DE3883344T2 - CCD Video-Kamera. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine CCD-Videokamera.
• Eine CCD-Videokamera mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus JP-A-62-213484 bekannt. Ein ähnliches bekanntes Gerät wird nun auf Grundlage der Fig. 1 - 3 beschrieben.
• Ein Festkörper-Bildaufnahmegerät mit einer Ladungsübertragungsvorrichtung wie einer ladungsgekoppelten Vorrichtung (CCD) weist einen photoempfindlichen Teil zum Vornehmen einer photoelektrischen Wandlung, einen Ladungsübertragungsteil zum Übertragen der im photoempfindlichen Teil erhaltenen Signalladung, und einen Ausgabeteil zum Erzielen eines Ausgangssignals auf Grundlage der übertragenen Signalladung auf. Z.B. wird bei einem Zwischenzeilen-Übertragungssystem die Signalladung von jeder photoelektrischen Zelle über ein Übertragungstor an ein lichtabgeschirmtes Vertikalregister übertragen, und die Signalladungen werden von den Vertikalregistern sequentiell in lichtabgeschirmte Horizontalregister übertragen, so daß ein Bildaufnahmesignal über eine Ausgangsschaltung eines CCD-Registers erhalten wird, das an die Horizontalregister angeschlossen ist.
• Die herkömmliche Ausgangsschaltung eines bisher bekannten CCD-Registers weist einen Aufbau auf, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Schaltbild sind mit 31 und 32 ein Horizontalregister bzw. ein Horizontalausgangstor bezeichnet. Das Horizontalregister 31 wird z.B. mit zweiphasigen Taktimpulsen Φ1 und Φ2 von Anschlüssen 32A bzw. 32B versorgt. Indessen wird dem Horizontalausgangstor 33 eine Vor-Spannung vorgegebenen Wertes von einem Anschluß 34 zugeführt. Die Drain-Source-Strecke eines Feldeffekttransistors 36, der einen potentialfreien, diffundierten Verstärker bildet, ist zwischen das Horizontalausgangstor 33 und einen Spannungsversorgungsanschluß 35 geschaltet, und entsprechend ist ein Kondensator 38 zwischen dem Horizontalausgangstor 33 und Masse ausgebildet. Ein mit den Übertragungstaktimpulsen Φ1 und Φ2 synchronisierter Vorladeimpuls Pp wird von einem Anschluß 37 aus zugeführt, der mit dem Gate des Feldeffekttransistors 36 verbunden ist. Das am Verbindungspunkt der Source des Feldeffekttransistors 36 mit dem Kondensator 38 erhaltene Bildaufnahmeausgangssignal wird einem Ausgangsanschluß 42 über eine zweistufe Sourcefolgerschaltung zugeführt, die aus Feldeffekttransistoren 39 und 40 besteht, und über eine Emitterfolgerschaltung, die aus einem Bipolartransistor 41 besteht.
• Fig. 2 zeigt graphisch die Beziehung zwischen den zweiphasigen Übertragungstaktimpulsen Φ1 und Φ2, dem Vorladeimpuls Pp und der Ausgangsspannung Vo, wie sie an einem Anschluß des Kondensators 38 erzeugt wird.
• Fig. 3A zeigt die Elektrodenstruktur der Ausgangsschaltung von Fig. 1, und die Fig. 3B, 3C und 3D zeigen die Potentiale zu verschiedenen Zeitpunkten t1, t2 bzw. t3 in Fig. 2. Wie es aus Fig. 3A erkennbar ist, weist das Horizontalregister 31 eine solche Elektrodenstruktur auf, daß es die Signalladungen Sn, Sn+1 usw. in Übereinstimmung mit den zweiphasigen Taktimpulsen von links nach rechts überträgt. Der Feldeffekttransistor 36 weist einen potentialfreien Diffusionsbereich 43, ein Vorladegate 44 und einen Vorladedrain 45 auf, die jeweils der Source, dem Gate und dem Drain des in Fig. 1 dargestellten Transistors 36 entsprechen.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 wird nachfolgend eine Beschreibung dazu gegeben, wie ein CCD-Ausgangssignal entnommen wird. Zunächst wird der Feldeffekttransistor 36 während der Vorladezeitspanne Tp eingeschaltet, in der ein Vorladeimpuls Pp dem Gate des Feldeffekttransistors 36 in einem Zustand zugeführt wird, bei dem sich der Impuls Φ1 auf hohem Pegel befindet, während sich der Impuls Φ2 auf niedrigem Pegel befindet. Die Beziehung zwischen den einzelnen Potentialen zum Zeitpunkt (t = t1), innerhalb der Vorladezeitspanne Tp ist so, daß, wie dies in Fig. 3B dargestellt ist, das Potential des Vorladetors 44 niedrig ist. Wenn der Feldeffekttransistor 36 eingeschaltet ist, wird der Kondensator 38 sofort durch die an den Anschluß 35 gelegte Versorgungsspannung Vb geladen. Gleichzeitig erscheint der dem Gate des Feldeffekttransistors 36 zugeführte Vorladeimpuls Pp aufgrund der im wesentlichen zwischen dem Gate und der Source des Feldeffekttransistors 36 gebildeten parasitären Kapazität auf dessen Sourceseite. Demgemäß wird an einem Anschluß des Kondensators 36 eine Ausgangsspannung Vo erzeugt, wobei die Spannung Vp des Vorladeimpulses P1 der Versorgungsspannung Vb überlagert ist.
• Der Vorladezeitspanne Tp folgt eine Bezugspotentialzeitspanne To, die direkt vor der Ladungsübertragung vom Horizontalregister 31 an die Ausgangsschaltung liegt. Innerhalb dieser Bezugspotentialzeitspanne To, in der sich der Vorladeimpuls Pp auf niedrigem Pegel befindet, wird der Feldeffekttransistor 36 im ausgeschalteten Zustand gehalten. Demgemäß sinkt die Ausgangsspannung Vo an einem Anschluß des Kondensators 38 im Vergleich zum Wert während der Vorladezeitspannung To um die Spannung Vp des Vorladeimpulses Pp ab, so daß sie schließlich mit der Versorgungsspannung (Bezugspegel) Vb übereinstimmt. Zum Zeitpunkt (t = t2) innerhalb der Bezugspotentialzeitspanne To steigt, wie dies in Fig. 3C dargestellt ist, das Potential am Vorladetor 44 an, während das Potential des potentialfreien Diffusionsbereichs 43 mit dem Bezugspotential zur Übereinstimmung gebracht wird.
• Auf die Bezugspotentialzeitspanne To folgt eine Übertragungszeitspanne Tt, während der sich der Impuls Φ1 auf niedrigem Pegel und der Impuls Φ2 auf hohem Pegel befindet. Innerhalb der Übertragungszeitspanne Tt wird eine Ausgangsspannung Vo als Datensignalspannung Vs erhalten, die der Signalladung Sn entspricht, die vom Horizontalregister 31 her übertragen wurde. Die einzelnen Potentiale zum Zeitpunkt (t = t3) innerhalb der Übertragungszeitspanne Tt sind solche, wie sie in Fig. 3D dargestellt sind. Demgemäß wird die Signalladung Sn an den potentialfreien Diffusionsbereich 43 übertragen.
• Wenn die Ausgangsspannung Vo wie oben angegeben ausgegeben wird, wird die Ladung im Source/Drain-Bereich (Vorladetorbereich 44) des Feldeffekttransistors 36 innerhalb der Vorladezeitspanne Tp (Fig. 3D) zwischen dem potentialfreien Diffusionsbereich 43 und dem Vorlade-Drainbereich 45 übertragen, so daß das Potential des potentialfreien Diffusionsbereich zwangsweise mit dem Potential des Vorlade-Drainbereichs 45 zur Übereinstimmung gebracht wird und dadurch in stabilem Zustand gehalten wird.
• Wenn CCD-Signale in verschiedenen Kanälen bearbeitet werden, wobei jeder Kanal einem von mehreren Horizontalschieberegistern zugeordnet ist, treten Schwierigkeiten aus dieser Signalverarbeitung nicht in einem einzigen sondern in mehreren Kanälen auf.
• Eine CCD-Bildaufnahmevorrichtung mit mehreren horizontalen Schieberegistern ist aus DE-A-35 20 222 bekannt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine CCD-Videokamera anzugeben, die zuverlässige Signale selbst dann ausgibt, wenn Eingangssignale nicht in einem einzigen sondern in mehreren Kanälen bearbeitet werden.
• Diese Aufgabe wird durch eine Kamera gelöst, die entweder die Merkmale von Anspruch 1 oder diejenigen von Anspruch 2 aufweist. Die beiden Lösungen gemeinsame Idee ist diejenige, daß jeder Kanal eine selektive Verzögerungseinrichtung aufweist, zum Verzögern der Signale in den verschiedenen Kanälen auf solche Weise, daß eine Überlappung zwischen den Kanälen verhindert wird, und daß eine Einrichtung zum Einstellen der Signale aus den verschiedenen Kanälen auf solche Weise, daß sie denselben Ausgangswert im Fall eines extremen Eingangswertes aufweisen, sei es entweder der Weißpegel oder der Schwarzpegel, verwendet wird.
• Es ist zu beachten, daß in einem der mehreren Kanäle die selektive Verzögerungseinrichtung keine spezielle Vorrichtung sein muß, sondern daß dieser Kanal nur die normale Verzögerung zeigen kann, die durch die normale Signallaufzeit besteht. Jedoch sorgt in allen anderen Kanälen die selektive Verzögerungseinrichtung für eine zusätzliche Signalverzögerung.
• Diese Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels hervor, das unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen gegeben wird.
• Fig. 1 ist ein Schaltbild einer allgemeinen CCD-Ausgangsschaltung;
• Fig. 2 ist ein Signalzugdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Schaltung von Fig. 1;
• Fig. 3 zeigt die Konfiguration der Schaltung von Fig. 1 und Potentiale in derselben, zum Erläutern des in ihr ausgeführten Betriebs;
• Fig. 4 ist ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung;
• Fig. 5 zeigt den Aufbau einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, wie sie beim Ausführungsbeispiel von Fig. 4 verwendet wird; und
• Fig. 6, 7 und 8 zeigen Signalzüge zum Erläutern des Betriebs des Ausführungsbeispiels von Fig. 4.
• Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der auf eine CCD- Videokamera mit mehreren Horizontalregistern angewandten Erfindung beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß dem Zwischenzeilen-Übertragungssystem verwendet, die z.B. vier Horizontalregister 104a, 104b, 104c und 104d aufweist. In Fig. 5 ist mit 101 ein p-Siliziumsubstrat bezeichnet; photoempfindliche Elemente 102a, 102b, 102c ..., die Photodioden sind, sind in einer Matrix auf der Oberfläche des p-Siliziumsubstrats 101 angeordnet. Obwohl Fig. 5 vereinfacht ist, ist eine Vielzahl derartiger photoempfindlicher Elemente 102a, 102b, 102c ... so angeordnet, daß sie im Beispielsfall einer Farbbildkamera für hochauflösendes Fernsehen (HD-Fernsehen) eine Matrix von 2000 x 1000 Elementen bilden. Lichtabgeschirmte Vertikalregister 103a, 103b, 103c sind in der Nähe der photoempfindlichen Elemente 102a, 102b, 102c usw. angeordnet. Vier Horizontalregister 104a, 104b, 104c und 104d liegen in Verbindung mit den Vertikalregistern 103a, 103b, 103c usw. vor.
• Vier derartige Vertikalregister 103a, 103b, 103c ... werden selektiv mit den Horizontalregistern 104a, 104b, 104c und 104d verbunden. Zum Zweck der Vereinfachung der Erläuterung sei nun angenommen, daß insgesamt acht Vertikalregister 103a, 103b, 103c ... vorliegen. Bei diesem Beispiel werden das erste Vertikalregister 103a und das fünfte Vertikalregister 103e mit dem Horizontalregister 104a verbunden; das zweite Vertikalregister 103b und das sechste Vertikalregister 103f werden mit dem Horizontalregister 104b verbunden; die Vertikalregister 103c und 103g werden mit dem Horizontalregister 104c verbunden und die Vertikalregister 103d und 103h mit dem Horizontalregister 104d. Während der vertikalen Austastlücke werden Signalladungen aus den photoempfindlichen Elementen 102a, 102b, 102c ... auf einen Torimpuls Φsv in die vertikalen Register 103a, 103b, 103c ... ausgelesen. Die Signalladungen werden durch vierphasige Taktimpulse ΦV1, ΦV2, ΦV3 und ΦV4 an die Vertikalregister 103a, 103b, 103c ... übertragen und dann während der horizontalen Austastlükke in die Horizontalregister 104a, 104b, 104c und 104d übertragen. Zweiphasige Übertragungstaktimpulse ΦH1 und ΦH2 werden den Horizontalregistern 104a, 104b, 104c und 104d zugeführt, damit während des horizontalen Videointervalls die Signalladungen aus diesen Horizontalregistern 104a, 104b, 104c und 104d ausgelesen werden.
• Die so von den Horizontalregistern 104a, 104b, 104c und 104d erhaltenen Signalladungen werden Ausgangsverstärkern 105a, 105b, 105c und 105d zugeführt und dann in Form von Videosignalspannungen an den Ausgangsanschlüssen 106a, 106b, 106c und 106d abgegriffen. Die Ausgangsverstärker 105a, 105b, 105c und 105d bestehen z.B. aus potentialfreien, diffundierten Verstärkern und Sourcefolgertransistoren.
• Fig. 6A zeigt in typischer Weise die am Ausgangsanschluß 106a abgegriffene Signalspannung. Auf ähnliche Weise zeigen die Fig. 6b, 6c und 6d in typischer Weise die an den Ausgangsanschlüssen 106b, 106c bzw. 106d abgegriffenen Signalspannungen. Signalspannungen S2a und S2e, die jeweils den photoempfindlichen Elementen 102a und 102e entsprechen, werden am Ausgangsanschluß 106a entsprechen den von den photoempfindlichen Elementen 102a bis 102h in Fig. 5 erhaltenen Signalladungen erhalten. Auf ähnliche Weise werden die den photoempfindlichen Elementen 102b und 102f entsprechenden Signalspannungen S2b und S2f am Ausgangsanschluß 106b erhalten; die den photoempfindlichen Elementen 102c und 102g entsprechenden Signalspannungen S2c und S2g werden am Ausgangsanschluß 106c erhalten; und den photoempfindlichen Elementen 102d und 102h entsprechende Signalspannungen S2d und S2h werden am Ausgangsanschluß 106d erhalten. Die Ausgangssignale dieser vier Horizontalregister 104a, 104b, 104c und 104d werden durch einen nichtadditiven Mischer auf später beschriebene Weise kombiniert, um das in Fig. 6e dargestellte Videoausgangssignal zu erhalten.
• Wie es aus der obigen Beschreibung erkennbar ist, wird dank des Vorsehens von N Teilen des Horizontalausgangsregisters die Frequenz für die signalladungsübertragung in den Horizontalregistern auf 1/N verringert. Demgemäß können bei einer Farbkamera für hochauflösendes Fernsehen, in der die Anzahl von Pixeln groß ist, die Signalladungen einfacher als beim vorstehenden Fall der Verwendung eines einzelnen Horizontalregisters ausgelesen werden.
• Nun wird das obige Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 4 mit weiteren Details beschrieben. Ein Verstärker 110a, ein Verstärker 110b mit einstellbarer Verstärkung, ein Verstärker 110c mit einstellbarer Verstärkung und ein Verstärker 110d mit einstellbarer Verstärkung sind jeweils an die Ausgangsanschlüsse 106a, 106b, 106c und 106d der beschriebenen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung mit den vier Horizontalregistern angeschlossen. Die Verstärker 110b, 110c und 110d mit variabler Verstärkung sind vorhanden, um Verstärkungsstreuungen zu kompensieren, die von Unterschieden zwischen den Kapazitäten der jeweiligen potentialfreien Diffusionsbereche in den Ausgangsverstärkern 105a, 105b, 105c 105d herrühren, was später beschrieben wird.
• Das Ausgangssignal SV&sub0; des Verstärkers 110a wird einer durch eine gestrichelte Linie umrandeten Klemmschaltung 111a zugeführt. Die Klemmschaltung 111a weist einen in Reihe in den Signalpfad geschalteten Kondensator 112, ein zwischen ein Ende des Kondensators 112 und Masse geschaltetes Schaltelement 113 und eine Festspannungsquelle 114a zum Erzeugen einer Klemmspannung auf. Die Ausgangssignale der Verstärker 110b, 110c und 110d mit variabler Verstärkung werden jeweils mit gestrichelten Linien umrandeten Klemmschaltungen 111b, 111c und 111d zugeführt. Jede dieser Klemmschaltungen 111b, 111c und 111d weist einen Kondensator 112 und ein Schaltelement 113 auf dieselbe Weise wie in der oben genannten Klemmschaltung 111a auf, und außerdem variable Spannungsquellen 114b, 114c bzw. 114d. Wie es später beschrieben wird, sind die variablen Spannungsquellen 114b, 114c und 114d vorhanden, um Schwarzpegelstreuungen zu korrigieren. Die Schaltelemente 113 der Klemmschaltungen 111a bis 111d werden von Klemmimpulsen Pc gesteuert, die von einem Anschluß 115 zugeführt werden.
• Das Ausgangssignal SV1 der Klemmschaltung 111a wird über eine Begrenzungsschaltung 140a einem nichtadditiven Mischer 119 zugeführt. Während dessen wird das Ausgangssignal der Klemmschaltung 111b über eine Begrenzungsschaltung 140b einer Verzögerungsschaltung 116 zugeführt, deren Ausgangssignal SV2 dann dem nichtadditiven Mischer 119 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Klemmschaltung 111c wird über eine Begrenzungsschaltung 140c einer Verzögerungsschaltung 117 zugeführt, deren Ausgangssignal SV3 dann dem nichtadditiven Mischer 119 zugeführt wird. Schließlich wird das Ausgangssignal der Klemmschaltung 111d über eine Begrenzungsschaltung 140d einer Verzögerungsschaltung 118 zugeführt, deren Ausgangssignal SV4 dann ebenfalls dem nichtadditiven Mischer 119 zugeführt wird. Derartige Begrenzungsschaltungen 140a bis 140d sind vorhanden, um Vorladeimpulskomponenten zu beseitigen, wie sie in den jeweiligen Ausgangssignalen der Klemmschaltungen enthalten sind.
• Die Verzögerungsschaltung 116 weist eine Verzögerung von T/4 auf, wobei T die Übertragungsperiode der Informationssignalspannung im Ausgangssignal repräsentiert, wie es von einem Horizontalregister der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung erhalten wird. Indessen weist die Verzögerungsschaltung 117 eine Verzögerung von T/2 und die Verzögerungsschaltung 118 eine Verzögerung von 3T/4 auf. Der nichtadditive Mischer 119 gibt den Minimalpegel der vier Eingangssignale SV1, SV2, SV3 und SV4 aus. Ein beispielhafter Schaltungsaufbau für den nichtadditiven Mischer 119 ist ein solcher, daß die Emitter von vier pnp-Transistoren mit einer gemeinsamen Konstant-Stromquelle verbunden sind, während ihre Kollektoren miteinander verschaltet sind, und das Ausgangssignal wird von der gemeinsamen Anschlußstelle der Emitter abgegriffen. Das kombinierte Informationssignal SV5 vom nichtadditiven Mischer 119 wird über einen Verstärker 120 an einen Ausgangsanschluß 121 ausgegeben.
• Wenn ein Vorladeimpuls Pp, wie er in Fig. 7A dargestellt ist, den potentialfreien, diffundierten Verstärkern 105a, 105b, 105c und 105d zugeführt wird, erzeugt z.B. der potentialfreie, diffundierte Verstärker 105a das in Fig. 7B dargestellte Ausgangssignal SV0. Der in diesem Fall ausgeführte Betrieb ist derselbe, wie er zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wurde.
• Ein den Klemmenschaltungen 111a bis 111d zugeführter Klemmenimpuls Pc nimmt während der Bezugspotentialzeitspanne To hohen Pegel ein, wie in Fig. 7C dargestellt, und das Schaltelement 113 wird während dem Zeitraum des Klemmimpulses Pc mit hohem Pegel eingeschaltet. Auch wird der Pegel (durchgeschaltete Fehlerspannung) während der Bezugspotentialzeitspanne To durch die Klemmschaltung 111a auf eine vorgegebene Klemmspannung festgeklemmt. Demgemäß enthält das Ausgangssignal SV1 der Klemmschaltung 111a, wie in Fig. 7D dargestellt, wegen der Entfernung der Rücksetzstörsignale Δn, Δn+1 usw. keines derselben.
• Der obige Betrieb zum Entfernen derartiger Rücksetzstörsignale wird auch von den anderen Klemmschaltungen 111b, 111c und 111d ausgeführt. Da das Ausgangssignal der Klemmschaltung 111b über die Verzögerungsschaltung 116 weitergegeben wird, wird es ein Signal SV2 mit einer Verzögerung von T/4 gegenüber dem Signal SV1 wie in Fig. 7E dargestellt. Auf ähnliche Weise wird das Ausgangssignal der Klemmschaltung 111c, wie es über die Verzögerungsschaltung 117 weitergeleitet wird, ein Signal SV3 mit einer Verzögerung von T/2 gegenüber dem Signal SV1, wie in Fig. 7F dargestellt. Indessen wird das Ausgangssignal der Klemmschaltung 111d, wie es über die Verzögerungsschaltung 118 weitergegeben wird, ein Signal SV4 mit einer Verzögerung von 3T/4 gegenüber dem Signal SV1 wie in Fig. 7G dargestellt.
• Derartige CCD-Ausgangssignale SV1, SV2, SV3 und SV4 werden dem nichtadditiven Mischer 119 zugeführt, so daß die Abschnitte mit großer Amplitude derselben, wie sie während der Vorladezeitspanne Tp auftreten, entfernt werden und daher im Ausgangssignal SV5 des Mischers 119 nicht vorhanden sind, wie in Fig. 7H dargestellt. Die Informationssignalspannungen Sa1, Sb1, Sc1, Sd1 usw. sind auch kontinuierlich mit der Periode T/4. Demgernäß werden die Ausgangssignale der vier Horizontalregister 104a, 104b, 104c und 104d durch den nichtadditiven Mischer 119 kombiniert, um das Bildaufnahmesignal für einen Kanal zu bilden.
• Abtast/Halte-Schaltungen 123a, 123b, 123c und 123d sind über einen Schalter 122 mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers 120 verbunden, der mit dem Ausgangssignal des nichtadditiven Mischers 119 versorgt wird. Die Abtast/Halte-Schaltungen 123a bis 123d werden mit Abtastimpulsen Φa, Φb, Φc bzw. Φd versorgt. Vergleichende Verstärker 124, 125 und 126 sind vorhanden, um einen Verstärkungsunterschied oder einen Schwarzpegelunterschied zwischen einem Signalkanal als Bezugsquelle und jedem der drei anderen Signalkanäle zu ermitteln. Der Signalkanal mit dem Verstärker 110a wird als Bezugssignalkanal ausgewählt. Daher wird das Ausgangssignal der Abtast/Halte-Schaltung 123 einem Eingangsanschluß jedes der vergleichenden Verstärker 124, 125 und 126 zugeführt, während die Ausgangssignale der Abtast/Halte-Schaltungen 123b, 123c und 123d den anderen Eingangsanschlüssen eines jeweiligen der vergleichenden Verstärker 124, 125 bzw. 126 zugeführt werden.
• Die von den vergleichenden Verstärkern 124, 125 und 126 ausgegebenen Abweichungssignale werden mittelnden Schaltungen 127, 128 bzw. 129 zugeführt. Die mittelnden Schaltungen 127, 128 und 129 dienen dazu, die Abweichungssignale für die Dauer eines Halbbilds zu glätten, und ein Vertikalsynchronisiersignal wird den mittelnden Schaltungen 127, 128 und 129 von einem Anschluß 130 aus zugeführt. Die so durch die Schaltungen 127, 128 und 129 gemittelten Abweichungssignale werden in einem Speicher 131 abgespeichert. Obwohl bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel ein Analogspeicher als Speicher 131 verwendet wird, kann er auch durch einen digitalen Speicher ersetzt werden. Jedoch ist im Fall der Verwendung eines digitalen Speichers ein A/D-Wandler erforderlich, um das in den Speicher 131 einzuschreibende Abweichungssignal in ein digitales Signal umzuwandeln, und ferner ist ein D/A-Wandler erforderlich, um das aus dem Speicher 131 ausgelesene digitale Signal in ein analoges Abweichungssignal umzuwandeln.
• Der Speicher 131 weist Speicherabschnitte 132b und 133b zum Abspeichern des von der mittelnden Schaltung 127 erhaltenen Abweichungssignals, Speicherabschnitte 132c und 133c zum Abspeichern des von der mittelnden Schaltung 128 erhaltenen Abweichungssignals sowie Speicherabschnitte 132d und 133d zum Abspeichern des von der mittelnden Schaltung 129 erhaltenen Abweichungssignals auf. Auch ist ein Schalter 134 in Beziehung zum Speicher 131 vorhanden. Das verstärkungsbezogene Abweichungssignal wird in die Speicherabschnitte 132b, 132c und 132d eingespeichert, während das schwarzpegelbezogene Abweichungssignal in die Speicherabschnitte 133b, 133c und 133d eingespeichert wird.
• Die aus den Speicherabschnitte 132b, 132c und 132d ausgelesenen Abweichungssignale werden den Verstärkern 110b, 110c und 110d mit variabler Verstärkung jeweils als Verstärkungssteuerungssignale zugeführt, wodurch die Verstärkung des Signalkanals mit dem Verstärker 110a mit der Verstärkung der anderen drei Signalkanäle zur Übereinstimmung gebracht wird. Die aus den Speicherabschnitten 133b, 133c und 133d jeweils ausgelesenen Abweichungssignale werden den variablen Spannungsquellen 114b, 114c bzw. 114d als Steuersignale zugeführt. Dann werden die Werte der Klemmspannungen durch die variablen Spannungsquellen 114b, 114c bzw. 114d eingestellt, wodurch die Schwarzpegel so eingestellt werden, daß sie für die vier Kanäle ausgeglichen sind. Der Schalter 143 ist vorhanden, um entweder eine Verstärkungseinstell-Betriebsart oder eine Schwarzpegeleinstell-Betriebsart auszuwählen. Z.B. wird der Schalter 134 eingeschaltet, um die Schwarzpegeleinstell-Betriebsart auszuwählen.
• In der Verstärkungseinstell-Betriebsart wird das Bild eines ganz weißen Gegenstandes von einer Farbkamera aufgenommen, und das CCD-Ausgangssignal wird über den durchgeschalteten Schalter 122 an die Abtast/Halte-Schaltungen 123a bis 123d geliefert. Wie in Fig. 8A dargestellt, ist der Pegel des CCD-Ausgangssignals, wie es beim Aufnehmen des Bildes des ganz weißen Gegenstandes erzeugt wird wegen des Vorliegens von Verstärkungsstreuungen für die vier Signalkanäle nicht gleichförmig. Die Abtastimpulse Φa, Φb, Φc und Φd von Fig. 8B werden jeweils den Abtast/Halte-Schaltungen 123a bis 123d zugeführt, die dann die einzelnen Weißpegel der vier Signalkanäle erfassen.
• Die Ausgangssignale der Abtast/Halte-Schaltungen 123a bis 123d werden den vergleichenden Verstärkern 124, 125 und 126 zugeführt, so daß die Pegeldifferenz zwischen dem Ausgangssignal der Abtast/Halte-Schaltung 123a und demjenigen jedes der Abtast/Halte-Schaltungen 123b, 123c und 123d festgestellt wird. Die über ein Halbbild gemittelten Werte der Ausgangssignale der vergleichenden Verstärker 124, 125 und 126 werden in die Speicherabschnitte 132b, 132c und 132d des Speichers 131 eingeschrieben. Der Schalter 122 wird nach Abschluß des Einstellvorgangs geöffnet, und die aus den Speicherabschnitten 132b, 132c und 132d jeweils ausgelesenen Abweichungssignale werden den Verstärkern 110b, 110c und 110d mit variabler Verstärkung als Steuersignale zugeführt. Dadurch werden die Verstärkungen in den einzelnen Kanälen durch die Verstärker 110b, 110c und 110d mit variabler Verstärkung miteinander zur Übereinstimmung gebracht. Folglich sind die Ausgangssignalpegel in den einzelnen Kanälen miteinander zur Übereinstimmung gebracht, wenn das Bild eines ganz weißen Gegenstandes nach Abschluß des Einstellablaufs aufgenommen wird.
• In der Schwarzpegeleinstell-Betriebsart wird die Irisblende der Farbkamera vollständig geschlossen und die Schalter 122 und 134 werden beide durchgeschaltet. Dann werden die Schwarzpegel erfaßt und wie bei der vorstehend genannten Verstärkungseinstell-Betriebsart miteinander verglichen, und die Abweichungssignale werden in die Speicherabschnitte 133b, 133c und 133d des Speichers 131 eingeschrieben. Anschließend werden die variablen Spannungsquellen 114b, 114c und 114d abhängig von den aus dem Speicher 131 ausgelesenen Abweichungssignalen eingestellt, so daß die Schwarzpegel in den vier Kanälen miteinander zur Übereinstimmung gebracht sind.
• Wenn das Einstellen einmal so ausgeführt worden ist, daß Unterschiede zwischen den Verstärkungen oder Schwarzpegeln in den einzelnen Kanälen ausgeglichen sind, treten im wesentlichen danach keine Änderungen in der Schaltung mehr auf, mit Ausnahme der seltener Änderungen.
• Demgemäß ist die Verstärkung oder die Klemmspannung dadurch einstellbar, daß ein variabler Widerstand oder dergleichen eingestellt wird, und die Einstellung kann so erfolgen, daß die Pegel der einzelnen Kanäle miteinander zur Übereinstimmung gebracht werden, während das am Ausgangsanschluß 121 abgegriffene CCD-Ausgangssignal gemessen wird. Im allgemeinen ist es üblich, daß eine derartige Voreinstellung erfolgt, wenn das Erzeugnis von einer Fabrik ausgeliefert wird.

Claims (2)

1. CCD-Videokamera mit:

- einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vom ladungsgekoppelten oder CCD-Typ mit in einer Matrix angeordneten photoempfindlichen Elementen (102) und mehreren Vertikalschieberegistern (103) zum Verschieben von in den photoempfindlichen Elementen erzeugten Ladungen in vertikaler Richtung;

- einem Kanal, der folgendes aufweist:

-- ein horizontales Schieberegister (104) zum Verschieben der Ladungen aus einem ausgewählten der vertikalen Schieberegister in horizontaler Richtung, und zum wiederholten Erzeugen eines impulsförmigen Videoinformationssignals (SV0) mit einer Vorladedauer (Tp), einer Bezugsdauer (To) und einer Signaldauer (Tt); und

-- eine Ausgangssignalverarbeitungsschaltung, die mit dem Horizontalschieberegister verbunden ist und eine Klemmschaltung (111) zum Klemmen des impulsförmigen Videoinformationssignals auf solche Weise aufweist, daß die Spannung während der Bezugsdauer eine stabile Klemmspannung ist; dadurch gekennzeichnet, daß

- mehrere solche Kanäle vorhanden sind, wobei jeder Kanal ferner folgendes aufweist:

-- eine selektive Verzögerungseinrichtung (116 - 118), die mit dem Ausgangssignal der Klemmschaltung versorgt wird, um dieses Ausgangssignal derselben selektiv zu verzögern, so daß dem einzelnen Ausgangssignal (SV1, ... SV4) jeder der Klemmschaltungen der verschiedenen Kanäle jeweils eine Verzögerung auferlegt wird, die sich voneinander unterscheiden; und

-- eine Weißpegelerfassungseinrichtung (132 b-d) zum Erfassen des Weißpegels der irnpulsförmigen Videoinformationssignale, und eine verstärkungsgesteuerte Verstärkereinrichtung (110 b-d), die zwischen den Ausgang des Horizontalschieberegisters (104) und den Eingang der Klemmschaltung (111) gelegt ist und vom Ausgangssignal der Weißpegelerfassungseinrichtung auf solche Weise gesteuert wird, daß die Weißpegel der impulsförmigen Videoinformationssignale miteinander für die verschiedenen Kanäle übereinstimmen; und daß

- eine nichtadditive Mischschaltungseinrichtung (119) vorhanden ist, der die Ausgangssignale (SV1, ..., SV4) der selektiven Verzögerungseinrichtung für jeden Kanal zugeführt werden, um das Videoinformationssignal (SV5) zu erzeugen.

2. CCD-Videokamera mit:

- einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vom ladungsgekoppelten oder CCD-Typ mit in einer Matrix angeordneten photoempfindlichen Elementen (102) und mehreren Vertikalschieberegistern (103) zum Verschieben von in den photoempfindlichen Elementen erzeugten Ladungen in vertikaler Richtung;

- einem Kanal, der folgendes aufweist:

-- ein horizontales Schieberegister (104) zum Verschieben der Ladungen aus einem ausgewählten der vertikalen Schieberegister in horizontaler Richtung, und zum wiederholten Erzeugen eines impulsförmigen Videoinformationssignals (SV0) mit einer Vorladedauer (Tp), einer Bezugsdauer (To) und einer Signaldauer (Tt); und

-- eine Ausgangssignalverarbeitungsschaltung, die mit dem Horizontalschieberegister verbunden ist und eine Klemmschaltung (111) zum Klemmen des impulsförmigen Videoinformationssignals auf solche Weise aufweist, daß die Spannung während der Bezugsdauer eine stabile Klemmspannung ist; dadurch gekennzeichnet, daß

- mehrere solche Kanäle vorhanden sind, wobei jeder Kanal ferner folgendes aufweist:

-- eine selektive Verzögerungseinrichtung (116 - 118), die mit dem Ausgangssignal der Klemmschaltung versorgt wird, um dieses Ausgangssignal derselben selektiv zu verzögern, so daß dem einzelnen Ausgangssignal (SV1, ... SV4) jeder der Klemmschaltungen der verschiedenen Kanäle jeweils eine Verzögerung auferlegt wird, die sich voneinander unterscheiden; und

-- eine Schwarzpegelerfassungseinrichtung (133 b-d) zum Erfassen des Schwarzpegels der impulsförmigen Videoinformationssignale, und zum Erzeugen van Steuerungsausgangssignalen zum Steuern der Klemmspannung der Klemmschaltung (111) in solcher Weise, daß die Schwarzpegel der impulsförmigen Videoinformationssignale miteinander für die verschiedenen Kanäle übereinstimmen; und daß

- eine nichtadditive Mischschaltungseinrichtung (119) vorhanden ist, der die Ausgangssignale (SV1, ..., SV4) der selektiven Verzögerungseinrichtung für jeden Kanal zugeführt werden, um das Videoinformationssignal (SV5) zu erzeugen.