DE2702024A1 - Ausleseverfahren fuer eine cid-sensormatrix - Google Patents
Ausleseverfahren fuer eine cid-sensormatrixInfo
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
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Description
27Q2Q24
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausleseverfahren für eine
CID-Sensormatrix.
CID-Sensormatrizen sind bekannt (IEEE Journal of Solid State
Cirouits, Vol. SC-11, Nr. 1, Febr. 76, S. 121 - 127). Bei einer
solchen CID-Sensormatrix sind auf einer Oberfläche eines Substrats aus dotiertem Halbleitermaterial matrixförmig in Zeilen und Spalten angeordnete Sensorelemente vorhanden, wobei jedes Sensorelement aus zwei nebeneinander angeordneten Isolierschichtkondensatoren, die über das Substrat miteinander gekoppelt sind, besteht.
In jeder Zeile sind die einen Isolierschich'tkondensatoren durcb
je eine Zeilenleitung und in jeder Spalte die anderen Isolierschichtkondensatoren durch je eine Spaltenleitung elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Solche CTD-Sensormatrizen sind als Bildaufnahmeteil für Fernsehkameras verwendbar. Bekanntlich wird beim Fernsehen zur Verringerung des Bildflimmerns das sog. Zeilensprungverfahren angewandt,
d.h. es werden abwechselnd Halbbilder geschrieben, wobei für jedes Halbbild die eine Hälfte der Zeilenanzahl oder die andere
Hälfte verwendet wird. Dieses Zeilensprungverfahren muß dabei schon beim Aufnahmeteil eingehalten werden. Daher werden bei
einer fernsehkompatiblen CID-Sensormatrix abwechselnd die eine -Hälfte und dann die andere Hälfte der Zeilen ausgelesen. Daher
muß die Anzahl der Zeilen, die eine solche fernsehkompatible CID-Sensormatrix aufweisen muß, gleich der Anzahl der Zeilen
» 1 Sti/19.1.77
sein, aus denen das Fernsehbild zusammengesetzt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ausleseverfahren
für eine CID-Sensormatrix anzugeben, mit dem weniger Zeilen der
Sensormatrix benötigt werden als das Fernsehbild enthält.
Sie Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei jedem AuseleseVorgang
alle Zeilen nacheinander zerstörungsfrei ausgelesen werden und daß anschließend nacheinander jeweils zwei oder mehrere Zeilen
gleichzeitig ausgelesen werden. Ein zerstörungsfreies Auslesen ist dabei aus der eingangs zitierten Druckschrift bekannt. Es
ist dort mit "Parallel Injection Readout" bezeichnet und verläuft so, daß in jedem Sensorelement einer ausgewählten Zeile
die Information, die bisher unter den an die Zeilenleitung ange
sohlossenen Isolierschichtkondensatoren gespeichert ist, auf die
benachbarten an jeweils eine Spaltenleitung angeschlossenen Isolierschichtkondensator geschoben werden, wobei während dieser
Zeit die Spaltenleitungen auf einem Referenzpotential floaten. Entsprechend den verschobenen Informationsladungen ändert sich
das Potential der Spaltenleitungen und jede Potentialänderung
pro Spaltenleitung bildet ein Ausgangssignal. Anschließend werden
die Informationsladungen wieder in die ursprünglichen Isoliersohichtkondensatoren zurückgeschoben. Das Löschen der eingeschriebenen Information kann durch Injektion in das Substrat erfolgen.
Mit dem erfindungsgemäßen Ausleseverfahren benötigt man für ein
Fernsehbild mit einer vorgegebenen Anzahl von Zeilen nur noch die halbe Anzahl von Matrixzellen. Es kann z.B. mit einem 300-Zeilen-Sensor ein 600-Zeilen-Bild im Zeilensprungverfahren geschrieben werden. Der Flächenbedarf für die Sensormatrix wird
dadurch etwa auf die Hälfte verringert. Das Ausgangssignal ist
etwa doppelt so groß wie beim herkömmlichen Zeilensprungverfahren.
In der nun folgenden Beschreibung wird das Ausleseverfahren näher
· erläutert.
men. Es sind als η Bildpunkte vorgegeben. Zum Auslesen des aufgenommenen Bildes wird so vorgegangen, daß die η Zeilen, beispiels-
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weise beginnend mit der ersten Zeile nacheinander bis zur n-ten Zeile zerstörungsfrei ausgelesen werden. Dazu wird in jedem Bildpunkt
dieser Zeile die Information vom Isolierschichtkondensator, der an die betreffende Zeilenleitung angeschlossen i3t, auf
den benachbarten Isolierschichtkondensator, der an eine Spaltenleitung angeschlossen ist, verschoben. Sämtliche Spaltenleitungen
sind vorher auf ein Bezugspotential gebracht worden und floaten nun, d.h. sie 3ind elektrisch frei schwebend gehalten.
Das Verschieben der Information bewirkt in jeder Spaltenleitung eine Potentialveränderung, die der verschobenen Information entspricht.
Die Spaltenleitungen werden nun nacheinander abgetastet
und dabei die Potentialänderung gemessen und zum Ausgangssignal verarbeitet. Man erhält so eine Serie von Signalimpulsen. Anschließend
wird die Information auf die ursprünglichen Isolier-Schichtkondensatoren
dieser Zeile zurückgeschoben. Der soeben beschriebene Vorgang wiederholt sich nun nacheinander für jede
Zeile.
Nach dem Auslesen der η-ten Zeile werden nun beispielsweise jeweils
zwei Zeilen gleichzeitig ausgelesen. Beispielsweise werden die erste und zweite Zeile, dann die zweite und dritte Zeile, usw.,
abschließend die (n-1)te und n-te Zeile gleichzeitig ausgelesen. Das Auslesen kann dabei wie oben für eine Zeile beschrieben erfolgen.
Die Verschiebung der Information muß lediglich gleichzeitig für zusätzliche Zeilen durchgeführt werden. Die Spaltenleitungen
werden wie vorher der Reihe nach abgetastet und die Potentialänderungen in entsprechender Weise zum Ausgangssignal
weiterverarbeitet.
Da nun jede Zeile mindestens zweimal ausgelesen wird, muß beim ersten Auslesevorgang, bei dem jede Zeile nacheinander einzeln
ausgelesen wird, zerstörungsfrei ausgelesen werden. Beim zweiten Auslesevorgang, bei dem zwei oder mehrere Zeilen gleichzeitig
nacheinander ausgelesen werden, wird die Information in den Zeilen, die bereits ausgelesen sind und für weitere Auslesevorgänge
nicht mehr benötigt werden, gelöscht.
Beim zweiten Auslesevorgang addieren sich beim Auslesen zwei oder mehrerer Zeilen die ausgelesenen Signale. Daher muß entweder
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während des zweiten Auslesevorganges an der Ausgangsstufe eine entsprechende Teilung des Signals durchgeführt werden oder es
muß während des ersten Auslesevorganges eine entsprechende Vervielfachung
vorgenommen werden.
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Die Abtastung der Zeilen und Spalten kann durch Schieberegister erfolgen. Pur die Abtastung der Spaltenleitungen ist es dabei
zweckmäßig, wenn die Abtastung über Multiplextransistoren, die durch einen durch das Schieberegister geschobenen Impuls nacheinander
geöffnet werden, vorgenommen wird.
Zur Erzeugung eines Fernsehbildes wird der erste AusleseVorgang
zur Erzeugung des ersten Halbbildes und der zweite AusleseVorgang
zur Erzeugung des zweiten Halbbildes verwendet. Jeweils die Aufeinanderfolge
eines ersten Auslesevorganges und eines zweiten Auslesevorganges bilden zusammen einen Auslesevorgang. Die Auslesevorgänge
wiederholsen sich periodisch.
1 Patentanspruch
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Claims (1)
- PatentanspruchAusleseverfahren für eine CID-Sensormatrix, dadurch gekennzeichnet , daß bei jedem AusleseVorgang alle Zeilen nacheinander zerstörungsfrei ausgelesen werden und daß anschließend nacheinander jeweils zwei oder mehrere Zeilen gleichzeitig ausgelesen werden.809829/0500ORIGINAL INSPECTED
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