DE2621063C2

DE2621063C2 - Halbleiter-Farbfernsehkamera

Info

Publication number: DE2621063C2
Application number: DE2621063A
Authority: DE
Inventors: Seisuke Mitaka Tokio/Tokyo Yamanaka
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1975-05-13
Filing date: 1976-05-12
Publication date: 1985-07-18
Also published as: AU509046B2; GB1545303A; JPS51132719A; IT1060611B; US4069501A; NL7605137A; ATA338976A; DE2621063A1; USRE30800E; JPS5519553B2; AT361552B; CA1056041A; FR2311464A1; FR2311464B1; NL188322C; AU1381676A; NL188322B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter-Farbfernsehkamera entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 (gemäß P 25 14 157.5).

Werden die Bildelemente der Bildsensoren einer solchen Halbleiter-Farbfernsehkamera mit einer Frequenz f[tief]c abgetastet, so enthält das sich hieraus ergebende Fernsehsignal Gleichspannungskomponenten sowie Seitenbandkomponenten der Abtastfrequenz f[tief]c. Wird das Frequenzband der Gleichspannungskomponente ausreichend breit gewählt, um eine genügend große Auflösung zu erzielen, so wird eine höhere Bandkomponente der Gleichspannungskomponente mit der Seitenbandkomponente überlagert, wodurch sich ein Abtastfehler ergibt, der ein Flimmern im wiedergegebenen Bild hervorruft.

Man könnte nun dieses durch den Abtastfehler verursachte Flimmern dadurch vermeiden, dass das Frequenzband der Gleichspannungskomponente auf weniger als die halbe Abtastfrequenz f[tief]c begrenzt wird. Dadurch wird jedoch die Auflösung verschlechtert. Um das Frequenzband der Gleichspannungskomponente ohne Verschlechterung der Auflösung genügend groß zu machen, kann ferner die Abtastfrequenz f[tief]c entsprechend hoch gewühlt werden. Zu diesem Zweck muss jedoch die Zahl der Bildelemente entsprechend vergrößert werden, was kostspielig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Halbleiter-Farbfernsehkamera gemäß dem Hauptpatent dahin weiterzuentwickeln, dass bei der Erzeugung von Farbfernsehsignalen kein Abtastfehler auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeipieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Bildsensor der erfindungsgemäßen Halbleiter-Farbfernsehkamera.

Fig. 2 ein Diagramm des Frequenzspektrums des Ausgangssignals des Bildsensors

gemäß Fig. 1.

Fig. 3 eine schematische Darstellung von drei räumlich gegeneinander versetzten

Bildsensoren.

Fig. 4 ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Phasenbeziehung zwischen den

Signalen der drei Bildsensoren.

Fig. 5 ein Blockschaltbild der gesamten Farbfernsehkamera.

Fig. 6 eine Schemadarstellung der räumlichen Lage der bei der erfindungsgemäßen

Farbfernsehkamera vorgesehenen Bildsensoren.

Fig. 7 ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Phasenbeziehung zwischen den

Ausgangssignalen der Bildsensoren gemäß Fig. 6.

Fig. 1 zeigt einen Bildsensor 10A bestehend aus einem Sensorteil 20A, einem Zwischenspeicher 30A und einer Leseeinrichtung 40A.

Der Sensorteil 20A enthält Bildelemente 1[tief]1 - 1, 1[tief]1 - 2, ,1[tief]m - n, die jeweils aus drei Einzelelementen 2 bestehen, die mit Elektroden Durchmesser [tief]1, Durchmesser [tief]2 und Durchmesser [tief]3 verbunden sind.

Der Zwischenspeicher 30A ist gleichartig wie der Sensorteil 20A aufgebaut. Die Elemente 1´
<NichtLesbar>
sind mit Elektroden Durchmesser [tief]1, Durchmesser [tief]2 und Durchmesser [tief]3 verbunden.

Die Leseeinrichtung 40A enthält nur eine Zeile von Elementen 12[tief]1 bis 12[tief]n. Die Einzelelemente 13
<NichtLesbar>
sind mit Anschlüssen Durchmesser [tief]4, Durchmesser [tief]8 und Durchmesser [tief]c verbunden.

Am Ausgang 11 der Halbleiter-Anordnung 10A wird ein Fernsehsignal S, abgenommen, das in Fig. 2 veran- schaulicht ist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die Bildelemente 1[tief]1 - 1 1[tief]m - n des Sensorteiles 20A um einen Fluchtungsabstand 1[tief]n räumlich gegeneinander in horizontaler Richtung versetzt. Werden diese Bildelemente mit einer Frequenz f[tief]c nacheinander abgetastet bzw. ausgelesen, so ist
<NichtLesbar>
die Auslesezeit für den Fluchtungsabstand 1[tief]n der Bildelemente.

In Fig. 2 bezeichnet [tief]DC eine Gleichspannungskomponente und S[tief]SB eine Seitenbandkomponente des Fernsehsignals S[tief]v. Wird nun das Frequenzband der Gleichspannungskomponente S[tief]DC zur Erzielung einer genügenden Auflösung ausreichend breit gewählt, so wird die Seitenbandkomponente S[tief]SB mit einer höheren Bandkomponente S[tief]DH der Gleichspannungskomponente S[tief]DC überlagert. Durch den in Fig. 2 schraffierten Teil ergibt sich damit ein Abtastfehler.

Anhand der Fig. 3 bis 5 wird nun zunächst die der Erfindung zugrunde liegende allgemeine Theorie erläutert, ehe dann die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Halbleiter-Farbfernsehkamera anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben wird.

Fig. 3 veranschaulicht drei Bildsensoren 10G. 10R und 10B, die jeweils genauso wie der Bildsensor 10A gemäß Fig. 1 aufgebaut sind. Der Bildsensor 10R ist um die Strecke /[tief]12 und der Bildsensor 10B um die Strecke /[tief]13 gegenüber dem Bildsensor 10G in horizontaler Richtung versetzt. Ebenso wie dem Fluchtungsabstand
<NichtLesbar>
der Bildelemente die Auslesezeit
<NichtLesbar>
entspricht, ist die den Strecken /[tief]12 bzw. /[tief]13 entsprechende Auslesezeit mit [tief]t12 bzw. [tief]t13 bezeichnet.

Allgemein ausgedrückt werden nun [tief]t12 und [tief]t13 so gewählt, dass sie die folgenden Gleichungen (1) und (2) erfüllen.

Hierbei sind L[tief]1, L[tief]2 und L[tief]3 die Pegel der Ausgangssignale der Bildsensoren 10G, 10R und 10B, die das Leuchtdichtesignal bilden.

Fig. 4 zeigt die Phasenbezeichnung zwischen den von den Bildsensoren 10R, 10C und 10B abgegebenen Fernsehsignalen. Dabei entspricht Durchmesser [tief]12 der durch die Strecke /[tief]12 bzw. die Auslesezeit
<NichtLesbar>
gegebenen Phasenverschiebung und Durchmesser [tief]12 der durch die Strecke /[tief]12 bzw. die Auslesezeit
<NichtLesbar>
gegebenen Phasenverschiebung und Durchmesser [tief]13 der durch die Strecke /13 bzw. die Auslesezeit
<NichtLesbar>
gegebenen Phasenverschiebung Durchmesser [tief]12 und Durchmesser [tief]13 lassen sich infolgedessen wie folgt ausdrücken.

Um nun, den anhand von Fig. 2 erläuterten Abtastfehler zu beseitigen, muss die Summe der Pegel L[tief]1, L[tief]2 und L[tief]3 (gemäß Fig. 4) gleich Null gemacht werden. Zu diesem Zweck werden für die Komponenten dieser Vektoren in y- und x-Richtung folgende Gleichungen aufgestellt:

Anhand der Fig. 5 bis 7 wird nun die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Halbleiter-Farbfernsehkamera beschrieben, durch die bei der Erzeugung von Farbfernsehsignalen der Abtastfehler unterdrückt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Farbfernsehsignal erzeugt dessen Lichtdichtsignal etwa gleich dem des NTSC-System ist.

Für die Leuchtdichtekomponente E, im NTSC-System gilt bekanntlich

Erfindungsgemäß wird nun das Verhältnis L[tief]1 : L[tief]2 L[tief]3 der Pegel L[tief]1, L[tief]2, L[tief]3 der Ausgangssignale der Bildsensoren 10G, 10R und 10B gleich 0,50 : 0,33 : 0,17 gewählt und es wird außerdem die Beziehung hergestellt:

In diesem Falle ergibt sich die in Fig. 7 veranschaulichte Phasenbeziehung zwischen den Ausgangssignalen der Bildsensoren 10G, 10R und 10B, wobei der zusammengesetzte Vektor dieser drei Signale gleich Null wird, wodurch der Abtastfehler unterdrückt wird. Das Pegelverhältnis der drei Farbkomponenten (0,50 : 0,33 : 0,17) ist dabei dem Pegelverhältnis im NTSC-System (0,59 : 0,30 : 0,11) weitgehend angenähert.

Fig. 5 zeigt in schematischer Form den Aufbau der erfindungsgemäßen Halbleiter-Farbfernsehkamera.

Das Bild eines Objekts 14 wird längs einer optischen Bahn / über ein optisches Linsensystem 15, Halbspiegel 16a, 16G und Spiegel 17r, 17b sowie über Farbfilter 21R (rot), WG (grün) und 21B (blau auf die Bildsensoren 10R, 10G und 10B geworfen.

Die von den Bildsensoren 10R, 10G und 10B gelieferten Videosignale S[tief]R, S[tief]G und S[tief]B werden einer Matrixschaltung 22 zugeführt, die ein Leichtdichtesignal Y liefert. Einer weiteren Matrixschaltung 23 wird das Videosignal S[tief]6 und das Leuchtdichtesignal Y zugeführt, so dass ein Farbdifferenzsignal G - Y erzeugt wird. Eine Matrixschaltung 24 erzeugt schließlich aus dem Videosignal S[tief]B und dem Leuchtdichtesignal Y ein Farbdifferenzsignal B - Y.

Das Differenzsignal G - Y wird über ein Tiefpassfilter 25 einem Ausgangsanschluss 28g zugeführt, das Differenzsignal B - Y gelangt über ein Tiefpassfilter 26 zu einem Ausgangsanschluss 28b und das Leuchtdichtesignal Y über eine Verzögerungsschaltung 27 zum Ausgangsanschluss 28r.

Fig. 6 veranschaulicht die räumliche Anordnung der drei Bildsensoren 10G, 10R, wobei die Bildsensoren 10R und 10B jeweils um eine Strecke /[tief]12 bzw. /[tief]13 gegenüber dem Bildsensor 10 G in horizontaler Richtung versetzt sind (dabei entspricht die Strecke /[tief]12 = /[tief]13 einer Auslesezeit

Claims

Halbleiter-Farbfernsehkamera, enthaltend

a) drei Bildsensoren (10R, 10G, 10B), von denen jeder eine Anzahl von Bildelementen (1[tief]1 -1 1[tief]m - n) enthält, die um einen vorgegebenen Fluchtungsabstand räumlich gegeneinander versetzt sind und mit einer Frequenz f[tief]e nacheinander abgetastet werden.

b) eine Projektions- und Verschiebeeinrichtung (15, 16a, 16G, 17r, 17b, 21R, 21G, 21B), die auf den Bildsensoren gleichzeitig Bilder in den drei Primärfarben derart erzeugt, dass die Bilder auf dem zweiten und dritten Bildsensor (10R. 10B) räumlich in Abtastrichtung um eine Strecke /[tief]12 bzw. /[tief]13 gegenüber dem Bild auf dem ersten Bildsensor (10G) versetzt sind.

c) eine mit den Bildelementen verbundene Leseeinrichtung (40R, 40G, 40B) zum aufeinanderfolgenden Auslesen der einzelnen Bildelemente jedes der drei Bildsensoren, wobei die Auslesezeit für den Fluchtungsabstand /[tief]H der Bildelemente und
<NichtLesbar>
die Auslesezeit für die Strecke /[tief]12 bzw. /[tief]13 ist und wobei das Auslesen des zweiten Bildsensors (10R, 10B) um
<NichtLesbar>
gegenüber dem Auslesen des ersten Bildsensors (10G) phasenverschoben ist und wobei die Ausgangssignale der Bildsensoren (10G, 10R, 10B) die Pegel L[tief]1, L[tief]2, L[tief]3 aufweisen.

d) eine mit der Leseeinrichtung (40R, 40G, 40B) verbundene Mischeinrichtung (22) zum Mischen der Ausgangssignale der Leseeinrichtung zwecks Erzeugung eines Leuchtdichtesignals (Y).

e) eine Einrichtung (23, 24, 25, 26, 27) zur Verarbeitung der Ausgangssignale der Mischeinrichtung (22), gemäß P 25 14 157.5, dadurch gekennzeichnet, dass g) und dass das Verhältnis L[tief]1: L[tief]2 : L[tief]3 gleich 0,50 : 033

: 0,17 gewählt wird.