DE3632488C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Bildwandlereinrichtung mit den Merkmalen,
die im Oberbegriff des Anspruchs 1 im Hinblick auf die US-PS 42 40 103
als bekannt vorausgesetzt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung
eine Einrichtung zur temperaturabhängigen
Defektkorrektur für Halbleiterbildwandler, die defekte photoempfindliche
Elemente enthalten.
Halbleiterbildwandler finden zunehmende Verwendung bei Kameras, die
auf Strahlungsenergie im sichtbaren und infraroten Strahlungsbereich
ansprechen, wegen ihrer langen Lebensdauer, der geringen Leistungsaufnahme
und der geringen Größe, verglichen mit üblichen Bildaufnahmeröhren.
Halbleiterbildwandler enthalten eine Bildwandlerfläche mit
einem Feld diskreter photoempfindlicher Bildelemente (Pixel),
die auf das Licht einer Szene ansprechen. Üblicherweise haben
für die Verwendung in Fernsehkameras geeignete Halbleiterbildwandler,
wie z. B. x-y-addressierte MOS-Feldeffekttransistorbildwandler
oder selbstabtastende CTD-(Ladungsverschiebe)-Bildwandler,
bis zu 200 000 Bildelemente oder Pixel. Wegen zufallsverteilter
Inhomogenitäten in dem Halbleiter-Trägermaterial, aus dem die
Halbleiterbildwandler hergestellt werden, und Unreinheiten und/oder
Störstellen, die während des Herstellungsprozesses verursacht
werden, ist die Ausbeute bei der Herstellung von Halbleiterbildwandlern
mit einer akzeptablen Bilderzeugungscharakteristik für jedes
Pixel im wesentlichen umso geringer, je größer die Anzahl der
Pixel ist. Eine Bilderzeugungscharakteristik für einen Halbleiterbildwandler
ist z. B. die Dunkelstromempfindlichkeit. Es ist z. B. aus EP-A-1 40 266
bekannt, das Halbleitereinrichtungen einen gewissen Leckstrom
zeigen. Bei einem Halbleiterbildwandler kann der Leckstrom zur
Sammlung von Ladung auf einem Pixel führen, selbst wenn keine
Photoerzeugung vorliegt, dies ist als Dunkelstromempfindlichkeit
bekannt. Wenn Halbleiterbildwandler in Fernsehkameras verwendet
werden, dann muß die das Nichtvorliegen eines Bildes repräsentierende
Dunkelstromempfindlichkeit eines jeden Pixels vergleichsweise
niedrig sein, verglichen mit seiner das Vorliegen eines Bildes
repräsentierenden Photoempfindlichkeit, so daß es möglich ist,
ein Fernsehsignal mit einem akzeptablen Signal-Rauschverhältnis
zu erzeugen. Wenn die Dunkelstromempfindlichkeit eines bestimmten
Pixels dagegen größer ist als der Durchschnittswert für die umgebenden
Pixels, so wird dies zu einem "Weißpunkt"-Defekt im erzeugten
Fernsehsignal führen. Andererseits kann ein Pixel einen "Schwarzpunkt"-
Defekt im Fernsehsignal bewirken als Folge von Verunreinigungen
und/oder Störstellen, die während des Herstellungsprozesses
des Bildwandlers verursacht worden sind. Wegen Defekten wie
diesen, ist die Ausbeute bei der Herstellung von Halbleiterbildwandlern
mit einer großen Anzahl von Pixeln, wie bei solchen, die
für qualitativ hochwertige Fernsehkameras geeignet sind, sehr
niedrig. Es muß daher jeder Bildwandler sorgfältig getestet werden,
um die defekten auszusondern und es sind daher hohe Kosten notwendig,
die vergleichsweise wenigen Bildwandler, die sich als akzeptabel
erweisen, herzustellen.
Ein Weg, um solche fehlerhaften Bildwandler in einer Fernsehkamera
verwenden zu können, wodurch die Anzahl der nutzbaren Bilderwandler
ansteigt und in der Folge deren Kosten sinken, besteht darin,
in der Kamera eine Defektkorrektureinrichtung vorzusehen.
In der US-PS 41 79 711 (Nagumo) wird eine Kamera beschrieben,
bei der ein CCD-(Ladungsspeicher)-Bildwandler und Bildspeicher,
in dem die Ortsinformation der Defekte gespeichert ist, im Synchrontakt
abgefragt werden. Wenn der Speicher für die Ortsinformation
der Defekte anzeigt, daß vom CCD-Bildwandler ein Signal von einem
fehlerhaften Pixel geliefert wird, dann wird es durch ein Signal
von einem vorhergehenden Pixel ersetzt. Diese Korrekturart, die
im allgemeinen als "Substitution" bezeichnet wird, ist im allgemeinen
nicht wünschenswert für die Verwendung bei qualitativ hochwertigen
Fernsehkameras, da das ersetzte Signal klar als fehlerhaft
sichtbar ist, wenn ein Testbild oder eine fein detaillierte Szene
betrachtet wird. Darüber hinaus ist ein sehr großer Speicher
notwendig, um die Adressen eines jeden Pixels zu speichern, um
diejenigen herauszufinden, die fehlerhaft sind, wodurch Größe,
Kosten und Leistungsaufnahme der Defektkorrektureinrichtung erhöht
werden. In den US-PS 42 00 934 (Hofmann) ist eine andere Bilddefekt
korrektureinrichtung beschrieben, die einen Bildspeicher enthält,
in dem die Amplitude des Dunkelstromes für jedes Pixel des Halbleiterbildwandlers
gespeichert wird. Der Bildwandler und der Bildspeicher
werden dann synchron getaktet abgefragt und die im Bildspeicher
gespeicherten Dunkelstromamplitude von den von den jeweiligen
Pixeln des Bildwandlers gelieferten Signale subtrahiert. Dies
wird zu einem Bild repräsentierenden Signal, das im wesentlichen
frei ist ist von bildfreien Dunkelstromvariationen solange jede
gespeicherte Dunkelstromamplitude kleiner ist als das größtmögliche
Variationssignal für das entsprechende Pixel und solange ausreichende
Signalkapazität übrig bleibt, um richtig auf das einfallende
Licht anzusprechen. Dieses System ist vorteilhaft gegenüber dem
Substitutionsverfahren, da die Korrektur in einem wiedergegebenen
Bild tatsächlich nicht wahrnehmbar. Bei der Korrektureinrichtung
gemäß EP-A-1 40 266 wird als Dunkelstrom der defekten Bildelemenente
durch Variation der Amplitude von Rückstellimpulsen,
die über positive Kapazitäten in das Ausgangssignal eingekoppelt
werden, kompensiert.
Es ist aus der DE-OS 34 33 848 bekannt, daß sich die Amplitude des Dunkelstromsignals
in Abhängigkeit mit Änderungen der Temperatur des Halbleitermaterials
ändert. Bei CCD-Bildwandlern, z. B. verdoppelten sich ungefähr
die Dunkelstromamplituden jeweils bei 8 K Antieg der Bildwandlertemperatur.
Daher kann bei der oben beschriebenen Subtraktionsdefektkorrektur
die Temperatur des Bildwandlers sich ändern zwischen
der Zeit, zu der die Dunkelstromsignale im Speicher abgespeichert
worden sind, und dem darauffolgenden Auslesen dieser Signale,
was zu einer ungenauen Defektkorrektur führt.
Die Erfindung gemäß Anspruch 1 löst die Aufgabe, eine
Defektkorrektureinrichtung für
Halbleiterbildwandler zur Erzeugung an der Temperatur des
Halbleitermaterials des Bildwandlers orientierter
Defektkorrektursignale für die defekten Pixel zu schaffen.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen
der Defektkorrektureinrichtung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Fernsehkamera mit einer temperaturabhängigen
Defektkorrektur für einen Halbleiterbildwandler
gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Defektkorrektur;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Bestimmen der
Position des Amplitudenpegels von Defekten in einem Halbleiterbildwandler,
die im Zusammenhang mit der in den Fig. 1
und 2 gezeigten Defektkorrekturschaltungen verwendet
werden; und
Fig. 4 ein Blockschaltbild zur Bestimmung der Position und des
Amplitudenpegels von Defekten in einem Halbleiterbildwandler,
die in Zusammenhang mit der Fig. 2 dargestellten
Defektkorrektur verwendet werden kann.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Kamera wird Licht, dargestellt
durch einen Wellenpfeil, durch eine Optik (10) von einer Szene
auf die photoempfindliche Bildwandlerfläche eines Halbleiterbildwandlers
(12) gerichtet. Der Bildwandler (12) kann eine von mehreren
üblicherweise verwendeten Halbleiterbildwandlereinrichtungen
enthalten, wie zum Beispiel eine x-y-adressierte MOS-Bildwandlereinrichtung
oder einen selbstabtastenden Ladungsverschiebe-(CTD)-Bildwandler.
Bei der dargestellten Ausführungsform enthält der Bildwandler
(12) einen Ladungsgekoppelten (CTD)-Rahmentransferbildwandler,
wie z. B. den CTD-Rahmentransferbildwandler (SID504) der RCA
Corporation.
Ein CCD-Rahmentransferbildwandler (nach dem angloamerikanischen
Sprachgebrauch "frame transfer CCD imager") enthält ein Halbleiter
trägermaterial mit einer Vielzahl von Elektroden, die über einer
Trägermaterialisolierschicht angebracht sind und selektiv dotierte
Bereiche zur Bildung eines Bildwandlerbereiches (A-Register)
mit einem Feld von photoempfindlichen Bildelementen (Pixel) zur
Erzeugung eines Ladungsmusters entsprechend dem von der Szene
einfallenden Licht, einen Ladungsverschiebebereich (B-Register),
der vom einfallenden Licht maskiert ist, um das im A-Register
erzeugte Ladungsmuster zu speichern, und einen Auslesebereich
(C-Register), um dem erzeugten Ladungsmuster entsprechende elektrische
Signale auszulesen. Eine Treiberstufe (14) mit üblichen
Pegelverschiebe- und Verstärkerstufen liefert pegelverschobene
und verstärkt Versionen von Mehrphasentaktgebersignale, die
durch eine Zeitgeber- und Synchronisationsschaltung (16) entsprechend
den Impulsen eines Hauptoszillators (18) erzeugt werden,
an die Elektroden im A-, B- und C-Register des Bildwandlers
(12). Aufbau und Wirkungsweise von CCD-Bildwandlern sind im Stande
der Technik wohlbekannt, daher soll der Bildwandler (12) nicht
weitergehend beschrieben werden.
Das am Ausgang des C-Registers erzeugte elektrische Signal liefert
ein Bildwandlerausgangssignal für eine Signalwiederherstellungsschaltung
(20), die z. B. eine korrelierte Doppelabtastschaltung,
wie sie im Stande der Technik bekannt ist, enthalten kann.
Das Signal von der Signalwiederherstellungsschaltung (20) wird
dem nichtinvertierenden (+) Signaleingang eines Differenzverstärkers
(22) zugeführt.
Wenn ein bestimmtes Pixel fehlerhaft oder defekt ist, dann wird,
wie weiter unten noch genau beschrieben, ein Defektkorrektursignal
mit einer Amplitude, die entsprechend der Temperatur des Bildwandlers
(12) eingestellt ist, den invertierenden (-) Signaleingang
des Verstärkers (22) zugeführt, während der Zeitspanne, in der
das elektrische Signal am nichtinvertierenden (+) Signal am Eingang
des Verstärkers (22) mit dem defekten Pixel korrespondiert. Am
Ausgang des Verstärkers (22) wird ein defektkorrigiertes Signal
erzeugt und durch Signalverabeitungsschaltung (24), wie Schaltungen
für Gammakorrektur, Weißabgleich und Schwarzabgleich und
Synchronisationssignaleinführung etc. enthalten können, zur Erzeugung
eines üblichen Fernsehsignals verarbeitet. Da die Amplitude
der Korrektursignale entsprechend der Bildwandlertemperatur eingestellt
werden, kann die Defektkorrektur extrem präzis erfolgen.
Da nur die Korrektursignale für fehlerhafte Pixel erzeugt zu
werden brauchen, werden darüberhinaus erhebliche Einsparungen
in Bezug auf Schaltungsaufwand und für die Defektkorrektureinrichtung
notwendige Energieversorgung realisiert, wie aus der
folgenden Beschreibung hervorgeht.
Im einzelnen enthält die Defektkorrektureinrichtung einen Defektpositonsspeicher
(26) mit einem permanenten Festspeicher (ROM),
in dem die Adreßinformation zur Identifizierung der Positon
eines jeden fehlerhaften Pixels, das korrigiert werden soll,
gespeichert ist. Die Adreßinformation kann einen Block von Bits
enthalten. Der Block kann z. B. 18 Bits enthalten, wobei das
erste Bit anzeigt, daß das den Defekt enthaltende Teilbild gerad- oder
ungeradzahlig ist und die nächsten acht Bits die Fernsehzeile
angeben, in der der Defekt liegt (wobei 8 Bits ausreichen, um
bis zu 255 Zeilen zu identifizieren, was für die 242 aktiven
Fernsehzeilen pro Bild beim NTSC-Fernsehsystem ausreicht),
und die übrigen neun Bits die Horizontalposition des Defekts
entlang der Fernsehzeile anzeigen, neun Bits können bis zu 511
Positionen spezifizieren), was für 403 Pixel pro Zeile, wie sie
durch den RCA SID504 CCD-Bildwandler geliefert werden, ausreicht).
Ein Defekt-Amplitudenspeicher (28) enthält ebenfalls ein permanentes
ROM, in dem ein Informationsblock gespeichert ist, der in Beziehung
steht zum Amplitudenpegel des Defektes für jedes fehlerhafte
zu korrigierende Pixel. Wenn es sich zum Beispiel bei dem zu
korrigierenden Defekt um einen "Weißfleck-Defekt" handelt, dann
wird der Amplitudenpegel des Teiles des Dunkelstromes für das
defekte Pixel, der größer ist als der mittlere Pixeldunkelstrom
seiner Nachbarn (d. h., dessen Referenzpegel überschreitet) im
Speicher (28) als Informationsblock (6 Bits sind ausreichend)
als Defektkorrektursignal für das fehlerhafte Pixel gespeichert.
Ein sequentieller Adreßgenerator (30) liefert Adreßsignale für
den Defektpositionsspeicher (26) und den Defektamplitudenspeicher
(28). Für jede durch die Adressignale gegebene Adresse wird eine
18-Bit-Defektadresse aus dem Defektpositonsspeicher (26) ausgelesen
und in einem Pufferspeicher (32) gespeichert und ein entsprechendes
6-Bit-Defektkorrektursignal aus dem Defektamplitudenspeicher
(28) augelesen und in einem Pufferspeicher (34) gespeichert.
Zu jeder Zeit, wenn die Kamera eingeschaltet ist, liefert die
Taktgeber- und Synchronisationsschaltung (16) ein teilbildfrequentes
Signal an den sequentiellen Adreßgenerator (30), wordurch
dieser veranlaßt wird, Adreßsignale an die Speicher (26 und 28)
abzugeben, um deren ersten Informationsblock in Bezug auf den
ersten zu korrigierenden Pixeldefekt des Fernsehteilbildes auszulesen.
Das digitale Defektkorrektursignal, das im Pufferspeicher
(34) gespeichert ist, wird durch einen Digital/Analog-Wandler
(36) in ein entsprechendes analoges Defektkorrektursignal umgewandelt.
Wie oben bemerkt, variieren die Dunkelstrompegel mit der Temperatur.
Deshalb wird er Amplitudenpegel des durch den D/A-Wandler (36)
erzeugten Defektkorrektursignals durch eine Temperaturkompensationsstufe
(38) entsprechend einem die Temperatur repräsentierendes
Signal, das durch einen Temperaturfühler (40) in thermischem
Kontakt mit dem Bildwandler (12) erzeugt wird, verändert. Die
Temperaturkompensationsstufe (38) kann z. B. einen verstärkungsgeregelten
Verstärker verwenden, der das Temperatursignal als Verstärkungsregelsignal
nutzt.
Ein Adreßkomparator (42) erhält an einem seiner Eingangsanschlüsse
die Defektadresse vom Pufferspeicher (32) und an seinem anderen
Eingangsanschluß erhält er Adreßsignale von einem Pixeladreßgenerator
(44), die die Adresse des Pixels, welches gerade aus
dem Bildwandler (12) ausgelesen wird, repräsentieren. Der Pixel
adreßgenerator (44) enthält teilbildfrequente (F), zeilenfrequente
(L) und pixelfrequente (P) Zähler, die auf Signale (F), (L) und
(P) ansprechen, die von einer Taktgeber- und Synchronisationsschaltung
(16) zum Erzeugen der laufenden Pixeladresse geliefert werden,
die im Stande der Technik bekannt sind. Wenn die laufende Pixeladresse
mit der im Pufferspeicher (32) gespeicherten Defektadresse
übereinstimmt, dann wird am Ausgang des Komparators (42) ein
Kennzeichensignal (Flag) erzeugt. Ansprechend auf dieses Kennzeichensignal
wird eine Torschaltung (46) veranlaßt, das temperaturkompensierte
Defektkorrektursignal dem invertierenden (-) Eingang
des Verstärkers (22) während der Zeitspanne zuzuführen, in der
das Signal vom ersten defekten Pixel dem nichtinvertierenden
(+) Eingang des Verstärkers (22) zugeführt wird. Der Verstärker
(22) subtrahiert des Defektkorrektursignal von dem vom Bildwandler
gelieferten Signal, das von dem ersten defekten Pixel abgeleitet
ist, was dazu führt, daß den Signalverarbeitungsschaltungen (24)
der Kamera ein Signal zugeführt wird, welches im wesentlichen
nur dem das Bild repräsentierenden Photosignal für das defekte
Pixel entspricht. Die Signalverarbeitungsschaltung (24) kann
auch eine Abtastschaltung an ihrem Eingang enthalten, um das
defekt korrigierte Signal neu aufzubereiten, so daß durch die
Torschaltung (46) verursachte Einschwingvorgänge des Schaltsignals
an den Flanken des Pixelsignals eliminiert werden, wie im Stande
der Technik bekannt. Das Kennzeichensignal wird ebenfalls dem
sequentiellen Adreßgenerator (30) zugeführt, um ihn zu veranlassen,
den Speicher (26) und (28) neue Adreßsignale zuzuführen, wodurch
bewirkt wird, daß die nächste Defektadresse und das nächste Defektkorrektursignal
für das nächste defekte Pixel in die Pufferspeicher
(32 bzw. 34) geladen werden, nachdem die Defektkorrektur für
das vorhergehende Pixel durchgeführt worden ist. Je nach der
tatsächlichen Ausführung der Defektkorrektureinrichtung kann
es notwendig sein, die Zuführung des Kennzeichensignals zu der
Torschaltung (46) und zum sequentiellen Adreßgenerator (30)
über Verzögerungsschaltungen (47) bzw. (49) zu vergrößern, damit
die zeitliche Abfolge beim oben beschriebenen Betrieb eingehalten
wird.
Es wurde festgestellt, daß Pixel des Bildwandlers mit erheblichem
(fehlerhaften) Dunkelstrompegeln, die jedoch unter Verwendung der
Einrichtung nach Fig. 1 korrigierbar sind, für verschiedene Pixel
verschiedene Temperatur/Amplituden-Verläufe aufweisen können.
Diese verschiedenen Temperaturcharakteristiken können z. B. aus
Unterschieden bezüglich der Tiefe, in der der Defekt im Halbleitermaterial
des Bildwandlers lokalisiert ist, resultieren. Weiter
ist beobachtet worden, daß die Amplitude von Dunkelstromdefekten,
die ihre Ursache im A-Register haben, einen Temperaturgang aufweisen,
daß jedoch die Amplitude von Signaldefekten, von denen festgestellt
worden ist, daß sie ihren Ursprung im B-Register haben,
meistens keinen Temperaturgang haben. Unter diesen Umständen
kann die Temperaturkompensationsstufe (38) der Fig. 1 sehr kompliziert
werden, und es kann schwierig sein, eine präzise temperaturabhängige
Defektkorrektur für alle defekten Pixel zu erhalten,
insbesondere über einen weiteren Temperaturbereich. Daher sind
gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung in einem Defektamplitudenspeicher
(28 in Fig. 2) mehrere Defektkorrektursignale für jeden
Pixeldefekt gespeichert. Jedes gespeicherte Defektkorrektursignal
für ein gegebenes defektes Pixel repräsentiert einen Amplitudenpegel
für den Dunkelstrom bei einer verschiedenen Bildwandlertemperatur.
Während des Betriebs der Kamera wird die Adressierung des Speichers
(28) entsprechend dem Bildwandlertemperatursignal verändert,
wodurch bewirkt wird, daß ein Defektkorrektursignal ausgelesen
wird, das am genauesten an die Amplitude des Dunkelstroms für
das defekte Pixel entsprechend der gegenwärtigen Temperatur angepaßt
ist.
Fig. 2 stellt die obengenannte alternative Ausführungsform der
Erfindung dar, wobei Bauelemente, die den oben in Zusammenhang
mit Fig. 1 beschriebenen bezüglich Aufbau und Wirkungsweise gleichen
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. In Fig. 2 wird das
Temperatursignal vom Temperaturfühler (40) durch einen Analog/Digital-
(A/D)-Wandler (53) digitalisiert und einem Eingang eines
Adreßänderers (55) zugeführt. Der Adreßänderer (55) kombiniert
die digitalen Signale an seinem Eingang, um ein einzigen Adreßsignal
an seinem Ausgang zu erzeugen, das dem A-Eingang des Defektamplitudenspeicher
(28) zugeführt wird, wo die Adreßsignale vom
sequentiellen Adreßgenerator (30) eine besondere Gruppe von
Speicherplatzblöcken identifizieren (adressieren), um ein gegebenes
defektes Pixel auszuwählen, und die Signale des A/D-Wandlers
(53) einen speziellen Block innerhalb der identifizierten Gruppe
von Blöcken identifizieren, in denen das Defektkorrektursignal
abgespeichert ist, das am genauesten die Defektkorrektursignalamplitude
bei der gegenwärtigen Temperartur des Bildwandlers (12) repräsentiert.
Daher stellt der Defektamplitudenspeicher (28) an seinem
Ausgang Defektkorrektursignale zur Verfügung, die dem Temperaturgang
bei Temperaturänderungen des Bildwandlers folgen und zu
einer präzisen Defektkorrektur über einen weiten Temperaturbereich
führen.
Vor dem Zusammenbau der Kamera, d. h. während deren Herstellung,
muß der Defektpositionsspeicher (26) und der Defektamplitudenspeicher
(28) mit der Defektadreß- und Defektamplitudenformation
für die defekten Pixel geladen werden. In Fig. 3, in der Bauelemente,
die denen in Zusammenhang mit Fig. 1 und Fig. 2 beschriebenen
bezüglich Aufbau und Funktionsweise gleichen, mit denselben Bezugszeichen
bezeichnet sind, ist eine Einrichtung zum Laden oder
Abspeichern der Defektadreß- und Defektamplitudeninformation
in die Speicher (26) und (28) des Ausführungsbeispiels der Fig. 1
dargestellt. Zunächst werden nur Bildwandler mit Defekten,
die für den Gebrauch zusammen mit den in Fig. 1 und 2 dargestellten
Defektkorrektureinrichtungen geeignet sind, verwendet,
z. B. wenn es sich bei den Defekten um "Weißfleck-Defekte handelt,
diese sind klein genug, daß eine ausreichende Signalkapazität
zur korrekten Erzeugung eines ein Bild repräsentierenden Photosignals
für jedes defekt Pixel zur Verfügung steht. Vor dem photoempfindlichen
A-Register des Bildwandlers (12) wird eine Maske oder
ein Verschluß (51) angebracht, so daß im wesentlichen alles Licht
von den photoempfindlichen Pixeln abgehalten wird, so daß es
einer Bedienkraft ermöglicht wird, in diesem Beispiel, Dunkelstromeffekte
wie "Weißfleck"-Defekte auf dem Monitor (50) zu beobachten.
Das Videosignal von den Signalverarbeitungsschaltungen (24) wird
über einen Addierer (48) dem Monitor (50) zugeführt, wo es reproduziert
wird. Die Bedienkraft beobachtet den Monitor (50) während
sie die Position eines durch einen Cursor- und Adreß-Generator
(52) erzeugten Cursors so lange einstellt, bis die Positon des
Cursors auf den Monitor (50) mit einem defekten Pixel übereinstimmt.
Bei Übereinstimmung betätigt die Bedienkraft einen Schalter
(54), die das Einspeichern der 18-Bit-Adresse für das defekte
Pixel, wie sie durch den Cursor- und Adreß-Generator (52) identifiziert
ist, in das ROM des Speichers (26) bewirkt, und das 6-Bit-Digital
korrektursignal, das durch einen Defekt-Korrektursignalgenerator
(56) erzeugt wird, in das ROM des Speichers (28) abgespeichert.
Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die Defektadresse-
und Korrektursignale für jedes zu korrigierende Pixel nacheinander
in die Speicher (26) bzw. (28) abgespeichert sind.
Im einzelnen enthält der Cursor- und Adreß-Generator (52)
auf die F-, L- und P-Signale ansprechende Zähler, um das Cursorsignal
zu erzeugen, das dem vom Bildwandler erzeugten Videosignal über
den Addierer (58) hinzuaddiert wird. Zusätzlich erzeugt der Cursor-
und Adreß-Generator (52) gleichzeitig eine 18-Bit-Adresse, die
der laufenden Cursor-Position entspricht und dem Adreß-Komparator
(42) und dem Dateneingang D des Defekt-Positionsspeichers (26)
zugeführt wird. Nachdem die Bedienkraft die horizontale (H) und
vertikale (V) Steuerung, die dem Cursor- und Adreß-Generator
(52) zugeordnet ist, eingestellt hat, so daß der Cursor in Übereinstimmung
mit den ersten zu korrigierenden Defekt in Übereinstimmung
gebracht wird, entspricht die dem Speicher (26) zugeführte 18-Bit-
Cursor-Adresse der 18-Bit-Adresse des defekten Pixels. Darüber
hinaus vergleicht der Komparator (42) das Cursor-Adreßsignal
mit der laufenden Pixeladresse vom Adreß-Generator (44), um
jedes Mal ein Kennzeichensignal (Flag) zu erzeugen, wenn die
Adressen übereinstimmen. Das Kennzeichensignal wird einer Tast-
und Halteschaltung (58) zugeführt, um den Dunkelstrompegel
des defekten Pixels abzutasten. Der abgetastete Pegel wird dem nicht
invertierenden (+) Eingang eines Differenzverstärkers (60) zugeführt.
Ein Tiefpaßfilter (62) hat eine relativ lange Zeitkonstante
(z. B. 30 Pixel), um an seinem Ausgang ein Signal zu erzeugen,
das mit mittleren Dunkelstrom der dem defekten vorangehenden,
benachbarten Pixel entspricht. Eine Tast- und Halteschaltung
"(sample and hold (S/H)" (64), die ebenfalls auf das Kennzeichensignal
anspricht, tastet das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters
(62) ab und führt das Signal des mittleren Dunkelstroms als Bezugspegel
dem invertierenden (-) Eingang des Verstärkers (60) zu. Das
am Ausgang des Verstärkers (60) erzeugte Signal entspricht dem
Defekt-Korrektursignal und repräsentiert die Abweichung des Dunkelstroms
für das defekte Pixel vom mittleren Dunkelstrom der benachbarten
Pixel. Das Defekt-Korrektursignal wird dann durch einen
Analog/Digital-Wandler (66) in ein 6-Bit-Digitalsignal digitalisiert,
das dem Eingang (D) des Speichers (28) zugeführt wird. Nachdem
die Bedienkraft den Cursor in Übereinstimmung mit dem ersten
zu korrigierenden Defekt gebracht hat, liefert die in Fig. 3
dargestellte, bisher beschriebene Schaltung also die Defekt-Adreß-
und Defekt-Korrektursignale für den ersten zu korrigierenden
Defekt an die D-Eingänge der Speicher (26) und (28).
Der sequentielle Adreß-Generator (30) liefert den Adreß-Eingängen
(A) der Speicher (26 und 28) Adreßsignale, um die 18-Bit-Pixel
adresse und das 6-Bit-Digitaldefekt-Korrektursignal für den ersten
Defekt in einen ersten Block von Speicherplätzen in den Speichern
(26) und (28) zu richten. Die Bedienkraft betätigt dann einen
Schalter (54), die einen Einzelschritt-Schalter (oder Monovibrator
(68) aktiviert, um einen Ladeimpuls zu erzeugen, der bewirkt,
daß die Defekt-Adresse und die Digital-Korrektursignale in den
ersten Block von Speicherplätzen in den Speichern (26) und (28)
geladen werden, die durch den sequentiellen Adreß-Generator
(30) adressiert sind. Ein Verzögerer (70) liefert das Ladesignal
an den sequentiellen Adreß-Generator (30), wodurch dessen
Adreßsignale nach der Beendigung des Ladens der Speicher (26)
und (28) inkrementiert werden, so daß neue Adreßsignale den Speichern
(26) und (28) zugeführt werden, die die Adressen für den
nächsten Informationsblock für den nächsten zu korrigierenden
Defekt repräsentiern. Die Bedienkraft wiederholt diese Prozedur
so lange bis für jeden der zu korrigierenden Defekte die Defektadresse-
und Korrekturinformationen in den Speichern (26) und
(28) abgespeichert sind.
Fig. 4 zeigt eine Einrichtung zum Einspeichern von Signalen,
die mehrere Defektamplituden für ein jedes zu korrigierende Pixel
repräsentieren, in dem Defektamplitudenspeicher (28) entsprechend
der Ausführungsform der Fig. 3 der Erfindung. Bezüglich Aufbau
und Betriebsweise jenen in Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3
beschriebenen gleichende Bauelemente sind mit demselben Bezugszeichen
bezeichnet. Zuerst wird der Bildwandler (12) und die damit
verbundene Maske (51) in eine (nicht dargestellte) temperaturkontrollierte
Kammer placiert und der Bildwandler (12) auf eine
vorgegebene Temperatur innerhalb des gewünschten Betriebsbereichs
der Defektkorrektureinrichtung, z. B. 0°C für einen Temperaturbereich
von 0°C bis 50°C. Die Bedienkraft stellt dann den Cursor-
und Adreß-Generator (52) so ein, daß der Cursor mit dem ersten
zu korrigierenden Defekt in Übereinstimmung gebracht wird und
stellt eine Steuerstufe (27), welche Adreßsignale an den Adreßänderer
(55) liefert, so lange ein, bis die am Ausgang des Adreßänderers
(55) erzeugte Adresse mit der Adresse übereinstimmt, die
dieser für den ersten Pixeldefekt des Ausführungsbeispiels in
Fig. 3 erzeugen würde, wenn die Temperatur des Bildwandlers (12)
0°C betrüge. Die Speicher (26) und (28) werden dann mit den Defektpositions-
und Korrektursignalen für jedes defekte Pixel geladen,
wie in Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben. Wenn dies durchgeführt
ist, stellt die Bedienkraft die temperaturkontrollierte Kammer
neu ein, auf z. B. 2°C, und stellt die Steuerung (72) neuerlich
so ein, daß die durch den Adreßänderer (55) erzeugte Adresse
diejenige ist, die dieser für den ersten Pixeldefekt des Ausführungsbeispiels
der Fig. 3 erzeugen würde, wenn die Temperatur des
Bildwandlers (12) 2°C betrügt. Der Speicher (28) wird dann mit
Defektkorrektursignalen, die einer Temperatur von 2°C entsprechen,
geladen. Der oben beschriebene Vorgang wird so lang wiederholt,
bis für jedes defekte Pixel (25) Defektamplituden gespeichert sind,
d. h. einen pro 2 K Temperaturänderung über den gesamten 50 K
Temperaturbereich.
Bei einer anderen Ausführungsform kann, nachdem der Defektpositionsspeicher
(26) das erste Mal, d. h. bei 0°C, mit der Positionsinformation
geladen worden ist, der Cursor- und Adreß-Generator (52)
durch den Positionsspeicher (26) ersetzt wird, so daß die Pixeladressen
für das Laden des Speichers (28) automatisch erzeugt werden
können.
Claims (6)
1. Bildwandlereinrichtung mit
- a) einen Halbleiterbildwandler (12), der ein Feld photoempfindlicher Elemente enthält und ein Bildsignal liefert, welches bildunabhängige Störkomponenten, die von gewissen photoempfindlichen Elementen stammen, enthält,
- b) einer Einrichtung (28, 38; 28, 53, 55) zum sequentiellen Erzeugen von Korrektursignalen entsprechend den gewissen photoempfindlichen Elementen, und
- c) einer Einrichtung (22) zum Addieren des Bildsignales und der Korrektursignale zur Entfernung der Störkomponenten aus dem Bildsignal,
dadurch gekennzeichnet, daß
- d) eine Einrichtung (40) zum Erzeugen eines Steuersignales vorgesehen ist, das von der momentanen Temperatur des Halbleiterbildwandlers (12) abhängt, und
- e) die Einrichtung (28, 38; 28, 53, 55) zum Erzeugen der Kor rektursignale durch das temperaturabhängige Steuersignal gesteuert ist und Korrektursignale erzeugt, deren Amplitude sich entsprechend der temperaturabhängigen Amplitude der Störkomponenten ändert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der bildunabhängigen Störkomponenten einen Amplitudenpegel aufweist, der um einen gegebenen Betrag von einem Bezugsamplitudenpegel abweicht; und
daß jede der mehreren Korrektursignale einen diese Abweichung repräsentierenden Amplitudenpegel aufweist.
daß jede der bildunabhängigen Störkomponenten einen Amplitudenpegel aufweist, der um einen gegebenen Betrag von einem Bezugsamplitudenpegel abweicht; und
daß jede der mehreren Korrektursignale einen diese Abweichung repräsentierenden Amplitudenpegel aufweist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die bildunabhängige Störkomponente ein Dunkelstrom
komponente enthält; und
daß der Bezugspegel einer mittleren Dunkelstromkomponente der photoempfindlichen Elemente des Feldes der photoempfindlichen Elemente entspricht.
daß der Bezugspegel einer mittleren Dunkelstromkomponente der photoempfindlichen Elemente des Feldes der photoempfindlichen Elemente entspricht.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung (28, 38) zum sequentiellen Erzeugen der temperaturabhängiger
Korrektursignale folgendes enthält:
eine Einrichtung (28) zum sequentiellen Erzeugen mehrerer temperaturunabhängiger Korrektursignale mit Amplituden, die in Beziehung stehen zu den Amplituden der jeweiligen bildunabhängigen Störkomponenten bei einer gegebenen Temperatur; und
eine Einrichtung (38), die zwischen die signalerzeugende Einrichtung (28) und die Addiereinrichtung (22) geschaltet ist, um die Amplitude der temperaturunabhängigen Korrektursignale entsprechend dem Temperatursignal (40) zu modifizieren.
eine Einrichtung (28) zum sequentiellen Erzeugen mehrerer temperaturunabhängiger Korrektursignale mit Amplituden, die in Beziehung stehen zu den Amplituden der jeweiligen bildunabhängigen Störkomponenten bei einer gegebenen Temperatur; und
eine Einrichtung (38), die zwischen die signalerzeugende Einrichtung (28) und die Addiereinrichtung (22) geschaltet ist, um die Amplitude der temperaturunabhängigen Korrektursignale entsprechend dem Temperatursignal (40) zu modifizieren.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung (28, 53, 55) zum sequentiellen Erzeugen von der
temperaturabhängigen Korrektursignale folgendes enthält:
einen Speicher (28) zum Abspeichern mehrerer Defektsignale in digitaler Form an vorgegebenen adressierbaren Positionen für jedes der genannten einigen photoempfindlichen Elemente, wobei die Defektsignale Amplitudenpegel haben, die mit den Amplitudenpegeln der jeweiligen bildunabhängigen Störkomponenten bei jeweiligen Temperaturen korrespondieren; und
eine Adressiereinrichtung (55) zum Adressieren des Speichers (28) in der Art, daß die Defektsignale entsprechend der Erzeugung der bildunabhängigen Störkomponenten durch den Bildwandler (12) und entsprechend dem Temperatursignal ausgelesen werden.
einen Speicher (28) zum Abspeichern mehrerer Defektsignale in digitaler Form an vorgegebenen adressierbaren Positionen für jedes der genannten einigen photoempfindlichen Elemente, wobei die Defektsignale Amplitudenpegel haben, die mit den Amplitudenpegeln der jeweiligen bildunabhängigen Störkomponenten bei jeweiligen Temperaturen korrespondieren; und
eine Adressiereinrichtung (55) zum Adressieren des Speichers (28) in der Art, daß die Defektsignale entsprechend der Erzeugung der bildunabhängigen Störkomponenten durch den Bildwandler (12) und entsprechend dem Temperatursignal ausgelesen werden.
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KR (1) | KR950008707B1 (de) |
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