DE3852467T2

DE3852467T2 - Defektkompensation für Festkörperkameras.

Info

Publication number: DE3852467T2
Application number: DE3852467T
Authority: DE
Inventors: Takashi C O Patents Div Asaida; Hiroyuki C O Patents D Itakura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-10-17
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1995-04-27
Anticipated expiration: 2008-10-15
Also published as: JPH01103374A; US4910598A; AU2369588A; KR0139549B1; KR890007567A; EP0313278A3; AU618284B2; JP2565260B2; EP0313278A2; EP0313278B1; DE3852467D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Festkörper-Bildabtastvorrichtung oder auf Festkörper-Fernsehcameras Im allgemeinen wird bei einer Festkörper-Bildabtastvorrichtung, die eine Bildabtasteinheit aufweist, die sich zusammensetzt aus einer Festkörper-Bildabtasteinrichtung oder Einrichtungen, ein Bildabtastausgangssignal in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung in einem Feld-Lesemodus erhalten, bei dem Signalladungen aus der Gesamtheit der Bildelemente oder Pixel während einer Feldperiode gelesen werden, oder in einem Rahmen-Lesemodus, bei dem die Signalladungen aus der Gesamtheit der Pixel während einer Rahmenperiode gelesen werden. Weiter wird eine elektronische Shutter-Funktion (sektorenblenden-Funktion), die durch Steuerung der effektiven Ladungszeit der Festkörper-Bildabtasteinrichtung bereitgestellt wird, anstelle eines mechanischen Shutter-Systems hinzugefügt oder darin vorgesehen. Die Bildabtasteinheit der Festkörper-Farbbildabtastvorrichtung zum Abtasten eines Farbbilds ist so ausgebildet, daß die Bildabtastung durch drei Festkörper-Bildabtasteinrichtungen in einer Weise durchgeführt wird, daß Farb-Videosignale durch Bildabtastausgangssignale von Bildern einer Szene aus drei Primärfarben gebildet werden, die durch das abgetastete Bildlicht gebildet werden, das in drei Primärfarben, nämlich rot (R), grün (G) und blau (B) farbmäßig getrennt wurde.
Ein sogenanntes Abstandspixelverschiebesystem wurde als eine Einrichtung zum Steigern der Auflösung in der horizontalen Richtung bei der Festkörper-Farbbildabtastvorrichtung vorgeschlagen, um eine Szene oder einen Gegenstand für jede der Farbkomponenten abzubilden, die bei einer Farbtrennung des Bildlichtes erhalten werden. Entsprechend dem Abstandspixelverschiebesystem ist eine Festkörper-Bildabtasteinrichtung, beispielsweise die Festkörper-Bildabtasteinrichtung zur Abbildung der grünen (G) Farbkomponente einer Szene an einer Position angeordnet, die um eine Hälfte einer Pixelteilung in der horizontalen Richtung in bezug auf die Festkörper-Bildabtasteinrichtungen verschoben ist, die die roten (R) und blauen (B) Farbkomponenten der Szene abbilden.
Bei Festkörper-Bildabtasteinrichtungen, die durch Halbleiter gebildet werden, beispielsweise CCD-Speicher (Ladungstransportspeicher), bei denen fehlerhafte Pixel unvermeidlich aufgrund von lokalen Störstellen des Halbleiters erzeugt werden, wird eine konstante Vorspannung zum Bildabtastausgangssignal addiert, die proportional zur Menge des einfallenden Lichts ist, mit dem Ergebnis, daß die Bildqualität durch das Bildabtastausgangssignal vom fehlerhaften Pixel vermindert wird. Der Bildfehler, der aus einer konstanten Vorspannung besteht, die ständig zum Bildabtastausgangssignal addiert wird, wird als "weißer Fleckenfehler" (white flaw defect) bezeichnet, da das Bildfehlersignal, wenn es unmittelbar verarbeitet wird, als heller Flecken auf der Oberfläche des Monitorschirms erscheinen wird.
Um die Störung der Bildqualität, die durch das Bildabtastausgangssignal aus fehlerhaften Pixeln entsteht, die in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung vorhanden sind, zu kompensieren, wurde vorgeschlagen, in einem Speicher eine Information zu speichern, die die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Fehlers in jedem Pixel der Festkörper-Bildabtasteinrichtung anzeigt, und wobei von dem Bildausgangssignal von einem Pixel Gebrauch gemacht wird, das dem Fehlerpixel benachbart ist, anstelle des Bildausgangssignals vom fehlerhaften Pixel, für eine Interpolation auf der Grundlage der Information, die im Speicher gespeichert ist.
Wenn das mögliche Vorhandensein eines Fehlers in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung für jedes Pixel im Speicher gespeichert werden sollte, wird es notwendig, einen Speicher zu verwenden, der eine große Kapazität aufweist, die der Gesamtzahl der Pixel der Bildabtasteinrichtung entspricht. Im Hinblick darauf wurde in unserem japanischen veröffentlichten Patent (KOKOKU) Nr. 34872/1985 vorgeschlagen, den Abstand zwischen fehlerhaften Pixeln im Speicher als Daten zu codieren und zu speichern, die die Position des fehlerhaften Pixels in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung anzeigen, um dadurch die Gesamtspeicherkapazität zu reduzieren.
Obwohl die Speicherkapazität durch Codieren und Speichern des Abstandes zwischen fehlerhaften Pixeln reduziert werden kann, ist der Speicher ständig in Betrieb, was einen Anstieg eines verschwenderischen Leistungsverbrauchs und einen Anstieg des Leistungsverbrauchs der Bildabtastvorrichtung insgesamt zur Folge hat.
Weiter führt das oben beschriebene Interpolationskompensationsverfahren zu einem erhöhten Kompensationsfehler, wenn es keine Korrelation in dem Bildabtastausgangssignal gäbe, das in dem Pixel enthalten ist, das in der Nähe des fehlerhaften Pixels liegt. Im Hinblick darauf wurde vorgeschlagen, Daten zu speichern, die die Position von fehlerhaften Pixeln betreffen, die in der Festkörper-Einrichtung enthalten sind, und die Pegel der fehlerhaften Komponenten im Ausgangssignal, in einem Speicher, und um Fehlerkompensationssignale im Zeittakt der Ausgangssignale der fehlerhaften Pixel zu bilden, die im Ausgangssignal für die Festkörper-Einrichtung enthalten sind, wobei die Fehlerkompensationssignale zum Ausgangssignal der Einrichtung addiert werden, um die Fehlerkompensation zu realisieren (siehe jap. veröffentlichte Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 51378/1985).
Es sei angemerkt, daß bei der vor kurzen vorgeschlagenen Festkörperbild- oder Bildabtastvorrichtung eine Fehlerkompensation nur für Bildfehler durchgeführt wird, die durch Bildfehler aus weißen Flecken verursacht werden, die einen hohen Fehlerpegel aufweisen.
Es sei weiter angemerkt, daß durch Halbleiter gebildete Festkörper-Bildeinrichtungen der Signalpegel, der aufgrund von falschen Signalladungen und einem Dunkelstrom zuschreibbar ist, hoch ist, und ein Bildfehler, der durch einen weißen Fleckenbildfehler erzeugt wird, ziemlich deutlich und auffällig dargestellt wird. Jedoch hat die Beobachtung des Bildfehlers, bei der der Dunkelstrom auf einen niedrigeren Wert gedrückt wird, gezeigt, daß neben dem schon bekannten, temperaturabhängigen weißen Fleckenbildfehler ein schwarzer Fleckenbildfehler, der keine Temperaturabhängigkeit hat, bei dem aber vorgegebene Vorspannungsladungen vom Bildabtastausgangssignal abgezogen werden, das proportional zur Menge des einfallenden Lichts ist, weiße und schwarze Fleckenbildfehler, die keine Temperaturabhängigkeit haben, die aber eine Abhängigkeit von der Menge des einfallenden Lichts haben, als Bildfehler im Bildausgangssignal erscheinen.
Ein Bildfehler, der durch ein fehlerhaftes Pixel mit einem weißen Flecken verursacht wird, erscheint ziemlich deutlich, jedoch bei einem extrem niedrigen Pegel bei Umgebungstemperatur, so daß er als Fehler sicher außer acht gelassen werden kann. Der Bildfehler steigt jedoch bei einer Erhöhung der Temperatur exponentiell an. Um den weißen Fleckenfehler zu kompensieren, der eine Temperaturabhängigkeit aufweist, muß das Kompensationssignal außerdem temperaturkompensiert werden. Sollte jedoch irgendein Kompensationsfehler in der Temperaturkompensationsschaltung auftreten, kann der weiße Fleckenfehler überkompensiert oder unterkompensiert werden, so daß sogenannte Kompensationsflecken im kompensierten Bildabtastausgangssignal verbleiben.
Bei einer mit elektronischer Shutter-Funktion ausgestatteten Festkörper-Bildvorrichtung wird die Ladungszeit der Festkörper-Bildeinrichtung der Bildabtasteinheit variabel durch die voreingestellte Geschwindigkeit des elektronischen Shutters gesteuert, mit dem Ergebnis, daß der Fehlerpegel aufgrund eines fehlerhaften Pixels, das im Bildabtastausgangssignal des fehlerhaften Pixels enthalten ist, geändert wird. Der Fehlerpegel wird weiter durch Umschalten der Lesemoden der Signalladungen geändert. Wenn die Lesemoden für die Signalladungen von der Festkörper-Bildeinrichtung geschaltet werden, sollte die Ladungszeit auf die Hälfte beispielsweise des Feld-Lesemodus eingestellt werden, wobei die erzeugten Signalladungen gleich einer Hälfte der für den Normalmodus sind. Für den Rahmen-Lesemodus beträgt jedoch die effektive Ladungszeit ein Viertel der normalen Ladungszeit. Wenn die Shutter-Geschwindigkeit sogar auf den gleichen Wert eingestellt wird, wird die effektive Ladungszeit in Abhängigkeit vom Lesemodus für die Signalladungen differieren, so daß der Signalpegel des weißen Fleckenfehlersignals, das im Bildabtastausgangssignal enthalten ist, ebenfalls differieren wird, mit dem Ergebnis, daß, wenn die Ladungszeit für die Festkörper-Bildeinrichtung geändert wird, ein Fehler in der Weißfleckenkompensation verursacht wird und ein sogenannter Kompensationsflecken im Bildabtastausgangssignal verbleibt, das fehlerkompensiert wurde.
Wenn die Daten, die die Positionen der fehlerhaften Pixel betreffen, die in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung enthalten sind, und die Fehlerkompensation, die auf der Basis der aus dem Speicher gelesenen Daten ausgeführt wird, im Speicher gespeichert werden, kann die Fehlerkompensation sehr zufriedenstellend gemacht werden ohne die damit einhergehenden Kompensationsfehler. Das Datenvolumen wird jedoch in unerwünschter Weise vergrößert, da die Daten, die die Lage der fehlerhaften Pixel und den Pegel der fehlerhaften Komponenten betreffen, die im Ausgangssignal vorhanden sind, im Speicher gespeichert werden müssen. Wenn weiter die Lage jedes fehlerhaften Pixels als absolute Adresse angezeigt wird, wird die Anzahl der Bits, die als Positionsdaten für jedes fehlerhafte Pixel verwendet wird, vergrößert, wenn eine Festkörper- Bildabtasteinrichtung verwendet wird, die eine erhöhte Anzahl von Pixeln aufweist, um eine hohe Bildauflösung weiter zu steigern, so daß die Speicherkapazität entsprechend gesteigert werden muß.
Wenn die Daten, die die Position der fehlerhaften Pixel betreffen, die in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung vorhanden sind, und der Pegel der fehlerhaften Komponente, die im Ausgangssignal enthalten ist, im Speicher gespeichert sind, und ein Fehlerkompensationssignal im Zeittakt der Ausgangssignale der fehlerhaften Pixel gebildet wird, das dann zum Ausgangssignal der Festkörper-Bildabtasteinrichtung für eine Fehlerkompensation zu addieren ist, sollte die Position des Fehlerkompensationssignals in bezug auf das Ausgangssignal der Festkörper-Bildabtasteinrichtung abweichen, so werden sogenannte Kompensationsflecken aufgrund eines fehlerhaften Kompensationsbetriebs auftreten, wodurch eine Verschlechterung der Qualität des Bildabtastausgangssignals verursacht wird. Sollte es weiter beabsichtigt sein, die Fehler in einer Weise zu kompensieren, daß die oben beschriebenen Änderungen bei den verschiedenen Fehlerpegeln in Betracht gezogen werden, ist es notwendig, einen extrem komplexen Verarbeitungsbetrieb durchzuführen. Vor allem ist es bei der Festkörper-Bildabtastvorrichtung mit einer Bildabtasteinheit, die gemäß dem Abstandspixelverschiebesystem ausgebildet ist, notwendig, Fehlerkompensationssignale zu erzeugen, die mit den Bildabtastausgangssignalen in Phase sind, die bei der ersten bis dritten Festkörper-Bildabtasteinrichtung vorhanden sind.
Die GB-A-2 181 020 offenbart eine Festkörper-Fernsehcamera mit einer Festkörper-Bildsensoreinrichtung aus einem Halbleitermaterial zum Bereitstellen eines Ausgangssignals, das einem Bild eines Gegenstands entspricht, wobei die Bildsensoreinrichtung Bildsensorelemente aufweist, die in einem Raster angeordnet sind, das parallele Abtastzeilen aufweist, die wiederum in einer Reihenfolge in einer orthogonalen Richtung zur Richtung der Abtastzeilen angeordnet sind, wobei das Halbleitermaterial Störstellen an Stellen von mehreren Bildelementen aufweist, die ein Rauschen zu entsprechenden Zeiten im Ausgangssignal erzeugen werden;
einer Speichereinrichtung zum Speichern von Positionsdaten, die den Positionen der Störstellen im Halbleitermaterial entsprechen, und von Fehlerpegeldaten, die dem Pegel eines Kompensationssignals zum Kompensieren des Ausgangssignals entsprechen, die mit jeder der Fehlerlagen in Verbindung stehen;
einer Leseeinrichtung zum Lesen der Positionsdaten und der Fehlerpegeldaten aus der Speichereinrichtung;
einer Temperaturabtasteinrichtung zum Abtasten der Temperatur im Bereich der Festkörperbildsensoreinrichtung;
einer Kompensationssignalerzeugungseinrichtung, die so geschaltet ist, daß sie mit den Positionsdaten und den Fehlerpegeldaten beliefert wird, und die das Kompensationssignal mit einem Zeittakt erzeugen kann, mit dem die Störstelle abgetastet wird, und die einen Pegel aufweisen, der durch temperaturkompensierte Fehlerpegeldaten bestimmt wird, die durch das Ausgangssignal der Temperaturabtasteinrichtung kompensiert sind;
einer Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit vom Kompensationssignal das Rauschen vom Ausgangssignal der Bildsensoreinrichtung unterdrückt.
Erfindungsgemäß ist eine Festkörper-Fernsehcamera wie oben beschrieben vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß
die Fehlerpegeldaten, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind, mit einer höheren Temperatur als mit der normalen Betriebstemperatur gemessen wurden;
die Ladungszeit in jedem Bildelement der Bildsensoreinrichtung variabel eingestellt werden kann; und
die Kompensationssignalerzeugungseinrichtung Signalpegelfehlerkompensationssignale in Verbindung mit einer voreingestellten Ladungszeit auf der Grundlage von Daten bilden kann, die aus der Speichereinrichtung gelesen werden, und eine Fehlerkompensation von Ausgangssignalen von der Festkörperbildsensoreinrichtung durch Fehlerkompensationssignale durchführen kann, deren Pegel in Abhängigkeit von der Ladungszeit in jedem Bildelement der Bildsensoreinrichtung gesteuert werden.
So wird damit nicht nur eine Verschlechterung der Bildqualität aufgrund fehlerhafter Pixelelemente oder Pixel der Festkörper-Bildsensoreinrichtung, die beispielsweise eine CCD-Einrichtung aufweist, durch eine Signalverarbeitung kompensiert, sondern, wenn die Ladungszeit der Bildelemente der Sensoreinrichtung geändert wird, kann sogar ein korrekter Fehlerkompensationsbetrieb in einer Weise durchgeführt werden, daß ein Bildausgangssignal einer überragenden Bildqualität erzeugt wird.
Die Erfindung wird nun weiter durch ein beispielhaftes und nichteinschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, bei denen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Videocamera nach der Erfindung ist;
Fig. 2A und 2B graphische Ansichten eines CCD-Bildsensors sind, der eine Bildabtasteinheit der in Fig. 1 gezeigten Videocamera bildet;
Fig. 3 ein graphische Ansicht ist, die Pixelfehler und ein Bildabtastausgangssignal des CCD-Bildsensors zeigt, der in Fig. 2 gezeigt ist;
Fig. 4, die aus den Fig. 4(a) und 4(b) besteht, wenn man sie relativ zueinander anordnet, wie durch das Nebenbild auf dem Blatt der Fig. 4(b) gezeigt ist, eine Speicherkarte eines Speichers zum Speichern von Daten zeigt, die die Pixelfehler des CCD-Bildsensors betreffen;
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Kompensationssignalerzeugungsschaltung zum Lesen von Kompensationsdaten aus dem Speicher zum Bilden von verschiedenen Kompensationssignalen, sowie periphere Schaltungen zeigt;
Fig. 6 ein Zeitdiagramm ist, das einen Steuerbetrieb zeigt, der durch die Kompensationssignalerzeugungsschaltung durchgeführt wird, um den Leistungsverbrauch im Speicher zu verringern;
Fig. 7 ein Schwingungsdiagramm ist, das einen Fehlerkompensationsbetrieb zeigt, bei dem von den Kompensationssignalen Gebrauch gemacht wird, die durch die Kompensationssignalerzeugungsschaltung gebildet werden; und
Fig. 8 ein Schwingungsdiagramm ist, das die Beziehung zwischen der Aufladungszeit und den angesammelten Ladungen für Feld- und Rahmenlesemoden des CCD-Bildsensors zeigt.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Farbvideocamera nach der Erfindung, bei der die Farbbildabtastung in einer Dreiplatten-Bildabtasteinheit 2 durchgeführt wird, die aus drei Festkörper-Bildsensoren in Form von separaten Platten besteht, bei denen auf Bildabtastoberflächen Bilder einer Szene gebildet sind, die von einem abgetasteten Bildlicht nach Farben getrennt durch eine Bildabtasteinheit in drei Primärfarben, nämlich rot (R), grün (G) und blau (B) hergeleitet wird.
Bei dieser Ausführungsform sind die Festkörper-Bildsensoren, die die Bildabtasteinheit 2 bilden, wie beispielsweise in Fig. 2A gezeigt, durch eine große Anzahl von Lichtempfangsabschnitten S gebildet, denen jeweils ein Pixel von mehreren Pixeln zugeordnet ist, die in einer Matrix angeordnet sind, weiter durch vertikale Übertragungsregister VR, die in der vertikalen Richtung auf der einer Seite der Lichtempfangsabschnitte S vorgesehen sind, und durch ein horizontales Übertragungsregister HR, das an den Anschlußenden der vertikalen Übertragungsregister VR vorgesehen ist. Es werden drei Interline-Übertragungs-CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B verwendet, in denen jeweils Signalladungen, die den Lichtintensitäten entsprechen, die an jedem der Abschnitte S empfangen werden, zu den zugeordneten vertikalen Übertragungsregistern VR übertragen, die den zugeordneten vertikalen Zeilen in Intervallen einer Feldperiode oder Rahmenperiode entsprechen, und die Signalladungen werden dann über die vertikale Übertragungsregister VR zum horizontalen Übertragungsregister HR übertragen, aus dem die Signalladungen für jede horizontale Zeile als Bildabtastausgangssignal herausgenommen wird. Wie in Fig. 2B gezeigt ist, ist die Bildabtasteinheit 2 gemäß einem räumlichen Pixelverschiebesystem eingerichtet und aufgebaut in einer Weise, daß der CCD-Bildsensor 2G zum Abtasten des Bilds mit der grünen (G) Komponente der Szene um ein halbes Pixel (P/2) in der horizontalen Richtung in bezug auf die beiden anderen CCD-Bildsensoren 2R und 2B verschoben ist, um jeweils die Bilder des Felds der roten (R) und blauen (B) Komponenten abzutasten.
Eine Treiberschaltung 3 für die Bildabtasteinheit 2 empfängt von einem Zeittaktgenerator 5 ein horizontales Übertragungsimpulssignal ΦH und ein vertikales Übertragungsimpulssignal ΦV, die mit den Synchronisationssignalen SYNC synchronisiert sind, die durch einen Synchronisationsgenerator 4 erzeugt werden. Eine Systemsteuerung 6 überträgt zur Treiberschaltung 3 folgendes: ein Lesemodus-Bestimmungssignal, das einen Feld-Lesemodus bestimmt, um die Signalladungen zu lesen, die dem Betrag des empfangenen Lichts entsprechen, das an jedem der Lichtempfangsabschnitte S der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B insgesamt während einer Feldperiode erhalten wird, und ein Rahmenlesemodus-Bestimmungssignal, das einen Rahmenlesemodus zum Lesen der Signalladungen bestimmt, die in den Lichtempfangsabschnitten S insgesamt während einer Rahmenperiode erhalten werden; und ein Shutter-Steuersignal zum Steuern der Ladungszeit für die CCD-Bildsensoren, um die Shutter-Geschwindigkeit eines sogenannten elektronischen Shutters zu steuern.
Bei den CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B der Bildabtasteinheit 2 beträgt die Ladungszeit für den Rahmenlesemodus 1/30 einer Sekunde und die Ladungszeit für den Feldlesemodus beträgt 1/60 einer Sekunde, das heißt die Hälfte wie beim Rahmenlesemodus. Das heißt, daß im Feldlesemodus die Signalladungen, die an zwei vertikalen aneinanderliegenden Lichtempfangsabschnitten S erhalten werden, miteinander addiert werden, bevor sie gelesen werden, um somit die gleiche Empfindlichkeit wie während des Rahmenlesemodus vorzusehen.
Die Farbbildabtastausgangssignale SR, SG, SB, die in der Bildabtasteinheit 2 erhalten werden, die aus den drei CCD-Bildsensorsignalen 2R, 2G und 2B bestehen, werden über einen Vorverstärker 7 und einer Kompensationssignaladditionsschaltung 8 zu einem Signalverarbeitungssystem 9 geliefert. Die Abtastausgangssignale SR, SG und SB werden einer Fehlerkompensation in der Additionsschaltung 8 unterworfen und einer Verarbeitung, die aus einer Gamma- oder Schattenkompensation besteht, im Verarbeitungssystem 9, von wo sie dann nach einer Umwandlung in Videosignale ausgegeben werden, die einem Normfernsehsystem entsprechen, das durch die CCIR- oder EIA- Norm vorgeschrieben ist.
Bei dieser Ausführungsform werden die CCD-Bildsensorsignale 2R, 2G, 2B vorher Fehlertests unterworfen, die die Lage von fehlerhaften Pixeln und die Art des Pegels der Fehler analysieren, wobei die entsprechenden Daten in einem Speicher 10 als Kompensationsdaten gespeichert werden. Es werden weiße Fleckenfehlerkompensationssignale WCP, schwarze Fleckenfehlerkompensationssignale BCP, weiße Schattenkompensationssignale WSH und schwarze Schattenkompensationssignale BSH im Zeittakt der Ausgangssignale der fehlerhaften Pixel der CCD-Bildsensoren 2R, 2G, 2B auf der Basis der Kompensationsdaten, die aus dem Speicher 10 gelesen werden, durch eine Kompensationssignalerzeugungsschaltung 11 gebildet. Die Kompensationssignale WCP, BCP, WSH und BSH werden über eine Kompensationssignalschaltung 12 zur Kompensationssignaladditionsschaltung 8 und zum Signalverarbeitungssystem 9 geliefert, um Bildfehler in der Kompensationssignaladditionsschaltung 8 und dem Signalverarbeitungssystem 9 zu kompensieren.
Die Bildabtasteinheit 2 weist einen Temperatursensor 13 auf, um die Temperaturen der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B abzutasten, so daß die Kompensationssignale WCP, BSH für die weißen Flecken und den schwarzen Schatten, deren Fehlerpegel eine Temperaturabhängigkeit zeigt, in Temperaturkompensationsschaltungen 14 und 15 auf der Grundlage des Fehlerausgangssignals des Temperatursensors 13 temperaturkompensiert werden. Die Temperaturen der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B werden, wie durch das Fehlerausgangssignal des Temperatursensors 13 gezeigt, in einem Analog-Digital-Wandler (A/D) 16 digitalisiert, von wo aus sie dann als Adreßdaten zum Speicher 10 übertragen werden.
Die Fehlertests der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B werden bei einer Testtemperatur ausgeführt, die höher als die Umgebungstemperatur ist, bei der erwartet wird, daß die Bildfehler häufig auftreten. Die Fehlertests werden in einer Weise ausgeführt, daß die Lagen A1, A2, . . . der weißen und schwarzen Fleckenfehlerpixel der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B identifiziert werden, die Arten und die Pegel 11, 12, . . . der Fehler ermittelt werden, und die Positionsdaten der Fehlerpixel auf die folgende Weise halten werden. Das heißt, daß unter Bezugnahme auf Fig. 3 die erste Fehlerpixelposition AI, von einem Referenzpunkt A0 aus gezählt, durch digitale Daten einer vorbestimmten Anzahl von Bits dargestellt wird, die dem Abstand dl von dem Referenzpunkt A0 in einer verschlüsselten Form entspricht. Die Position An eines anderen vorhandenen fehlerhaften Pixels, wobei n eine beliebige ganzzahlige Zahl ist, wird durch digitale Daten einer vorgegebenen Anzahl von Bits dargestellt, die der Entfernung dn von der vorhergehenden Fehlerpixelposition A(n-1) entspricht. Wenn der relative Abstand zwischen einem willkürlichen Fehlerpixel und dem nächsten Fehlerpixel so lange ist, daß er nicht durch digitale Daten einer vorgegebenen Anzahl von Bits dargestellt werden kann, wie bei einer Attrappenpixelposition ADMI zwischen einer ersten Fehlerpixelposition A1 und einer zweiten Fehlerpixelposition A2, die einen relativen Abstand d, wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt, hat, wird ein Attrappen-Fehlerpixel zwischen diesen Fehlerpixeln gesetzt, so daß die relative Abstand d in einen Abstand d2 von der ersten Fehlerpixelposition A1 zur Attrappen-Fehlerpixelposition ADMI und einen Abstand d3 von der Attrappen-Fehlerpixelposition ADMI zur zweiten Fehlerpixelposition A2 aufgeteilt wird, wobei die Abstände d2 und d3 durch digitale Daten dargestellt werden, die eine entsprechende vorgegebene Anzahl von Bits aufweisen.
Wenn die Positionen A1, A2, . . . der Fehlerpixel der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B durch zweidimensionale absolute Adressen dargestellt werden, werden 10 Datenbits jeweils entlang der horizontalen Richtung und entlang der vertikalen Richtung, das heißt eine Gesamtsumme von 20 Datenbits für die Adreßdaten benötigt. Wenn jedoch die Fehlerpixelposition An, wobei n irgendeine beliebige ganze Zahl ist, durch die verschlüsselten digitalen Daten einer vorgegebenen Anzahl von Bits dargestellt wird, die dem Abstand dn von der unmittelbar vorhergehenden Fehlerpixelposition A(n-1) in Übereinstimmung mit einem relativen Adreßsystem entspricht, können die Adreßdaten in eine Anzahl von Bits komprimiert werden, die notwendig ist, den Maximalwert der relativen Adressen darzustellen. Beispielsweise kann für relative Adreßdaten von 12 Bits eine Datenkompression von 8 Bits für eine Fehlerpixelposition erzielt werden. Wenn man annimmt, daß der relative Abstand, der durch 12-Bit-Relativ-Adreßdaten dargestellt werden kann, gleich 4,5 Zeilen beträgt, wenn beispielsweise der relative Abstand dn von einer gegebenen Fehlerpixelposition An zur nächsten Pixelposition A(n+1) nicht weniger als 4,5 Zeilen beträgt, können eine oder mehrere Attrappen-Fehlerpixelpositionen ADM zwischen den Fehlerpixelpositionen An und A(n+1) gesetzt werden, so daß der relative Abstand dn geteilt wird und auf nicht mehr als 4,5 Zeilen vermindert wird, so daß die Fehlerpixelposition A(n+1) durch 12 Bits von relativen Adreßdaten dargestellt wird. Wenn der relative Abstand dn zwischen einer gegebenen Fehlerpixelposition An und der nächsten Pixelposition A(n+1) so lang ist, daß er nicht durch die digitalen Daten einer vorgegebenen Anzahl von Bits dargestellt werden kann, können ein oder mehrere Attrappen-Fehlerpixel zwischen den Fehlerpixeln gesetzt werden, um den relativen Abstand dn einer Weise zu teilen, daß die Gesamtheit der Fehlerpixel durch die digitalen Daten der vorgegebenen Anzahl von Bits dargestellt werden kann. Es sei betont, daß die Bildabtastausgangssignale nicht bezüglich ihrer Qualität durch die Attrappenfehlerpixelpositionen ADMI in Mitleidenschaft gezogen werden, wenn man die Attrappenfehlerpixelpositionen so setzt, daß sie innerhalb der freien Periode BLK der Bildabtastausgangssignale liegen, die von den CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B gelesen werden.
Bei dieser Ausführungsform ist der Speicher 10 in einen Feldlesebereich ARFD von einer Adresse 0 bis zu einer Adresse 4095 und einem Rahmenlesebereich ARFM von einer Adresse 4096 zu einer Adresse 8191 unterteilt, wie in der Speicherkarte von Fig. 4 gezeigt ist. Jeder Lesebereich ARFD und ARFM ist in einen Minimum-Kompensationsamplitudendatenbereich ARSA, einen Kompensationsdatenbereich ARCM und einem Shutter-Geschwindigkeitsdatenbereich ARSS unterteilt.
Im Minimum-Kopnensationsamplitudendatenbereich ARSA ist eine Anzahl N von Minimum-Kompensationsamplitudendaten DSA eingeschrieben, die die minimale Amplitude zeigen, bei der es notwendig ist, in Abhängigkeit von den Bildabtastbedingungen, beispielsweise den Temperaturen und der Shutter- Geschwindigkeit, für die Bildabtastausgangssignale der CCD- Bildsensoren 2R, 2G und 2B eine Kompensation durchzuführen. Die Minimum-Amplitudendaten DSA werden durch 2-Byte-Daten gebildet, von denen 4 Bits auf jede der Minimum-Kompensationskanalamplitudendaten DSAR, DSAG und DSAB für den R, G und B Kanal verteilt werden, 2 Bits für die Zykluszeitdaten verteilt werden und die verbleibenden 2 Bits ungenutzt verbleiben.
Im Datenbereich ARCM sind Daten DCM eingeschrieben, die aus den oben beschriebenen Fehlertests erhalten werden, die für die CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B durchgeführt wurden. Die Daten DCM bestehen aus 8-Bit-Amplitudendaten DCMA, die mit dem Fehlerpegel in Verbindung stehen, 2-Bit-Modusauswahldaten DMS, die die Art des Fehlers anzeigen, 2-Bit-Farbcodedaten DCC, die den zu kompensierenden Kanal anzeigen, und 3-Byte-Daten, die durch die 12-Bit Relativ-Adreß-Daten RADR gebildet sind, die den Abstand zur nächsten Fehlerpixelposition anzeigen. Die Daten DCM umfassen DCM'-Daten, die die Attrappen-Fehlerpixel betreffen.
Im Shutter-Geschwindigkeitsdatenbereich ARSS sind 15 2-Byte-Daten eingeschrieben, die jeweils aus Shutter-Daten SHD bestehen, um 4-Bit Shutter-Geschwindigkeitsdaten, die die augenblickliche Shutter-Geschwindigkeit des elektronischen Shutters anzeigen, in 3-Bit-Daten und 12-Bit-Erst-Adreßdaten FADR umzuwandeln, die die Start-Adresse des obigen Datenbereichs ARCM zeigen, das heißt die Adresse 2N.
Bei dieser Ausführungsform weist die Kompensationssignalerzeugungsschaltung 11 eine erste bis siebte Latch-Speicherschaltung 21 bis 27 auf, zu der verschiedene Daten geliefert werden, die aus dem Speicher 10 gelesen werden, sowie eine Markierungsimpulserzeugungsschaltung 28. Die Schaltungen 21 bis 28 sind in Fig. 5 gezeigt, die ein Beispiel einer Kompensationssignalerzeugungsschaltung 11 zeigt, und zwar zusammen mit peripheren Schaltungen für die Schaltung 11.
Wenn der Bildabtastbetrieb in dem Betriebsmodus durchgeführt wird, der durch die Systemsteuerung voreingestellt ist, führt die Kompensationssignalerzeugerschaltung 11 einen Initialisierungsbetrieb während der Weißperioden in einem Feld- oder einem Rahmenintervall in einer Weise durch, daß abhängig von den Bildabtastbedingungen, beispielsweise der Shutter-Geschwindigkeit, die in der Systemsteuerung 6 voreingestellt ist, oder den Temperaturdaten, die vom Temperatursensor 13 über den A/D-Wandler 16 übertragen werden, die Minimum-Amplitudendaten DSAR, DSAG und DSAB für den R, G und B-Kanal, die aus dem Minimum-Amplitudendatenbereich ARSA des Speichers 10 gelesen wurden, in der ersten bis dritten Speicherschaltung 21, 22 und 23 gespeichert werden, und die Shutter-Daten SHD, die aus dem shutter-Geschwindigkeitsdatenbereich ARSS des Speichers 10 gelesen werden, in der vierten Speicherschaltung 24 gespeichert werden. Die Generatorschaltung 11 arbeitet weiter auf der Basis der ersten Adreßdaten FADR, die aus dem Shutter-Geschwindigkeitsdatenbereich ARSS gelesen werden, in einer Weise, daß die Markierimpulserzeugungsschaltung 28 einen Adreßzähler 40 veranlaßt, Daten DCMI aus der führenden Adresse im Datenbereich ARCM des Speichers 10 zu lesen, das heißt die Adresse 2N und die relativen Adreßdaten RADR, die den Abstand vom Ursprungspunkt A0 zur ersten Fehlerpixelposition A1 anzeigen, die in der Markierimpulserzeugungsschaltung 28 gespeichert werden, während die Amplitudendaten DCMA, die Farbcodedaten DCC und die Modusauswahldaten DM5 in der fünften bis siebten Speicherschaltung 25 bis 27 gespeichert werden.
Wenn der Markierungsimpulsgenerator 28 den oben beschriebenen Initialisierungsbetrieb beendet und mit dem Kompensationsbetrieb weiterfährt, gibt die Markierimpulserzeugungsschaltung 28 einen Markierungsimpuls mit dem Zeittakt der ersten Fehlerpixelposition auf der Basis der relativen Adreßdaten RADR aus, die während des Initialisierungsbetriebs gespeichert sind, um den Adreßzähler 40 zu inkrementieren, um die nächsten Daten DCM2 aus dem Datenbereich ARCM des Speichers 10 zu lesen, um die relativen Adreßdaten zu speichern, die den Abstand zur nächsten Fehlerpixelposition A1 im Markierungsimpulsgenerator 28 anzeigen, als auch um die Amplitudendaten DCMA, die Farbcodedaten DCC und die Modusauswahldaten DMS in der fünften bis siebten Speicherschaltung 25 bis 27 zu speichern und die Markierungsimpulsdaten nacheinander mit einem Zeittakt der jeweiligen Fehlerpixelpositionen An aus zugeben.
Die erste bis dritte Speicherschaltung 21 bis 23 speichert die Minimumamplitudendaten DSAR, DSAG und DSAB der R, G und B-Kanäle, die aus dem Minimumamplitudendatenbereich ARSA des Speichers 10 gelesen werden, wobei diese Amplitudendaten DSAR, DSAG und DSAB dann über eine Auswahleinrichtung 29 zu einem Komparator 30 geliefert werden.
Die vierte Speicherschaltung 24 speichert die Shutter-Daten SHD, die aus dem Shutter-Geschwindigkeitsdatenbereich ARSS des Speichers 10 gelesen werden, wobei diese Shutter-Geschwindigkeitsdaten dann zur einer Bit-Verschiebeschaltung 31 als Steuerdaten übertragen werden.
Die fünfte bis siebte Speicherschaltung 25, 26 und 27 kann die Amplitudendaten DCMA, die Farbcodedaten DCC und die Modusauswahldaten DMS, die in den Daten DCM enthalten sind, die aus dem Datenbereich ARCM des Speichers 10 gelesen werden, speichern.
Die Amplitudendaten, die in der fünften Speicherschaltung 25 gespeichert sind, werden zum Komparator 30 übertragen und ebenfalls zur ersten Schaltschaltung 32 (beide unmittelbar und über die Bit-Verschiebeschaltung 31) und dann zu einem Digital-Analog-Wandler (D/A) 33. Die Farbcodedaten DCC, die in der sechsten Speicherschaltung 26 gespeichert sind, werden zur Auswahleinrichtung 29 als Steuerdaten geliefert, während sie gleichzeitig als Steuerdaten zu einem ersten Decoder 43 geliefert werden, wie unten beschrieben wird. Die in der siebten Schaltung 27 gespeicherten Modusauswahldaten DMS werden als Steuerdaten zur ersten Schaltschaltung 32 übertragen, während sie gleichzeitig als Steuerdaten zu einer zweiten Schaltschaltung 41 und einem zweiten Decoder 47 übertragen werden, wie unten beschrieben wird.
Die Auswahleinrichtung 29 wählt diejenigen der Minimumamplitudendaten DSAR, DSAG und DSAB für den R, G und B-Kanal aus, die in der ersten bis dritten Speicherschaltung 21 bis 23 gespeichert sind, die durch die Farbcodedaten DCC bestimmt wird, die als Steuerdaten von der sechsten Speicherschaltung 26 geliefert werden, und überträgt die ausgewählten Minimumamplitudendaten DSA zum Komparator 30. Der Komparator 30 vergleicht die durch die Auswahleinrichtung 29 ausgewählten Minimumamplitudendaten DSA mit den Amplitudendaten DCMA, die in der fünften Speicherschaltung 25 gespeichert sind, und überträgt ein Vergleichsausgangssignal zu einer dritten Schaltschaltung 42 als Steuerdaten. Die dritte Schaltschaltung 42 ist geschlossen, wenn die Amplitudendaten DCMA größer sind als die Minimumamplitudendaten DSA.
Abhängig von den Shutter-Daten, die als Steuerdaten von der vierten Speicherschaltung 24 geliefert werden, werden die Amplitudendaten DCMA, die von der fünften Speicherschaltung 25 übertragen werden, einer Bit-Verschiebeoperation in der Bit-Verschiebeschaltung 31 unterworfen, wie beispielsweise in Tabelle 1 gezeigt ist. Tabelle 1: Bitverschiebebetrieb Shuttergeschwindigkeit Shutterdaten Anzahl der verschobenen Bits Gewinn
Die bitverschobenen Amplitudendaten DCMA werden dann über die erste Schaltschaltung 32 zu einem D/A-Wandler 34 übertragen.
Die erste Schaltschaltung 32 wird durch die Modusauswahldaten DMS gesteuert, die von der siebten Speicherschaltung 27 als Steuerdaten geliefert werden, in einer Weise, um die Bit-Verschiebeschaltung 31 auszuwählen, wenn die Modusauswahldaten DMS den weißen Fehlermodus zeigen, und die fünfte Speicherschaltung 25 auszuwählen, wenn die Modusauswahldaten einen anderen Fehlermodus anzeigen.
Die Amplitudendaten, die über die erste Schaltschaltung 32 übertragen werden, werden in einem D/A-Wandler 33 in entsprechende Analogsignale umgewandelt. Die von dem D/A- Wandler 33 erzeugten analogen Signale werden zu einer ersten und zweiten Pegeleinstellschaltung 34 und 35 und zu einer ersten und zweiten Temperaturkompensationsschaltung 14 und 15 geliefert, wo sie selektiv durch eine erste bis vierte Signalschaltschaltung 36 bis 39 von den Schaltungen 34, 35, 14 und 15 als verschiedenartige Amplitudenkompensationssignale ausgegeben werden.
Auf der Basis der ersten Adreßdaten FADR, die aus dem Shutter-Geschwindigkeitsdatenbereich ARSS des Speichers 10 gelesen werden, und der relativen Adreßdaten, die in den Daten DCM enthalten sind, die aus dem Datenbereich ARCM des Speichers 10 gelesen werden, erzeugt die Markierimpulsgeneratorschaltung 28 Markierungsimpulse mit Zeittakten, die mit den Fehlerpixelpositionen A1, A2, . . . der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B verbunden sind, die die Bildabtasteinheit 2 aufmachen, während gleichzeitig die ersten Adreßdaten und die relativen Adreßdaten im Adreßzähler 40 des Speichers 10 voreingestellt werden.
Die zweite Schaltschaltung 41 wird durch die Modusauswahldaten DMS gesteuert, die von der siebten Speicherschaltung 27 als Steuerdaten übertragen werden, in einer Weise, um die dritte Schaltschaltung 42 auszuwählen, wenn die Modusauswahldaten DMS den weißen Fleckenfehlermodus anzeigen, und um den ersten Decoder auszuwählen, wenn die Modusauswahldaten einen anderen Fehlermodus anzeigen. Der Markierungsimpuls des weißen Fleckenfehlermodus wird über die dritte Schaltschalung 42 zum ersten Decoder 43 übertragen, während der Markierungsimpuls irgendeines anderen Fehlermodus unmittelbar zum ersten Decoder 43 übertragen wird. Die dritte Schaltschaltung 42 wird durch das Ausgangssignal des Komparators 30 als Steuerdaten gesteuert, in einer Weise, daß der Markierungsimpuls des weißen Fleckenfehlermodus, der über die zweite Schaltschaltung übertragen wird, nur dann zum ersten Decoder 43 übertragen wird, wenn die Amplitudendaten, die in der fünften Speicherschaltung 25 gespeichert sind, größer sind als die Minimumamplitudendaten DSA, die in der Auswahleinrichtung 29 ausgewählt werden.

Tabelle 2:

Farbcodedaten

L L R-Kanal
L H G-Kanal
H L B-Kanal
H H alle Kanäle
Der erste Decoder 43 überträgt den Markierungsimpuls zum zweiten Decoder 47 über D-Flipflops 44, 45, 46 von einem oder allen R, G und B-Kanälen, die selektiv, wie in der Tabelle 2 gezeigt ist, durch 2-Bit-Farbcodedaten DCC bestimmt werden, die als Steuerdaten von der sechsten Speicherschaltung 26 geliefert werden.
Die Takteingangsanschlüsse der D-Flipflops 44 bis 46 werden vom Taktgenerator 5 mit Taktimpulssignalen ΦR, ΦG und ΦB geliefert, die in Phase mit jedem der R, G und B-Kanäle sind, das heißt mit jeder der Farbkomponenten des Abtastausgangssignals, die durch die CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B erzeugt wird, um eine Phasengleichheit durch den Markierungsimpulssignals zu bilden, das vom ersten Decoder 43 durch die Taktimpulssignale ΦR, ΦG und ΦB geliefert wird. Bei dieser Ausführungsform, bei der die Bildabtasteinheit 2 gemäß dem Abstandspixelverschiebesystem ausgebildet ist, weist das Taktimpulssignal ΦG für den G-Kanal eine entgegengesetzte Phase zu den Taktimpulssignalen ΦR und ΦB der anderen (R und B) Kanäle auf, um so ein Markierungsimpulssignal zu erzeugen, das in Phase mit jedem der R, G und B-Signale oder Farbkomponenten des Bildabtastausgangssignals ist, das bei jedem der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B der Bildabtasteinheit 2 erhalten wird. Der zweite Decoder 47 bildet selektive Steuerdaten aus diesem Markierungsimpulssignal in Verbindung mit den Moden, die, wie in Tabelle 3 gezeigt ist, durch den 2-Bit- Modusauswahldaten DMS bestimmt werden, die als Steuerdaten von der siebten Speicherschaltung 27 übertragen werden, und überträgt die selektiven Steuerdaten zum Steuereingangsanschluß jede der ersten bis vierten Schaltschaltungen 36 bis 39.

Tabelle 3:

Modusauswahldaten

L L weißer Fleckenfehlermodus
L H schwarzer Fleckenfehlermodus
H L schwarzer Schattenmodus
H H weißer Schattenmodus
Die analogen Amplitudensignale, die vom D/A-Wandler 33 über die erste oder zweite Pegeleinstellschaltung 34, 35 oder die erste oder zweite Temperaturkompensationsschaltung 14, 15 ausgegeben werden, werden durch die erste bis vierte Signalschaltschaltung 36 bis 39 gemäß den selektiven Steuerdaten vom zweiten Decoder 47 in der folgenden Weise geschaltet, daß sie dann als verschiedenartige Kompensationssignale ausgegeben werden.
Wenn somit die Modusauswahldaten DMS gleich LL sind, wodurch der weiße Fleckenfehlermodus angezeigt wird, gibt die dritte Schaltschaltung 38 zu einem der R, G und B-Kanäle, die durch die Farbcodedaten DCC angezeigt werden, analoge Amplitudensignale aus, die vom D/A-Wandler 33 ausgegeben werden, über die erste Temperaturkompensationsschaltung 14 als das weiße Fleckenfehlerkompensationssignal WCP aus. Wenn die Modusauswahldaten DMS gleich LH sind, wodurch der schwarze Fehlermodus angezeigt wird, gibt die erste Signalschaltschaltung 36 die analogen Ausgangssignale selektiv an einen der R, G und B-Känale aus, die durch die Farbcodedaten DCC angezeigt sind, die vom A/D-Wandler 33 ausgegeben werden, über die erste Pegeleinstellschaltung 34 als schwarzes Schwarzflecken- Fehlerkompensationssignal BCP aus. Wenn die Modusauswahldaten DMS gleich HL sind, wodurch der schwarze Schattenmodus angezeigt wird, gibt die vierte Schaltschaltung 39 an einen der R-, G- und B-Kanäle, die durch die Farbcodedaten DCC angezeigt sind, die analogen Amplitudensignale aus, die vom D/A- Wandler 33 ausgegeben werden, über die zweite Temperaturkompensationssignalschaltung 15 als das schwarze Schattenkompensationssignal BSH aus. Wenn die Modusauswahldaten DMS gleich HH sind, wodurch der weiße Schattenmodus angezeigt wird, gibt die zweite Signalschaltschaltung 37 selektiv zu einem der R-, G- und B-Kanäle, die durch die Farbcodedaten DCC angezeigt sind, das analoge Amplitudensignal, das vom D/A-Wandler 33 ausgegeben wird, über die zweite Pegeleinstellschaltung 35 als weißes Schattenkompensationssignal WSH aus.
Bei dieser Ausführungsform wird, wenn die Daten DCM aus den Datenbereich ARCM des Speichers 10 zum Bilden der Kompensationssignale WCP, BCP, WSH und BSH wie oben beschrieben gebildet werden, die Spannung, die rum Speicher 10 geliefert wird, ausgeschaltet oder reduziert, um Leistung zu sparen, mit Ausnahme während einer Periode oder eines Intervalls TR (Fig. 6) von mehreren 10 Taktperioden vor und nach dem Aus lesen der Signalladungen von jedem der Fehlerpixel der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B, wobei die Bildabtasteinheit 2 eingeschaltet wird, das heißt während einer Lesezeit tR der Daten DCM. Damit wird ein verschwenderischer Leistungsverbrauch durch den Speicher 10 verhindert, um somit eine Leistungsersparnis zu realisieren.
Bei dieser Ausführungsform wird das weiße Fleckenfehlerkompensationssignal WCP und das schwarze Fleckenfehlerkompensationssignal BCP, die bei einem selektiven Schalten des analogen Amplitudensignals erhalten werden, das vom D/A-Wandler 33 durch die erste und dritte Schaltschaltung 36, 38 der Kompensationssignalschaltschaltung 12 im Zeittakt der Fehlerpixelpositionen A1, A2, . . . in Abhängigkeit vom Fehlermodus ausgegeben wird, und das decodierte Ausgangssignal des zweiten Decoders 47, der die gleichphasigen Markierungsimpulssignale an D-Flipflops 44 bis 46 als selektive Steuerdaten empfängt, in der Kompensationssignaladditionsschaltung 8 in einer Weise addiert, daß die Farbbildabtastausgangssignale SR, SG und SB der R, G und B-Kanäle, die in der Bildabtasteinheit 2 erhalten werden, entsprechend dem Abstandspixelverschiebesystem angeordnet werden, einer Kompensationsverarbeitung für die Bildfehler aufgrund der weißen und schwarzen Fleckenfehler unterworfen werden.
Das weiße Fleckenfehlerkompensationssignal WCP, das durch die erste Kompensationssignalschaltschaltung 36 ausgewählt wurde, wird in der Kompensationssignaladditionsschaltung 8 mit dem Bildabtastausgangssignal addiert, das in der Bildabtasteinheit 2 erhalten wurde, nachdem die Amplitude 1W des analogen Amplitudensignals, das vom D/A-Wandler 33 geliefert wurde, einer Temperaturkompensation in der ersten Temperaturkompensationsschaltung 14 unterworfen wurde, zu der das Ermittlungsausgangssignal des Temperatursensors 13 geliefert wird, um die Temperatur jeder der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B der Bildabtasteinheit 2 zu ermitteln, wie in Fig. 7 gezeigt ist, wodurch die Amplitude auf eine neue Amplitude 1W' eingestellt wird, um den weißen Fleckenfehler bei einer Arbeitstemperatur beim augenblicklichen Abtaststatus optimal einzustellen, in einer Weise, daß eine optimale Einstellung des weißen Fleckenfehlers durchgeführt wird, der eine Temperaturabhängigkeit aufweist.
Der Fehlerpegel der Weißfehlertemperaturabhängigkeit ist bei Umgebungstemperatur extrem klein und kann sicher als Defekt vernachlässigt werden, während er exponentiell bei einem Ansteigen der Temperatur ansteigt. Sollte es deshalb einen Kompensationsfehler in der ersten Temperaturkompensationsschaltung 14 geben, der eine Temperaturkompensation des Weißfleckenfehlerkompensationssignals WCP durchführt, wird der Weißfleckenfehler durch das Weißfleckenfehlerkompensationssignal WCP überkompensiert oder unterkompensiert, so daß ein sogenannter Kompensationsflecken im Bildabtastausgangssignal verbleibt, das nach einer Fehlerkompensation erhalten wird. Folglich werden bei dieser Ausführungsform die Minimumamplitudendaten DSA, die aus dem Minimumamplitudendatenbereich ARSA des Speichers 10 gelesen werden, in der ersten bis dritten Speicherschaltung 21 bis 23 der Kompensationssignalgeneratorschaltung 11 im Laufe der Initialisierungsoperation gespeichert, mit den Daten wie die Shutter-Geschwindigkeit oder die Arbeitstemperatur als Adreßdaten, in einer Weise, daß eine Kompensation in dem Fall eines Weißfleckenfehlers nicht durchgeführt wird, der einen niedrigen Fehlerpegel aufweist (wenn die Amplitudendaten DCMA, die aus dem Datenbereich ARCM des Speichers 10 im Laufe der augenblicklichen Bildabtastoperation gelesen werden, kleiner sind als die Minimumamplitudendaten DSA), bei dem das Problem eines Kompensationsfehlers, der durch eine Weißfehlerkompensation verursacht wird, sehr wahrscheinlich auftritt, und nur Weißfleckenfehler, die einen höheren Fehlerpegel aufweisen, selektiv kompensiert werden, um eine effektivere Weißfleckenfehlerkompensation durchzuführen.
Wenn die elektronische Shutter-Funktion, die durch Vorsehen einer Steuerung der Aufladungszeit vorgesehen ist, bei jedem CCD-Bildsensor 2R, 2G und 2B vorhanden ist, die die Bildabtasteinheit 2 bilden, wird der Signalpegel des Weißfleckenfehlersignals, der im Bildabtastausgangssignal enthalten ist, in Abhängigkeit von der Ladungszeit geändert, das heißt der Shutter-Geschwindigkeit. Bei dieser Ausführungsform werden die Amplitudendaten DCMA der oben beschriebenen Bit- Verschiebeoperation unterworfen, die in Tabelle 1 gezeigt ist, durch die Bit-Verschiebeschaltung 31 im Laufe der Bildabtastoperation auf der Basis der Shutter-Daten, die in der vierten Speicherschaltung 24 der Kompensationssignalgeneratorschaltung 11 im Laufe der Initialisierungsoperation gespeichert werden, in einer Weise, daß die vorgegebene Shutter-Geschwindigkeit mit dem Gewinn des Weißfleckenfehlerkompensationssignals WCP in Verbindung gebracht wird, um eine optimale Weißfleckenfehlerkompensation jederzeit vorzusehen. Es sei betont, daß zum in Verbindung bringen der vorgegebenen Shutter-Geschwindigkeit mit dem Gewinn des Weißfleckenkompensationssignals WCP es auch möglich ist, anstelle der Bit-Verschiebeschaltung 31 eine Multiplikationseinheit vorzusehen, um eine digitale oder analoge Multiplikation des Weißfleckenfehlerskompensationssignals WCP durch die Shutter-Geschwindigkeit oder die Ladungszeit als Multiplikationsfaktor durchzuführen.
Weiter sollten in den Fällen, wo die elektronische Shutter-Funktion in den CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B der Bildabtasteinheit 2 eingebunden ist, die Ladungszeit für den Feldlesemodus auf die Hälfte reduziert werden, wie beispielsweise in Fig. 8 gezeigt ist, so daß die erzeugten Signalladungen ebenfalls auf die Hälfte des normalen Modus reduziert werden. Jedoch wird für den Rahmenlesemodus die effektive Ladungszeit auf ein Viertel des normalen Modus reduziert. Somit wird der Signalpegel des Weißfleckenfehlersignals, das im Bildabtastsignal enthalten ist, verschieden sein, sogar wenn die Shutter-Geschwindigkeit auf den gleichen Wert voreingestellt ist, da die effektive Ladungszeit in Abhängigkeit von ausgewählten Signalladungslesemodus verschieden sein wird. Bei dieser Ausführungsform sind der Feldlesebereich ARFD und der Rahmenlesebereich ARFM im Speicher 10 vorgesehen, wo die Minimumamplitudendaten DSA, die Daten DOM oder die Shutter- Daten SHD für diese Lesemoden vorher eingeschrieben werden. Die Daten werden aus dem Feldlesebereich ARFD und dem Rahmenlesebereich ARFM entsprechend dem augenblicklich ausgewählten Lesemodus gelesen, um die oben beschriebene Initialisierungsoperation und Kompensationsoperation durchzuführen, so daß eine optimale Fehlerkompensation für jeden Lesemodus bereitgestellt wird.
Auch bei dieser Ausführungsform wird das Bildabtastausgangssignal, das für Bildfehler aufgrund von weißen und schwarzen Fleckenfehlern wie oben beschrieben kompensiert wurde, einer Schattenkompensation unterworfen, wobei schwarze Schattenkompensationssignale BSH und weiße Schattenkompensationssignale WSH verwendet werden, die aufgrund von selektiven analogen Schaltsignalen erhalten werden, die vom D/A- Wandler 33 als Funktion der Art des Fehlermodus durch die zweite und vierte Schaltschaltung 36 und 38 der Kompensationssignalschaltschaltung 12 aufgrund der Steuerung des Signalverarbeitungssystems 9 ausgegeben werden.
Die Amplitude des analogen Amplitudensignals, das durch den D/A-Wandler 33 ausgegeben wurde, wird durch die zweite Temperaturkompensationsschaltung 15 einer Temperaturkompensation unterworfen, an die das Abtastausgangssignal des Temperatursensors 13 geliefert wird, so daß der schwarze Schatten auf einen Minimumwert bei einer Arbeitstemperatur aufgrund der augenblicklichen Bildabtastbetriebsbedingungen mit Hilfe des Schwarzschattenkompensationssignals BSH, das durch die vierte Signalschaltschaltung 39 ausgewählt wurde, kompensiert werden kann.
Somit werden bei dieser Ausführungsform die Amplitudendaten, die in den Kompensationsdaten DOM enthalten sind, die aus dem Speicher 10 gelesen werden, selektiv der oben beschriebenen Bit-Verschiebeoperation unterworfen, und die analogen Amplitudensignale, die durch Umwandeln der Amplitudendaten DCMA in eine analoge Form erhalten werden, werden durch Unterwerfung eines Temperaturkompensationsbetriebs ausgewählt. Somit werden durch Verwendung einer Zeittaktinformation, wobei die Steuerdaten, die als Zeittaktinformation verwendet werden, die durch die Decodieren des Markierungsimpulssignals erhalten werden, das auf der Basis der relativen Adreßdaten RADR durch die Farbcodedaten DCC oder die Modusauswahldaten DMS gebildet wird, die analogen Amplitudensignale durch die Signalschaltschaltung 12 geschaltet. Auf diese Weise werden Fehlerkompensationssignale, die in Phase mit den Bildabtastausgangssignalen der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B sind, die die Bildabtasteinheit bilden, und die in Abhängigkeit von dem Abstandspixelverschiebesystem eingerichtet und aufgebaut sind, gebildet und verwendet, um eine optimale Kompensation der Bildfehler aufgrund der Weiß- oder Schwarzfleckenfehler der CCD-Bildsensoren 2R, 2G und 2B auszuführen, so daß Bildabtastausgangssignale, die eine extrem hohe Bildqualität aufweisen, bereitgestellt werden können.
Wie man aus der obigen Beschreibung sieht, hat die oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung die folgenden vorteilhaften Merkmale.
Sie stellt eine Festkörperbildabtastvorrichtung bereit, bei der aus Sicht der oben beschriebenen verschiedenen Schwierigkeiten der früher vorgeschlagenen Festkörperbildabtastvorrichtung die verminderte Bildqualität, die dem Bildabtastausgangssignal wegen fehlerhafter Pixel, die in der Festkörperbildabtasteinrichtung zuzuschreiben sind, beispielsweise in CCD-Einrichtungen, die aus einem Halbleitermaterial gebildet werden, durch eine Signalverarbeitung kompensiert wird, in der Weise, daß Bildabtastausgangssignale mit einer überragenden Bildqualität erzeugt werden.
Eine Zeittaktinformation, die fehlerhafte Pixelpositionen darstellt, und die Amplitudeninformation, die den Pegel der fehlerhaften Komponenten in den Festkörperbildabtasteinrichtungen darstellt, die die Bildabtasteinrichtung bilden, werden separat mittels eines Zweiwegeverarbeitungssystems verarbeitet, um Fehlerkompensationssignale zu bilden, wodurch der Fehlerkompensationsbetrieb vorteilhaft durchgeführt werden kann, so daß Änderungen bei den unterschiedlichen Fehlerpegeln berücksichtigt werden können.
Es werden sowohl Bildfehler aufgrund weißer Fleckenfehlerpixel, die eine Temperaturabhängigkeit haben, als auch Bildfehler aufgrund schwarzer Fleckenfehlerpixel, die keine Temperaturabhängigkeit haben, kompensiert, in einer Weise, daß Bildabtastausgangssignale erzeugt werden, die eine überragende Bildqualität aufweisen.
Sogar wenn der signalladungs-Lesemodus von den Festkörperbildabtasteinrichtungen, die die Bildabtasteinheit bilden, durch eine Schaltoperation geschaltet wird, können Fehlerkompensationssignale, die mit unterschiedlichen Betriebsmoden verbunden sind, in einer einfachen Weise gebildet werden, um eine positive Fehlerkompensationsverarbeitung der Festkörperbildeinrichtungen zu ermöglichen.
Die Ladungszeit in jedem Pixel kann variabel voreingestellt sein, wodurch, wenn sogar die Ladungszeit in den Festkörperabtasteinrichtungen geändert wird, ein korrekter Fehlerkompensationsbetrieb in einer Weise durchgeführt werden kann, so daß Bildausgangssignale erzeugt werden können, die eine überragende Bildqualität aufweisen.
Die Positionen der Fehlerpixel, die in den Festkörperbildabtasteinrichtungen vorhanden sind, werden wirksam durch die Positionsdaten angezeigt, die durch eine kleinere Anzahl von Bits gebildet werden, um den Aufbau der Speicher und der peripheren Schaltungen zu vereinfachen, um Bildfehler wirksam kompensieren zu können, so daß Bildabtastausgangssignale bereitgestellt werden, die eine überragende Bildqualität aufweisen.
Der relative Abstand zwischen Fehlerpixeln in einer verschlüsselten Form wird als Positionsdaten für die Fehlerpixel verwendet, die in den Festkörperbildabtasteinrichtungen vorhanden sind, und bei einem größeren relativen Abstand zwischen fehlerhaften Pixeln wird ein Attrappen-Fehlerpixel in einer Weise gesetzt, um die Fehlerpixel wirksam zu ermitteln.
Ein verschwenderischer Leistungsverbrauch im Speicher, der die Daten speichert, die die Lagen der Fehlerpixel betreffen, die in den Festkörperbildabtasteinrichtungen vorhanden sind, und die Pegel der Fehlerkomponenten, die in den Ausgangssignalen dieser Fehlerpixel vorhanden sind, wird vermieden, so daß der Leistungsverbrauch der Gesamtanordnung vermindert wird, ohne den Kompensationsbetrieb zu blockieren. Wenn die Fehler einen Fehlerpegel haben, der so niedrig ist, daß der Kompensationsfehler, der nach Entfernung eines kleinen Fehlers verbleibt, zu beanstanden wäre, wird der Kompensationsbetrieb nicht ausgeführt. Es werden nur Fehler, die einen hohen Fehlerpegel aufweisen, selektiv kompensiert, um zu verhindern, daß die Bildqualität durch eine Überkompensation oder Unterkompensation vermindert wird, so daß Bildabtastausgangssignale vorgesehen werden, die eine überragende Bildqualität aufweisen.
Die Positionen zur Erzeugung der Fehlerkompensationssignale für die Bildabtastausgangssignale, die in den Festkörperbildabtasteinrichtungen der Bildabtasteinheit enthalten sind, die gemäß dem sogenannten Abstandspixel-Verschiebesystem aufgebaut ist, sind separat veränderlich, um einen wirksamen Fehlerkompensationsbetrieb zu erlauben.

Claims

1. Festkörper-Fernsehcamera mit

einer Festkörper-Bildsensoreinrichtung (2) aus einem Halbleitermaterial zum Bereitstellen eines Ausgangssignals, das einem Bild eines Gegenstands entspricht, wobei die Bildsensoreinrichtung Bildsensorelemente (S) aufweist, die in einem Raster angeordnet sind, das parallele Abtastzeilen aufweist, die wiederum in einer Reihenfolge in einer orthogonalen Richtung zur Richtung der Abtastzeilen angeordnet sind, wobei das Halbleitermaterial Störstellen an Stellen von mehreren Bildelementen aufweist, die ein Rauschen zu entsprechenden Zeiten im Ausgangssignal erzeugen werden;

einer Speichereinrichtung (10) zum Speichern von Positionsdaten, die den Positionen der Störstellen im Halbleitermaterial entsprechen, und von Fehlerpegeldaten, die dem Pegel eines Kompensationssignals zum Kompensieren des Ausgangssignals entsprechen, die mit jeder der Fehlerlagen in Verbindung stehen;

einer Leseeinrichtung zum Lesen der Positionsdaten und der Fehlerpegeldaten aus der Speichereinrichtung (10);

einer Temperaturabtasteinrichtung (13) zum Abtasten der Temperatur im Bereich der Festkörperbildsensoreinrichtung (2);

einer Kompensationssignalerzeugungseinrichtung (11), die so geschaltet ist, daß sie mit den Positionsdaten und den Fehlerpegeldaten beliefert wird, und die das Kompensationssignal mit einem Zeittakt erzeugen kann, mit dem die Störstelle abgetastet wird, und die einen Pegel aufweisen, der durch temperaturkompensierte Fehlerpegeldaten bestimmt wird, die durch das Ausgangssignal der Temperaturabtasteinrichtung (13) kompensiert sind;

einer Steuereinrichtung (8, 9), die in Abhängigkeit vom Kompensationssignal das Rauschen vom Ausgangssignal der Bildsensoreinrichtung (2) unterdrückt;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Fehlerpegeldaten, die in der Speichereinrichtung (10) gespeichert sind, mit einer höheren Temperatur als mit der normalen Betriebstemperatur gemessen wurden;

die Ladungszeit in jedem Bildelement der Bildsensoreinrichtung (2) variabel eingestellt werden kann; und

die Kompensationssignalerzeugungseinrichtung (11) Signalpegelfehlerkompensationssignale in Verbindung mit einer voreingestellten Ladungszeit auf der Grundlage von Daten bilden kann, die aus der Speichereinrichtung (10) gelesen werden, und eine Fehlerkompensation von Ausgangssignalen von der Festkörperbildsensoreinrichtung (2) durch Fehlerkompensationssignale durchführen kann, deren Pegel in Abhängigkeit von der Ladungszeit in jedem Bildelement der Bildsensoreinrichtung (2) gesteuert werden.

2. Camera nach Anspruch 1, wobei die Kompensationssignalerzeugungseinrichtung (11) ein zweifach-serielles Signalverarbeitungssystem aufweist, das separat eine Zeittaktinformation verarbeiten kann, das die Positionen von fehlerhaften Bildelementen im Halbleitermaterial anzeigt, die die Bildsensoreinrichtung (2) bildet, und eine Amplitudeninformation, die den Pegel von fehlerhaften Komponenten anzeigt, die in den Ausgangssignalen enthalten sind, wobei die Amplitudeninformation in analoger Form durch die Zeittaktinformation abgetastet wird, um Fehlerkompensationssignale zu erzeugen.

3. Camera nach Anspruch 1 mit Mitteln zum Erkennen auf der Basis der Daten, die aus der Speichereinrichtung (10) gelesen werden, von Modus-Codes von fehlerhaften Bildelementen, die den Fehlerkompensationssignalen entsprechen, die durch die Kompensationssignalerzeugungseinrichtung (11) gebildet werden, wobei die Speichereinrichtung (10), in der vorher Modus-Codes gespeichert sind, die Lagen der weißen und schwarzen Störstellenfehlerelemente im Halbleitermaterial, das die Bildsensoreinrichtung (2) bildet, anzeigt, die Pegel der weißen und schwarzen Fleckenfehlerkomponenten, die in diesen Ausgangssignalen enthalten sind, und die Arten der fehlerhaften Bildelemente, wobei die Kompensationssignalerzeugungseinrichtung (11) Fehlerkompensationssignale auf der Basis der Erkennungseinrichtung und als Funktion der Moduscodes der fehlerhaften Bildelemente bilden kann, und wobei das Fehlerkompensationssignal durch das Ausgangssignal der Temperaturabtasteinrichtung (13) selektiv temperaturkompensiert worden ist.

4. Camera nach Anspruch 1, wobei

ein Signalladungslesemodus der Festkörperbildsensoreinrichtung (2) zwischen einem ersten Lesemodus zum Lesen der Signalladungen der gesamten Bildelemente im Laufe von ungefähr einer Feldperiode und einem zweiten Lesemodus zum Lesen der Signalladungen aller Bildelemente im Laufe von ungefähr einer Rahmenperiode umgeschaltet werden kann;

fehlerhafte Bildelementedaten im ersten und zweiten Lesemodus vorher in der Speichereinrichtung (10) gespeichert werden; und

die Leseeinrichtung selektiv Daten fehlerhafter Bildelemente aus der Speichereinrichtung (10) lesen kann in Verbindung mit dem Lesemodus der Signalladungen von der Festkörperbildsensoreinrichtung (2).

5. Camera nach Anspruch 1, wobei die Entfernung zwischen einer Fehlerposition An (außer einer ersten Fehlerposition A0, die als Referenzpunkt zählt), wobei n eine willkürliche ganze Zahl ist, und einer Fehlerposition A(n-1), die unmittelbar der Fehlerposition An vorhergeht, codiert und in der Speichereinrichtung (10) als die Positionsdaten von fehlerhaften Bildelementen im Halbleitermaterial, das die Bildsensoreinrichtung (2) bildet, gespeichert wird, und wobei im Fall einer großen Entfernung zwischen dem willkürlichen fehlerhaften Bildelement und dem nächstbenachbarten fehlerhaften Bildelement ein Attrappen-Fehlerbildelement zwischen den fehlerhaften Bildelementen gesetzt wird und entsprechende Daten in der Speichereinrichtung (10) gespeichert werden.

6. Camera nach Anspruch 1, wobei die Leseeinrichtung die Speichereinrichtung (10) veranlaßt, nur eine vorgegebene Zeitlang zu arbeiten, die die Zeitdauer umfaßt, während der Daten, die notwendig sind, Fehlerkompensationssignale in der Kompensationssignalerzeugungseinrichtung (11) zu bilden, aus der Speichereinrichtung (10) gelesen werden, mit einer gewissen Zeittoleranz vor und nach dieser Zeitdauer, wobei die Speichereinrichtung (10) so gesteuert wird, daß sie während anderer Perioden außer Betrieb bleibt.

7. Camera nach Anspruch 1, mit einer Komparatoreinrichtung zum Vergleichen des Signalpegels des Fehlerkompensationssignals, das durch die Kompensationssignalerzeugungseinrichtung (11) erzeugt wird, mit einem Referenzsignalpegel, der sich mit den Bildabtastbedingungen ändert, wobei Fehlerkompensationssignale eines Signalpegels, der größer als der Referenzsignalpegel ist, auf der Basis des Ausgangssignals der Komparatoreinrichtung herausgenommen werden, um eine Fehlerkompensation durchzuführen.

8. Camera nach Anspruch 1, wobei

die Bildsensoreinrichtung (2) aus einem Halbleitermaterial erste bis dritte Festkörperbildabtastelemente (2R, 2G, 2B) aufweist, wobei das erste Festkörperbildabtastelement (2R) um eine Hälfte einer Bildelementteilung (P) in der horizontalen Richtung in bezug auf das zweite und dritte Festkörperbildelement (2G, 2B) versetzt ist;

die Speichereinrichtung (10) Daten speichert, die die Lagen der fehlerhaften Bildelemente im ersten bis dritten Festkörperbildabtastelement (2R, 2G, 2B) und die Pegel der fehlerhaften Komponenten speichert, die in den Ausgangssignalen enthalten sind;

die Kompensationssignalerzeugungseinrichtung (11) separat Fehlerkompensationssignale für das erste bis dritte Festkörperbildabtastelement (2R, 2G, 2B) auf der Grundlage der Daten bilden kann, die aus der Speichereinrichtung (10) gelesen werden, und separat die Erzeugungsstellen der Fehlerkompensationssignale einstellen kann; und

die Kompensationssignalerzeugungseinrichtung (11) Fehlerkompensationssignale für die Festkörperbildabtastelemente (2R, 2G, 2B) im Zeittakt der Ausgangssignale der fehlerhaften Bildelemente der ersten bis dritten Festkörperbildabtastelemente erzeugen kann und die Fehlerkompensationssignale zu den Ausgangssignalen des ersten bis dritten Festkörperbildabtastelements addieren kann, um die Fehler zu kompensieren.