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JPH03154473A - Signal detection circuit for charge coupling element - Google Patents

Signal detection circuit for charge coupling element

Info

Publication number
JPH03154473A
JPH03154473A JP29313389A JP29313389A JPH03154473A JP H03154473 A JPH03154473 A JP H03154473A JP 29313389 A JP29313389 A JP 29313389A JP 29313389 A JP29313389 A JP 29313389A JP H03154473 A JPH03154473 A JP H03154473A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
charge
circuit
output
noise
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29313389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Omura
克之 大村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP29313389A priority Critical patent/JPH03154473A/en
Priority to US07/611,068 priority patent/US5218558A/en
Publication of JPH03154473A publication Critical patent/JPH03154473A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a high quality output signal by converting an amplitude signal sent from a charge coupling element into a digital signal and extracting only the output signal representing the signal charge based on the digital signal. CONSTITUTION:A charge coupling element 1 having a charge integration type output circuit with gate is provided, which outputs an amplitude signal corresponding to a reference level and a signal charge for each period of a transfer clock pulse. Moreover, an A/D converter circuit 10 converting the amplitude signal sent from the charge coupling element 1 into a digital signal is provided. Furthermore, an orthogonal function series having a prescribed periodic orthogonal base function is selected from a storage section 12 and only an output signal representing a signal charge based on the digital signal sent from the A/D converter circuit is extracted 10 by an arithmetic processing circuit 13. Thus, a high quality output signal is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電荷結合素子の信号処理に関し、特にゲート
付き電荷積分型出力回路の雑音を除去し所望の信号成分
のみを精度良く検出する電荷結合素子の信号検出回路に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to signal processing of charge-coupled devices, and in particular to charge-coupled devices that eliminate noise in gated charge-integrating output circuits and detect only desired signal components with high precision. The present invention relates to a signal detection circuit.

従来の技術 従来における電荷結合素子としては、特開昭63−20
8375号公報に電荷結合素子の出力回路として開示さ
れているものがある。これを第5図に基づいて説明する
Prior art A conventional charge coupled device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 63-20
Japanese Patent No. 8375 discloses an output circuit for a charge-coupled device. This will be explained based on FIG.

電荷結合素子1 (以下、CODと呼ぶ)の転送チャン
ネル2は直線状に配列された複数個の転送電極3を備え
ており、その一端の転送電極3の近傍には転送チャンネ
ル2によって転送されてくる信号電荷を検知し出力電圧
に変換するための検知用ダイオード4が設けられている
。今、転送りロック電圧φ1.φ2が印加され転送電極
3により転送されてきた信号電荷は、転送クロックパル
ス1周期毎に検知用ダイオード4に流れ込みその電位を
変化させる。この電位変化をバッファ回路5で受けるこ
とにより出力を外部に取り出すことができる。このバッ
ファ回路5のゲート6側にはリセットトランジスタ7が
接続されており、そのリセットトランジスタ7のゲート
8には転送パルスと等しい周期でリセ・ントパルスφr
が印加されるようになっており、この印加によってリセ
ットトランジスタ7をターンオンすることにより検知用
ダイオード4の電位を基準電位にリセットする働きがあ
る。このような出力回路は一般にゲート付き電荷積分型
出力回路として知られており、転送チャンネル2と共に
共通の半導体基板上に形成され、これによりCCD1を
構成している。
A transfer channel 2 of a charge-coupled device 1 (hereinafter referred to as COD) includes a plurality of transfer electrodes 3 arranged in a straight line, and near the transfer electrode 3 at one end there is a portion of the transfer channel 2 that is transferred by the transfer channel 2. A detection diode 4 is provided to detect the incoming signal charge and convert it into an output voltage. Now, the transfer lock voltage φ1. The signal charge transferred by the transfer electrode 3 upon application of φ2 flows into the detection diode 4 every cycle of the transfer clock pulse and changes its potential. By receiving this potential change in the buffer circuit 5, the output can be taken out to the outside. A reset transistor 7 is connected to the gate 6 side of this buffer circuit 5, and a reset pulse φr is connected to the gate 8 of the reset transistor 7 at a period equal to that of the transfer pulse.
This application turns on the reset transistor 7, thereby resetting the potential of the detection diode 4 to the reference potential. Such an output circuit is generally known as a gated charge integration type output circuit, and is formed on a common semiconductor substrate together with the transfer channel 2, thereby forming the CCD 1.

このような構成において、その動作を説明する。The operation of this configuration will be explained.

第4図の波形は第5図におけるゲート付き積分型出力回
路の波形を示したものである。時刻t。からtl まで
の間、リセットパルスφrが印加されリセットトランジ
スタ7がターンオンすると、検知用ダイオード4の電位
はリセットトランジスタ7のドレイン電圧Vまで上昇す
る。次に、時刻t1 でリセットトランジスタ7がター
ンオフすると、検知用ダイオード4の電位はその検知用
ダイオード4とバッファ回路5のゲート容量との合計に
相当する容量9と、リセットトランジスタ7のゲート、
ソース間の容量との2つの容量で決まる一定の基準電圧
Voになる。次に、時刻も、で検出用ダイオード4に電
荷が転送されて流れ込みその電位を変化させ、これによ
り出力電圧Vsが得られることになる。
The waveforms in FIG. 4 show the waveforms of the gated integral type output circuit in FIG. Time t. When the reset pulse φr is applied and the reset transistor 7 is turned on during the period from tl to tl, the potential of the detection diode 4 rises to the drain voltage V of the reset transistor 7. Next, when the reset transistor 7 is turned off at time t1, the potential of the detection diode 4 is increased by the capacitance 9 corresponding to the sum of the detection diode 4 and the gate capacitance of the buffer circuit 5, the gate of the reset transistor 7, and the potential of the detection diode 4.
A constant reference voltage Vo is determined by two capacitances: the capacitance between the sources and the capacitance between the sources. Next, at the same time, charge is transferred to the detection diode 4 and changes its potential, thereby obtaining the output voltage Vs.

ここで、上述したようなゲート付き電荷積分型出力回路
において、リセットトランジスタ7が以下に述べるよう
なある一定の大きさの雑音を生じることについて述べる
Here, it will be described that in the gated charge integration type output circuit as described above, the reset transistor 7 generates a certain level of noise as described below.

時刻t、からt、までリセットトランジスタ7が導通し
ている間、リセットトランジスタ7はある大きさの雑音
Enを発生する。この雑音Enによって基準電位Voが
影響を受けて変動する。例えば、第4図に示すように、
リセットパルスφrが印加される毎に基準電位VoはE
nの影響を受けて、VO±Vnと変動して出力のS/N
が劣化する。このVnが一般にリセット雑音と呼ばれて
いる。また、第5図に示した回路において、雑音Enを
発生する雑音源はリセットトランジスタ7だけでなく、
バッファ回路5もランダム雑音を発生する雑音源となっ
ている。このバッファ回路5が発生するランダム雑音E
rはその振幅が周波数fの逆数に比例する1/f雑音と
呼ばれている。
While the reset transistor 7 is conductive from time t to time t, the reset transistor 7 generates a certain amount of noise En. The reference potential Vo is influenced by this noise En and fluctuates. For example, as shown in Figure 4,
Every time the reset pulse φr is applied, the reference potential Vo becomes E
Under the influence of n, the output S/N fluctuates as VO±Vn.
deteriorates. This Vn is generally called reset noise. Furthermore, in the circuit shown in FIG. 5, the noise source that generates the noise En is not only the reset transistor 7, but also
The buffer circuit 5 is also a noise source that generates random noise. Random noise E generated by this buffer circuit 5
r is called 1/f noise whose amplitude is proportional to the reciprocal of the frequency f.

このようなリセット雑音やl/f雑音の影響を軽減しS
/Nを改善する一方法として、時刻t2において基準電
位■0を一定電位にクランプし、次に、時刻も4で出力
電圧Vsをサンプリングする方法が2重相関サンプリン
グ法として知られている。また、同種の雑音抑圧法とし
て、CCD転送りロック周波数を中心周波数にもつバン
ドパスフィルタを通過した後、CCDIの転送りロック
に同期したキャリア信号による同期検波を行って出力信
号を検出する方法が提案されている。
By reducing the effects of such reset noise and l/f noise,
As one method for improving /N, a method is known as a double correlation sampling method, in which the reference potential 0 is clamped to a constant potential at time t2, and then the output voltage Vs is sampled at time 4. In addition, as a similar noise suppression method, there is a method in which the output signal is detected by performing synchronous detection using a carrier signal synchronized with the CCDI transfer lock after passing through a band pass filter whose center frequency is the CCD transfer lock frequency. Proposed.

発明が解決しようとする課題 上述したような従来の装置においては、2重相関サンプ
リング法によって除去できる雑音は、リセット雑音と1
/f雑音との低周波成分に限られる。2重相関サンプリ
ング法によって雑音を除去しようとした場合、時刻t2
及びも4で一定電位にクランプされる基準電位及び信号
電位は互いに無相関なランダム雑音の影響を受は信号出
力のS/Nが劣化する。この時のランダム雑音は、1/
f雑音その他の高周波雑音成分である。
Problems to be Solved by the Invention In the conventional device as described above, the noise that can be removed by the double correlation sampling method is equal to the reset noise.
/f noise and is limited to low frequency components. When attempting to remove noise using the double correlation sampling method, at time t2
The reference potential and the signal potential, which are clamped to a constant potential in 4 and 4, are affected by random noise that is uncorrelated with each other, and the S/N of the signal output deteriorates. The random noise at this time is 1/
f noise and other high frequency noise components.

すなわち、2重相関サンプリング法では、リセットトラ
ンジスタ7が発生するリセット雑音Vn及びl/f雑音
の低周波成分は除去可能であっても、それ以外の高周波
成分は除去することができずS/Nが悪いという欠点が
あった。また、同期検波による方法では被検出信号波形
がsin関数から大きくずれたような場合には、キャリ
アと同期を取りにくくなり同期検波を精度良く行うこと
ができないという問題がある。
In other words, in the double correlation sampling method, although it is possible to remove the low frequency components of the reset noise Vn and l/f noise generated by the reset transistor 7, it is not possible to remove the other high frequency components, resulting in a low S/N. The problem was that it was bad. Further, in the method using synchronous detection, there is a problem that when the detected signal waveform deviates significantly from the sine function, it becomes difficult to synchronize with the carrier, making it impossible to perform synchronous detection with high accuracy.

課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、本発明は
、転送クロックパルス1周期毎に基準電位と信号電荷と
に対応する振幅信号を出力するゲート付き電荷積分型出
力回路を有する電荷結合素子を設け、この電荷結合素子
から送られた前記振幅信号をデジタル信号に変換するA
/D変換回路を設け、この記憶部から所定の周期直交基
底関数を有する直交関数列を選択し前記A/D変換回路
から送られた前記デジタル信号をもとに前記信号電荷を
表わす出力信号のみを抽出する演算処理回路を設けた。
Means for Solving the Problems Therefore, in order to solve such problems, the present invention provides a gated charge integration type that outputs an amplitude signal corresponding to a reference potential and a signal charge every cycle of a transfer clock pulse. A charge-coupled device having an output circuit is provided, and the amplitude signal sent from the charge-coupled device is converted into a digital signal.
An /D conversion circuit is provided, and an orthogonal function sequence having a predetermined periodic orthogonal basis function is selected from this storage section, and only an output signal representing the signal charge is generated based on the digital signal sent from the A/D conversion circuit. An arithmetic processing circuit is provided to extract the

また、その電荷結合素子の信号検出回路において、周期
直交基底関数が格納された直交関数列を複数個備えた記
憶部を設けた。
Further, in the signal detection circuit of the charge-coupled device, a storage section including a plurality of orthogonal function sequences in which periodic orthogonal basis functions are stored is provided.

作用 これにより、ゲート付き電荷積分型出力回路をもつ電荷
結合素子におけるリセットトランジスタが発生するリセ
ット雑音及び1/f雑音等のランダム雑音の影響を排除
した電荷結合素子の出力信号の検出が可能となり、この
場合、A/D変換回路により信号はデジタル処理される
ため処理精度が向上し、しかも、きめ細やかな処′理を
行うことができるため高品位な出力信号を得ることがで
きる。また、記憶部の直交関数列テーブルに記録された
周期直交基底関数を用いることによって、電荷結合素子
の転送りロック波形及び電荷結合素子自体の高容量イン
ピーダンス等による出力波形の平滑化の状況に応じて、
最適な周期直交関数を選択することができ、これにより
高品位な電荷結像素子の出力信号の検出が可能となる。
As a result, it is possible to detect an output signal of a charge-coupled device that eliminates the influence of random noise such as reset noise and 1/f noise generated by a reset transistor in a charge-coupled device having a gated charge-integrating output circuit. In this case, since the signal is digitally processed by the A/D conversion circuit, processing accuracy is improved, and moreover, since detailed processing can be performed, a high-quality output signal can be obtained. In addition, by using the periodic orthogonal basis functions recorded in the orthogonal function sequence table in the storage unit, it is possible to adjust the transfer lock waveform of the charge-coupled device and the smoothing of the output waveform due to the high capacitance impedance of the charge-coupled device itself. hand,
An optimal periodic orthogonal function can be selected, thereby enabling high-quality detection of the output signal of the charge imaging element.

実施例 本発明の一実施例を第1図ないし第4図に基づいて説明
する。なお、従来技術と同一部分については同一符号を
用いる。
Embodiment An embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 1 to 4. Note that the same reference numerals are used for the same parts as in the prior art.

まず、第1図は、電荷結合素子1 (以下、CODと呼
ぶ)の信号検出回路の全体構成の概略を示したものであ
る。転送クロックパルス1周期毎に基準電位と信号電荷
とに対応する振幅信号を出力するゲート付き電荷積分型
出力回路を有するCCD1が設けられている。このCC
DIにはA/D変換回路10が接続されており、これは
前記CCD1から送られた振幅信号をデジタル信号に変
換する働きがある。また、周期直交基底関数(後述する
)が格納された直交関数列11を複数個備えた記憶部と
してのROM12が設けられている。
First, FIG. 1 schematically shows the overall configuration of a signal detection circuit of a charge-coupled device 1 (hereinafter referred to as COD). A CCD 1 is provided that has a gated charge integration type output circuit that outputs an amplitude signal corresponding to a reference potential and a signal charge every cycle of a transfer clock pulse. This CC
An A/D conversion circuit 10 is connected to the DI, and this has the function of converting the amplitude signal sent from the CCD 1 into a digital signal. Further, a ROM 12 is provided as a storage unit including a plurality of orthogonal function sequences 11 in which periodic orthogonal basis functions (described later) are stored.

このROM12及び前記A/D変換回路10に接続され
て演算処理回路13が設けられている。この演算処理回
路13は、前記ROM12から所定の周期直交基底関数
を有する直交関数列11を選択し、前記A/D変換回路
10から送られたデジタル信号をもとに信号電荷を表わ
す出力信号のみを抽出する働きがある。
An arithmetic processing circuit 13 is provided connected to the ROM 12 and the A/D conversion circuit 10. This arithmetic processing circuit 13 selects an orthogonal function sequence 11 having a predetermined periodic orthogonal basis function from the ROM 12, and outputs only an output signal representing a signal charge based on the digital signal sent from the A/D conversion circuit 10. It has the function of extracting.

このような構成において、信号検出回路の動作を第4図
に基づいて述べる。また、第3図に処理のフローを示し
、第2図にそのサンプリングのクイミングの様子を示す
In such a configuration, the operation of the signal detection circuit will be described based on FIG. Further, FIG. 3 shows the flow of the process, and FIG. 2 shows the state of the sampling.

第4図は、CCDIの出力波形を示したものである。C
CDIの各画素(N個)に対応する波形区間−(区間1
〜区間N)とする。この波形の周期は転送りロックの周
期f0 と一致する。ここで、C0DIの出力電圧V 
(t)のn番目の区間内におけるf。を基本周波数とす
るしに関する周期直交関数Vn (t)を、 Vn(t)=Σakφk(fo、t)  =−= (1
)に とする。
FIG. 4 shows the output waveform of CCDI. C
Waveform section corresponding to each pixel (N pieces) of CDI - (section 1
~ section N). The period of this waveform matches the transfer lock period f0. Here, the output voltage of C0DI is V
f in the nth interval of (t). Let the fundamental frequency be the periodic orthogonal function Vn (t), as follows: Vn(t) = Σakφk(fo, t) =-= (1
).

なお、φ(f、t)は周期1. / fの周期直交基底
関数である。
Note that φ(f, t) has a period of 1. / f is a periodic orthogonal basis function.

この(1)式の高次の項はリセットトランジスタ7のリ
セット雑音及びl/f雑音等のランダム雑音に起因する
ものである。n番目の画素に対応する所望のCCD信号
出力Vna(t)は、第4図のn番目画素におけるCC
DCC出力電圧n(t )の基本周波数がf。(k=1
)の時、 Vna(t)=:an、φ(f、、t)  ・12)に
対応する。
The higher-order term in equation (1) is caused by random noise such as reset noise of the reset transistor 7 and l/f noise. The desired CCD signal output Vna(t) corresponding to the n-th pixel is the CC at the n-th pixel in FIG.
The fundamental frequency of the DCC output voltage n(t) is f. (k=1
), it corresponds to Vna(t)=:an,φ(f,,t)・12).

その振幅V amp(n )は、 Vamp(n)=  an、        ・・・(
3)はノルムをとる演算子 となる。
The amplitude V amp (n) is Vamp (n) = an, ... (
3) is an operator that takes the norm.

これにより、所望のCCD出力信号振幅振幅amp(n
)はCCD出力波形のn番目の区間を転送りロック周波
数f。を基本波としてtに関して直交関数に展開した時
の1次の展開係数、すなわち、(1)式のan、を決定
することにより(3)式から求めることができる。fo
 より低い周波数成分(DC成分を含めて)も(1)式
を定義した段階で原理的に除去される。
As a result, the desired CCD output signal amplitude amp(n
) transfers the nth section of the CCD output waveform and locks the frequency f. It can be obtained from equation (3) by determining the first-order expansion coefficient, that is, an in equation (1) when it is expanded into an orthogonal function with respect to t as a fundamental wave. fo
In principle, lower frequency components (including DC components) are also removed when formula (1) is defined.

次に、(1)式から基本周波数f。成分のみを抽出する
方法について述べる。(1)式から基本周波数成分(f
。)の展開係数を求めるには、基底関数の直交性の関係
から、 f;°1φn (fa + t )φm(f。、t) 
  −(4)=C番δmn となる。
Next, the fundamental frequency f is determined from equation (1). A method for extracting only the components will be described. From equation (1), the fundamental frequency component (f
. ) To find the expansion coefficient of
-(4)=C number δmn.

ただし、T=1/f C=constant δmn=クロネッカー記号 ここで、区間T [t、t+1/f。] にわたる次の
積分を考える。
However, T=1/f C=constant δmn=Kronecker symbol Here, the interval T [t, t+1/f. ] Consider the following integral over .

C(n)=G”“Vn(t)φ、(f。、t)d t 
 ・(5)ただし、 f。:転送りロック周波数 Vn(t ) :区間nのCCD出力電圧この(5)式
に(1)式を代入すると、(4)式を考慮して、 C(n)=a n、         −(6)すなわ
ち所望のCOD出力信号振幅V amp(n )は、V
amp(n )= Ic(n )l        =
−(7)となる。
C(n)=G""Vn(t)φ, (f., t)d t
・(5) However, f. : Transfer lock frequency Vn(t) : CCD output voltage in interval n Substituting equation (1) into equation (5), considering equation (4), C(n)=a n, -(6 ), that is, the desired COD output signal amplitude V amp(n ) is V
amp(n)=Ic(n)l=
−(7).

今、(1)式のtを離散値列、(5)の積分をΣに拡張
して考えると、 Vn(iΔ1)=Σank−φk(f’e+1Δt)−
(8)に C(n)=ΣVn(iΔt)φ+(fe+lΔt)−(
9)−0 ただし、MΔt=T =3−/f。
Now, if we expand t in equation (1) to a discrete value sequence and the integral in (5) to Σ, we get Vn(iΔ1)=Σank−φk(f'e+1Δt)−
(8), C(n)=ΣVn(iΔt)φ+(fe+lΔt)−(
9)-0 However, MΔt=T=3-/f.

となる。becomes.

以上述べたように、(1)式に示すCCD出力電圧をN
個の各画素に対応する区間内において間隔ΔでM個のデ
ータのサンプリングをする。N個の各画素に対して、独
立して(7)〜(9)式によりVamp(n)を求める
。このVamp(n)が所望のCOD出力信号となる。
As mentioned above, the CCD output voltage shown in equation (1) can be set to N
M pieces of data are sampled at intervals Δ within an interval corresponding to each pixel. Vamp(n) is determined independently for each of the N pixels using equations (7) to (9). This Vamp(n) becomes the desired COD output signal.

なお、(9)式のφ(f。。Note that φ(f..

iΔt)の項は、f 61 Δも共に既知であるためV
n (iΔt)に対して重ちり関数として演算すること
ができる。ただし、一般に、直交基底関数は複素関数ま
で拡張されているものとする。直交基底関数には、CC
D出力波形の形状を考慮すると3角関数、Walsh関
数などが考えられる。
Since f 61 Δ is also known, the term iΔt) is V
It can be calculated as a weight function for n (iΔt). However, it is generally assumed that orthogonal basis functions are extended to complex functions. For orthogonal basis functions, CC
Considering the shape of the D output waveform, trigonometric functions, Walsh functions, etc. can be considered.

ただし、3角関数を直交基底関数に選んだ場合は、φ−
n (t、) =e x p i(2πn f、t) 
=−(L O)となる。
However, if trigonometric functions are chosen as orthogonal basis functions, φ−
n (t,) = e x p i (2πn f, t)
=-(LO).

次に、これまで述べた方法を用いた信号出力検出系のブ
ロック図(第1図参照)をもとにその動作を説明する。
Next, the operation will be explained based on a block diagram (see FIG. 1) of a signal output detection system using the method described above.

CCDIから読み出された出力波形はA/D変換器10
によってデジタルデータに変換される。このデジタルデ
ータは演算処理回路13に送られる。また、ROM12
には、(9)式におけるφ、(f。、iΔt)(i=o
、l。
The output waveform read from the CCDI is sent to the A/D converter 10.
is converted into digital data by This digital data is sent to the arithmetic processing circuit 13. Also, ROM12
In equation (9), φ, (f., iΔt) (i=o
,l.

M−1〉がテーブルとして格納されている。本実施例で
は、 φj  (f。、iΔt)〜φ^ (f、、iΔt)の
N種類の直交基底関数列が格納されている。そして、演
算処理回路13では、A/D変換器10より送られてき
たデジタルデータとROM12から読み出した任意の直
交関数列11によって(9)式の演算を実行することが
でき、これによりリセット雑音及びランダム雑音を除去
したCCD出力信号を得ることができる。
M-1> is stored as a table. In this embodiment, N types of orthogonal basis function sequences of φj (f., iΔt) to φ^ (f,, iΔt) are stored. Then, in the arithmetic processing circuit 13, the calculation of equation (9) can be executed using the digital data sent from the A/D converter 10 and the arbitrary orthogonal function sequence 11 read from the ROM 12, thereby eliminating reset noise. and a CCD output signal from which random noise has been removed.

発明の効果 本発明は、転送クロックパルス1周期毎に基準電位と信
号電荷とに対応する振幅信号を出力するゲート付き電荷
積分型出力回路を有する電荷結合素子を設け、この電荷
結合素子から送られた前記振幅信号をデジタル信号に変
換するA/D変換回路を設け、所定の周期直交基底関数
を有する直交関数列を選択し前記A/D変換回路から送
られたiMr記デジタル信号をもとに前記信号電荷を表
わす出力信号のみを抽出する演算処理回路を設けたので
、ゲート付き電荷積分型出力回路をもつ電荷結合素子に
おけるリセットトランジスタが発生するリセット雑音及
び1/f雑音等のランダム雑音の影響を排除した電荷結
合素子の出力信号の検出ができ、この場合、A/D変換
回路を用いたことにより信号はデジタル処理されるため
処理精度が向上し、しかも、きめ細やかな処理を行うこ
とが′できる売め高品位な出力信号を得ることができる
ものである。
Effects of the Invention The present invention provides a charge-coupled device having a gated charge integration type output circuit that outputs an amplitude signal corresponding to a reference potential and a signal charge every cycle of a transfer clock pulse. An A/D conversion circuit that converts the amplitude signal into a digital signal is provided, and an orthogonal function sequence having a predetermined periodic orthogonal basis function is selected based on the iMr digital signal sent from the A/D conversion circuit. Since an arithmetic processing circuit that extracts only the output signal representing the signal charge is provided, the influence of random noise such as reset noise and 1/f noise generated by the reset transistor in a charge-coupled device having a gated charge integration type output circuit is reduced. It is possible to detect the output signal of a charge-coupled device that eliminates the noise, and in this case, the signal is digitally processed by using an A/D conversion circuit, which improves processing accuracy and allows for detailed processing. ' It is possible to obtain a high quality output signal.

また、記憶部の直交関数列テーブルに記録された周期直
交基底関数を用いることによって、電荷結合素子の転送
りロック波形及び電荷結合素子自体の高容量インピーダ
ンス等による出力波形の平滑化の状況に応じて、最適な
周期直交関数(3角関数、walsh関数等)を選択す
ることができ、これにより高品位な電荷結像素子の出力
信号の検出が可能となるものである。
In addition, by using the periodic orthogonal basis functions recorded in the orthogonal function sequence table in the storage unit, it is possible to adjust the transfer lock waveform of the charge-coupled device and the smoothing of the output waveform due to the high capacitance impedance of the charge-coupled device itself. Accordingly, an optimal periodic orthogonal function (trigonometric function, Walsh function, etc.) can be selected, thereby enabling high-quality detection of the output signal of the charge imaging element.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
CCD出力信号のサンプリングのタイミングを示す波形
図、第3図はフローチャート、第4図はCCD出力信号
の波形を示す波形図、第5図はCODの出力回路を示す
回路図である。 1・・・電荷結合素子、10・・・A/D変換回路、1
1・・・直交関数列、12・・・記憶部、13・・・演
算処理回路 一篤Z図 出 願 人    株式会社 リ コ −(M・恥約) ご不 は図 ] 図
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a waveform diagram showing the sampling timing of the CCD output signal, Fig. 3 is a flowchart, and Fig. 4 is a waveform diagram showing the waveform of the CCD output signal. , FIG. 5 is a circuit diagram showing the output circuit of the COD. 1... Charge coupled device, 10... A/D conversion circuit, 1
1...Orthogonal function sequence, 12...Storage unit, 13...Arithmetic processing circuit Z diagram Applicant: Ricoh Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、転送クロックパルス1周期毎に基準電位と信号電荷
とに対応する振幅信号を出力するゲート付き電荷積分型
出力回路を有する電荷結合素子と、この電荷結合素子か
ら送られた前記振幅信号をデジタル信号に変換するA/
D変換回路と、この記憶部から所定の周期直交基底関数
を有する直交関数列を選択し前記A/D変換回路から送
られた前記デジタル信号をもとに前記信号電荷を表わす
出力信号のみを抽出する演算処理回路とよりなることを
特徴とする電荷結合素子の信号検出回路。 2、周期直交基底関数が格納された直交関数列を複数個
備えた記憶部を有することを特徴とする請求項1記載の
電荷結合素子の信号検出回路。
[Claims] 1. A charge-coupled device having a gated charge-integrating output circuit that outputs an amplitude signal corresponding to a reference potential and a signal charge every cycle of a transfer clock pulse; A/A converting the amplitude signal into a digital signal;
A D conversion circuit and an orthogonal function sequence having a predetermined periodic orthogonal basis function are selected from this storage section, and only an output signal representing the signal charge is extracted based on the digital signal sent from the A/D conversion circuit. 1. A charge-coupled device signal detection circuit comprising: an arithmetic processing circuit; 2. The signal detection circuit for a charge-coupled device according to claim 1, further comprising a storage section including a plurality of orthogonal function sequences in which periodic orthogonal basis functions are stored.
JP29313389A 1989-11-10 1989-11-10 Signal detection circuit for charge coupling element Pending JPH03154473A (en)

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