DE3320661A1

DE3320661A1 - Bildaufnahme-einrichtung

Info

Publication number: DE3320661A1
Application number: DE19833320661
Authority: DE
Inventors: Seiji Yokohama Kanagawa Hashimoto; Tokuzo Ichikawa Chiba Kato; Tsutomu Kawasaki Kanagawa Takayama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-06-09
Filing date: 1983-06-08
Publication date: 1983-12-15
Also published as: US4603354A; DE3320661C2

Description

HeDTKE — BüHLING — KlMME*. ."Ό." ."5SStSiIeIm EPA

Dipl.-Sng. H.Tiedtke M ' DipT-Chem. G. Bühling Dipl.-lng. R. Kinne

-5- 332066] DipL-lng. R Grupe

Dipl.-lng. B. Pellmann Dipl.-lng. K. Grams

Bavariaring 4, Postfach 8000 München 2 Tel.: 089-5396 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89 / 537377 cable: Germaniapatent Mür 8. Juni 1983 DE 3074

Canon Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan

Bildaufnahme-Einrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildaufnahme-Einrichtung mit einer Festkörper-Bildaufnahmeanordnung.

In der letzten Zeit wurden nachdrücklich sog. tragbare Videoanlagen mit einer kompakten Videokamera und einem • kompakten Videobandaufzeichnungsgerät entwickelt. In der Zukunft wird eine weiterentwickelte Form einer 8 mm-Videoanlage vorherrschend sein, bei der eine Videokamera und ein Videobandgerät zu einer Einheit zusammengefaßt sind.·

Die kompakte Gestaltung eines elektronischen Geräts hängt in starkem Ausmaß von der Halbleiter-Technologie ab. Mit dem Fortschritt der Halbleiter-Technologie wird der fotoelektrische Wandler der Videokamera von einer Bildaufnahmeröhre auf eine Festkörper-Bildaufnahmeanordnung umgestellt. Die Festkörper-Bildaufnahmeanordnung hat mancherlei Vorteile gegenüber der Bildaufnahmeröhre.

Da es sich bei der Bildaufnahmeanordnung um eine Festkörper-Vorrichtung handelt, ist die Bi Idnufnahmeanordnung kompakt, wobei sie einen geringen Leistungsverbrauch hat, für die Massenproduktion gepiqnel·. ist und von dem "Einbrennen" frei ist.

A/25

Dresdner Bank (München) Kto. 3 939 844 Bnyor. Verolnsbnnk (München) KIo 508 941 Poalsehock (München) Kto. 670-4

-G- DE 3074

Wegen der Entwicklung der Technologie der Festkörper-Bildaufnahmeanordnung mit diesen Vorteilen sowie der Entwicklung eines kompakten Magnetaufzeichnungsgeräts wurde die Halogensilber-Fotografie, bei der als Aufzeichnungsmaterial ein Halogensilber-Film nach dem Stand der Technik verwendet wird, wesentlich durch- die Magnet-Fotografie oder elektronische Fotografie beeinträchtigt, bei welchen kein Entwicklungsvorgang erforderlich ist.

Eine Betriebsart des Videobandgeräts, bei dem das Bild eines sich bewegenden Objekts auf dem Videobandgerät aufgezeichnet wird und das aufgezeichnete Bild auf einem Fernsehschirm dargestellt wird, wird als Laufbild-Videobetrieb bezeichnet, während eine Betriebsart, bei dem das

Bild eines stillstehenden Objekts auf dem Videobandgerät aufgezeichnet wird und das aufgezeichnete Bild auf dem Fernsehschirm dargestellt oder mittels eines Druckers ausgedruckt wird, als Standbild-Videobetrieb bezeichnet wird. Es bestehen keine großen Unterschiede zwischen den Signal-

formaten für den Laufbild-Videobetrieb und den Standbild-Videobetrieb, da beide Signale jeweils in Norm-Fernsehsignal-Formate umgesetzt werden.

Bei dem Laufbild-Videobetrieb wird jedoch das Objektbild

üblicherweise fortlaufend aufgenommen, während bei dem Standbild-Videobetrieb wie bei einer gewöhnlichen Kamera das Objektbild momentan aufgenommen wird. Infolgedessen bestehen bei diesen Betriebsarten wesentliche Unterschiede

hinsichtlich des Ansprechens auf eine Blende, einen Ver-30

Schluß, eine automatische Verstärkungsregelung und einen Weißausgleich, so daß auch die Verfahren zur Ansteuerung der Festkörper-Bildauf nahmeanordnurig unterschiedlich sind. Daher kann bei der Verwendung des zur Zeit verfügbaren

optischen Systems und des zur Zeit verfügbaren Signalver-35

arbeitungssystems das Gerät nicht für beide Betriebsarten eingesetzt werden.

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Es ist daher anzustreben, gesondert eine Kameraeinheit für den Laufbild-Videobetrieb und eine. Kameraeinheit für den Standbild-Videobetrieb zu schaffen, jedoch kann den Kosten/ Leistungs-Erfordernissen für eine derartige Anlage erst ° entsprochen werden, nachdem die Anlage eine breite Anwendung gefunden hat. Daher ist es -im gegenwärtigen Zustand vorteilhaft, eine einzige Kameraeinheit für beide Betriebsarten einzusetzen.

Ein bei dem Einsatz der Kameraeinheit sowohl für den Laufbild-Videobetrieb als auch für den Standbild-Videobetrieb auftretendes Problem besteht in einem Verfahren zum Sammeln und Auslesen von Ladungen der Festkörper-Bildaufnahmeanordnung. Zu den Festkörper-Bildaufnahmeanordnungen zählen eine X-Y-Adressen-MOS-Anordnung, ein Bildsensor bzw. Bildwandler, eine Zwischenzeilen-Ladungskopplungs-Anordnung (IL-CCD) und eine Bildübertragungs-Ladungskopplungs-Anordnung (FT-CCD). Im einzelnen wird hier die Bildübertragungs-Ladungs-

kopplungsvorrichtung (FT-CCD) erläutert. -

Die Bildübertragungs-Ladungskopplungsvorrichtung hat eine Bildaufnahmeeinheit mit einer Vielzahl fotoelektrischer Wandlerzellen zum Umsetzen eines Objektbilds in elektrische Ladungen, einen Speicher zum zeitweiligen Speichern von Signalladungen aus der Bildaufnahmeeinheit, ein Horizontal-Schieberegister zum Auslesen der Signalladungen aus. dem Speicher in zeitlichem Zusammenhang mit einem Fernsehsynchronisiersignal und einen auf dem gleichen Halbleite.r-

plättchen aufgebauten Verstärker zum Verstärken bzw. Um-30

setzen der Signalladungen aus dem Horizontal-Schieberegister und zum Abgeben einer Signalspannung.

Wenn eine derartige BiIdübertragungs-Ladungskopplungsvor-

richtung in einer Laufbild-Kamera verwendet wird, setzt 35

die Bildaufnahmeeinheit das Bild fotoelektrisch für die

• · ·· ·· ·■ ·· ·· 3ο2Ubb Ί

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Dauer eines Teilbilds bzw. Halbbilds um, wonach die fotoelektrisch umgesetzten Signalladungen während einer Vertikalaustastperiode mittels Vertikal-Übertragungsimpulsen mit

einigen MHz zu dem Speicher übertragen werden. Während der 5

Periode für das nächste Halbbild werden die Signalladungen aus dem Speicher jeweils mit einer Horizontalabtastung während einer Horizontalaustastperiode zu dem Horizontal-Schieberegister übertragen und aus dem eingegliederten Verstärker als Ladungskopplungsv/orrichtungs-Signal ausgelesen. Während dieser Periode nimmt die Bildaufnahmeeinheit den Zustand fotoelektrischer Umsetzung ein. Auf diese Weise werden die fotoelektrische Umsetzung und die Vertikal-Übertragung ifür ein jedes Teilbild bzw. Halbbild wiederholt, so daß' ein durchgehendes Videosignal erzeugt wird. Ib

Wenn die . vorstehend beschriebene Bildübertragungs-Ladungskopplungsvorrichtung bei einer Standbild-Kamera verwendet wird, flimmert das Bild aus folgendem Grund: Das Fernseh-

_on signal besteht aus einem Vollbild-Videosignal, wobei ein Vollbild durch Zwischenzeilen-Verschachtelung aus zwei Halbbildern, nämlich einem ungerade und einem geraden Halbbild zusammengesetzt ist. Infolgedessen ergibt insbesondere bei einem sich schnell bewegenden Objekt ein durch foto-

_2f- elektrische Umsetzung zu verschiedenen Zeitpunkten gebildetes Vollbildsignal ein Flimmern des Bilds, so daß die Bildqualität herabgesetzt ist.

Zur Lösung dieses Problems wurden die folgenden beiden Ver-OQ fahren vorgeschlagen:

Nach dem ersten Verfahren werden nur die Signale für das ungerade Halbbild (oder das gerade Halbbild) herangezogen. Als Signal für das nachfolgende gerade Halbbild wird das Signal für das ungerade Halbbild verwendet. Bei diesem Verfahren wird jedoch das Vertikal-Auflösungsvermögen herab-

α » «Ο * α οα α β ο β » Q Q α ο α ο β««

* «Ο

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gesetzt, so daß das Verfahren für Standbilder nicht geeignet ist.

_ Bei dem zweiten Verfahren wird die Anzahl der Vertikalb

zellen der Bildaufnahmeeinheit verdoppelt und es wird zwischen der Bildaufnahmeeinheit und dem Speicher ein zweites Horizontal-Schieberegister in der Weise angebracht, daß auf der Ebene der Bildaufnahmeeinheit gleichzeitig ein Signal für das gerade Halbbild und ein Signal für das ungerade Halbbild erzeugt werden und diese Signale aufeinanderfolgend ausgelesen werden, so daß die Festkörper-Bildaufnahmeeinheit sowohl für den Laufbild-Videobetrieb als auch für den Standbild-Videobetrieb verwendet werden -p. kann. Eine derartige Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wurde in der US-Patentanmeldung Seriennummer 390 054 vorgeschlagen .

Diese Bildaufnahmevorrichtung ist in der Fig. 1 der Zeich-2Q nung gezeigt; die Funktionsweise dieser Bildaufnahmevorricht.ung wird nachstehend kurz erläutert.

In der Fig. 1 sind mit 1 eine Bildaufnahmeeinheit mit einer Vielzahl fotoelektrischer Wandlerzellen, die in einer Mat-

2g rix angeordnet sind, mit 2 ein Speicher zum Speichern von in der Bildaufnahmeeinheit erzeugten Signalladungen, mit 3 ein erstes Horizontal-Schieberegister zum Auslesen der von der Bildaufnahmeeinheit 1 erzeugten Signalladungen, mit 4 ein zweites Horizontal-Schieberegister zum Auslesen der in dem Speicher 2 gespeicherten Signalladungen und mit 5 und 6 an dem (la IbJ ei torp 1 ö 11 chen ausgebildete Verstärker zum Verstärken der aus dem ersten bzw. zweiten Hör i zonta J.Schieberegister 3 bzw. 4 ausgelesenen Signale bezeichnet. Die Bildaufnahmevorrichtunq bildet als Ganzes eine BiIdübertragungs-ladungskopp1unqe-Anordnunq. Din Anzahl von Vertikal-Zel len der Bi Idau f nahniRe i nhn i { beträgt 490, wäh-

. ".'332066Ί

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rend die Anzahl der Vertikal-Zellen des Speichers 2 245 beträgt.

Bei dem Laufbild-Videobetrieb werden die Signalladungen 5

aus jeweils 2 vertikal benachbarten Bildzellen der Bildaufnahmeeinheit 1 aufeinanderfolgend in dem ersten Schieberegister 3 addiert, wonach die zusammengefaßten Signalladungen zu dem Speicher 2 übertragen werden und über den Verstärker 6 aus dem zweiten Schieberegister 4 als Signal IC ausgelesen werden.

Bei dem Standbild-Videobetrieb sind folgende zwei Betriebsarten möglich:

Bei der ersten Betriebsart werden gleichermaßen wie bei dem Laufbild-Videobetrieb die Signalladungen von zwei vertikal benachbarten.Bildzellen der Bildaufnahmeeinheit 1 addiert, wonach die zusammengesetzten Signalladungen in dem Speicher 2 gespeichert werden und über den Verstärker 6 aus. dem zweiten Schieberegister 4 das Signal IC ausgelesen wird. (Diese Betriebsart wird Halbbild-Betriebsart genannt. )

og Bei der zweiten Betriebsart werden die Signalladungen aus den ungeraden Vertikal-Zellen der Bildaufnahmeeinheit 1

aus dem ersten Horizontal-Schieberegister 3 ausgelesen,

während die Signalladungen aus den geraden Vertikal-Zellen

aus dem zweiten Horizontal-Schieberegister 4 ausgelesen

QQ werden. (Diese Betriebsart wird Vollbild-Betriebsart genannt . )

Bei der Vo 1 lbiId-Be triobsart wird das Vertikal-Auflösungsvermögen bei dem Standbild-Videobetrieb nicht herabgesetzt und es wird ein voll verschachteltesSignal erzeugt.

α * a * · β · * fc e

« ft*· · « β *j · «α ο

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Vergleicht man die Halbbild-Betriebsart und die Vollbild-Betriebsart, so betragen bei der Vollbild-Betriebsart, bei der die Signalladungen der jeweiligen Zellen direkt ausgelesen werden, die Signalladungen ungefähr die Hälfte der- ° jenigen bei der Halbbild-Betriebsart, bei der die Signalladungen von zwei benachbarten Zellen addiert werden. Daher ist die Empfindlichkeit der Kamera um eine Blendenstufe geringer.

■^ Die auf dem Halbleiterplättchen ausgebildeten Verstärker 5 und 6 sind' gewöhnlich als Metalloxidhalbleiter- bzw. MOS-Vorrichtungen gestaltet. Berücksichtigt man den Umstand, daß die MOS-Vorrichtungen schlechte Niederfrequenz-Rauscheigenschaften haben und das menschliche Auge hinsichtlich des niederfrequenten Rauschens empfindlich ist, ist die Verringerung des Signal/Störverhältnisses bzw. Rauschabstand um eine Blendenstufe nicht vernachlässigbar.

Die Anzahl der Horizontal-Zellen der Festkörper-Bildauf-

nahmeanordnung, die nach dem gegenwärtigen Stand der Technik 390 oder 570 beträgt, ist eher geringer als erforderlich, so daß in der Zukunft die Anzahl der Horizontal-Zellen gesteigert werden wird. Ferner ist zu erwarten, daß die gegenwärtig bestehenden optischen 2/3-Zoll-Systeme zu 1/2-Zoll-Systemen und in Zukunft zu 8 mm-Systemen verkleinert werden. Daher stellt die Empfindlichkeit der Kamera ein wichtiges Problem dar.

Wenn die Bildaufnahmevorriehtunq nach Fig. 1 in der VoIl-30

bild-Betriebsart betrieben wird, werden das Signal für das

gerade Halbbild und das Signal für das ungerade Halbbild über gesonderte Ausgangsverstärker ausgelesen. F nils daher ein Unterschied zwischen den Eigenschaften der Ausgangsverstärker vorliegt, nine) d i ο Au.stjMiifjr.pricjn 1 vorin irifindor vor-35

schieden. In diesem Fall ist dos Vrrtikal-Auf1ösungsvermö-

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gen beträchtlich verringert.

Es wurden festgestellt, daß beim Mischen der Ausgangssignale des ersten und des zweiten Schieberegisters folgendes Problem auftritt: Wenn die Ausgangssignale der Ausgangsverstärker 5 und 6 gemischt werden,- werden die Rauschsignale der Verstärker 5 und 6 einander überlagert, wodurch der Rauschabstand herabgesetzt wird und die Bildqualität verschlechtert wird.
10

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildaufnahme-Einrichtung zu schaffen, mit der die Problem gelöst werden, die anzutreffen sind, wenn ein Bildwandler eingesetzt wird, der das gleichzeitige Aufnehmen zweier HaIb-

bilder und deren Auslesen als zwei Halbbildsignale ermöglicht, und die bei der Vollbild-Betriebsart und der Halbbild-Betriebsart den gleichen Signalpegel ergibt.

Ferner soll mit der Erfindung eine Bildaufnahme-Einrich-

tung geschaffen werden, die bei der Vollbild-Betriebsart ein geringes Rauschen hat.

Weiterhin soll mit der Erfindung eine Bildaufnahrae-Einrichtung geschaffen werden, bei der in Abhängigkeit von

der Helligkeit eines Objekts vorrangig das Signal/Rauschverhältnis bzw. der Rauschabstand oder das Auflösungsvermögen wählbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei-30

spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematisehe Ansicht einer Biidübertra-

gungs-Ladunqskopplungs-Anordnung, die bei der BiIdäufnahme-Einrichtung anwendbar ist.

e ο β β α ο λ α ο

β« «α β * 49 *

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Fig. 2 ist eine Darstellung der Ladungskopplungs-Anordnung¹ nach Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Darstellung eines Teils der Ladungskopplungs-Anordnung nach Fig. 1.

Fig. 4 zeigt den inneren Potentialzustand der Ladungskopplungs-Anordnung nach Fig. 1.

Fig. 5A ist ein Ablauffolge-Diagramm bei dem Betrieb der Ladungskopplungs-Anordnung nach Fig. 1 in der Standbild-Videobetriebsart.

Fig. 5B ist ein Ablauffolgediagramm bei dem Betrieb der Ladungskopplungs-Anordnung nach Fig. 1 in der Laufbild-Videobetriebsart.

Fig. 6 ist ein Steuerungs-Blockschaltbild der Bildaufnahme-Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,

bei dem die Ladungskopplungs-Anordnung nach Fig.l

verwendet wird.

Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm für die Schaltung nach Fig. 6 bei der Standbild-Videobetriebsart,

Fig. 8 zeigt eine Steuerschaltung der Bildaufnahme-Einrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 9, 10 und 11 sind Schaltbilder eines Schaltglieds 30 30

nach Fig. 8.

Fig.12 ist eine schema ti sehe Ansicht einer Bildau f nahine-Einrichtung, bei der eine 7wisrhenzeilen-Ladungs-

kopplungs-Anordnung verwendet wjrd. 35

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Fig.13 ist eine schematische Ansicht einer Bildaufnahme-Einrichtung, bei der eine MOS-Festkörper-Bildaufnahme-Anordnung verwendet wird.

Fig.14 ist eine schematische Ansicht einer Belichtungsautomatik-Steuereinheit 16 nach Fig. 8.

Fig.15 ist eine schematische Ansicht einer Steuerschaltung der Bildaufnahme-Einrichtung.

Die Fig. 2 zeigt die Gestaltung einer Bildübertragungs-Ladungskopplungs-Anordnung, die bei der Bildaufnahme-Ein-₁₍-richtung anwendbar ist.

In der Fig. 2 ist mit 101 eine Bildaufnahmeeinheit der Bildübertragungs-Ladungskopplungs-Anordnung bezeichnet. Für das NTSC-System wird die Anzahl der Vertikal-Zellen der Bildaufnahmeeinheit 101 im wesentlichen gleich der Anzahl der Abtastzeilen, nämlich zu ungefähr 490 gewählt. Diese Anziahl ist ungefähr das Doppelte derjenigen bei einer herkömmlichen Bildübertragungs-Ladungskopplungs-Anordnu.ng. Die Anzahl der Horizontal-Zellen der Bildaufnahme·

oc einheit 101 beträgt entsprechend der Farbhilfsträgerfrequenz üblicherweise 390 oder 570.

In der Fig. 2 sind in der Bildaufnahmeeinheit 101 nur 9 Vertikal-Zellen und 4 Horizontal-Zellen dargestellt. Mit 102 ist eine FJektrode zum Anlegen einer Spannung für das Sammeln von Ladungen in der Bildaufnahme 101 und das Übertragen dnr L a du η qn η a υπ der Einheit her nur? bezeichnet.

Mit 103 ist eine Speicheranordnung mit Vertikal-Zellen, deren Anzahl ungefähr die Hälfte der Anzahl der Vertikal-Zellen der Bildaufnahmeeinheit 101 ist, und Horizontal-

) 9 O

0 · O

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Zellen bezeichnet, deren Anzahl gleich der Anzahl der Horizontal-Zellen der Bildaufnahmeeinheit 101 ist. Demzufolge, weist die Speicheranordnung 103 die gleiche Anzahl von Zellen wie die herkömmliche Bildübertragungs-Ladungskopplungs-Speicheranordnung auf.

Mit 104 ist eine Elektrode bezeichnet, die gleichartig wie die Elektrode 102 der Bildaufnahmeeinheit 101 zum Anlegen einer Spannung für die Ladungsübertragyng dient.

Mit 105 ist ein zweites Horizontal-Schieberegister als Auslesevorrichtung bezeichnet, das eine zellenförmige Ladungsübertragungseinheit aus Zellen in im wesentlichen _η r- der gleichen Anzahl wie die Horizontal-Zellen der Bildaufnahmeeinheit 101 und der Speicheranordnung 103 aufweist.

Mit 106 ist eine Elektrode zum Anlegen einer Spannung für das Übertragen der Ladungen im Horizontal-Schieberegister 2Q 105 bezeichnet.

Mit 107 ist ein Verstärker als Umsetzvorrichtung zum Umsetzen der aus dem Horizontal-Schieberegister 105 übertragenen Ladungen in Ausgangsspannungen bezeichnet.

Zwischen der Bildaufnahmeeinheit 101 und der Speicheranordnung 103 ist als Auslesevorrichtung ein erstes Horizontal-Schieberegister 108 angeordnet, das im wesentlichen mit dem zweiten Horizontal-Schieberegister 105 identisch ist. Mit 109 ist eine Elektrode zum Anlegen einer Spannung für die Übertragung der Ladungen in dem ersten Horizontal-Schieberegister 108 bezeichnet, während mit 110 ein Verstärker als Umsetzvorrichtung für das Umsetzen der übertragenen Ladungen zu Spannungen bezeichnet ist.

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Zur Ladungsübertragung kann irgendeines von herkömmlichen Verfahren einqosetzt werden, wie die Einzelphasen-Ansteuerung, die Zweiphasen-Ansteuerung, die Dreiphasen-Ansteuerung oder die Vierphasen-Ansteuerung. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird hier das Einzelphasen-Ansteuerungsverfahren erläutert, wobei die Gestaltung des ersten Horizontal-Schieberegisters 108 und der Speicheranordnung 103 anhand der Fig. 3 beschrieben wird.

Das Einzelphasen-Ansteuerungsverfahren ist in der US-PS 4 229 752 beschrieben, so daß dessen Einzelheiten hier nicht erläutert werden.

In der Fig. 3 sind mit 120 Kanalbegrenzungen zum Verhindern

des Übertretens von Ladungen zwischen den Horizontal-Zellen bezeichnet. Mit 102 ist die aus polykristallinem Silicium bestehende Elektrode der Bildaufnahmeeinheit zum Sammeln und Übertragen der Ladungen bezeichnet. In einem Siliciumsubstrat umfaßt ein Bereich, in dem die Elektrode 102 aus-

gebildet ist, zwei Bereiche A und B mit unterschiedlichen Potentialzuständen. Mit 122 ist ein virtueller bzw. Scheinelektrodenbereich in dem Siliciumsubstrat bezeichnet, der im Siliciumsubstrat Bereiche C und D mit unterschiedlichen

Potentialzuständen umfaßt.
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In vertikaler Richtung bilden die Bereiche A, B, C und D eine einzelne Zelle.

Mit 123 ist ein erster Hörizontal-Schieberegisterbereich 30

bezeichnet. In diesem Bereich ist gemäß der Darstellung durch eine strichlierte Fläche die Elektrode 109 aus polykristallinem Silicium in der Form eines Kamms gestaltet, wobei unterhalb der Elektrode 109 Bereiche A¹, A" und B' mit unterschiedlichen Potentialzuständen vorliegen. Die ^y

Bereiche A¹ und A" haben gleiche Potentialzustände, sind ·

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aber durch die Kanalbegrenzungen 120 voneinander i oliert. Bereiche C' und D' haben die gleichen Potentialzustände wie diejenigen der Scheinelektrode 122 der Bildaufnahmeeinheit. Die Elektrode 104 und eine Elektrode 125 sind auf die gleiche Weise wie die Elektroden 102 und 122 der Bildaufnahmeeinheit gestaltet, jedoc-h mit der Ausnahme, daß die Ladungsspeicherkapazitäten der Elektroden 104 und 125 ungefähr doppelt so hoch wie diejenigen der Elektroden 102

und 122 sind.
10

Die Fig. 4 zeigt die inneren Potentialzustände der Ladungskopplungs- bzw. CCD-Anordnung nach Fig. 3.

Mit 102 sind die aus polykristallinem Silicium bestehenden

Elektroden der Bildaufnahmeeinheit bezeichnet. Alle Elektroden 102 der Bildaufnahmeeinheit sind parallel geschaltet und es wird an sie eine Spannung zum Übertragen bzw. Verschieben der Ladungen angelegt. Die Fläch.e unterhalb einer jeden Elektrode 102 ist gemäß der Darstellung in

Fig. 3 in die Bereiche A und B aufgeteilt, wobei hinsichtlich der Elektronen der Bereich A einen höheren Potentialzustand als der Bereich B hat. Die gestrichelten Linien in Fig. 4 zeigen einen Potentialzustand bei niedrigem Pegel der Elektroden 102, während die ausgezogenen Linien

einen Potentialzustand bei hohem Pegel der Elektroden 102 zeigen.

Gemäß der Darstellung in der Fig. 4 ist das Potential des Bereichs C der Scheinelektrode 122 nach Fig. 2 geringy y y

fügig höher als das Potential des Bereichs D. Die Potentiale dieser Bereiche" sind nicht von dpr an die EJnkt.rodnn 102 angelegten Spannung abhängig, sondern werden immer konstant gehalten. Daher werden durch Anlegen einer konstanten Spannung an die Elektroden 102 die Ladungen gesammelt, während durch das Anlegen einer Impulsspannung

-18- DE 3074 die Ladungen übertragen bzw. verschoben werden.

Mit 109 ist in Fig. 4 die aus polykristallinem Silicium bestehende Elektrode des ersten Horizontal-Schieberegisters bezeichnet. Der innere Potentialzustand des Horizontalschieberegisters ist in der Fig.· 4 unterhalb der Elektrode 109 dargestellt.

Mit 104 sind in Fig. 4 die Elektroden der Speicheranordnung bezeichnet. Der innere Potentialzustand der Speicheranordnung ist der gleiche wie derjenige der Bildaufnahmeeinheit. Mit 106 ist die Elektrode des zweiten Horizontal-Schieberegisters bezeichnet (105 in Fig. 2). Die Gestaltung ist die gleiche wie diejenige des ersten Horizontal-

Schieberegisters mit der Ausnahme, daß ein Ende durch die Kanalbegrenzung abgeschlossen ist. Es wird nun die Bewegung der Ladungen in dem zweiten Horizontal-Schieberegister erläutert. Die in dem Bereich B der Bildaufnahmeeinheit gesammelten Ladungen werden in den Potentialsenken-Bereich

D der Elektrode 122 nach Fig. 3 übertragen, wenn an die Elektroden 102 eine Impulsspannung niedrigen Pegels angelegt wird, um damit die Potentiale der Bereiche A und B gemäß der DArstellung durch die gestrichelten Linien anzuheben. Wenn zu diesem Zeitpunkt an die Elektrode 109 des zweiten Horizontal-Schieberegisters ;ein Potential hohen Pegels angelegt wird, nehmen die Potentiale der Bereich A' und B¹ die in der Fig. 4 durch die ausgezogenen Linien dargestellten Potentialzustände ein, so daß die Ladungen

aus dem Bereich D über den Bereich A' zu dem Bereich B¹ 30

übertragen werden. Wenn dann an die Elektrode 109 ein Potential niedrigen Pegels angelegt wird, nehmen die Potentiale der Bereiche A' und B' die durch die gestrichelten Linien dargestellten Potentialzustände ein, so daß die Ladunqen aus dem Bereich B' über den Bereich C¹ (mit dem ^y

durch die gestrichelte Linie dargestellten konstanten Po-

• & B » Q * Xt O »Ott 9.-9

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tential) zu dem Bereich D¹ (mit dem durch die gestrichelten Linien dargestellten konstanten Potential) übertragen werden. Wenn an die aus polykristallinem Silicium bestehenden Elektroden 104 der Speicheranordnung eine Spannung hohen Pegels angelegt wird, fallen die Potentiale von Bereichen A"¹ und B" unter das Potential des Bereichs D', so daß die Ladungen aus dem Bereich D' über den Bereich A"¹ zu dem Bereich B" übertragen werden.

Wenn an die Elektroden 104 der Speicheranordnung ein Potential niedrigen Pegels angelegt wird, nehmen die Potentiale der Bereiche A"¹ und B" die durch die gestrichelten Linien dargestellten Potentialzustände ein, so daß die zu dem Bereich B". der Speicheranordnung übertragenen

Ladungen über einen Bereich C" zu einem Bereich D" übertragen werden. Wenn an die Elektroden 104 als Ansteuerungssignal Spannungsimpulse angelegt werden, werden die gesammelten Ladungen aufeinanderfolgend aus dem Bereich B" über den Bereich C" und den Bereich D" zu dem ersten Horizontal-

Schieberegister 105 übertragen, aus dem sie danach ausgelesen werden.

Es wird nun der Ladunt|sfluß bei dem Auslesen des Signals aus dem ersten Horizontal-Schieberegister erläutert.

Durch das Anlegen des Potentials hohen Pegels an die Elektroden 104 der Speicheranordnung werden die zu dem Bereich D' übertragenen Ladungen in die Speicheranordnung übertragen. Durch Anlegen der Spannung niedrigen Pegels an die

Elektroden 104 werden die Potentiale der Bereich A"' und B" auf den durch die gestrichelten Linien darqeste 1.1 ten Potentialzus tärtdon geholten, während durch tlas Anlogen der Spannungsimpulse an die Elektrode 109 des ersten Hor'i-

zonta J-Sch j ebereqis t ers die Potentiale der Bereiche? A" und 35

B¹ abwechselnd auf die durch die aufgezogenen Linien und

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die durch die qestrichelten Linien dargestellten Potentialzustände v/erändert werden, so daß die Ladungen aus dem Bereich D' in horizontaler Richtung in der Folge A"-*- B ·->·■ C '->· D' übertragen werden und das Signal über den Verstärker (110 nach Fig. 2) ausgelesen wird.

Die Funktionsweise einer Bildaufnahme- bzw. Kamera-Einrichtung wird nun anhand der Fig. 5A und 5B erläutert.

Die Fig. 5A ist ein Betriebszustands-Diagramm bei dem Standbild-Videobetrieb, während die Fig. 5B ein Betriebszustands-Diagramm bei dem Laufbild-Videobetrieb ist.

Zuerst wird der Betriebsablauf bei dem Standbild-Video-

betrieb erläutert.

Ein Schritt S-I in Fig. 5A stellt einen Gesamtlöschungszustand dar, bei dem die durch Dunkelstrom angesammelten Ladungen unmittelbar vor einem Belichtungsvorgang über

einen Überstrahlungsschutz-Drain abgeleitet oder durch Betreiben der Ladungskopplungsanordnung mit hoher Geschwindigkeit ausgeräumt werden.

Dann wird zum Einleiten des Belichtungsvorgangs bzw. des

Sammelns der Ladungen mittels der Bildaufnahmeeinheit ein Verschluß geöffnet (S-2). Danach wird ein erstes Halbbild aus dem ersten Horizontal-Schieberegister 108 ausgelesen (S-3).

Nach der vorbestimmten Belichtungsdauer bei dem Schritt

S-2 wird der Verschluß qeschlossen, wobei die Bildsignale (Ladungen) in den jewoiiigen Zellen nach I ig. 2 gesammelt sind; die in den Zellen der Bildaufnahmeeinheit gesammelten Ladungen werden bei dem Schritt S-3 vertikal jeweils 35

gleichzeitig um zwei Zeilen verschoben. Bei dem Beispiel

QK op a * «? me β « « *

β OO ·4 0 * 9 Φ <3

ρ β a«. © ίϊ λ«*ο οι *

9 φ» β β β P ώ PAQ 0

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nach Fig. 2 werden die in den Zellen (1,1) bis (1,4) gesammelten Ladungen über das erste Horizontal-Schieberegister 108 zu den Zellen E4, 1 J bis [.4,4 7 der Speicheranordnung übertragen, während die in den Zellen (2,1) bis

(2,4) gesammelten Ladungen zu dem ersten Horizontal-Schieberegister 108 übertragen werden. Auf gleichartige Weise werden die in den Zellen der jeweiligen Zeilen gesammelten Ladungen jeweils gleichzeitig um zwei Zeilen verschoben. Infolgedessen werden die Ladungen, die in den Zellen (3,1) bis (3,4), (4,1) bis (4,4), (5,1) bis (5,4), (6,1) bis (6,4), (7,1) bis (7,4), (8,1) bis (8,4) und -(9,1) bis (9,4) gesammelt wurden, jeweils zu den Zellen (1,1) bis (1,4), (2,1) bis (2,4), (3,1) :bis (3,4), (4,1) bis (4,4), (5,1) bis (5,4), (6,1) bis (6,4) bzw. (7,1) bis (7,4) übertragen.

Nachdem die beiden Zeilen der Ladungen übertragen worden sind, werden die zu dem ersten Horizontal-Schieberegister 2ß 108 übertragenen Ladungen über den Verstärker 110 ausgegeben.· Folglich werden die zu. dem Horizontal-Schieberegister 108 übertragenen, nämlich die bei dem Belichtungsvorgang in den Zellen (2,1) bis (2,4) gesammelten Ladungen seriell ausgelesen.

Danach werden die jeweils in zwei Zeilen der Zellen der Bildaufnahmeeinheit gesammelten Ladungen wieder übertragen. Infolgedessen werden die zu den Zellen (1,1) bis (1,4) übertragenen, nämlich während der Belichtung in den Zellen (3,1) bis (3,4) gesammelten Ladungen über das Horizontal-Schieberegister 108 zu den Zellen [4,1.1 biß ^4,4J der Speicheranordnung übertragen, n/ährRnd dje zu den Zellen (2,1) bis (2,4) übertragenen, nämlich während der Belichtung in den Zellen (4,1) bis (4,4) gesammelten Ladungen zu dem Hör izontal-Schiebereg i r; ter 108 überfragen werden.

Die zu den Zellen der jewelJiqen Zeilen dnr Spoicheranorri-

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nung 103 übertragenen Ladungen werden um eine Zeile verschoben. Infolgedessen werden die zuvor zu den Zellen Γ4,1 7 bis L 4,4j übertragenen, nämlich während der Belichtung in den Zellen (1,1) bis (1,4) gesammelten Ladungen zu den Zellen Γ 3,1 jf bis [3,4j übertragen. Danach werden die zu dem Horizontal-Schieberegister 108 übertragenen Ladungen ausgelesen, so daß diese Ladungen, nämlich die während der Belichtung in den Zellen (4,1) bis (.4,4) gesammelten Ladungen seriell ausgegeben werden.

Danach werden die Übertragung der in zwei Zeilen der Zellen der Bildaufnahmeeinheit 101 gesammelten Ladungen und der zu einer Zeile der Zellen der Speicheranordnung 103 übertragenen Ladungen sowie das Auslesen der zu dem Horizontal-

Schieberegister 108 übertragenen Ladungen abwechselnd ausgeführt, so daß die während der Belichtung in den Zellen (2,1) bis (2,4), (4,1) bis (4,4), (6,1) bis (6,4) und (8,1) bis (8,4) gesammelten Ladungen aufeinanderfolgend aus dem ersten Horizontal-Schieberegister 108 ausgelesen

werden. Auf diese Weise wird das erste Halbbild ausgelesen. Ferner werden die während der Belichtung in den Zellen (1,1) bis (1,4), (3,1) bis (3,4), (5,1) bis (5,4) und (7,1) bis (7,4) gesammelten Ladungen jeweils zu den Zellen [l,lj bis [1,4.3 , [2,11 bis [2,4J , L 3,1J bis L3,4l bzw. [4,lJ

γ _Ί

bis L 4 , 4 J der Speicheranordnung übertragen. Nachdem das erste Halbbild ausgelesen worden ist, beginnt das Auslesen des zweiten Halbbilds, nämlich ein Schritt S-4. Bei dem Schritt S-4 werden die zu den Zellen der jeweiligen Zeilen der Speicheranordnung übertragenen Ladungen jeweils um eine Zeile verschoben und die zu dem zweiten Horizontal-Schiebo— register 105 übertragenen Ladungen ausgelesen. Auf diese Weise werden die während der Belichtung in den Zellen (1,1) bis (1,4), (3,1) bis (3,4), (5,1) bin (S^)₁ (7,1)

bis (7,4) und C9,l) bis (9,4) qesnmmnlten I ndungen aus dem 35

Horizontal-Schieberegister 105 ausgegeben. Auf diese Weise

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·..····' ■-·"··■ 332066

-23- DE 3074

wird das zweite Halbbild ausgelesen.

Bei der BiIdauf'nahme-Einrichtung kann das zu einem Zeitpunkt aufgezeichnete bzw. aufgenommene Bildsignal für ein einzelnes Vollbild auf die gleiche Weise raie bei einem herkömmlichen Fernseh-Betriebsvorgang als erstes Halbbild und dann als zweites, in Zwisrhenzeilen verschachteltes Halbbild ausgelesen werden. Das erste Horizontal-Schieberegister 108 arbeitet gleichzeitig als Hörizontal-Schieberegister und paralleleingabe/Parallelausgabe-Schieberegister.

Es wird nun die Funktionsweise beim Betreiben der Bildaufnahme-Einrichtung in der Lau fbild-Videobetnebsart für die

Erzeugung eines Lau fbild-tVideosignals erläutert.

Ein Schritt M-I nach Fig. 5B entspricht dem Schritt S-I in Fig. 5A. Dieser Sehritt ist nicht unbedingt wesentlich.

In diesem FaIJ ist die Verschlußbetätigung nicht notwendig, so daG das Sammeln und das Auslesen parallel wiederholt werden kann. Schritt M-2 und M-2¹ stellen Sammelschritte dar, wobei das ' ein zweites Halbbild darstellt. Die bei dem Schritt M-2 gesammelten Ladungen (für das erste HaIb-

bild) werden bei einem Schritt M-3 ausgelesen, während die bei dem Schritt M-2' gesammelten Ladungen (für das zweite Halbbild) bei einem Schritt M-3¹ ausgelesen werden.

Ein Schritt M-4 stellt einen Schritt zum Übertragen der 30

in der Bildaufnahmeeinheit gesammelten Ladungen zu der Speicheranordnung dar.

Die BiIdübertragungs-LadungskoppJunqsanordnung der BiId-

aufnahme-L i nr ichtunq hat 490 l/er t ι ka i -7p 1 1 on in der RiId-35

aufnahmeeinheit und 245 Vertika1-Zel1 en in der Speicheren-

-24- DE J074

Ordnung. Daher sind der Ablauf der Übertragung aus der Bildaufnahmeeinheit zu der Speicheranordnung sowie das Verschachtelungs-bzw. Zeilensprungverfahren von denjenigen ·

bei der herkömmlichen Bildübertragungs-Ladungskopplungs-5

Anordriung verschieden. Die Funktionsweise wird anhand der Fig. 2 erläutert.

Bei dem Schritt M-2 erfolgt das Belichten und Sammeln, während bei dem Schritt M-4 die in der Bildaufnahmeeinheit gesammelten Ladungen zu der Speicheranordnung übertragen werden. Bei dem Übertragungsvorgang werden die in den Zellen (1,1), (1,2), (1,3) und (1,4) gesammelten Ladungen zuerst über das erste Hörizontal-Schieberegister 108 zu den Zellen j]4,lj , [4,2j , [4,3] , E4,4.J der Speicheranordnung 103 übertragen. Danach werden die Ladungen aus den Zellen (2,1), (2,2),: (2,3) und (2,4) zu den Zellen f4,l], j]4,2],t4,3j und L*4,4j übertragen.

ό_η Bei diesem Schritt wird an die Speicheranordnung keine Impulsspannung angelegt, so daß die während der Belichtung in den Zellen (1,1) bis (1,4) gesammelten Ladungen in den . Zellen f4,lj bis L*4,43 festgehalten werden. Infolgedessen werden die in den beiden Zellen-Zeilen (1,1) bis (1,4) und

2g (2,1) bis (2,4) der Bildaufnahmeeinheit gesammelten Ladungen in den Zellen L4,17 bis L4,4J zusammengefaßt.

Danach werden die Ladungen der Speicherzellen um eine Zeile versetzt. D.h., die in den Zellen L4,1U bis L4,4J zusammen-

QQ gefaßten Ladungen werden zu den Zellen Ü3,lJ bis t3,4j übertragen, während die Ladungen aus zwei Zeilen in der Bildaufnahmeeinheit, nämlich die während der Belichtung in den Zellen (3,1) bis (3,4) und (4,1) bis (4,4) gesammelten Ladungen zu den Zellen [4,l] bis C 4 , 4 J übertragen und dort zusammengefaßt werden. Danach werden die Verschiebung der Ladungen der Speicheranordnung um eine Zeile sowie die

OD Λ 9 ·« · *

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Verschiebung und Zusammenfassung der Ladungen der Bildaufnahmeeinheit aus zwei Zeilen zu den Zellen L4,lJ bis f4,4J wiederholt, so daß die zusammengefaßten Ladungen der Zellen (1,1) bis (1,4) und (2,1) bis (2,4) zu den Zellen C1, lj bis |.l,4l der Speicheranordnung übertragen werden, die zusammengefaßten Ladungen der Zellen (3,1) bis (3,4) und (4,1) bis (4,4) zu den Zellen Γ2,1J bis Γ 2 , 4 7 übertragen werden, die zusammengefaßten Ladungen der Zellen (5,1) bis (5,4) und (6,1) bis (6,4) zu den Zellen £3,1J bis L3,4 J übertragen werden und die zusammengefaßten Ladungen der Zellen (7,1) bis (7,4) und (8,1) bis (8,4) zu den Zellen [4,lJ bis [4,43 übertragen werden.

Danach werden bei den Schritten M-2¹ und M-3 die ßelichtungs- und Sammelvorgänge ausgeführt, während die zu der Speicheranordnung 103 übertragenen Ladungen aufeinanderfolgend zeilenweise zu dem Horizontal-Schieberegister übertragen werden und die zu dem Horizontal-Schieberegister 105 übertragenen Signale bzw. Ladungen aus dem Schie-

beregister 105 ausgegeben werden. Auf diese Weise wird das erste Halbbild ausgelesen.

Nachdem das erste Halbbild ausgelesen wurde, werden bei dem Schritt M-4 die bei dem Schritt M-2' in der Bildauf-

nahmeeinheit 101 gesammelten Ladungen zu der Speicheranordnung 103 übertragen. Da dies den Lesevorgang für das zweite Halbbild darstellt, werden bei der Übertragung der Ladungen aus der Bildaufnahmeeinheit 101 zu den Zellen

L4,l] bis L"4,4.J in der Weise, daß die Ladungen zweier Zei-30

len der ßildaufnahmeeinheit übertragen werden, die Zellen um eine Zeile versetzt.

Für das zweite Halbbild werden die in den Zellen (2,1) bis

(2,4), (3,1) bis (3,4), (4,1) bis (4,4), (5,1) bis (5,4), 35

(6,1) bis (6,4) und (7,1) bin (7,4) qenfimmfilten Ladungen

-26- DE 3074

zu den Zeile; η L 4 ,1 J bis L 4,4 J übertragen und in diesen zusammengefaßt, wonach die zusammengefaßten Ladungen zu den jeweiligen Zeilen der Speicheranordnung 103 verschoben

werden. Danach werden bei dem Schritt M-3¹ die in der 5

Speicheranordnung 103 gesammelten Ladungen zu dem Horizontal-Schieberegister 105 übertragen. Auf diese Weise wird, das zweite Halbbild ausgelesen. Bei dem Zusammensetzen der Ladungen zweier Zeilen der Bildaufnahmeeinheit ist der Übertragungs- und Addiervorgang für das erste Halbbild gegenüber dem Übertragungs- und Addiervorgang für das zweite Halbbild um eine Zeile versetzt, so daß das Zwischenzeilen-Signal für das erste Halbbild erzeugt wird. Daher kann das Bild wie bei einer Videokamera aufgenommen werden.

Während dieser Zeit wird das erste Horizontal-Schieberegister 108 als Paralleleingabe/Parallelausgabe-Register eingesetzt, während es nicht als Horizontal-Schieberegister arbeitet.

Da die Ladungen der Zellen der Bildaufnahmeeinheit jeweils

aus zwei Zeilen zusammengefaßt werden und die zusammengefaßten Ladungen in den Zellen der Speicheranordnung gesammelt werden, muß die Aufnahmefähigkeit der Zellen der Speise cheranordnung ungefähr doppelt so groß wie die Aufnahmefähigkeit der Zellen der Bildaufnahmeeinheit sein. Je grosser die Anzahl der zusammenzufassenden Zellen ist, umso größer muß die Aufnahmefähigkeit der Zellen der Speicheranordnung sein. Falls jedoch die Bildaufnahme-Einrichtung 3Q ausschließlich für den Standbild-Videobetrieb eingesetzt wird, kann die Aufnahmefähigkeit der Speicheranordnung im wesentlichem qloirh dor Aufnahmefähigkeit der Bildaufnahmeeinheit sein.

Die Tiq. 6 zfiiqt ein Aunführungsbeispiel einer Ansteuerungsschaltung der Bildaufnahme-Einrichtung-, während die Fig. 7

-27- DE 3074

ein Zeitdiagramm für die Schaltung nach Fig. 6 bei deren Betrieb in der Standbild-Videobetriebsart zeigt-

Wenn nach Fig. 7 Taktsignale jrfll, ιζί12, ιζί13 und ^14 zur Ansteuerung der Ladungskopplungsvorrichtung hohen Pegel haben, wird an die jeweiligen Elektroden ein niedriges positives oder negatives Potential angelegt, während bei dem niedrigen Pegel der Signale an die Elektroden eine hohe negative Spannung angelegt wird.

In der Fig. 6 sind mit 51 ein Startschalter, mit 52 eine monostabile Kippstufe, mit 53 ein Taktgenerator, mit 54 ein Zähler, mit 55 ein Festspeicher (ROM), der eine Umsetzungstabelle für Zählerinhalte und Signale in der Weise

speichert, daß die Signale in der in Fig. 7 gezeigten Weise abgegeben werden, mit 57 ein RS-Flip-Flop, mit 58 eine Uerschlußtreiberstufe, mit 59 bis 62 Pufferverstärker für die Ansteuerung der Ladungs kopplungsanordnung, mit 63 ein Verschluß, mit 64 eine optische Linse bzw. ein Objek-

tiv, mit 65 ein Schaltglied, mit 66 eine Signalverarbeitungsschaltung zum Umsetzen des Ausgangssignals der Ladungskopplungs-Anordnung in ein Aufzeichnungssignal und mit 67 ein Aufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen des Videosignals auf eine Magnetplatte bezeichnet.

Die Funktionsweise bei der Standbild-Videobetriebsart wird nun anhand der Fig. 7 erläutert.

Wenn der Startschalter 51 betätigt wird, wird ein Startimpuls SP erzeugt, durch den d η r 7 η h I π r 54 gelöscht wird, der danach durch das Taktausgangssignal der» Jak t. generators 53 sehr i tt wo j or mi TtjRi? 1 u f't wird. Dan Atisrjr<MC].';r; ι qua I dors Zählers 54 wird dem Festspeicher 55 zugeführt. Der fest-

speicher'55 qibt Signale entsprechend dem 7eitdiaqramm in 35

Fig. 7 ab.

-28- DE 3074

Bei dem Schritt S-I werden die Ladungen der Zellen der Ladungskopplungs-Anordnung gelöscht. Zu diesem Zweck wird an die Elektroden der Speicheranordnung eine niedrige positive oder negative Spannung gemäß der Darstellung durch ° die Taktimpulse (^13'!angelegt, während an die Elektroden der Bildaufnahmeeinheit und des -ersten Horizontal-Schieberegisters die Taktimpulse ^Jl und jzi 12 mit der doppelt so hohen Frequenz wie die Taktimpulse (^13 angelegt werden. Auf diese Weise werden die Ladungen aus jeweils zwei Vertikal-Zellen der Bildaufnahmeeinheit 101 zusammengefaßt und zu den Zellen der Speicheranordnung 103 übertragen. Danach werden sie seriell mittels der Taktimpulse 014 aus dem Horizontal-Schieberegister 105 ausgelesen. Nach dem Löschen bzw. Leeren wird der Schritt S-2 eingeleitet und der Ver-

Schluß 63 geöffnet, wodurch die Bildaufnahmeeinheit 101 belichtet wird und in deren Zellen Ladungen gesammelt werden. Danach wird zum Beenden des Belichtens der Verschluß 63 geschlossen und das Auslesen für das erste Halbbild begonnen (S-3). Wenn die Elektroden der Speicheranordnung

103 hohen Pegel haben, werden zwei Impulse 011 und zwei Impulse (^l2 erzeugt, so daß die Ladungen aus den Zellen (1,1) bis (1,4) zu den Zellen [4,l3 bis £4,4] übertragen werden und die Ladungen aus den Zellen (2,1) bis (2,4) zu dem ersten Horizontal-Schieberegister 108 übertragen wer-

den. Nach diesem Schritt nimmt das Potential der Elektroden der Speicheranordnung 103 den niedrigen Pegel an. Auf diese Weise wird zwischen dem ersten Horizontal-Schieberegister 108 und der Speicheranordnung 103 eine .Potentialschwelle gebildet. Danach werden vier Taktimpulse 012 er-

zeugt, so daß die während des Belichtens in den Zellen (2,1) bis (2,4) gesammelten Ladungen über den Verstärker 1.10 aus dnm ersten H orizontal-So hiebe register 108 ausgelesen werden. Dann wird die Potentialschwelle zwischen dem ersten Horizontal-Schieberegister 108 und der Speicheran-Ordnung 103 beseitigt und es werden zwei Taktimpulse 011

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-29- DE 3074

und zwei Taktimpulse ^12 erzeugt, so daß die Ladungen aus den Zellen (3,1) bis (3,4) zu den Zellen L~4,lJ bis £4,4J übertragen werden und die Ladungen aus den Zellen (4,1)

bis (4,4) zu dem ersten Horizontal-Schieberegister 108 5

übertragen werden.

Durch die Wiederholung der vorstehend beschriebenen Betriebsvorgänge werden die Ladungen aus den Zellen (2,1) bis (2,4), (4,1) bis (4,4), (6,1) bis (6,4) und (8,1) bis (8,4) aufeinanderfolgend aus dem ersten Horizontal-Schieberegister 108 ausgelesen. Auf diese Weise wird ein Signal VSl für das erste Halbbild ausgelesen. Zugleich werden die während des Belichtens in den Zellen (1,1) bis (1,4) ge- -p- sammelten Ladungen mittels der Taktimpulse izfl3 zu dem Horizontal-Schieberegister 105 übertragen, während die Ladungen.für die anderen ungeradzahligen Zeilen in der Speicheranordnung 103 gesammelt werden.

2Q Danach wird der Lesevorgang für das zweite Halbbild eingeleitet (S-4). Bei dem Schritt S-4 wird durch bei jedem Impuls jzi 13 erzeugte vier Taktimpulse jzil4 aufeinanderfolgend über den Verstärker 107 aus dem Horizontal-Schieberegister 105 ein Signal VS2 für das zweite Halbbild ausgelesen. D.

h., es werden aufeinanderfolgend die während des Belichtens in den Zellen (1,1) bis (1,4), (3,1) bis (3,4),

(9,1) bis (9,4) gesammelten Ladungen aufeinanderfolgend ausgelesen. Wenn die Ladung aus der Zelle (9,4) ausgelesen worden ist, wird ein Endsignal STP erzeugt, durch das der Zähler 54 den Zählvorgang beendet.

Die Videosignale VSl und VS2 werden dem Schaltglied 65 zugeführt. An dem Schaltglied 65 wird bei den. Schritten S-I und S-2 durch ein Signal izfl 5 ein Kontakt (b) angewählt, während der Dauer des Auslesens für das erste Halbbild (5-3) ein Kontakt (a) angewählt und dann wieder während

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der Dauer der, Auslesens für das zweite Halbbild (S-4) der Kontakt (b) angewählt.

Auf diese Weise werden über das Schaltglied 65 während der 5

Ausleseperioden für die jeweiligen Halbbilder die Videosignal selektiv der Signalverarbeitungsschaltung 66 zugeführt. Da die Ei ngangssignal 1 e ittingen umgeschaltet werden, werden die in den auf dem Halbleiterplättchen der Ladungskopplungsanordnung ausgebildeten Verstärkern 110 und 107 erzeugten Rauschsignale nicht addiert, so daß ein Signal mit einem hohen Nutzsignal/Störsignal-Verhältnis bzw. Rauschabstand erzeugt wird. Auf diese Weise wird ein Bild hoher Qualität reproduziert.

Bei der Laufbild-Videobetriebsart wird an dem Schaltglied 65 immer.der Kontakt (b) angewählt.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei der Bildauf-

O₀ nahme-Einrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Ladungsübertragungs-Vorrichtung verwendet, die eine Bildaufnahmeeinheit mit einer Vielzahl in einer Matrix angeordneter fotoelektrischer Wandlerzellen, eine Speicheranordnung zum Speichern von in der Bildaufnahmeeinheit gesammelten

2g Signalladungen, ein zweites Schieberegister zum Auslesen der Signalladungen aus der Speicheranordnung und ein erstes Schieberegister aufweist, die zum Auslesen der Signalladungen aus der Bildaufnahmeeinheit zwischen der Bildaufnahmeeinheit und der Speicheranordnung angeordnet ist.

Infolgedessen kann das zu einem jeweiligen Zeitpunkt von der Bildaufnahmeeinheit erzeugte Bildsignal eines Objekts aus den jeweiligen Schieberegistern als zwei Halbbildsignale unter gegenseitiger Verschachtelυng bzw. Zwischenzeilen-Versetzung ausgelesen werden. Dadurch ist die Um-Setzung in das herkömmliche Fernsehsignal einfach, so daß damit die Bildaufriahme-Einrichtung für die Standbild-Videobetriebsart geeignet ist.·

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Da ferner für die jeweilige Dauer des Auslesens des Halbbildsignals die Eingangssignalleitung zu der Signalverarbeitungsschalturig umgeschaltet wird, werden die Rauschsignale der Verstärker für das Umsetzen der Signalladungen der Übertragungsvorrichtung in Spannungen nicht miteinander zusammengesetzt, so daß ein -Signal mit einem hohen Nutzsignal/Störsignal-Verhältnis bzw. einem hohen Rauschabstand erzeugt wird;

Die Fig. 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Bildaufnahme-Einrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein auf dem Unterschied des Auslesens aus der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß der Darstellung in Fig. 1 beruhender Unterschied zwischen Pegeln der Auslesesignale kompensiert werden.

Das zweite Ausführungsbeispiel wird nun anhand der Fig. 8 erläutert, in welcher mit 11 eine Bildübertragungs-Ladungskopplungsvorrichtung gemäß der Darstellung in Fig. 2 mit

ungefähr 570 Horizontal-Zellen und ungefähr 490 Vertikal-Zellen bezeichnet ist (FT-CCD). Mit 12 ist eine Treiberstufe als Zusammensetzungs- bzw. Addiersteuervorrichtung für die Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) 11 bezeichnet, mit 13 ist ein Synchronisiersignalgenerator zum Erzeugen

von Impulsen für die Ansteuerung der Ladungskopplungsvorrichtung 11 bezeichnet, mit 14 ist eine Blenden/Verschlußsteuerschaltung zum Steuern der der Ladungskopplungsvorrichtung 11 zugeführten Lichtstärke bezeichnet, mit 15 ist'

eine erste Betriebsartwählschaltung zum Wählen der Lauf-30

bild-Videobetriebsart oder der Standbild-Videobetriebsart bezeichnet, mit 16 ist eine Belichtungsautomatik- bzw. Belichtungssteuer ei nhe it als L euchtdich te-Bes timmungsvorrichtung zum Festlegen eines Blendeηwerts einer Blende und einer Vefschlußzeit aufgrund des Ausgangssignals der Ladungskopplungsvorrichtung 11 bezeichnet, mit 17 ist β ine

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automatische Vnrstärkungssteuereinheit bzw. ein Regelver-

stärker zum veränderbaren Steuern eines Signalpegels im falle eines selbst bei mittels der Belichtungssteuereinheit 16 voll geöffneter Blende niedrigen Signalpegels be-5

zeichnet, mit 18 ist eine Signalverarbeitungsschaltung mit einer Verarbeitungsschaltung, einer Codierschaltung und einer Modulationsschaltung zum Umsetzen des Ausgangssignals des Regelverstärkers 17 in ein Aufzeichnungssignal bezeichnet, mit 19 ist ein Aufzeichnungskopf bezeichnet, mit 20 ist ein Aufzeichnungsmechanismus mit einem Motor bezeichnet, mit 21 ist eine Drehzahlsteuerschaltung zum Steuern der Drehzahl und der Phase des Motors des Aufzeichnungsmechanismus 20 mittels Steuerimpulsen aus dem Synchronisiersignalgenerator 13 bezeichnet, mit 22 ist ein NAND-Glied bezeichnet, mit 23 ist ein UND-Glied bezeichnet, mit 24 ist ein Schaltglied bezeichnet, mit 25 ist eine zweite Betriebsartwählschaltung zum Wählen der manuellen oder automatischen Wahl der Vollbild-Betriebsart und der HaIbbild-Betriebsart bei der Standbild-Videobetriebsart bezeichnet und mit 26 ist eine dritte Betriebsartwählschaltung zum Wählen der Vollbild-Betriebsart oder der Halbbild-Betriebsart bei dem Einschalten der manuellen Wahl mittels der Betriebsartwählschaltung 25 bezeichnet. Die

2g Schaltungen 22 bis 26 bilden eine Bestimmungs- bzw. Befehlsvorrichtung. Mit 30 ist ein Schaltglied bezeichnet, das einen Verstärker als Pegeleinstellvorrichtung enthält.

Wenn mittels der ersten Betriebsartwählschaltung 15 die Laufbild-Videobetriebsart gewählt wird, nimmt das Ausgangssignal der Π ο t ι¹ i cbsnr t.wäh I srlin 11 unq \b den niedrigen Pegel "L" an, aufgrund d'ossen der Synchronisiersignalgenerator L 3 Steuerimpuls für die l.nuf bi 1 d- V i dcnibelr i ebfjfirt erzeugt. Wenn ein nicht gezeigter Auslöseschalter betätigt wird, werdnn din Sohn 1 tunrjnn mit Strom vnrnorgt, um einen Aufzeichnungsvorgang einzuleiten. Da bei der Laufbild-Video-

A (b · β · β β * · O Λ

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betriebsart fortgesetzt aufgezeichnet wird, wird von der Belichtungssteuereinheit 16 die Blende gesteuert, während der Regelverstärker 17 eine Gegenkopplungssteuerung mit

einer geeigneten Zeitkonstante ausführt. Die Auslese-Be-5

triebsart der Ladungskopplungsvorrichtung 11 wird auf die Halbbild-Betriebsart eingeschaltet, wobei das Signal über den Ausgangsverstärker 107 aus dem zweiten Horizontal-Schieberegister 105 nach Fig. 2 ausgelesen wird.

Wenn mit der ersten Betriebsartwählschaltung 15 die Standbild-Videobetriebsart gewählt wird, nimmt das Ausgangssignal der Betriebsartwählschaltung 15 den hohen Pegel "H" an, mit dem dem Synchronisiersignalgenerator 13 die Er-

.,- zeugung von Steuerimpulsen für die Standbild-Videobetriebsart befohlen wird. Von der Belichtungssteuereinheit 16 werden die Verschlußzeit und der Blendenwert der Blende bestimmt und der Blenden/Verschluß-Steuerschaltung 14 zugeführt« Gemäß der vorangehenden Beschreibung bestehen bei

2Q der Standbild-Videobetriebsart die Halbbild-Betriebsart und die Vollbild-Betriebsart. Zur automatischen Wahl der Halbbild-Betriebsart oder der Vollbild-Betriebsart wird das Schaltglied 24 auf einen Kontakt (a) geschaltet, Falls bei der automatischen Wahl der Betriebsart von der Belich-

2g tungssteuereinheit 16 erfaßt wird, daß die Leuchtdichte des Objekts gering ist, nimmt eine Ausgangsleitung 27 den hohen Pegel "H" an. Damit nimmt das Ausgangssignal des NAND-Glieds 22 und auch das Ausgangssignal des UND-Glieds 23 den niedrigen Pegel "L" an, so daß der Synchronisiersignalgenerator 13 in der StandbiLd-Videobetriebsart auf die Halbbild-Bßtr j ßbsar t geschnihnt w.ird. Γ η I 1 π die I euc-htd i rhte des Objekts nicht niedrig ist, fiat die Ausgangs lni tunq 27 den nirnlriqrn Prqrl "I", an d;ii! die /\ii!sq/iMq!?i5 ι (pin I r den NAND-GJieds 22 sowie des UND-GJ i edf? 23 rlpri hohen f'nqei "II" annehmen, durch den der Synchroniπipns iqnn1qnnnratnr 13 in der Standbild-Videobetriebsart auf die VoJLbild-Hetriebsart geschaltet wird.

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Wenn mit der zweiten Betriebsartwählschaltung 25 die manuelle Wahl bzw. die Wahl von Hand eingeschaltet wird, wird das Scha 1 Ig lied 24 auf einen Kontakt (b) geschaltet, wodurch eine Einstellung mittels der dritten Betriebsartwählschaltunq 26 überprüft wird. Mit der dritten Betriebsartwählschal tung 26 kann bei der- Standbild-Videobetriebsart entweder die Halbbild-Betriebsart oder die Vollbild-Betriebsart gewählt werden.

Wenn bei der Standbild-Betriebsart die Halbbild-Betriebsart gewählt wird, kann selbst bei niedriger Leuchtdichte des Objekts ein Bild mit hohem Nutzsignal/Störsignal-Verhältnis bzw. Rauschabstand erzeugt werden. Wenn die Leuchtdichte des Objekts hoch ist, kann ein weichgezeich-

netes bzw. unscharf eingestelltes Bild erzeugt werden.

Wenn die Vollbild-Betriebsart gewählt wird, wird ein scharfes Bild mit hoher Auflösung erzeugt.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei der Halbbild-Betriebsart das Ausgangssignal des zweiten Horizontal-Schieberegisters nach Fig. 2 herangezogen, während bei der Vollbild-Betriebsart die Ausgangssignale des ersten

und des zweiten Horizontal-Schieberegisters herangezogen 25

werden; die Siqnale bei den jeweiligen Betriebsarten werden selektiv über das Schaltglied 30 abgegeben. Es wird nun die Funktionsweise des Schaltglieds 30 in Einzelheiten erläutert.

Die Fig. 9 zeigt eine erste Ausführungsform des Schaltglieds 30. Mit 40 ist ein Addierer bezeichnet, mit 41 ist nin Ve m t. ärkri· lic? ν \ rhnrl und mil i\'?.. int c i η Schall or bezeichnet. EJe i der Vollbild-Betriebsart, werden die Signale IA und IR' nun dem ernten bzw. dnm zwriten Horizontal-Schieberegistör miteinander in dem Addierer 40 addiert und

β ύ (

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das Summensignal wird mittels des Verstärkers 41 so eingestellt, daß sein Pegel gleich dem Pegel des Signals IC aus dem zweiten Horizontal-Schieberegister bei der Halbbild-

_ Betriebsart ist. Bei der Halbbild-Betriebsart wird das
ο

Signal dem Schalter 42 direkt zugeführt, ohne daß es über den Verstärker 41 geleitet wird. Der Schalter 42 wird bei der Vollbild-Betriebsart auf einen Kontakt (a) und hei der Halbbild-Betriebsart auf einen Kontakt (b) geschaltet. Auf

_in diese Weise wird ein Unterschied der Auslesesignalpegel

zwischen der Vollbild-Betriebsart und der Halbbild-Betriebsart beseitigt. Da der Signalpegel eingestellt wird, bevor das Signal andie Belichtungssteuereinheit 16 angelegt
wird, wird ein komplizierter Aufbau der nachfolgenden

■,p- Schaltungen vermieden.

Die Fig..10 und 11 zeigen eine zweite Ausführungsform 30' bzw. eine dritte Ausführungsform 30" des Schaltglieds 30.

2Q Nach Fig. 10 werden zum Festlegen der Verstärkung für die an dem Halbleiterplättchen ausgebildeten Verstärker HO
und 107 der Ladungskopplungsvorrichtung bzw. einer Gesamtverstärkung der .Bildaufnahmeeinheit 101, der Speicheranordnung 103, der Schieberegister 105 und 108 und der Verstärker 107 und 110 bei der Vollbild-Betriebsart die Signale IA und IB mittels gesonderter Verstärker 43 und 44
mit unterschiedlichen Verstärkungsfaktoren verstärkt, wobei die Ausgangssignale der Verstärker 43 und 44 mittels
eines Addierers 45 addiert werden. Die Funktionsweise ei-η es Schalters 46 ist die gleiche wie diejenige des Schalters 42 nach F ι π. 9.

Nach Fig. 11 wird br: i der ll;i I bb i 1 rl- Df I r ι '·1>.';;ι ι I df:r l'otjpl
des Ausl eses-i. gin) Ir? IC m i 11: p. I η ei mos D rim ρ f unrjuq J j cd:; 40
verringert, um dfim i t cJpm Prcjnl mi dr-ri Prqr I des AiiüIi'üi·-
s ig na Is bei rlpr Vo 11 bi Id-Bn I r I ebsnr r niiziiq 1 pichen . Mit 47

-36- DT 3Ü74

ι. «I. cm AdcJu'ii-r bo/1; ι c:liiio I., uuührcrid m j I t\^l) uiri .Schalter bezeichnet ist.

Während vorstehend die Bildübertragungs-Ladungskopplungs-5

vorrichtung (FT-CCD) beschrieben wurde, werden nachstehend eine Zwischenzcilen-Ladungskopplungsvorrichtung (IL-CCD) und eine Metalioxidhalbleiter-Ladungskopplungsvorrichtung (MOS-CCD) kurz erläutert.

Die Fig. 12 zeigt den Aufbau von Hauptteilen bei einer zweiten Ausführungsform der Bildaufnahmevorrichtung in der Bildaufnahme-Einrichtung, bei welcher die Zwischenzeilen-Übertragungs-Ladungskopplungsvorrichtung (IL-CCD) verwendet

.r wird. Mit 151 und 152 sind fotoempfindliche Elemente bzw. Fotozellen bezeichnet, die in der Form einer Matrix angeordnet sind. Mit 153 sind Vertikal-Schieberegister bezeichnet, die aus den Fotozellen elektrischelnformationen aufnehmen und sie in vertikaler Richtung übertragen. Mit 154 ist ein Ilorizontal-Schieberegister bezeichnet, mit 155 ist ein Ausgangsverstärker bezeichnet, mit 156 ist ein Schaltglied als Schaltvorrichtung bei dieser Ausführungsform der Bildaufnahme-Einrichtung bezeichnet und mit 157 ist ein Verstärker mit steuerbarer Verstärkung bzw. ein Regelverstärker bezeichnet.

Mit TCl und TC2 sind Gate-Elektroden bzw. Schaltelektroden • bezeichnet. Din Elektrode TGl bildet Wege zum Zuführen der elektrischen Informationen ηus den geradzahligen Zeilen der Fotozellen / u do η \/or Li k η !-Schieberegistern. Die Elektrode TG2 bildet Wecjf? zum 7ιιΠ.Πιγομ der elektrischen Informationen fius den iinriprndznh 1 iqen 7nilnn der Fotozellen zu den V'ertikn 1-Sch ι γΙη·.γο(| i .·; I <> in .

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Bei der Standbild-Videobetriebsart werden nach der Bildaufnahme und dem Schließen des Verschlusses dje Informationsladungen eier dem ungeraden Halbbild entsprechenden

Fotozellen (η . , η „ ) über die Elektrode 7 G2 zu den

γί

Vertikal-Schieberegistern J 53 übertragen und dann für ejne jeweilige Horizontal-Periods aus dem Hör ιzontal-Schieberegister 154 ausgelesen und über den Verstärker 15^Γι als Ausgangssignal der Ladungskopplungsvorrichtung für das ungerade Halbbild ausgegeben. Wenn alle Signale für das ungerade Halbbild ausgelesen worden sind, wer ei en bei der Periode für das nachfolgende gerade Halbbild über die Elektrode TGl aus den Fotozellen für das gerade Halb!)! Id

(m,, m„, ) die Ausgangesignale der 1adungsvorrJchtung

..p. für das geradzahlige Halbbild ausgelesen. Diese Betriebsart wird Vollbild-Betriebsart genannt, wobei die bei dieser Betriebsart fotoelektrisch umgewandelte Informationsladung mit Cl bezeichnet wird.

r,n Bei der Halbbild-Betriebsart der Standbild-l/ideobetriebnart werden die Informationsladungen aus einem Paar aus einem ungeraden Halbbild und einem geraden HalbbiJd, die einander benachbart sind, mittels der Vertikal-Schieberegister 153 addiert und aus dem Hör ιzonta 1-Sehieberegister 154 über den eingegliederten Verstärker 155 ausgegeben. Hierbei ist eine Informationsladung C2 durch Cl = 1/2 C2 gegeben.

Da gemäß der vorstehenden Bnschreibung bei der Standbild-Videobetriebsari. cIjc Merrgon der Informal, j orisJ adungen bei der Vollb ι .1 d-Uf! t r j. rjbr-ifi r L und der Hn I IjI) i 1 d Dn triebsn r L voneinander verschieden sind, sind rtrr Srlinlfnr \^vi(i und dm· Verstärker 157 dafür vnnjnüt'hnn, dir l'rijf I dor Aufuj-'iii'ji;-signale der I adungskopp 1 unrjnvor r i rht umj η ι n/un 1 e I 1 nii h/u·. Mim i nniidr r fin/inj I r\ γΊιριι . Bei dr-r Vn I I In I Ί H" I ι ifbüMil vn ι d

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rl or !>cli;i 1 Lo r I'>d auf" ni non Kontakt (b) geschaltet, wobei da:3 Aus 1 e.sc:; ι (jiia 1 mittels de;; Verstärkers 157 auf den gleichen Pegel wie das Auslesesignal bei der Halbbild-Betriebsart eingestellt wird und dann der automatischen Verstärkunqsrjteuerung bzw. dem Regelverstärker zugeführt wird .

Die Fig. 13 zeigt den Aufbau einer MOS-Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der Bildaufnahme-Einrichtung.

Der MOS-BLldwandler weist.fotoempfindliche Elemente bzw. Fotozellen .161, eine Horizontal-Abtastschaltung 162 und eine Wertika1-Abtastschaltung 163 auf. Die Funktionsweise

, p- des MOS-Bi 1 dwandlers ist bekannt, so daß deren Beschreibung hier weggelassen wird. Da der Bildwandler grundlegend ein X-Y-Abtaütwandler ist, kann er leicht in der Vollbild-Betriebsart und der Halbbild-Betriebsart betrieben werden, bei welcher die Signal ladungen von zwei benachbarten ZeI-len kombiniert bzw. addiert werden.

Da gemäß der voran gehende η Beschreibung bei diesen beiden Betriebsarten die Signalpegel der Auslesesignale voneinander verschieden sind, ist es erforderlich, bei den jeweiligen Betriebsarten die Pegel einzustellen.

Die Pegel der Auslesesignale bei diesen Betriebsarten werden dadurch eingestellt, daß das Signal über ein Schaltglied 165 7a\ ei η R in Verstärker 160 geleitet wird oder nicht.

fjemäß dor vni anflehenden Hesch it i hung \r<v rrleri bei dnti Aurf ührungshe i r;p i e I en der Π i I dnwf nähme -f i η ι i rhMmq dann, wenn die (!i'iili¹ Hc I ι ι I¹I)'i;n· I , Ihm tli< r die Ί ι <|iia Il :iduni|fMi heu ach hrirl er ( öl nc I t;k I ι ι .'u-lie r Waiul I e r /e I I en der ί es I l<ö r pn r-Π i 1 d-

i)b fin I nahiiuMMi ι r ι rhi um] /(i",ainiiienr|ti f ?ιΠ I we flcn , und rl i e /weite

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Betriebsart angewandt wird, bei der die S ιgna1 ladungen der jeweiligen Zellen gesondert ausqelesen werden, die Verstärkungsfaktoren für die AusJesesignaJe bei den beiden

Betriebsarten so eingestellt, daß bei den jeweiligen Be-5

t r i e b s a r t e η Signale des gleichen Pegels a b qe g e b e η werden.

Infolgedessen ist die Gestaltung der automatischen Belichtungssteuereinheit der Videokamera ei.nfarher.

Ferner wird eine Verringerung der Bildqualität durch den Pegelunterschied zwischen den Aus IesesignaJ en verhindert.

Da gemäß der Darstellung in der Fig. If) die Pegel, für das ungerade und das gerade Halbbild bei der V ο J 1 b i1d-B e t r i e bsp. art" eingeregelt bzw. ausgeglichen werden, wird ein Flimmern des mittels eines Fernsehempfängers reproduzierten Bilds verhindert.

Die Fig. 14 zeigt ein Schaltbild von Haupt teil en der Be-2Q liehtungssteuereinheit 16 nach I ig. 8. Die fig. 14 zeigt eine Ausführungsform einer Hrrni tt. lungsscha 1 t ung zum Ermitteln der Leuchtdichte. Mit 235 ist eine Integrierschaltung zum Integrieren eines von der BiJdaufnahmevorrichtung über das Schaltglied 3ü zugeführten Videosignals bezeichog net j während mit 2 36 ein Vergleiche!· bezeichnet ist . An einen EinganqsanschJuß des Vergleichers 23 6 wird eine Bezugsspannung Vref angelegt.

Das Videosignal wird mittel:; flor Integrier schaltung 235 integriert, deren Ausgängen ι gun 1 mit der Bezugsspannung Vref mittels der. Vrwq I r i (-he ι ·; ? 1fr ve rg I i rhr η wird, um d.'inii I zu ermitteln, nb dir I eiir h I d ι rhi η qrr i ng ι .<; I oder η u'lif . Die In'tr-g r i ρ !"sehn I I iinq '/i'j ir/ird für ein jedr-j ll.'ilhhild mittels eines \/p r I" i l< a I sy nrh rmi i r, ί r> r ·, ι qnn I ·; V ;in^r; d"in 'i\nch r on j s i e r.s i'jnri I gene rn I π i- I' ge I risch I b/in. /i/niclTj' ■! I r> 1 1 I .

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I) ι (! I itj. I '} /eiql elin! S I euo rseha I I ling der Bildaufnahme-.

tinrichturig in einer Aus führungs form, bei der die automatische Belichtungssteuerung nach F'icj. 8 ohne das Ausgangssignal, der I) i I dan friahmee inhe ι1 ausgeführt wird. Gleiche b

Γ 1 π in e η t e win die in I ι q. B gezeigten sind mit den gleichen Be/ugs/eieben unter /usat/ des Apostroph-Zeichens bezeichnet. Mit 29 ι ii t eine fotoinel ri.'.rlie b/w. I ich tmeßvor richtung wie ei up ii ι 1 ieium-f ο todiode bezeichnet. Das Ausgangssignal der I i eh trneßvor richtung 29 wird der Belichtungs-Steuereinheit lh¹ zugeführt, weLche den Regelverstärker 17' und die B I oiiden/Wo rsch 1 uß-Steuerschal tung 14' steuert. Wenn die Standb ι id-VitJeobetr iebsart und bei dieser die automatische; Wahl der Betriebsart gewählt sind, gibt die p. Be1 ichtungssleuereinheit \6' an der Ausgangsleitung 27' ein Signal mit dem Pegel "H" zum automatischen Wählen der Ha IbI) ι 1 d-Bo t r ι ebsar t al), wenn das Ausgangssignal der Lichtmeßvorrichtunq 29 niedrig ist, nämlich die Leuchtdichte des Übjekl b ι 1 d.s qerinq ist. Wenn das Ausgangssignal der PQ I i ch tiiKifiwf) r r i oh t urirj 29 lioch ist, nämlich die teuchtdichte ties Objektbild:; hoch ist, gibt die Be 1 ich tungss teuereinhoit 16' an der Ausgangs 1 eitung 27' ein Signal mit dem PegoJ "I " für das automatische Wählen der Vollbild-Bet rιe b s art a b.

Bei der Aus füll ι unqs form nach fig. \b kann eine Durch- »chri 11 t.s 1 ichl iiiffiijurig oder eine T e i J .1 ι ch (.messung dadurch gewählt werden, daß solektLU mehrere I ι. eh tineßvorrichtungen verwendet werden, die an unterschiedlichen Stellen angeordnet sind, wie er; bei einer herkömmlichen Kamera erfolgt.

(lemäß der \/o vr, I eilenden fieneh ι e> bunt| können gemäß dieser Aus füh rui πι·: I η ι in der I! i I d;iu I 11.1 lime I i π ι ι ί hi iinq se I ok I ι ν die η ι π I π (ie I γ ι eb.s-Ί ι I , bei d(?r die !ΐ i qrifi 1 1 ndungen aus miiidestens 7ViV i benn'-lib?! r I en rle r Vielzahl (O I ne 1 ek I. r i sehe r Wand-

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lerzellen dei· B i I dan fnahmeß ι nho i L konib ι π i nrl. bzw. addiert

werden, oder die zweite Betriebsart e i η q ο fit? t. / I worden, bei der die S ι gria 1 ladungen dor jeweiligen fotoelektrischen Wandler?olleη gesondert ausgelesen morden. 5

Infolgedessen ist es möglich, in Abhängigkeit, von der Anwendung ein srharffis Bild πι ι I hnher Auflösung oder -lurrh die Addition ο in Signal mit einem hohen Nu t/s ιgnal/Störsignal-VerhäJίη is bzw. RausohabsLand /u er/ougen. Wenn die L euchtdich Le des Objekts gering ist, wird die ο rs to Betriebsart gewählt, so daß für das Objekt geringer Helligkeit ein Signal mit hohem Rauschabstand or/ougt wird.

, ,- Es wird eine B i I clau f nahme-l ι η r ι oh t ung /um Aufnehmen eines Bilds eines Objekts unter Verwendung einer I es Lkörper-Bildaufnahmeanordnung mit einer Viel/ahl in einer Matrix angeordneter fo toe.l ek tr J sehe r Wandler/ollen angegeben, die eine Wählvorrichtung /um Wählen einer ersten ßetriebs-

2Q art, bei der Signal 1adungen aus mindestens zwei fotoelektrischen Wandler/eilen /usammengesc¹1/1 ausgelesen worden, und einer zweiten Betriebsart aufweist, bei der die Sitjnalladungen für jede der Γο too Iektrι schon Wand 1 er/o11 on gesondert ausgelesen werden, wobei für das Au:; 1 eses i gna 1 ein Verstärkurigsfaktor entsprechend eier tjniwählLen !Betriebsart ve rändert wird.

ι · te·. Leerseite

Claims

Patentanwälte und JEDTKE - DOHUNG:"T-::*vtwwi: ·::·":·· k^u;» # ^«* ρ* · «,,s^* * · · · ° ■β · Dip .-ng. H. Tiedtke i, LLMAMN " OBÄfoJs ° Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-lng. R. Kinne Djp| _|ng R Grupe Dipl.-lng. B. Pellmann Dipl.-lng. K. Grams Bavariaring 4, Postfach 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: O 89 / 537377 cable: Germaniapatent Mür 8. Juni 1983 DE 3074 Patentansprüche

1. Bildaufnahme-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Bildaufnahmevorrichtung (11; 101, 103; 151, 152; 161) zum Umsetzen von optischen Bildinformationen in elektrische Bildinformationen und zum Sammeln der elektrischen Bildinformationen, mehrere Auslesevorrichtungen (105, 108; 153, 154; 162, 163) zum Auslesen der elektrischen Bildinformationen ρ die an unterschiedlichen Teilen der Bildaufnahmevorrichtung gesammelt sind, und eine Schaltvorrichtung (30; 65; 156; 165) zum selektiven Zuführen der Bildinformationen aus den Auslesevorrichtungen zu einem gemeinsamen Signalkanal unter einer vorbestimmten Zeitsteuerung.

2. Bildaufnahme-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Auslesevorrichtungen (105, 108; 153, 154) jeweils eine Umsetzvorrichtung (107, 109; 155) zum Umsetzen der elektrischen Bildinformationen aus der Bildaufnahmevorrichtung (101, 103; 151, 152) in ein vorbestimmtes elektrisches Signal aufweisen.

3. Bildaufnahmc-Einrichtung nach Anspruch J oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Auslesevorrichtungen (105, 108; 153, 154) jeweils ein Hnr izont.o 1 -Schieberegister aufweisen.

A/2 5

Dresdner Bank (München) Kto. 3 939 844 Bayer. Verelnsbonk (München) KIo. 508 941 Poslacheck (München) Kto. βΤΟ-43-S

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4. Bildaufnahme-Einrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmevorrichtung (11; 101, 103; 151, 152; 161) eine Vielzahl fotoelektrischer Wandlerzellen aufweist, die in einer Matrix angeordnet sind.

5. Bildaufnahme-Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren 'Auslesevorrichtungen (105, 108) zum unabhängigen Auslesen der Bildinformationen vorbestimmter Zeilen der Vielzahl der in der Matrix angeordneten Wandlerzellen ausgebildet sind.

6. Bildaufnahme-Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmevorrichtung (101, 103)

eine Bildaufnahmeeinheit (101), der die optischen Bildinformationen zugeführt werden, und eine optisch abgeschirmte Speichereinheit (103) zum Speichern der in der Bildaufnahmeeinheit gesammelten Bildin format ionen aufweist und daß mindestens eine (108) der mehreren Auslesevorrichtun-

gen (105, 108) zwischen der Bildaufnahmeeinheit und der Speichereinheit angeordnet ist.

7. Bildaufnahme-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine

Bildaufnahmevorrichtung (11) zum Umsetzen optischer BiId-

informationen in elektrische Bildinformationen und zum Sammeln der elektrischen Bildinformationen, eine Additionssteuervorrichtung (12, 13, 30) zum Addieren der an unterschiedlichen Teilen der Bildaufnahmevorrichtung gesammelten elektrischen Bildinformationen, eine Befehlsvorrich-

tung (15, 16, 25, 26) zum Befehlen des Addiersteuervorgangs der Additionssteuervorrichtung und eine Pegeleinstellvorrichtung (16, 17) zum den Befehlen mis dor ßefehlsvorrichtung entspreche η den Finstellfn der PpcjpI der elektrischen Bi J din formationen aus der Bildaufnnhmevarrichtunq.

α * re

β Λ οο

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8. Bildaufnahme-Einrichtung nach Anspruch Ί- dadurch gekennzeichnet, daß die Additionssteuervorrichtung (12, 13, 30) eine Bildaufnahmevorrichtungs-Treiberschaltung (12) zum Addieren vorbestimmter Teile der in der Bildaufnahmevorrichtung (11) gesammelten elektrischen Bildinformationen aufweist. ·

9. Bildaufnahme-Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmevorrichtung (11) eine Vielzahl fotoelektrischer Wandlerzellen aufweist, die in einer Matrix angeordnet sind.

10. Bildaufnahme-Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch

gekennzeichnet, daß mit der Additionssteuervorrichtung

(12, 13, 30) die Bildinformationen einer vorbestimmten Zeile der Vielzahl von in der Matrix angeordneten Wandlerzellen mit den Bildinformationen einer weiteren vorbestimmten Zeile .addierbar sind«

11. Bildaufnahme-Einrichtung nach einem der Ansprüche

7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlsvorrichtung (15, 16, 25, 26) einen von Hand bedienbaren Schalter aufweist.

12. Bildaufnahme-Einrichtung nach einem der Ansprüche

7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlsvorrichtung (15, 16, 25, 26) eine Leuchtdichte-Unterscheidungsvorrichtung (16) zum Ermitteln der Leuchtdichte eines Objekts und zum Erzeugen eines Signals aufweist, mit dem die Additionasteuervorrichtunq (12, 13, 30) den Addiprsteuervorgang ausführt, wenn die Leuchtdichte des Objekts unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt.

13. Bildaufnahme-Einrichtung naph einem der Ansprüche ob

7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegeleinstell-

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vorrichtung (16, 17) einen Verstärker (17) mit veränderbarer Verstärkung aufweist.

14. Bildaufnahme-Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Pegeleinstellvorrichtung (16, 17) die Pegel der elektrischen Bildinformationen so einstellbar sind, daß unabhängig von dem Addiersteuervorgang die Pegel der elektrischen Bildinformationen gleich sind.