été produits par la réponse photo-

électrique dans la région sous une grille recevant un potentiel d'horloge q2 relativement positif et dans les

régions sous les grilles voisines recevant des poten-

tiels d'horloge q1 et 03 relativement négatifs sont

recueillis dans le puits induit sous cette grille rece-

vant le potentiel d'horloge e2' Des paquets de charges représentant les quatre éléments d'images PELU, PEL2, PEL3 et PEL4 sont représentés, recueillis sous des grilles successives recevant la phase d'horloge 02' Remplaçant les grilles qui reçoivent l'horloge *1 de chaque côté de la ligne centrale du registre d'images, ces puits depotentiel sont uniformément espacés le long de la colonne du registre d'images. Ceci, malgré que l'ordre des phases d'horloge à la gauche de la ligne

centrale du registre d'images est telle qu'elle trans-

porte des paquets de charges vers la gauche quand la commande par horloge du registre d'images reprend, et que l'ordre des phases d'horloge à la droite de la ligne centrale du registre d'images est telle qu'elle transporte des paquets de charges vers la droite quand la commande

par horloge du registre d'images reprend.

Les six tranches de temps t!, t2, t3, t4, t5 et t6 représentent des temps successifs dans le premier cycle

de commande d'horloge complète quand la commande par hor-

loge du registre d'images est reprise. Les temps tl, t3 et t5 sont des temps de transition et des écarts normaux par rapport aux profils idéaux de potentiel représentés peuvent être prévus. Ce cycle de commande par horloge a pour effet de déplacer PEL2 vers la position initialement occupée par PEL1 et de déplacer PEL3 vers la position initialement occupée par PEL4, chaque mouvement étant effectué par une

technique standard de commande par horloge à trois phases.

Les positions précédemment occupées par PEL2 et par PEL3 sont laissées vides (à l'exception du courant d'obscurité

intégré qui est considéré comme négligeable).

La Fig. 8 montre la commande par horloge dans des directions opposées dans un registre d'images à trois phases, lorsque pendant un temps d'intégration d'images to la commande est interrompue avec des phases d'horloge

2 et 3 toutesdeux positives par rapport à la phase 1.

L'intégration sous des paires de grilles réduit le bruit de cloisonnement qui apparaît comme un grain, ce bruit étant associé avec une longueur accrue de la structure de

grille sous laquelle aucune charge ne peut être recueil-

lie. Mais la contribution du courant d'obscurité à chaque

élément d'image est accrue.

Il faut noter que les deux moitiés du registre d'images s'appuie au centre d'une grille 41 maintenue au niveau bas pendant l'intégration d'images; et le cycle de

grille normal 1 42' q3 se poursuit dans chaque direc-

tion à partir de cette grille centrale q1. Quand la com-

mance par horloge du registre bas est reprise pendant le transfert de trame dans l'intervalle de retour de trame, la charge intégrée en paquets sous les grilles '2 est combinée avec la charge intégrée en paquets sous les grilles q3 suivantes quand l'horloge 2 passe au niveau

bas tandis que l'horloge 3 reste au niveau haut à l'ins-

tant t1. A l'instant t2, quand l'horloge 1 passe au haut, un puits vide apparaît sous la grille centrale 1

Plus tard à l'instant t5, ce puits vide se sépare en posi-

tions derrière PEL2 sur le côté gauche du registre et

derrière PEL3 sur le côté droit du registre.

Selon la Fig. 9, la configuration des puits de potentiel le long d'une colonne d'un registre d'images à deux phases est représentée comme la tranche supérieure dans le temps (to) du diagramme par horloge, cette commande étant interrompue avec les phases 1 et 2 maintenues à la même tension. Dans la partie gauche du registre d'images, des puits destinés à recueillir des charges sont induits sous les parties gauche des grilles par les diffusions qui se trouvent au-dessous; et dans la partie droite du registre d'images, ces puits sont produits sous les parties droite des grilles par les diffusions qui se trouvent au-dessous. L'électrode de grille par laquelle

passe la ligne centrale du registre d'images a une lar-

geur d'environ la moitié des autres électrodes de grilles et comporte des diffusions disposées au-dessous de chacun de ses bords pour induire des puits qui

recueillent une charge au-dessous de chacun des bords.

La barrière de potentiel dans la partie centrale de cette grille est le point de décision o il est déterminé si une charge est recueillie dans la moitié supérieure du registre d'images ou dans sa moitié inférieure. A la gauche de la ligne centrale du registre d'images, les diffusions disposées au-dessous des parties gauche des électrodes de grilles provoque des champs de décalage au-dessous de ces grilles tendant à propulser les porteurs de charges vers la gauche le long du canal o la commande reprend. A la droite de la ligne centrale du registre d'images, les gradiants de diffusions disposées au-dessous des parties gauche des électrodes de grilles produisent des champs de décalage au-dessous de ces grilles tendant à propulser les porteurs de charges vers la droite le long du canal quand la commande par horloge reprend. La commande par horloge est reprise avec la phase d'horloge appliquée à la grille par laquelle passe la ligne centrale du

registre d'images, initialement au niveau "bas" (relative-

ment négative) pour maintenir la barrière d'énergie de potentiel audessous de sa partie centrale comme point de

décision pour la propagation des charges pendant le trans-

fert d'images ainsi que pour le collectage pendant l'inté-

gration d'images.

Des paquets de charges représentant six éléments d'images sont représentés, ayant été recueillis au-dessous de six grilles successives pendant le temps tO. Trois éléments d'images PEL5, PEL6 et PEL7 sont recueillis à la gauche de la ligne centrale du registre d'images et

trois éléments d'images PEL8, PEL9 et PEL10 sont recueil-

lis à la droite de la ligne centrale du registre d'images. Quand la commande par horloge reprend pour placer 41 relativement négatif et 6 relativement positif à l'instant tl, PEL7 est transféré à gauche pour se confondre avec PEL6 car le niveau d'énergie potentielle sous les parties gauche des grilles à la gauche du registre d'images est inférieur au niveau sous leurs parties droite. PEL5 est également transféré à gauche pour être extrait et se confond avec le paquet de charges

représentant l'élément d'images immédiatement à sa gauche.

Sur le côté droit-du registre d'images, PEL8 est trans-

féré plus à droite pour se confondre avec PEL9 et PEL10 est transféré à droite pour sortir et se confondre avec le

paquet de charges représentant l'élément d'image immédia-

tement à sa droite. Le transfert se fait vers la droite car le niveau d'énergie potentielle sous les parties droite des grilles sur le côté droit du registre d'images est

inférieur au niveau sous leurs parties gauches.

Lorsque 1 passe au niveau haut et 2 au niveau bas à l'instant t2, des puits vides apparaissent sous les bords de la grille k1 par laquelle passe la ligne centrale du registre d'images. Les éléments d'images combinés (comme PEL8 et PEL9) sur le côté droit du registre d'images sont davantage transférés à droite. Sur le côté gauche du registre d'images, des éléments d'images combinés (comme

PEL6 et PEL7) sont davantage transférés à gauche.

Ensuite, à l'instant t3, k1 passe au niveau bas et '2 au niveau haut. Les éléments d'images combinés PEL6 et PEL7 sont transférés davantage à gauche et le puits vide sur le côté gauche du registre d'images est également transféré davantage à gauche pour occuper la position des éléments d'images combinés PEL6 et PEL7 précédemment occupés à l'instant t1. Le puits vide sur le côté droit du registre d'images est transféré plus à droite pour occuperla position précédemment pccupée par les éléments d'images combinés PEL8 et PEL9 à l'instant t1 et les

éléments d'images combinés sur la moitié droite du regis-

tre sont transférés davantage vers la droite du dessin.

Les diagrammes de profils de potentil suivant ceux de chacune des Figs. 7, 8 et 9 apparaissent de façon évidente pour l'homme de l'art, conformes a la pratique standard de la commande par horloge à trois phases et à deux phases. Des variantes possibles de la commande d'horloge représentées sur les Figs. 7, 8 et 9

tirant profit de la présente description se suggèrent

d'eux-mêmes pour le spécialiste. Sur la Fig. 7, les deux grilles immédiatement voisines de la ligne centrale du registre peuvent être des grilles d-c polarisées de façon permanente au niveau bas par exemple. Sur la Fig. 9, la grille *1 après la ligne centrale du registre d'images peut être remplacée par une grille d-c polarisée de façon permanente au niveau bas ou par un drain, à titre d'autres

exemples.

Bien que les Figs. 7-9 soient considérées en relation avec une colonne d'un registre d'images cloisonné (qui est un registre en matrice), elles peuvent aussi être considérées comme représentant un registre C cloisonné (qui

est un registre linéaire). Plutôt qu'une charge soit pro-

duite par une réponse photo-électrique, une charge est admise au registre C cloisonné en format de paquets en parallèle depuis le registre d'images B ou d'une partie de

ce registre.

La manière selon laquelle un registre d'images

séparé avec ses parties commandées par horloge pour trans-

férer des paquets de charges dans des directions opposées peut être commandée pour permettre l'entrelacement de

trames sera maintenant examinée.

La Fig. 10 comporte des parties a-) et b) représentant la commande par horloge du registre d'images pendant une trame d'ordre impair et pendant une trame d'ordre pair respectivement. 1, 92 et 93 sont des ten- sions d'horloge successives à trois phases pour la moitié droite du registre d'images et ô, 95 et 96 sont des ten-

sions d'horloge successives à trois phases pour la moitié gauche du registre d'images. Pendant l'intégration d'images (par exemple un instant to dans la trame d'ordre impair et à l'instant t' d'ordre pair) quand la commande par horloge du registre d'images est interrompue, les électrodes de grilles recevant les tensions d'horloge p1' 92 et 93 pendant le transfert de trames sont polarisées respectivement de façon similaire aux électrodes de grilles recevant les tensions d'horloge 94, P5 et 96 pendant le

transfert de trames.

Le fait de maintenir seulement les grilles 92 et au niveau haut pendant l'intégration d'images dans des trames d'ordre impair et de maintenir seulement les grilles 43 et 94 au niveau haut pendant l'intégration d'images dans des trames paires réaliserait l'entrelacement "deux tiers" bien connu; et il y aurait une discontinuité d'une trame à l'autre dans les dimensions des éléments d'images prés de la ligne centrale du registre d'images. La demande de brevet RCA 79 451 intitulée REDUCING GRAIN IN MULTI-PHASE-CLOCKED CCD IMAGERS, au nom de D. F. Battson décrit une modification

de l'opération d'entrelacement deux-tiers. Pour l'applica-

tion de cette modification à l'analyseur d'images de la Fig. 10 (a) et (b) pendant l'intégration d'images, les grilles f1 et 96 sont maintenues à un niveau de polarisation intermédiaire entre le niveau de polarisation appliqué aux grilles 2 et 95 et le niveau de polarisation appliqué aux grilles 43 et 94 Selon cette demande de brevet, cela réduit

le bruit de drain dans le signal de sortie de l'analyseur.

En dehors de cela, et ce qui importe davantage ici, est que le niveau de polarisation intermédiaire appliqué

aux grilles %1 et 6 est réglé pour perturber l'entre-

lacement deux-tiers, ce qui donne un entrelacement correct avec un contenu moyen des puits d'énergie, tou-

jours selon cette demande de brevet.

Avec ce schéma d'intégration d'images, pour commander par horloge des paquets de charges dans des directions opposées des deux moitiés du registre d'images

pendant les temps de transfert de trames, la correspon-

dance des phases d'horloge de %4' 45 et 6 et des phases d'horloge 41' 2 et 43 doit changer d'une trame à l'autre

et doit différer de la correspondance des niveaux de pola-

risation appliqués aux groupes de grilles pendant l'inté-

gration d'images. L'instant t1 dans la trame d'ordre impair et l'instant t'1 dans la trame d'ordre pair marque les instants de transition de l'intégration d'images au transfert de trames. Dans le transfert de trames d'ordre impair les phases d'horloge 44' 45 et,6 sont synchrones

avec les phases d'horloge 1' 2 et 43 respectivement.

Dans le transfert de trames d'ordre pair, les phases d'horloge 4, 45 et 6 sont synchrones avec les phases

d'horloge 43' 1 et 2 respectivement.

Pendant le transfert de trames, le registre B/2 qui reçoit des paquets de charges de la moitié droite du registre d'images doit être commandé en synchronisme avec les mêmes phases d'horloge 1 02' 03 appliqués à ce registre A/2. Et le registre B/2 recevant des paquets de charges de la moitié gauche du registre d'images doit être commandé en synchronisme avec les mêmes phases d'horloge 4' 45 et 6 appliquées au registre A/2. Les longueurs relatives du registre A/2 et des registres correspondants B/2 sont commandées en synchronisme pendant le transfert de trames et sont réglés l'un par rapport à l'autre pour les trames d'ordre impair et pour les trames d'ordre pair pour positionner des paquets de charges dans les rangées correctes des registres B/2 afin d'effectuer la lecture par les registres C respectifs pendant le balayage de trames. Les Figs. 11 (a) et 11 (b) montrent comment un registre d'images à double commande d'horloge en quatre phases peut etre agencé pour l'entrelacement de trames

dans la direction perpendiculaire au balayage de ligne.

Pendant les temps d'intégration d'images t0 dans les I0 trames impaires et t'0 dans les trames paires, les deux phases d'horloge q2 et q4 sont maintenues au niveau bas pour réduire le collectage de courant d'obscurité dans l'analyseur tandis que les autres phases d'horloge f, %1

et %3 sont maintenues à leur potentiel. Ainsi, l'intégra-

tion d'images se fait avec les mêmes profils de potentiel dans les canaux de transfert de charges de l'analyseur

pour les trames impaires et paires. Dans les trames im-

paires, à l'instant tl, quand l'intégration d'images dans le registre d'images (a) est terminée et que le transfert des échantillons d'images du registre d'images (a) se produit vers le registre de mémoire de trame (b), le potentiel de %2 est maintenu au niveau haut. Cela fusionne des charges dans les paires de puits de collectage de manière à placer les centres des éléments d'images sous les électrodes de grilles q2. Dans les trames paires par contre, à l'instant t'l, quand l'intégration d'images est terminée et que le transfert de trames se fait ensuite, q4 est maintenu au niveau haut. Cela fusionne des charges dans des paires de puits de collectage de manière à placer des centres d'éléments d'image sous des électrodes 4' Il en résulte un entrelacement de 2:1 parfait, exempt de scintillement, selon une variante apportée au brevet des

Etats-Unis d'Amérique n 3 932 775.

Ensuite, pendant les temps de transfert de trames, dans les trames impaires et les trames paires, les phases d'horloge,1',2' q3 et q4 sont successivement au niveau haut et sont appliquées cycliquement dans l'ordre précité en commençant avec 2 dans la partie du registre d'images représentée à droite du centre des Figs. 11 (a) et (b) et sont appliquées cycliquement dans l'ordre inverse en commençant par q4 dans la partie du registre d'images

représentée à gauche du centre des Figs 11(a) et 11(b).

Une nouvelle caractéristique d'un intérêt particulier est une électrode de grille au centre du registre d'images recevant une phase d'horloge %0 qui est semblable à 1 pendant l'intégration de l'image de trames impaires et son transfert suivant à partir du registre d'images et qui est semblable à q3 pendant l'intégration de l'image de trames paires et son transfert suivant à partir du registre

d'images.

Le registre A à double commande d'horloge et quatre phases des Figs. 11(a) et 11(b) peut être utilisé avec un registre B à double commande à quatre phases ou

avec un registre B-à deux phases. Bien entendu, des modifi-

cations peuvent être apportées au registre A à double commande et quatre phases pour qu'il fonctionne comme un registre à deux phases, avec l'électrode de grille N continuant à être commandée différemment dans des trames alternées.

Les analyseurs d'images CCD examinés spécifique-

ment jusqu'ici dans la description étaient tous du type à

transfert de trames. De cette manière, les avantages de

l'invention permettent la réduction de la fréquence d'hor-

loge'du registre C et s'appliquent également à d'autres types d'analyseurs d'images CCD comme du type à transfert d'interligne. La Fig. 12 représente un analyseur d'images CCD

du type à transfert d'interligne réalisé selon l'inven-

tion pour l'adapter à l'utilisation dans l'appareil des Figs. 1 et 5, au lieu de l'analyseur d'images CCD 10 du type à transfert de trames. Dans sa première moitié 111, l'analyseur d'images 110 comporte un premier registre 113 de transfert d'interligne de demi-trame et une première sortie associée, ou registre C 117; et dans sa seconde moitié 112, l'analyseur 110 comporte un second registre 114 de transfert d'interligne de demi-trame et une seconde sortie associée, ou registre C 118. Le premier registre 113 de transfert de demi-trame consiste en un groupe en parallèle de canaux de transfert de charges en colonnes masquées, de fonction analogue à celle du registre B/2 15 de l'analyseur d'images 11. Le long de chaque canal de transfert de charges se trouve une colonne non masquée de composants photo-sensibles à partir desquels des paquets de charges sont transférés sélectivement à la fin des intervalles d'intégration d'images vers des positions voisines dans le canal de transfert de charges. Pendant le balayage de trames, quand l'intégration de la partie supérieure de l'image

reçue par le couplage optique 5 progresse dans les compo-

sants photo-sensibles du registre 11 (une optique inver-

seuse est supposée), pendant des intervalles de balayage

de ligne sélectionnées, des paquets de charges sont avan-

cés d'une rangée à la fois par les canaux de transfert de charges du registre 111, une rangée de paquets de charges étant transférée en parallèle hors du registre 111 dans un registre de conversion parallèlesérie ou registre

C 117. Chaque rangée de paquets de charges ainsi transfé-

rée est ensuite lue en série pendant le balayage de ligne suivant dans l'appareil de la Fig. 5 (ou les deux balayages

de ligne suivants dans l'appareil de la Fig. 6). L'analy-

seur d'images 110 comporte également un second registre 112 de transfert d'interligne de demi-trame comprenant un ensemble en parallèle de canaux de transfert de charges en colonnes masquées imbriquées avec des colonnes non masquées de photo-capteurs pour l'intégration de l'autre moitié

d'image reçue du couplage optique 5. Pendant des inter-

valles sélectionnés de retour de ligne dans le balayage de trame, des paquets de charges sont avancés d'une rangée à la fois dans des canaux de transfert de charges du registre 112, une rangée étant chargée en parallèle dans le registre C 118 pour être lue en série pendant le balayage de ligne suivant dans l'appareil de la Fig. 1 (ou les deux balayages de ligne suivants dans l'appareil

de la Fig. 5).

Autrement dit, pendant la lecture des paquets

de charges, la commande par horloge des canaux de trans-

fert de charges dans les registres de transfert de trames 113 et 115 est analogue à celle des registres B/2 15 et 16 de l'analyseur d'images 110; et la commande par horloge des registres C 117 et 118 est analogue à celle des registres C 17 et 18 de l'analyseur d'images 10. Les signaux de sortie fournis par les registres C 117 et 118 de l'analyseur d'images 10 correspondent essentiellement aux signaux de sortie fournis en série par les registres

C 17 et 18 de l'analyseur d'images 10.

La Fig. 13 représente un analyseur d'images CCD

du type à transfert d'interligne réalisé selon l'in-

vention pour l'adapter à l'appareil de la Fig. 6 au lieu de l'analyseur d'images CCD 70 du type à transfert de trames. L'analyseur d'images 170 diffère de l'analyseur

d'images 110 en ce que des registres C/2 173 et 175 rem-

placent le registre 117 et en ce que des registres C/2 174 et 176 remplacent le registre C 118. Les registres C/2 173, 174, 175 et 176 de l'analyseur d'images 170 fournissent des signaux de sortie respectivement analogues aux signaux de sortie fournis par les registres C/2 73,

74, 75 et 76 de l'analyseur d'images 70.

Un intérêt particulier des analyseurs d'images CCD à transfert d'interligne 110 et 170 est la manière d'assurer le cloisonnement entre les canaux de transfert

de charges dans le registre 111 et les canaux de trans-

fert de charges dans le registre 112 aligné avec lui.

La séparation physique des extrémités en appui des canaux de transfert de charges dans les registres 111 et 112 pourrait être assurée par un arrCt de canal diffuse dans le substrat semi-conducteur dans lequel les canaux de transfert de charges sont induits électrostatiquemento Mais cette séparation physique et l'écart d'alignement géométrique de l'ensemble des photoàcapteurs et de l'ensemble des puits de potentiel dans les canaux de transfert de charges auxquels des paquets de charges sont transférés à la fin del'intégration d'images sont évités en utilisant des procédés de séparation électrique décrits

ci-dessus dans la présente description.

Si les canaux de transfert de charges des regis-

tres 111 et 112 de transfert d'interligne de demi-trame sont commandés en deux phases par exemple, le transfert

aiguillé des paquets de charges provenant des photocap-

teurs à la fin de l'intégration d'images vers chaque canal de transfert de charges se sépare pour être les puits de

potentiel définis à l'instant t1 dans le canal de trans-

fert de charges de la Fig. 9. La commande des registres 111 et 112 se poursuit aux instants t2, t3 et ainsi de suite. Si les canaux de transfert de charges des registres 111 et 112 sont commandés par horloge à trois phases, des paquets de charges peuvent être transférés à la fin de

l'intégration d'images par aiguillage à la fin de l'inté-

gration vers des puits de potentiel dans chaque canal de

transfert de charges, leur séparation définie comme l'ins-

tant t0 dans l'une ou l'autre des Figs. 7 et 8.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Dispositif à couplage de charges comportant un ou plusieurs canaux de transfert de charges (13, 14; 75, 76...) avec plusieurs électrodes de grilles successives pour recevoir des tensions de commande par horloge phasées dans chacun de plusieurs intervalles de temps sélectionnés, de transfert de trames, de transfert de ligne, afin de permettre que des paquets de charges se propagent suivant les longueurs des canaux respectifs, dispositif caractérisé en ce-que les tensions de commande par horloge appliquées auxdites électrodes de grilles entre une première et une seconde section jointives (11, 12; 75, 76;...) dans chacun desdits un ou plusieurs canaux ont des phases différentes (p.e. e3' e2' el et V1'

42' *3) les unes des autres de manière à propager simulta-

nément des paquets de charges dans ladite première et ladite seconde sections de chacun des canaux dans des directions opposées à partir d'un point de jonction ou

ligne centrale entre lesdites sections et vers les extré-

mités respectives de chacun des canaux.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans chacun desdits un ou plusieurs canaux (13,...) des paquets de charges sont introduits à chacun des autres intervalles de temps, ou temps d'intégration d'images qui précède ceux respectifs desdits intervalles sélectionnés, à des positions respectives (13, 14...) suivant la longueur et entre les extrémités de chacun

desdits canaux de transfert de charges.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé

en ce que ladite première et ladite seconde sections des-

dits canaux de transfert de charges sont incluses dans des sections respectives (13, 14...) d'un registre (A,...) et lesdites sections de registre étant séparées par une ligne médiane ou ligne centrale formée auxdits points de jonction entre les sections des canaux respectifs, et pendant les intervalles sélectionnés, des paquets de charges dans la première et la seconde sections de canaux se propagent dans des directions à partir de ladite ligne médiane et

vers des extrémités opposées dudit registre.

4. Dispositif selon la revendication 3, faisant partie d'un analyseur d'images (10, 30,...) caractérisé en ce que ledit registre (A) est un registre d'images et les canaux de transfert de charges dans des sections de registre respectives (13, 14; 13, 34...) sont irradiés

pour produire lesdits paquets de charges par effet photo-

électrique.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites électrodes de grilles sont divisées en groupes d'électrodes de grilles successives, chaque électrode de grille dans chaque groupe recevant une phase respective (3' $2' $1... $l' $2' $3) de plusieurs phases de tension d'horloge ($l' 2' $3) et l'une desdites électrodes de grilles s'étend sur des points respectifs de jonction, à la ligne centrale, entre des sections de certains respectifs desdits canaux, ladite électrode étant commune à deux desdits groupes d'électrodes dont les autres électrodes s'étendent sur ladite première

et ladite seconde sections de canal respectivement.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les électrodes de grilles sont divisées en cycles

de trois électrodes de grilles successives, les trois élec-

trodes de grilles de chacun desdits groupes recevant respec-

tivement trois phases de tension d'horloge.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites électrodes de grilles sont divisées en cycles de trois électrodes de grilles successives et les deux électrodes de grilles dans chaque cycle de chaque groupe reçoivent respectivement deux phases de tension de commande par horloge, ladite électrode ayant pratiquement la moitié de la longueur des autres desdites électrodes et

chaque électrode de grilles étant dopée différentielle-

ment suivant sa longueur pour faciliter la circulation

des porteurs de charges d'un paquet dans un canal au-

dessous, dans une direction opposée au point de jonction de ce canal.

8. dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 2 à 4, caractérisé en ce que lesdites électrodes de grilles sont divisées (Fig. 7) en un premier et un second groupes s'étendant en travers de ladite première et ladite sections de canaux respectivement, lesdites électrodes de grilles dans chacun dudit premier et dudit second groupes

étant divisées en cycles d'électrodes de grilles succes-

sives, les cycles d'électrodes de grilles dans ledit premier groupe et les cycles des électrodes de grilles dans ledit second groupes qui sont disposés sur les côtés opposés desdits points de jonction recevant des phases respectives desdites plusieurs phases de tensions de commande par horloge et pendant chacun des autres temps,

des paquets de charges sont introduits dans certains res-

pectifs desdits canaux sous certaines correspondantes

desdites électrodes de grilles 02 dans des cycles respec-

tifs, ladite électrode de grilles dans ceux desdits cycles qui sont voisins desdits points de jonction ou de ligne centrale étant séparée desdits points de jonction ou ligne centrale par une autre desdites électrodes de grilles 41'

9. Analyseur d'images à dispositif à couplage de charge comprenant un dispositif à couplage de charge selon

l'une quelconque des revendications 4 à 7, ledit analyseur

d'images étant du type à transfert de trame_ et comportant

par conséquent un premier registre de mémoire de trame.

(15, 16) dont des canaux reçoivent pendant chacun des intervalles de temps de retour de balayage de trame des paquets de charges qui se sont propagés le long desdits canaux depuis ledit registre d'images et un registre de ligne dans les étages duquel se propagent pendant chacun des intervalles de temps de retour de balayage de ligne des paquets de charges provenant desdits canaux passant par ledit registre de mémoire de trame et dans les étages duquel des paquets de charges sont commandos par horloge en série pendant chacun desdits intervalles de temps de balayage de ligne respectifs, caractérisé en ce que des parties desdits canaux sortant des extrémités opposées dudit registre d'images sont incluses dans une première et une seconde parties (15, 16o..)-dudit registre de mémoire de trame et ledit registre de ligne coimprenant un prerier et un second registres de ligne de sortie associes avec ladite et la dite seconde parties de registre de trame respectivement, des étages dudit premier et dudit second registres de liane étant couplés avec lesdits canaux de transfert de charges sortant de ladite première et de ladite seconde partie de registre de trame respectivement, et dans lequel pendant chacun desdits intervalles de temps de retour de balayage de trame, ladite première et ladite seconde parties de registre de trame sont chargées en parallèle avec des rangées successives de paquets de charges qui se sont propagés par lescanaux de transfert de charge sortant en parallèle des extrémités opposées dudit registre d'images, pendant chacun desdits intervalles de temps de retour de balayage de ligne, des étages dudit premier et dudit second registres de ligne sont chargés en parallèle avec des paquets de charges sortant des canaux de transfert de charges aux extrémités de ladite première et ladite seconde partie de registre de mémoire et pendant des intervalles de temps de balayage de ligne, ledit premier et ledit second registres de sortie de ligne sont commans dés par horloge pour délivrer des échantillons de sortie apparaissant en série représentant les paquets de charges délivrés par les étages desdits registres de ligne, ledit analyseur comportant en outre un convertisseur de balayage qui convertit des échantillons de sortie apparaissant en série délivrés par les registres de ligne de sortie respectifs dans ledit analyseur à couplage de charges en un seul courant d'échantillons de sortie dans l'ordre

normal de balayage en trame.