DE3400216C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsehkamera 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 einer 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 Verti­ kal-Perioden beschrieben. So lassen sich die von den fortlaufenden numerierten Reihen 1, 2, 3, 4, 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, 4, 6 usw., entsprechend der Formel: Reihen 2+3, 4+5, 6+7, gehören. Weiterhin ist angegeben, daß es bei einer Ausführungsform der Feststoffaufnahmeanordnung als zweiphasig gesteuerte Ladungsübertragungsanordnung, bei der die Aufnahmeelemente mit je zwei Steuerelektroden ausgebildet sind, möglich ist, diesen Steuerelektroden eine derartige Spannung zuzuführen, daß dabei eine einer optischen Information entsprechende Lichtintegration und Ladungsspeicherung 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 Feststoffaufnahmeanordnung 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 gesteuerte Ladungsübertragungsanordnung, wobei die Aufnahmeelemente mit je drei Steuerelektroden 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 wirksam 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, ausgebildet mit einer Feststoffaufnahmeanordnung, die unmittelbar ein Zeilensprungbildsignal erzeugt, wobei Form und Lage der Lichtintegrationsgebiete und der Ladungsspeicherungsgebiete und die Steuerelektrodenausbildung für ein- oder mehrphasige Steuerung auf das Zeilensprungverfahren überhaupt keinen Einfluß ausüben. Eine erfindungsgemäße Fernsehkamera weist dazu das Kennzeichen auf, das die Steuerschaltung während mindestens einer Vertikal-Abtastzeitdauer jeder Bildperiode ein Ladungsübertragungssignal zum Durchführen einer einfachen Ladungsübertragung zwischen allen aufeinanderfolgenden Aufnahmeelementen in jeder Spalte von Aufnahmeelementen abgibt.

Mit Hilfe der einzigen Ladungsübertragung zwischen den Aufnahmeelementen in den Spalten der Feststoffaufnahmeanordnung während einer oder mehrerer Verti­ kal-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 n Vertikal-Perioden umfaßt und in dem Fall, daß die Ladungsübertragungssignale für die einfache Ladungsübertragung (n-1)-mal in der Bildperiode auftreten, diese Signale abwechselnd zu von Null abweichenden Teilen der Vertikal-Periode auftreten, welche Teile dem

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-elektronische Umwandlung bei den Aufnahmeelementen benutzt werden.

Eine Fernsehkameraausführungsform weist dabei das Kennzeichen auf, daß die Steuerschaltung das genannte 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 zeigt

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 4b eine Darstellung für eine Kameraausführung mit mehrfachem 3 : 1-Zeilensprung,

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

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

Fig. 7a und 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 Aufnahmeelementespalte P1 enthält eine Reihenschaltung aus Aufnahmeelementen P11, P12 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 PPS angegeben ist. Das Signal PPS wird von einer auf diese Weise gebildeten Rasterübertragungsanordnung (PP, PM, SR) unter Ansteuerung einer Steuerschaltung CC abgegeben, die einfachheitshalber mit drei Teilsteuerschaltungen CC1, CC2 und CC3 dargestellt ist, die mit der Aufnahmeanordnung PP, der Speicheranordnung 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, 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-PS 38 24 337 beschrieben. Auf gleiche Weise gehört das in Fig. 1 dargestellte Signaldiagramm PS zu der bekannten Rasterübertragungssteuerung, wenn ein darin dargestelltes Signal CTS1 fehlt. Das Signal CTS1 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 Schieberegisters SR können als Ladungsübertragungsanordnungen, beispielsweise als ladungsgekoppelte Anordnungen, als Eimerkettenspeicheranordnungen, als Ladungsinjektionsanordnungen 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 8% der Vertikal-Periode TV betragen. Beim Fehlen des Signals CTS1 in dem Steuersignal PS treten darin auf bekannte Weise nur in den Verti­ kal-Austastzeitdauern TVB Impulse auf, die schematisch dargestellt sind. Die Zeitdauer, während der die Impulse auftreten, kann beispielsweise etwa 3% der Vertikal-Periode TV betragen. Die Impulse in den Zeitdauern TVB sorgen für ein Weiterschieben der in den Aufnahmeelementen P vorhandenen 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 Informationsverschiebung 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 THS schematisch dargestellte Impulse, die eine Informationsweiterschiebung in dem Schieberegister SR zu der Klemme mit dem Bildsignal PPS versorgen.

Um zu verwirklichen, daß die bekannte Rasterübertragungsanordnung (PP, PM, SR) ein einfaches 2 : 1- zeilenversprungenes 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 Bildperiode TP und etwa auf der Hälfte derselben. In dem Signaldiagramm PS aus Fig. 1 ist dargestellt, daß das Ladungsübertragungssignal CTS1 für die einfache Ladungsübertragung um etwa eine halbe Vertikal-Periode (½ TV) früher auftritt als die Zeitdauer, worin das darauffolgende Weiterschieben bei den Anordnungen PP und PM in der Vertikal-Austastzeitdauer TVB erfolgt. Das Ladungsübertragungssignal CTS1 und die weiter zu beschreibenden Ladungsübertragungssignale CTS2 (2 bis 11) für die einfache Ladungsübertragung tritt beispielsweise in einer Horizon­ tal-Austastzeitdauer THB in der Vertikal-Austastzeitdauer TVS auf, wenn zu dem das Bildsignal PPS liefernden Schieberegister SR Übersprechen möglich ist.

Zur Erläuterung des Ergebnisses des Signals CTS1 für die einfache Ladungsübertragung sei auf Fig. 2 verwiesen. In Fig. 2 ist ein Teil einer Spalte von Aufnahmeelementen P der Aufnahmeanordnung 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, Py4 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 Vertikal-Periode TV1 wirksam ist. So folgt nach der Informationsweiterschiebung 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 3%) 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 Aufnahmeelemente 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 (TV1) die Schwerpunkte der Lichtintegrationsgebiete dargestellt, welche Schwerpunkt mit denen der Gebiete der Aufnahmeelemente Py3, Py4 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 CTS1 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 ½ TV bei dem Signaldiagramm PS aus Fig. 1) und etwa zur anderen Hälfte aus dem in der Spalte Py (TV2) höher liegenden Lichtintegrationsgebiet herrührt. So folgt für das Aufnahmeelement Py4 der Spalte Py (TV2), daß darin eigene, von links oben nach rechts unten schraffiert dargestellte 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 Wiedergabe 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.

Statt dessen, daß zum Erhalten eines Zeilensprungbildsignals PPS das Signal (Diagramm) PS nach Fig. 1 benutzt wird, kann ein in Fig. 3a 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. 3a tritt in der Vertikal-Abtastzeitdauer TVS der beiden Vertikal- Perioden TV1 und TV2 ein durch CTS2 und CTS3 bezeichnetes Ladungsübertragungssignal für die einfache Ladungsübertragung auf. Es stellt sich heraus, daß gegenüber der ursprünglichen Situation mit den zusammenfallenden Lichtintegrationsgebieten und Aufnahmeelementgebieten (Spalte Py (TV1) aus Fig. 2) nun auch am Ende der Vertikal-Periode TV1 eine Informationsverschiebung in der Spalte Py (TV1) aus Fig. 3b vorhanden ist. Aus dem Signal CTS2 aus Fig. 3a geht hervor, daß die Integration innerhalb des eigenen Lichtintegrationsgebietes über etwa eine Zeitdauer von ¾ TV erfolgt. Dabei ist bereits von dem in der Spalte Py (TV1) darüberliegenden Aufnahmeelement P eine um eine Zeitdauer ¼ TV integrierte Information zugeführt. So gilt für das Aufnahmeelement Py4 der Spalte Py (TV1) aus Fig. 3b, daß ¾-Teil der eigenen, von links oben nach rechts unten schraffiert dargestellten Lichtintegrationsinformation mit ¼-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 (TV1) aus Fig. 3b sind um ¼-Teil der Aufnahmeelementhöhe nach unten verschoben im Vergleich zu der Spalte Py (TV1) aus Fig. 2.

Nach dem Signal CTS3 in dem Signaldiagramm PS aus Fig. 3a folgt eine eigene Integrationszeitdauer gleich etwa ¼ TV einer Informationsübertragung. So gilt nun für das Aufnahmeelement Py4 in der Spalte Py (TV2), daß ¼-Teil der eigenen, von links oben nach rechts unten schraffiert dargestellten Lichtintegration-Information mit ¾-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. 3b sind um ¾-Teil der Aufnahmeelementhöhe nach unten verschoben im Vergleich zu der Spalte Py (TV1) aus Fig. 2. Ein Vergleich der Spalten Py (TV1) und Py (TV2) aus Fig. 3b 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 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 CTS1 je Bildperiode TP erforderlich, während zwei Ladungsübertragungssignale CTS2 und CTS3 nach Fig. 3a 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. 3a durch m=2 bezeichnet.

Die einfache Ladungsübertragung nach dem n-Verfahren aus Fig. 1 und 2 bietet den Vorteil der Einfachheit, aber dabei kann abhängig vom Bildinhalt ein bildfrequentes Flimmerphänomen auftreten. Denn während der Vertikal-Periode TV1 (Fig. 2) speichern die Aufnahmeelemente P Information, die zu dem eigenen Lichtintegrationsgebiet gehört, und während der Vertikal-Periode TV2 wird in den Aufnahmeelementen P die Hälfte der Information aus dem eigenen Lichtintegrationsgebiet 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 3b vermeidet diese Asymmetrie, da in den beiden Vertikal-Perioden TV1 und TV2 über die doppelte ursprüngliche Aufnahmeelementhöhe eine Informationskombination von ¼- und ¾-Teil der eigenen bzw. zugeführten Information gebildet wird.

Für den Fall, daß die Fernsehkamera nach Fig. 1 ein mehrfach, beispielsweise 3 : 1-zeilenversprungenes Bildsignal PPS liefern muß, sind in Fig. 4a für n=3 und in Fig. 5a für m=3 hinzupassende Signaldiagramme PS gegeben. Fig. 4b und 5b dienen dabei zur Erläuterung der wirkungsweise der Aufnahmeanordnung PP nach Fig. 1. Drei Vertikal-Perioden TV1, TV2 und TV3 bilden nach Fig. 4a und 5a die Bildperiode TP. Nach dem Signaldiagramm PS aus Fig. 4a treten zwei durch CTS4 und CTS5 bezeichnete Ladungsübertragungssignale in den Vertikal-Perioden TV2 und TV3 auf, die zu etwa einer Zeitdauer entsprechend ²/₃ TV bzw. ¹/₃ TV vor dem Ende derselben auftreten. Die Spalte Py (TV1) aus Fig. 4b entspricht der aus Fig. 2. Die Spalte Py (TV2) aus Fig. 4b zeigt eine Schwerpunktverschiebung der schraffiert dargestellten Gebiete um ¹/₃- Teil der Aufnahmeelementhöhe und die Spalte Py (TV3) aus Fig. 4b zeigt abermals eine derartige Verschiebung 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. 5a kann in der Vertikal-Periode TV1 ein durch CTS6 bezeichnetes Ladungsübertragungssignal benutzt werden, das um eine Zeitdauer entsprechend beispielsweise etwa ⁵/₆ TV früher auftritt als das Ende desselben. Dabei sollen in den Vertikal-Perioden TV2 und TV3 zwei Teilbildübertragungssignale CTS7 und CTS8 auftreten, und zwar um eine Zeitdauer entsprechend etwa ³/₆ TV bzw. ¹/₆ TV früher als das Ende der Vertikal-Periode TV. Gegenüber der Spalte Py (TV2) aus Fig. 5b zeigen die Spalten Py (TV1) und Py (TV2) eine Schwerpunkterhöhung bzw. -erniedrigung der schraffierten Gebiete um ²/₆=¹/₃-Teil der Aufnahmeelementhöhe. Das Resultat wird die Erzeugung eines optimalen 3 : 1-zeilenversprungenen Bildsignals PPS durch die Anordnung (PP; PM; SR) aus Fig. 1 sein.

Das bei Fig. 5a und 5b gegebene Beispiel für das m-Verfahren bietet den Vorteil der symmetrischen Signalkombination über zwei Aufnahmeelementhöhen, da für die Vertikal-Perioden gilt: TV1 mit ⁵/₆-Teil eigener Information und ¹/₆-Teil zugeführter Information, TV2 mit der Kombination ³/₆-Teil eigener und ³/₆-Teil zugeführter Information und TV3 mit ¹/₆-Teil eigener und ⁵/₆-Teil zugeführter Information.

Wenn ein mehrfach 4 : 1-zeilenversprungenes Bildsignal PPS erzeugt werden muß, gilt für den Fall n=4, daß in drei Vertikal-Perioden TV der Bildperiode TP=4 TV ein Ladungsübertragungsignal vorhanden sein muß, welche Signale zu etwa dem ¾-, ²/₄- und ¼-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 n Vertikal-Perioden umfaßt und im Falle, daß die Ladungsübertragungssignale für die einfache Ladungsübertragung (n-1)-mal in der Bildperiode auftreten, diese Signale abwechselnd zu von Null abweichenden Teilen der Vertikal-Periode auftreten müssen, welche Teile dem -ten, -ten usw. Teil der Vertikal-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 5a) legt die Wahl des Zeitpunktes in einer der Vertikal-Perioden TV den Zeitpunkt in den anderen Vertikal- Perioden fest, jedoch mit einer freihen Reihenfolge. Für m=2 gilt, daß die Zeitpunkte um eine Zeitdauer von etwa ½ TV voneinander abweichen müssen (Fig. 3a), für m=3 folgt eine Zeitdauer von etwa ¹/₃ TV (Fig. 5a). Im allgemeinen gilt, daß bei Anwendung eines Zeilensprungverfahrens, wobei eine Bildperiode eine ganze Anzahl m Vertikal- Perioden umfaßt und im Falle, daß die Ladungsübertragungssignale für die einfache Ladungsübertragung m-mal in der Bildperiode auftreten, diese Signale abwechselnd zu Zeitpunkten der Vertikal-Periode auftreten müssen, die aufeinanderfolgend 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- Abtastzeitdauern TVS zu bestimmten Zeitpunkten in betreffenden Teilen der Vertikal-Perioden TV, können bei der Aufnahmeanordnung 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 sequentiell einfache Ladungsübertragung entspricht gleichsam einer Welligkeit längs den Spalten P1 . . . Py von den Aufnahmeelementen P11 . . . Py1 zu den Aufnahmeelementen 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 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 Aufnahmeelementspalten P1 . . . Py vorhanden sein.

Die sequentiell einfache Ladungsübertragung zwischen den Aufnahmeelementen P der Spalten P1 . . . Py der Aufnahmeanordnung PP nach Fig. 1, die zum Erhalten einer gewünschten Schwerpunktlage 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 7a und 7b beziehen sich auf eine Kameraausführungsform mit 2 : 1-Zeilensprungverfahren und mit dreiphasig gesteuerten Steuerelektroden. Bei den Spalten Py aus Fig. 6b und 7b sind einige Steuerelektroden durch gestrichelte 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 Vertikal-Periode TV2 ein Ladungsübertragungssignal CTS9 etwa zur Periodenhälfte (½ TV) auftritt. Aus einem Vergleich der Spalten Py (TV1) und Py (TV2) aus Fig. 6b 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 zeilenversprungenes Bildsignal PPS bei Aufnahme und Wiedergabe wird das Resultat sein.

In dem Signaldiagramm PS aus Fig. 7a, das für den Fall m=2 gilt, ist angegeben, daß in der Vertikal- Periode TV1 an beispielsweise etwa dem ⁵/₆-Teil vor dem Ende derselben ein Ladungsübertragungssignal CTS10 auftritt, wobei in jeder Vertikal-Periode TV2 ein Ladungsübertragungssignal CTS11 an etwa dem ²/₆-Teil vor dem Ende auftreten muß. Aus einem Vergleich der Spalten Py (TV1) und Py (TV2) aus Fig. 7b geht hervor, 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 hieraus, 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 CTS10 und CTS11 in dem Steuersignal PS zu einem Zeitpunkt auftreten, der etwa ⁵/₆ TV bzw. ²/₆ 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 ⁵/₆-Teil eigener Information und ¹/₆-Teil zugeführter Information gebildet, während für die Teilbild-Periode TV2 folgt: ²/₆-Teil eigene Information und ⁴/₆-Teil zugeführte Information. Dabei liegen in der Spalte Py (TV1) aus Fig. 7b die Schwerpunkte der schraffiert dargestellten Lichtintegrationsgebiete zu ¹/₃-Teil der Aufnahmeelementhöhe und die der Spalte Py (TV2) zu dem ⁵/₆-Teil davon. Wenn diese oder eine andere asymmetrische Informationskombination in bezug auf den dreiphasigen Aufbau der Aufnahmeelemente P keinen Vorteil bietet, kann die symmetrische Informationskombination gewählt werden, wie diese bei Fig. 3a und bei Fig. 3b mit den Informationskombinationen von ¾-, ¼-Teil und ¼-, ¾-Teil beschrieben worden ist.

Die Spalten Py sind in Fig. 6b und 7b mit identischen Aufnahmeelementen P in den Vertikal- Perioden TV1 und TV2 dargestellt. Es ist jedoch möglich, ausgehend von einem ungeänderten Aufnahmeelementaufbau bei der Spalte Py (TV1), die Aufnahmeelemente P bei einer Spalte Py (TV2) um ¹/₃- oder ²/₃-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 ¹/₃-Teile des ursprünglichen Aufnahmeelementes (beispielsweise die zwei unteren ¹/₃- Teile des Elementes Py4 der Spalte Py (TV1)) und aus einem der ¹/₃-Teile des oben- oder untenliegenden ursprünglichen Aufnahmeelementes (in dem Beispiel den oberen ¹/₃-Teil des untenliegenden Elementes Py3 derSpalte Py (TV1)). Dabei sind die Schwerpunkte der Aufnahmeelemente P in der Spalte Py (TV2) um ¹/₃-Teil der Aufnahmeelementhöhe gegenüber denen in der Spalte Py (TV1) verschoben. Daran angepaßt muß der Zeitpunkt des Auftritts des Ladungsübertragungssignals CTS für die einfache Ladungsübertragung gewählt werden. Eine weitergehende Schwerpunktverlagerung über ¹/₆-Teil der Aufnahmeelementhöhe ergibt zusammen mit dem genannten ¹/₃-Teil, die für den einwandfreien 2 : 1- Zeilensprung geltende Schwerpunktverlagerung über die Hälfte der Aufnahmeelementhöhe.

Claims (5)

1. Fernsehkamera 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 -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 (P) abgibt.

2. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines Zeilensprungverfahrens, wobei eine Bildperiode (TP) eine ganze Anzahl n Vertikal- Perioden (TV) umfaßt und in dem Fall, daß die Ladungsübertragungssignale (CTS) für die einfache Ladungsübertragung (n-1)-mal in der Bildperiode (TP) auftreten, diese Signale abwechselnd zu von Null abweichenden Teilen der Vertikal-Perioden (TV) auftreten, welche Teile dem -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 Ladungsübertragungssignale für die einfache Ladungsübertragung m-mal in der Bildperiode (TP) auftreten, diese Signale abwechselnd zu Zeitpunkten der Vertikal-Periode (TV) auftreten, die aufeinanderfolgend gerechnet um etwa -Teil der Vertikal-Periode (TV) voneinander abweichen.

4. Fernsehkamera nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (CC), das genannte Ladungsübertragungssignal (CTS) für die einfache Ladungsübertragung für eine sequentiell erfolgende Übertragung zwischen den Aufnahmeelementen (P) liefert.

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