DE3400216A1

DE3400216A1 - Fernsehkamera mit einer feststoffaufnahmeanordnung

Info

Publication number: DE3400216A1
Application number: DE19843400216
Authority: DE
Inventors: Arnoldus Johannes Juliana Eindhoven Boudewijns
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1983-01-18
Filing date: 1984-01-05
Publication date: 1984-07-26
Also published as: FR2539569B1; JPH043712B2; CA1210140A; US4571625A; NL192315C; KR840007495A; FR2539569A1; GB8400913D0; JPS59138172A; DE3400216C2; GB2133658A; NL8300176A; GB2133658B; NL192315B

Description

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"Fernsehkamera mit einer Feststoffaufnahmeanordnung"..

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernseh-. kamera mit einer Feststoffaufnahmeanordnung, die mit in Reihen und Spalten gegliederten Aufnahmeelementen und mit damit gekoppelten Steuerelektroden zum Erhalten einer Ladungsübertragung zwischen Aufnahmeelementen versehen ist und mit einer mit den Steuerelektroden gekoppelten Steuerschaltung, über welche Steuerschaltung und Steuerelektroden die Aufnahmeanordnung im Zeilensprungverfahren mit eine Bildperiode bildenden Vertikal-Perioden, die je eine Vertikal-Abtast- und Austastdauer aufweisen, ein Fernsehbildsignal im Zeilensprungverfahren liefert.

Eine derartige Fernsehkamera ist in einem Artikel in der Zeitschrift "IEEE Transactions on Electron Devices", Heft ED-20, Nr. 6, Juni 1973, Seiten 535 bis 541 beschrieben. Der Artikel befasst sich mit dem Problem, eine mit einer Feststoffaufnahmeanordnung versehene Fernsehkamera, ein einfaches, 2:1-Zeilensprungbildsignal liefern zu lassen. Als Lösung wird das Zusammenstellen verschiedener Kombinationen von Paaren der Reihen opto-elektronischer Aufnahmeelemente in zwei, eine Bildperiode bildende Vertikal-Perioden beschrieben. So lassen sich die von den fortlaufenden numerierten Reihen 1, 2, 3» ^·» 5» 6 usw. von Aufnahmeelementen herrührenden Informationen in der ersten Vertikal-Periode oder Teilbildperiode zu Informationen kombinieren, die zu ungeradzahligen Fernsehzeilen 1, 3, 5 usw., entsprechend der Formel: Reihen 1+2, 3+4, 5+6. usw., gehören, und in der zweiten Vertikal-Periode oder Teilbildperiode lassen sich Informationskombinationen bilden, die zu geradzahligen Fernsehzeilen 2_f 4, 6 usw., entsprechend der Formel: Reihen 2+3, 4+5, 6+7, gehören,. Weiterhin ist angegeben, dass es bei einer Ausführungsform der FeststoffaufnähmeanOrdnung als zweiphasig gesteuerte Ladungsübertragungsanordnung, bei der die Aufnahme-

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elemente mit je zwei Steuerelektroden ausgebildet sind, möglich ist, diesen Steuerelektroden eine derartige Span-

. "· nung zuzuführen, dass dabei eine einer optischen Information entsprechende Lichtintegration und Ladungsspeicherung

B in der ersten Teilbildperiode bei der einen Steuerelektrode und in der zweiten Teilbildperiode bei der anderen Steuerelektrode erfolgt. In beiden beschriebenen Fällen sind die Schwerpunkte der Lichtintegrationsgebiete mit der Ladungsspeicherung bei der Feststoffaufnähmeanordnung bis in eine Mittellage verschoben, was einem Zeilensprungverfahren bei der Aufnahme und Wiedergabe des Bildsignals entspricht.

Weiterhin ist angegeben dass bei einer Ausführungsform- der Feststoffaufnahmeanordnung als dreiphasig gesteuer- te Ladungsübertragungsanordnung, wobei die Aufnahmeelemente mit je drei Steuerelektröden ausgebildet sind, eine Schwerpunktverschiebung bei den Lichtintegrationsgebieten mit der Ladungsspeicherung dadurch verwirklichbar ist, dass in der ersten Teilbildperiode eine der drei Steuerelektroden zur Ladungsspeicherung vorgespannt und in der zweiten Teilbildperiode die anderen zwei Steuerelektroden vorgespannt werden. Dabei sind die Lichtintegrationsgebiete mit der Ladungsspeicherung, die in der ersten Teilbildperiode wirksam sind, denen, die in der zweiten Teilbildperiode wirk- sam sind, nicht gleichförmig, was als Nachteil betrachtet werden kann. Denn das verschobene Lichtintegrationsgebiet' hat zwar dasselbe Format, aber das Gebiet zur Ladungsspeicherung ist nahezu verdoppelt. Dabei können.bei der Wiedergabe des Bildsignals Leuchtdichteschwankungen zwischen dem Bildsignal der ersten und der zweiten Teilbildperiode auftreten, die zu mit der Bildfrequenz auftretenden störenden Flimmererscheinungen führen können.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Fernsehkamera zu schaffen, aufgebildet mit einer Feststoffauf- · nahmeanordnung, die unmittelbar ein Zeilensprungbildsignal

erzeugt, wobei Form und Lage der Lichtintegrationsgebiete ' und der Ladungssρeicherungsgebiete und die Steuerelektrodenausbildung für ein- oder mehrphasig Steuerung auf das

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Zeilensprungverfahren überhaupt keinen Einfluss ausüben. Eine erfindungsgemässe Fernsehkamera weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Steuerschaltung während mindestens einer Vertikal-Abtastzeitdauer jeder Bildperiode ein -Ladungsübertragungssignal zum Durchführen einer einfachen Ladungsübertragung zwischen allen aufeinanderfolgenden Aufnahmeelementen in jeder Spalte von Aufnahmeelein enten . abgibt.

Mit Hilfe der einzigen Ladungsübertragung zwischen den Aufnahmeelementen in den Spalten der Feststoff auf nahmeanordnung während einer oder mehrerer Vertikal -Abtastzeitdauern kann, beruhend auf derselben Basis, ein Ein- oder Mehrfachzeilensprungbildsignal unmittelbar von der Feststoffaufnahmeanordnung geliefert werden.

Eine Ausführungsform einer Fernsehkamera nach der Erfindung weist dazu das Kennzeichen auf, dass bei Anwendung eines Zeilensprungverfahrens, wobei eine Bildperiode eine ganze Anzahl η Vertikal-Perioden umfasst und in dem Fall, dass die Ladungsübertragungssignale für die einfache Ladungsübertragung (n-i)-mal in der Bildperiode auftreten, diese Signale abwechselnd zu von Null abweichenden Teilen der Vertikal-Periode auftreten, welche Teile dem ten, ten usw. Teil der Vertikal-Periode nahezu, entsprechen.

Eine andere Ausführungsform weist das Kennzeichen auf, dass bei Anwendung eines Zeilensprungverfahrens, wobei eine Bildperiode eine ganze Anzahl m Teilbildperioden umfasst und in dem Fall, dass die Ladungsübertragungssignale für die einfache Ladungsübertragung m-mal in der Bildperiode auftreten, diese Signale abwechselnd, zu Zeitpunkten der Vertikal-Periode auftreten, die aufeinanderfolgend gerechnet um einen —-Teil der Vertikal-Periode. voneinander abweichen.

Die einfache Ladungsübertragung zwischen den Aufnahmeelementen in den Spalten der Feststoffaufnahmeanordnung kann zum annähernden Korrigieren lagenabhängiger Empfindlichkeitsunterschiede bei der Feststoffaufnahmeanordnung in bezug auf eine beispielsweise opto-elektro-

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nische Umwandlung bei den Aufnahmeelementen benutzt werden.

Exhe Fernsehkameraausführungsform weist üaböi das Kennzeichen auf, dass die Steuerschaltung das genannte g Ladungsübertragungssignal für die einfache Ladungsübertragung für eine sequentiell erfolgende Übertragung zwischen den Aufnahmeelementen liefert.

■ Eine weitergehende Korrektur mit einer lagenabhängigen Anpassung wird bei einer Kameraausführungsform verwirklicht, die weiterhin das Kennzeichen aufweist, dass die sequentielle Ladungsübertragung mit veränderlicher Geschwindigkeit erfolgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der • Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schaltplan relevanter Einzelteile einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Fernsehkamera mit einfachem 2:1-Zeilensprung und einige zugeordnete Signaldiagramme,

' Fig. 2 eine Erläuterung der Wirkungsweise der Fernsehkamera nach Fig, 1,

Fig. 3a ein bei der Kamera nach Fig. 1 mögliches Signaldiagramm und, Fig. 3b eine Erläuterung der Wirkungsweise davon, "

■ . Fig. 4a und Fig. 4b eine Darstellung für eine Kameraausführung mit mehrfachem 3s1-Zeilensprung,

Fig. 5a und Fig. 5b Darstellungen, die zu einer anderen Karneraausführungsform gehören, wirksam mit 3s 1-Zeilensprung,

Fig. 6a und Fig. 6b eine Darstellung einer Karneraausführungsf orm mit 2:1-Zeilensprung und mit dreiphasig gesteuerten Steuerelektroden,

Fig. 7a und Fig. 7b Darstellungen., die zu einer anderen Kameraausführungsform gehören.

In Fig. 1 ist PP eine einen Teil einer Schwarzweiss- oder Farbfernsehkamera bildende Feststoffaufnahmeanordnung, die mit in Reihen P1 ... Px und Spalten P1 Py gegliederten Aufnahmeelementen P versehen ist, Die

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Aufnahme el ementespal te P1 enthält eine Reihenschaltung aus Aufnahmeelementen P11, PI2 usw. bis P1x wobei die Spalte Py mit einer Reihenschaltung aus Aufnahmeelementen Py1, Py2 usw. bis Pyx dargestellt ist. In den Reihen P1 ... Px liegen die Aufnahmeelemente P beispielsweise (u.a. elektrisch) voneinander getrennt, wobei von der Reihe P1 bzw. Px die Aufnahmeelemente P laufend bezeichnet sind durch P11, P21 usw. bis Py1, bzw. P1x, P2x usw. bis Pyx. Wenn Licht als Strahlung auf die Aufnahmeanordnung PP trifft, sind die Aufnahmeelemente P opto-elektronisch wirksam. Untenstehend wird Licht als Strahlungsbeispiel genannt, aber andere Strahlungen wie beispielsweise IR-. oder Röntgenstrahlung könnten ebenfalls von der Aufnahmeanordnung PP aufgenommen werden.

Der beschriebene Aufbau der Aufnahmeanordnung-PP kann in einer sogenannten Rasterübertragungsanordnung (Frame Transfer Device) vorhanden sein, von der dann weiter eine Rasterspeicheranordnung PM und ein damit gekoppeltes Parallel-Ein, Reihe-Aus-Schieberegister SR einen Teil bilden. Die Speicheranordnung PM und das Schieberegister SR sind mit einer lichtundurchdringbaren Schicht versehen, dies im Gegensatz zu der opto-elektronischen Aufnahmeanordnung PP. Die Speicheranordnung PM ist mit Spalten M1, M2 usw. bis My aus Reihenschaltungen nicht dargestellter Schiebeelemente aufgebaut. Das Schieberegister SR enthält durch SR1, SR2 usw. bis SRy bezeichnete Registerelemente, die aufeinanderfolgend mit den Spalten M1, M2 usw. bis bzw. My und in Reihenschaltung mit einer Ausgangsklemme verbunden sind, bei der ein Signal PBS angegeben ist. Das Signal PPS wird von einer auf diese ¥eise gebildeten Rasterübertragungsanordnung (PP, PM, SR) unter Ansteuerung einer Steuerschaltung CC abgegeben, die einfachheitshalber mit drei Teilsteuerschaltungen CC1, CC2 und CC3 darge- . stellt ist, die mit der Aufnahmeanordnung PP, der Speicher— anordnung PM und dem Schieberegister SR gekoppelt sind. Die Steuerschaltung CC ist unter Ansteuerung eines Synchronsignals CS, das weiterhin bei den Eingangsklemmen der Schaltungsanordnungen CC1, CC2 und CC3 angegeben ist,

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wirksam. Bei den Ausgängen der Schaltungsanordnungen CC1, CC2 und CC3 sind Steuersignale PS, MS bzw. SRS angegeben, von denen weiterhin in Fig. 1 auf schematische Weise Signaldiagramme PS, MS und SRS als Funktion der Zeit aufgetragen sind. Die zwei Ausgänge der Steuerschaltungen CC1, CC2 und CC3 führen gegenphasige Steuersignale. Die dargestellten Signaldiagramme MS und SRS gehören zu einer Steuerung der Speicheranordnung PM und des Schieberegisters SR, wie in der US-Patentschrift 3.824.337 beschrieben. Auf gleiche Weise .gehört das in Fig. 1 dargestellte Signaldiagramm PS zu der bekannten Rasterübertragungssteuerung, wenn ein darin dargestelltes Signal CTS 1 fehlt. Das Signal CTS 1 ist nach der Erfindung in dem Steuersignal PS für die Aufnahmeanordnung PP vorhanden. · In Fig. 1 ist die Rasterübertragungsanordnung (PP, PM, SR) als Beispiel zur Anwendung der Erfindung gegeben. Andere Ausführungsformen einer reihenweisen Weiterschiebung bei einer Aufnahmeanordnung (PP) zum Abgeben eines Bildsignals (PPS) sind möglich. Aber es soll eine Möglichkeit geboten werden für eine einfache Ladungsübertragung zwischen allen aufeinanderfolgenden Aufnahmeelementen (p) in jeder Spalte (P1 ... Py) von Aufnahmeelementen (P). Dabei gibt es dann eine Weiterschiebemöglichkeit je Reihe und je Spalte, auf jeden Fall um nur ein Aufnahmeelement in den Spaltenrichtungen.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Aufnahmeanordnung PP nach der Erfindung wird zunächst eine kurze Beschreibung der Wirkungsweise der bekannten- Rasterübertragungsanordnung (PP, PM, SR) gegeben. Dabei wird als Beispiel von einer zweiphasigen Steuerung der Anordnungen PP und PM und des Schieberegisters SR ausgegangen. Dazu sind die Schaltungsanordnungen CC1, CC2 und CC3 mit je zwei Ausgängen ausgebildet, die mit Steuerelektroden CE1 bzw. CE2 der Aufnahmeanordnung PP, mit Steuerelektroden CE3 bzw. CE4 der Speicheranordnung PM und mit Steuerelektroden CE5 bzw. CE6 des Schieberegisters SR verbunden sind. Die Aufnahmeelemente P, die nicht dargestellten Schiebeelemente der Anordnung PM und die Registerelemente des

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Schieberegisters SR können als Ladungsübertragungsanordnungen, beispielsweise als ladungsgekoppelte Anordnungen, als Eimerkettenspeicheranordnungen, als Ladun.gsinjekt.ionsanordnungen oder auf eine andere Art und Weise ausgebildet sein»

Bei dem Signaldiagramm PS aus Fig. 1 ist durch TP eine Fernsehbildperiode bezeichnet. Da ein 2:1-Zeilensprung vorausgesetzt wird, umfasst die Bildperiode TP zwei Teilbildperioden oder Vertikal-Perioden·TV, die durch TV1 und TV2 bezeichnet sind. Von den Vertikal-Perioden TV1 und TV2 sind eine Vertikal-Abtastzeitdauer durch TVS und eine Vertikal-Austastzeitdauer durch TVB bezeichnet. Die Zeitdauern TVS und TVB sind für genormte Fernsehsysteme nicht massgerecht dargestellt, die Vertikal-Austastzeitdauer TVB kann beispielsweise etwa &°/o der Vertikal-Periode TV betragen. Beim Fehlen des Signals CTS 1 in dem Stetiersignal PS treten darin auf bekannte Weise nur in den Vertikal-Austastzeit'dauern TVB Impulse auf, die schematisch dargestellt sind. Die Zeitdauer, während der die Impulse auftreten, kann beispiesweise etwa 3% der Vertikal-Periode TV betragen. Die Impulse in den Zeitdauern TVB sorgen für ein Weiterschieben der in den Aufnahmeelementen P vor- . handenen Information durch die Spalten P1 ... Py hindurch bis in die Spalten M1 ... My der Anordnung PM, wozu das· Signaldiagramm MS aus Fig. 1 ebenfalls Impulse in den Vertikal-Austastzeitdauern TVB zeigt. .

Bei dem Signaldiagramm MS ist durch TH eine Fernseh-Horizontal-Periode bezeichnet, die, ebenfalls nicht massgerecht dargestellt, eine Horizontal-Abtastzeitdauer THS und eine Horizontal-Austastzeitdauer THB umfasst. Der in dem Signaldiagramm MS aus Fig. 1 dargestellte Impuls in der Horizontal-Austastzeitdauer THB verursacht eine einfache Informationsverscliiebung durch die Spalten M1 , M2 .... My hindurch bis in die Schieberegisterstufen SR1, SR2 ... SRy. Das Signaldiagramm SRS aus Fig. 1 zeigt in der nachfolgenden Horizontal-Abtastzeitdauer TIIS schematisch dargestellte Impulse, die eine Informationsweiterschiebung in dem Schieberegister SR zu der Klemme mit

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dem Bildsignal PPS versorgen.

Um zu verwirklichen, dass die bekannte Raster-. übertragungsanordnung (PP, PM, SR) ein einfaches 2:1-zeileiiversprungenes Bildsignal PPS liefert, unabhängig von dem Aufbau der Aufnahmeelemente P und unabhängig von der Art der Steuerung für die Ladungsübertragung in den Spalten P1 ... Py, ist es beispielsweise ausreichend, das in dem Signaldiagramm PS auf schematische Weise dargestellte Signal CTS1 einzuführen. Das Signal CTS1 aus Fig. 1 ist ein Ladungsübertragungssignal zum simultanen oder sequentiellen Durchführen einer einfachen Ladungsübertragung zwischen allen aufeinanderfolgenden Aufnahmeelementen P in jeder Spalte P1 ... Py, und zwar während einer der zwei Vertikal-Abtastzeitdauern TVS der BiIdperiode TP und etwa auf der Hälfte derselben.. In dem Signaldiagramm PS aus Fig. 1 ist dargestellt, dass das Ladungsübertragungssignal CTS 1 für die einfache·Ladungsübertragung um etwa eine halbe Vertikal—Periode (-jr TV) früher auftritt als die Zeitdauer, worin das darauffolgende Weiterschieben bei den Anordnungen PP und PM in der Vertikal-Austastzeitdauer TVB erfolgt. Das Ladungsübertragungs signal CTS 1 und die weiter zu beschreibenden Ladungsübertragungssignale CTS (2 bis 11) für die einfache Ladungsübertragung tritt beispielsweise in einer Horizontal-Austastzeitdauer THB in der Vertikal-Abtastzeitdauer TVS auf, wenn zu dem das Bildsignal PPS liefernden Schieberegister SR Übersprechen möglich ist.

Zur Erläuterung des Ergebnisses des Signals CTS für die einfache Ladungsübertragung sei auf Fig. 2 verwiesen. In Fig. 2 ist ein Teil einer Spalte von Aufnahmeelement.en P der Aufnahme an Ordnung PP zweimal dargestellt und in allgemeinem Sinne ist die Spalte Py als Beispiel gewählt worden. Von der Spalte Py sind einige Aufnahmeelemente P durch Py3, Py^ und Py5 näher bezeichnet. In Fig. 2 ist durch TV1 und TV2 angegeben, dass dabei die Spalte Py am Ende der Vertikal-Periode TV1 bzw. TV2 betrachtet wird. Aus dem Signaldiagramm PS aus Fig. 1 folgt, dass die Aufnahmeanordnung PP auf bekannte Weise in der

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Vertikal-Periode TV1 wirksam ist. So folgt nach der Infonnationsweiterschiebung in der Vertikal-Austastzeitdauer TVB der Vertikal-Periode TV1 eine Lichtinformation-Integrationszeitdauer, wobei auf die Aufnahmeanordnung PP treffendes Licht opto-elektronisch in elektrische Ladung, die in den Aufnahmeelementen P gespeichert wird, umgewandelt wird. Diese Information-Integrationszeitdauer, wird, unter Vernachlässigung der Zeitdauer (etwa y/o) mit den Weiterschiebeimpulsen in der Vertikal-Austastzeitdauer TVB als der Vertikal-Periode TV entsprechend vorausgesetzt. In Fig. 2 sind bei der Spalte Py, die die integrierte Information am Ende der Vertikal-Periode TV1 enthält, einige den Aufnahmeelementen P zugeordnete (eigene) Lichtintegrationsgebiete schraffiert dargestellt. Die Aufnähmeelemente Py3 und Py5 sind mit einem von rechts oben nach links unten schraffierten Lichtintegrationsgebiet und das Aufnahmeelement Py4 mit einem von links oben nach rechts unten schraffierten Lichtintegrationsgebiet dargestellt. Durch Punkte sind in Fig. 2 bei der Spalte Py (TV!) die Schwerpunkte der Lichtintegrationsgebiete dargestellt, welche Schwerpunkt mit denen der Gebiete der Aufnahmeelemente Py3» Py^ und Py5 zusammenfallen. Das Ergebnis ist, dass in den Aufnahmeelementen P der Aufnahmeanordnung PP am Ende der Vertikal-Periode TV1 Information gespeichert ist, die von dem eigenen Lichtintegrationsgebiet herrührt, welche Information letzten Endes in das Bildsignal PPS gelangen und bei Wiedergabe davon an derselben Stelle in dem wiedergegebenen Bild vorhanden sein wird.

Das Signal CTS 1 für die einfache Ladungsübertragung zwischen den Aufnahmeelementen P in den Spalten P1 ... Py, etwa halbwegs der Vertikal-Periode TV2, gibt an dem Ende derselben eine Informationsverteilung über die Spalten, wie bei der Spalte Py (TV2) in Fig. 2 dargestellt ist. Es stellt sich heraus, dass am Ende der Vertikal-· Periode TV2 in jedem Aufnahmeelement P der Spalte Py (TV2) Information gespeichert ist, die etwa zur Hälfte aus dem eigenen Lichtintegrationsgebiet herrührt (Zeitdauer -g-TV bei dem Signaldiagramm PS aus Fig. 1) und etwa zur

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anderen Hälfte aus dem in der Spalte Py (TV2) höher liegenden Lichtintegrationsgebiet herrührt. So folgt für das Aufnahmeelement Py4 der Spalte Py (Τ\Γ2) , dass darin eigene, Von links oben nach rechts unten schraffiert darge-

B stellte Information und von rechts oben nach links unten schraffiert dargestellte Information,"die von dem Aufnahmeelement Py5 herrührt, gespeichert ist. Dadurch werden die Schwerpunkte der schraffiert dargestellten Informationen, die den Lichtintegrationsgebieten entsprechen in der Spalte Py (TV2) bis in die Mittellage verschoben mit denen der Spalte Py (TV1) verglichen. Das Ergebnis wird letzten Endes ein Bildsignal PPS sein mit einem ebenfalls verschobenen Informationsinhalt, welches Bildsignal PPS bei einer im Zeilensprungverfahren erfolgenden Abtastung bei Wieder-

15. gäbe die Informationen an richtiger Stelle wiedergibt. Es dürfte einleuchten, dass die einfache Ladungsübertragung statt in der beschriebenen Spaltenrichtung auch in der entgegengesetzten Spaltenrichtung durchgeführt werden kann; was auch für die weiteren Beispiele gilt.

Stattdessen, dass zum Erhalten eines Zeilensprungbildsignals PPS das Signal(Diagramm) PS nach Fig. 1 benutzt wird, kann ein in Fig. Ja. dargestelltes Signal-' (Diagramm) PS benutzt werden. Dabei dient Fig. 3b zur Erläuterung der Wirkungsweise der Aufnahmeanordnung PP nach Fig.. 1. In dem Signaldiagramm PS nach Fig. 3^- tritt in der Vertikal-Abtastzeitdäuer TVS der beiden Vertikal-Perioderi TV1 und TV2 ein durch CTS 2 und CTS J bezeichnetes Ladungsübertragungssignal für die einfache Ladungsübertragung auf. Es stellt sich heraus, dass gegenüber der ursprünglichen Situation mit den zusammenfallenden Lichtintegrationsgebieten und Aufnahmeelementgebieten (Spalte Py (τνΐ ) aus Fig. 2.) nun auch am Ende der Vertikal-Periode TV1 eine Informationsverschiebung in der Spalte Py (TV!) aus Fig. 3t> vorhanden ist. Aus dem Signal CTS 2 aus Fig. 3a geht hervor, dass die Integration innerhalb des eigenen Lichtintegrationsgebietes über etwa eine Zeitdauer von j· TV erfolgt. Dabei ist bereits von dem in der Spalte Py (TV1 ) darüberliegenden Aufnahmeelernent P eine um eine

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Zeitdauer \ TV integrierte Information zugeführt. So gilt für das Aufnahmeelement Py4 der Spalte Py (TV1) aus Fig. 3b, dass -τ·-Τβϋ der eigenen , von links oben nach rechts unten schraffiert dargestellten Lichtintegrationsinformation mit TJr-Teii der von rechts oben nach links unten schraffiert dargestellten Information, die zum dem Aufnahmeelement Py5 gehört, kombiniert wird. Die Schwerpunkte der schraffiert dargestellten Lichtintegrationsgebiete nach, der Spalte Py (τνΐ ) aus Fig. 3t» sind um -ijr-Teil der Aufnahmeelementhöhe nach unten verschoben im Vergleich zu der Spalte Py (TV1) aus Fig. 2.

Nach dem Signal CTS 3 in dem Signaldiagramm PS aus Fig. Ja. folgt eine eigene Integrationszeitdauer gleich etwa t*tTV einer Informationsübertragung. So gilt nun für das Aufnahme element Py4 in der Spalte Py (TV2) , dass -£-Teil der eigenen, von links oben nach rechts unten schraffiert dargestellten Lichtintegration-Information mit -j-Teil der von rechts oben nach links unten schraffiert.dargestellten Information, die zu dem Aufnahmeelement Py5 gehört, kombiniert wird. Die Schwerpunkte der schraffiert dargestellten Lichtintegrationsgebiete nach der Spalte Py (TV2). aus Fig. 3t» sind, um -r-Teil der Aufnahme elementhöhe nach unten verschoben im Vergleich zu der Spalte Py (TV1) aus Fig. 2. Ein Vergleich der Spalten Py (TV1) und Py (TVS) aus ' Fig. yo zeigt, dass die Schwerpunkte der schraffiert dargestellten Gebiete gerade um eine halbe Aufnahmeelementhöhe verschoben sind, wie dies einem einwandfrei durchgeführten 2:1-Zeilensprungverfahren bei Aufnahme und. Wiedergabe zugehört.

Die Signaldiagramme PS nach Fig. 1 und Fig. 3a gehören zu einer Fernsehkamera, die ein einfaches, 2:1-zeilenversprungenes Bildsignal PPS liefert. Dabei ist in dem Signaldiagramm PS nach Fig. 1 einmal das Ladungsübertragungssignal CTS 1 je Bildperiode TP erforderlich, während zwei Ladungsübertragungssignale CTS 2 und CTS 3 nach Fig. 3& erforderlich sind. Zur Betonung dieses Unterschiedes ist das 2:1-Zeilensprungverfahren bei dem Signaldiagramm PS nach Fig. 1 durch n=2 und bei dem nach Fig. 3^-

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. PIIN 1Ö.55O γ£ 12-10-1983

durcli ΐιι=2 bezeichnet.

Die einfache Ladungsübertragung nach dem n-Verfahren auä Fig. 1 und Fig. 2 bietet den Vorteil der Einfachkeit, aber dabei kann abhängig vom Bildinhalt ein bildfrequeiites Flimmerphänomen auftreten. Denn während der Vei^tikal-Periode TV1 (Fig. 2) speichern die Aufnahmeelemente P Information, die zu dem eigenen Lichtintegra-' tionsgebiet gehört, und während der Vertikal-Periode TV2 wird iit den Aufnahmeelementen P die Hälfte der Information aus dem' eigenen^ I/iclitintegrattionsgebiet und die Hälfte aus dem darüber bzw. darunterliegenden Integrationsgebiet gespeichert, so dass während der Vertikal-Periode TV2 eine zweimal grössere Aufnahmeelementhöhe vorhanden ist als während der Vertikal-Periode TV1. Diese Asymmetrie kann zu der Flimmererscheinung führen. Die einfache Ladungsübertragung nach dem m-Verfahren aus Fig. 3a und Fig. 3b vermeidet diese Asymmetrie, da-in den beiden Vertikal-Perioden TV1 und TV2 über die doppelte ursprüngliche Aufnahmeelementhöhe eine Informationskombination

ZO von Ty- und ^r-Teil der eigenen bzw. zugeführten Information gebildet wird.

Für den Fall, dass die Fernsehkamera nach Fig. ein mehrfach, beispielsweise 3'· 1-zeilen.versprungenes Bildsignal PPS liefern muss, sind in Fig. 4a für η = O und in Fig. 5& für m=3 hinzupassende Signaldiagramme PS gegeben. Fig. kh und Fig. 5b dienen dabei.zur Erläuterung der wirkungsweise der Aufnahmeanordnung PP nach Fig. 1. Drei Vertikal-Perioden TV1, TV2.und TV3 bilden nach Fig. ka. und.Fig. 5a die Bildperiode TP. Nach dem Signaldiagramm PS aus Fig. 4a treten zwei, durch CTS k und CTS 5 bezeichnete Laduiigsübertragungssignale in den Vertikal-Perioden TV2 und TV3 auf, die zu etwa einer Zeitdauer entsprechend

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r~ TV bzw. — TV vor dem Ende derselben auftreten. Die Spalte Py (TVi) aus Fig. 4b entspricht der aus Fig. 2. Die Spalte Py (TV2) aus Fig. 4b zeigt eine Schwerpunktverschiebung, der schraffiert dargestellten Gebiete um — Teil der Aufnahmeelementhöhe und die Spalte Py (TV3) aus -Fig. 4b zeigt abermals eine derartige Verschiebung

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gegenüber der Spalte Py (TV2). Das Resultat wird die Erzeugung eines Bildsignals PPS durch die Anordnung (PP, PM, SR) sein, welches Signal zu einem 3 '· 1 Zeilensprungverfahren bei Aufnahme und Wiedergabe optimal passt.

Nach dem Signaldiagramm PS aus Fig. 5^a kann in der Vertikal-Periode TV1 ein durch CTS 6 bezeichnetes Ladungsübertragungssignal benutzt werden, das um eine Zeitdauer entsprechend beispielsweise etwa ·τ TV früher auftritt als das Ende desselben. Dabei sollen in den Vertikal-Perioden TV2 und TV3 zwei Teilbildübertragungssignale CTS 7 und CTS 8 auftreten, und zwar um eine Zeit-

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dauer entsprechend etwa 7· TV bzw. -r TV früher als das Ende der Vertikal-Periode TV. Gegenüber der■Spalte Py (TV2) aus Fig. 5b zeigen die Spalten Py (TV 1 ) und Py(TV2)' eine Schwerpunktserhöhung bzw, -erniedrigung der schraffierten

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Gebiete um y = —-Teil der Aufnahmeelementhöhe. Das Resultat

ο 3
wird die Erzeugung eines optimalen 351-zeilenversprungenen Bildsignals PPS durch die Anordnung (PP, PM, SR) aus Fig. sein.

Das bei Fig. 5a und Fig. $h gegebene Beispiel für das m-Verfahren bietet den Vorteil der symmetrischen Signalkombination über zwei Aufnahmeelementhöhen, da für die Vertikal-Perioden gilt: TV1 mit ^-Teil eigener Information und -r Teil zugeführter Information, TV2 mit der

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Kombination -?-Teil eigener und r--Teil zugeftihrter Information und TV3 mit ^-Teil eigener, und -r-Teil zugeführter Information.

Wenn ein mehrfach 4:1-zeilenversprungenes Bildsignal PPS erzeugt werden muss, gilt für den Fall n=h, dass _in drei Vertikal-Perioden TV der Bildperiode TP = ein Ladungsübertragungssignal vorhanden sein muss, welche

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Signale zu etwa dem -r -, -r - und -r - Teil der Vertikal-Periode TV auftreten müssen,- jedoch darin mit einer, beliebigen Reihenfolge. Im allgemeinen formuliert gilt, dass bei Anwendung eines Zeilensprungverfahrens, wobei eine Bildperiode eine ganze Anzahl η Vertikal-Perioden umfasst und im Falle, dass die Ladungsübertragungs.signäle für die einfache Ladungsübertragung (n-1)mal in der Bildperiode

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auftreten, diese Signale abwechselnd zu von Null abweichenden Teilen der Vertikal-Periode auftreten müssen, welche

Teile dem ■ten, ten usw. Teil der Vertikale-Periode

nahezu entsprechen.

& .. Beim Erzeugen eines m:1 zeilenversprungenen ■ Bildsignals PPS mit Hilfe eines Ladungsübertragungssignals. CTS in jeder Vertikal-Periode TV der Bildperiode TP (Fig. 3a und Fig,. 5a) legt die Wahl, des Zeitpunktes in einer der Vertikal-Perioden TV den Zeitpunkt in den anderen Vertikal-Perioden fest, jedoch mit einer fi^ihen Reihenfolge. Für m=2 gilt, dass die Zeitpunkte um eine Zeitdauer von etwa

. Y TV voneinander abweichen müssen (Fig. 3^a) » f"^u:r ^m=:3 folgt eine Zeitdauer von etwa ·τ TV (Fig. 5a) .· Im allgemeinen , dass bei Anwendung eines Zeilensprungverfahrens, wobei eine Bildperiode eine ganze Anzahl m-Vertikal-Perioden umfasst und im Falle, dass die Ladungstibertragüngs sifjnale für die einfache Ladungsübertragung m-mal in der Bildperiode auftreten, diese Signale abwechselnd zu Zeitpunkten der Vertikal-Periode auftreten müssen, die auf-

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einanderfolgend-gerechnet um —-Teil der -Vertikal-Periode voneinander abweichen. Auch hier gilt, dass die Reihenfolge beliebig, ist.

Die Ladungsübertragungssignale CTS für die einfache Ladungsübertragung, auftretend während Vertikal-

25.Abtastzeitdauern TVS zu bestimmten Zeitpunkten in betreffenden Teilen der Vertikal-Perioden TV, können bei der Aufnahme an Ordnung PP zu einer simultanen oder sequentiellen .Ladungsübertragung führen. Als Vorteil für die simultane einfache Ladungsübertragung in den Spalten P1 ... Py gilt, dass eine einfache Parallelsteuerung der Spalten P1 ... Py erfolgen kann. Die sequentielle einfache Ladungsübertragung entspricht gleichsam einer Welligkeit längs den Spalten PI ... Py von den Aufnahmeelementen P11 ... Py1 zu den · Aufnahmeelernenten P1x ... Pyx der Aufnahmeanordnung PP in Fig. 1 oder umgekehrt. Als Vorteil für die sequentiell, erfolgende Ladungsübertragung gilt, dass diese benutzt werden kann zum annähernden Korrigieren platzabhängiger Empfindlichkeitsunterschiede zwischen den Aufnahmeelementen

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P der Aufnahmeanordnung PP, dadurch, dass eine angepasste Schwerpunktverlegung der Lichtintegrationsgebiete durchgeführt wird. Diese Empfindlichkeitsunterschiede können aus Asymmetrien beim Aufbau der Aufnahmeelemente P herrühren in bezug auf Unterschiede in der Elementform, -Oberfläche sowie -tiefe. Eine platzabhängige Korrektur kann bei der sequentiellen Ladungsübertragung durch eine platzabhängige veränderliche Geschwindigkeit erfolgen. ' Die Geschwindigkeitsänderung kann in sowie zwischen den " Aufnahmeelementsspalten P1 ... Py vorhanden sein.

Die sequentielle einfache Ladungsübertragung zwischen den Aufnahmeelementen P der Spalten P1 ... Py der Aufnahmeanordnung PP nach Fig. 1, die zum.Erhalten einer gewünschten Schwerpunktslage der bestimmten Lichtintegrationsgebiete benutzt wird, kann während Horizontal-Abtastzeitdauern THS umfassender Horizontal-Perioden TH in der Vertikal-Abtastzeitdauer TVS durchgeführt werden, wenn Übersprechen zu dem Schieberegister SR nicht gefürchtet wird. Sollte dies jedoch der Fall sein, so können die einfachen Ladungsübertragungen in der Vertikal-Abtastzeitdauer TVS über mehrere Horizontal-Austastzeitdauern THB zeitlich gestreut durchgeführt werden.

Fig. 6a und 6b sowie Ja. und ¹Jh beziehen sich auf eine Kameraausführungsform mit 2:1-Zeilensprungverfahren und mit dreiphasig gesteuerten Steuerelektroden. Bei den Spalten Py aus Fig. 6b und Fig. fb sind einige Steuerelektroden durch gestrichelten Linien dargestellt, die bei der Spalte Py (TV1) aus Fig. 6b durch CE1', CE2' und CE3' bezeichnet sind. Die Aufnahmeelemente P sind aus drei Teilen bestehend dargestellt. In dem Signaldiagramm PS aus Fig. 6a, das für den Fall n=2 gilt, ist angegeben,.dass in der Vertikel-Periode TV2 ein Ladungsübertragungssignal CTS 9 etwa, zur Periodenhälfte· (-g- TV) auftritt. Aus einem Vergleich der Spalten Py (TV1) und Py (TV2) ausFig. Gh geht hervor, wie bei Fig. 2 eingehend beschrieben wurde, dass die Schwerpunkte der schraffiert dargestellten Lichtintegrationsgebiete bei der Spalte Py (TV2) in der Mitte zwischen denen der Spalte Py (TV1) liegen. Ein einwandfrei

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zeilenvers-prungen.es Bildsignal PPS bei Aufnahme und Wiedergabe wird das. Resultat sein.

In dem Signaldiagramm P¹S aus Fig. 7a, das für den Fall m=2 gilt, ist angegeben, dass in der Vertikalg Periode TV1 an beispielsweise etwa dem ■£-Teil vor dem Ende derselben ein Ladungsübertragungssignal CTS 10 auftritt, wobei in jeder Vertikal-Periode ,TV2 ein Ladungs-

übertragungsignal CTS 11 an etwa dem ^-Teil vor dem Ende auf.treten.muss« Aus einem VergXei.Gh der Spalten Py (TVi)

to und Py (tV2) aus· Fig. 7b gehtifterYory wie bei Fig. 3b eingehend beschrieben, dass die Schwerpunkte der schraffiert dargestellten Lichtintegrationsgebiete bei der Spalte Py (TV2) in der Mitte zwischen denen der Spalte Py (TV1) liegen. Es stellt sich heraas,· dass unabhängig von der dreiphasigen Steuerung für die Aufnahmeelemente P ein einwandfrei zeilenversprungenes Bildsignal PPS erzeugt werden kann, was auch für höherphasige Steuerungen gilt.

In Fig. 7a ist als Beispiel dargestellt, dass die Ladungsübertragungssignale CTS 10 und CTS 11 in dem Steuersignal PS zu einem Zeitpunkt auftreten, der etwa 4 TV bzw¹. T-TV vor dem Ende der Vertikal-Periode TV1 bzw. TV2 auftritt, Dabei, wird während der Vertikal-Periode TV1 für die Aufnahmeelemente P eine Informationskombination mit γ - Teil eigener Information und -τ - Teil zugeführter Information gebildet, während für die Teilbild-Periode

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' TV2 folgt: £ - Teil eigene Information und -g - Teil zugeführte Information. Dabei liegen in der Spalte Py (TV1) aus Fig. 7b die Schwerpunkte der schraffiert dargestellten Lichtintegrationsgebiete zu r - Teil der AufnahraeelementhÖMie und die der Spalte Py (TV2) zu dem τ - Teil davon. Wenn diese oder.eine andere asymmetrische Informationskombinat.ion in bezug auf den dreiphasigen Aufbau der Aufnahineelemente P keinen Vorteil bietet, kann die symmetrische Informationskombination gewählt werden, wie diese bei Fiff·' 3a und bei Fig. Jb mit den Informationskombinätionen von T -» Τ - Teil und -r'-, T- Teil beschrieben worden ist. : · Die Spalten Py sind in Fig. 6b und Fig. 7b

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mit identischen Aufnahmeelementen P in den Vertikal—' Perioden TV1 und TV2 dargestellt. Es ist jedoch möglich, ausgehend von einem ungeänderten Aufnahmeeleraentaufbau bei dor Spalte Py (TV1), die Aufnahmeelemente P bei einer Spalte Py (TV2) um -r - oder -r· - Teil verschoben zu haben, was durch eine Anpassung der dreiphasigen Steuerung auf einfache Weise durchführbar ist. Als Beispiel dient das Bilden der verschobenen Aufnahmeelemente P bei einer.

Spalte Py (TV2) aus zwei der -r Teile des ursprünglichen

■ ι TO Aufnahmeelementes (beispielsweise die zwei unteren — Teile des Elementes Py4 der Spalte Py (TV1)) und aus einem der — - Teile des oben- oder untenliegenden ursprünglichen Aufnahmeelementes (in dem Beispiel den oberen ττ Teil des untenliegenden Elementes Py3 der Spalte Py (TV1)). Dabei sind die Schwerpunkte der Aufnahmeelemente P in der Spalte Py (TV2) um — - Teil der Aufnahmeelementhöhe gegenüber denen in der Spalte Py (TV1) verschöben. Daran angepasst muss der Zeitpunkt des Auftritts des Ladungs'übertragungssignals CTS für die einfache Ladungsübertragung gewählt werden. Eine weitergehende Schwerpunktverlagerung über γ· - T_eil der Aufnahmeelementhöhe ergibt zusammen mit dem genannten — Teil, die für den einwandfreien 2:1-Zeilensprung geltende Schwerpunktverlagerung über die Hälfte der Aufnahmeelementhöhe.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

Fernsehkamera mit einer Feststoffaufnahmeanordnung, die mit in Reihen und Spalten gegliederten Aufnahmeelementen und mit damit gekoppelten Steuer-' elektroden zum Erhalten einer Ladungsübertragung zwischen Aufnahmeelementen versehen ist und mit einer mit den Steuerelektroden gek o-ppelten Steuerschaltung, über welche Steuerschaltung und Steuerelektroden die Aufnahmeanordnung im Zeilensprungverfahren mit eine Bildperiode bildenden Vertikal-Perioden, die je eine Vertikal-Abtast und -Austastzeitdauer aufweisen, ein Fernsehbildsignal im Zeilensprungverfahren liefert, · dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (CC) während mindestens einer Vertikal-Abtastzeitdauer (TVS) jeder Bildperiode (TP) ein Ladungsübertragungssignal (CTS) zum Durchführen einer einfachen Ladungsübertragung zwischen allen aufeinanderfolgenden Aufnahmeelementen in jeder Spalte (P1 ... Py) von Aufnahmeelementen (Ρ) abgibt.

2. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anwendung eines Zeilensprungverfahrens, wobei eine Bildperiode (TP) eine ganze Anzahl η Vertikal-Perioden (TV) umfasst und in dem Fall, dass die Ladungsübertragungs signale (CTS) für die einfache Ladungsübertragung (n-i)-mal in der Bildperiode (TP) auftreten, diese Signale abwechselnd zu von Null abweichenden Teilen der Vertikal-Perioden (TV) auftreten, welche Teile, dem

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ten, -ten usw. Teil der Vertikal-Periode.(TV) nahezu

entsprechen.

3. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anwendung eines Zeilensprungverfahrens, wobei eine Bildperiode (TP) eine ganze Anzahl m Vertikal-Perioden (TV) umfasst und in dem Fall, dass die Ladungsübertragungs signale für die einfache Ladungsübertragung m-mal in der Bildperiode (TP) auftreten, diese Signale

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abwechselnd zu Zeitpunkten der Vertikal-Periode (TV) auftreten, die aufeinanderfolgend gerechnet um etwa — - Teil der Vertikal-Periode (TV) voneinander abweichen. k. Fernsehkamera nach einem der vorstehenden Ansp'rüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (CC), das genannte Ladungsübertragungssignal (CTS) für die einfache Ladungsübertragung für eine sequentiell erfolgende Übertragung zwischen den Aufnahmeelementen. (Ρ) liefert.

5. Fernsehkamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die sequentielle Ladungsübertragung mit veränderlicher Geschwindigkeit erfolgt.