DE3883577T2

DE3883577T2 - Bildaufnahmegerät.

Info

Publication number: DE3883577T2
Application number: DE88104506T
Authority: DE
Inventors: Tadanori Harada; Seiji Hashimoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1988-03-21
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2008-03-22
Also published as: EP0285894A1; JPS63245073A; EP0285894B1; US4876601A; DE3883577D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildaufnahmegerät mit einer nachstehend als Zoom-Funktion bezeichneten Funktion zum Auslesen eines Bildes in einem vergrößerten Maßstab sowie auf ein Verfahren zum Betreiben des Gerätes. Im einzelnen betrifft die Erfindung ein Bildaufnahmegerät, das eine Vielzahl von in Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen und eine Steuereinrichtung zum selektiven Umschalten der Lesebetriebsart zwischen einer ersten Betriebsart, bei der Signale an den Bildelementen nacheinander in einer ersten Aufeinanderfolge und mit einer ersten Geschwindigkeit gelesen werden, und einer zweiten Betriebsart aufweist, bei der Signale an einem gewählten Teil der Fläche der Bildelemente nacheinander in einer von der ersten Aufeinanderfolge verschiedenen zweiten Aufeinanderfolge und mit einer von der ersten Geschwindigkeit verschiedenen zweiten Geschwindigkeit gelesen werden.
Ein Bildaufnahmegerät und ein Verfahren zum Betreiben desselben gemäß den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 2 sind aus der US-PS 4 002 824 bekannt. Diese Patentschrift offenbart eine Zoomkamera und eine Anzeigevorrichtung für das Anzeigen eines Bildes, von dem ein Teil vergrößert ist, während das restliche Bild unverändert bleibt. Zum Herbeiführen einer derartigen Anzeige wird vorgeschlagen, die Zeitsteuerung und die Taktgeschwindigkeit, die an einem Festkörpersensor mit einer Vielzahl von Bildelementen angewandt sind, sowie die Verzögerungszeit der aufgezeichneten Signale derart einzustellen, daß die Mitte des vergrößerten Teilbereiches die gleiche Lage wie die Mitte des Teilbereiches vor der Vergrößerung hat.
Die Patentanmeldung DE 29 13 116 A1 offenbart ein Verfahren zum Umsetzen der Anzahl von Abtastzeilen von 525 auf 625 durch zweimaliges Lesen einer jeden dritten Zeile.
Diese bekannten Bildaufnahmegeräte machen eine komplizierte Steuerschaltung und eine zusätzliche Speicher- oder Verzögerungseinrichtung erforderlich, um ein mehrfaches Lesen von vorbestimmten Bildsignalen zu ermöglichen.
Ein bekanntes Zoom-Verfahren wird nun in größeren Einzelheiten unter Bezugnahme auf Fig. 9A bis 9C beschrieben. Die Fig. 9A ist eine Darstellung eines auf einer Bildaufnahmevorrichtung erzeugten Bildes mit einem herauszuvergrößernden Teilbereich, während die Fig. 9B und 9C Zeitdiagramme sind, die jeweils zeigen, wie während des Betreibens einer Bildaufnahmevorrichtung in einer Herausvergrößerungs-Lesebetriebsart die Vertikalabtastung ausgeführt wird bzw. eine Horizontalabtastung entlang von Horizontalzeilen ausgeführt wird, welche den herauszuvergrößernden Bildteilbereich enthalten.
Gemäß Fig. 9A wird ein Bild eines Objektes auf einer zweidimensionalen Bildaufnahmevorrichtung 101 erzeugt. Es sei angenommen, daß nur ein Teilbereich 102 des Bildes in einem größeren Maßstab anzuzeigen ist, während die anderen Teilbereiche des Bildes außer Acht zu lassen sind. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, daß während der nutzbaren Fernsehperiode die Signale aus dem dem Bildteilbereich 102 entsprechenden Teil der Bildaufnahmevorrichtung 101 ausgelesen werden, während Signale aus den anderen Teilen während der Horizontal- und Vertikal-Austastperioden ausgelesen werden.
Bezugnehmend auch auf Fig. 9B werden die Signale von Abtastzeilen 1 bis (a-1), die einem nicht benötigten Bildteil entsprechen, mit hoher Geschwindigkeit in einen Zeitabschnitt t&sub1; in der Vertikalaustastperiode VBLK versetzt. Die Signale von Abtastzeilen a bis b, die den Teilbereich 102 des Bildes umfassen, werden mit geringer Geschwindigkeit in einen Zeitabschnitt t&sub2; versetzt, der die nutzbare Vertikalperiode ist. In dieser nutzbaren Vertikalperiode werden die horizontalen Zeilen a bis b jeweils auf die in Fig. 9C dargestellte Weise horizontal abgetastet.
Darauffolgend werden die Signale aus dem unteren unbenötigten Teil, der den Abtastzeilen (b+1) bis n entspricht, mit hoher Geschwindigkeit in die nächste Vertikalaustastperiode t&sub3; versetzt.
Die Horizontalabtastung entlang einer jeden der Horizontalabtastzeilen a bis b erfolgt auf die nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 9C erläuterte Weise. D.h., die Signale aus dem nicht benötigten Teil, der links von dem herauszuvergrößerndem Bildbereich 102 liegt , werden mit hoher Geschwindigkeit in einen Zeitabschnitt t&sub2;&sub1; innerhalb der ersten Horizontalaustastperiode versetzt. Dann werden die Signale aus dem Teil, der dem Bildbereich 102 entspricht, mit geringer Geschwindigkeit in die nutzbare Periode t&sub2;&sub2; versetzt. Schließlich werden die Signale, die dem nicht benötigten Teil entsprechen, der rechts von dem Bildbereich 102 liegt, mit hoher Geschwindigkeit in die nächste Horizontalaustastperiode t&sub2;&sub3; versetzt.
Nimmt man an, daß bei dem beschriebenen Herausvergrößerung- Lesevorgang die Vergrößerung 2 ist, so enthält der Bildbereich 102 n/2 Horizontalabtastzeilen. Falls beispielsweise dieser Bildbereich 102 mit der Vergrößerung 2 auf einem Fernsehbildschirm abgebildet wird, ist daher infolge von Störungen in Form von horizontalen Streifen die Bildqualität verschlechtert. Zum Vermeiden dieses Problems wird in der bekannten Bildaufnahmeeinrichtung gewöhnlich eine Speichereinrichtung oder eine Verzögerungseinrichtung verwendet, die die herausvergrößerten Lesesignale derart speichert oder verzögert, daß das Signal für eine jede Zeile zweimal benutzt wird, um n Teile von Abtastzeilen auf der Abbildung zu erzeugen und dadurch eine Verschlechterung der Qualität des Darstellungsbildes zu vermeiden.
Dieses bekannte Bildaufnahmegerät macht jedoch eine große und komplizierte Schaltung für das Ausführen dieser Funktion erforderlich und daher sind die Herstellungskosten infolge der Verwendung der Speicher oder Verzögerungseinrichtung erhöht, die für die vorstehend beschriebene mehrfache Nutzung der Bildsignale vorgesehen ist. Das gleiche Problem ist auch bei einem Gerät der Ausführung anzutreffen, bei der eine Interpolation zwischen einem Paar beabstandeter Zeilensignale oder eine Voraussage eines nächsten Zeilensignals aus dem vorangehenden Zeilensignal angewandt wird.
Die Schaltung ist ferner dann kompliziert, wenn die Signale über eine Vielzahl von Signalleitungen ausgelesen werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Bildaufnahmegerät und ein Verfahren zum Betreiben desselben zu schaffen, die das Bilden einer herausvergrößerten Darstellung ermöglichen, ohne daß eine zusätzliche Speicher- oder Verzögerungseinrichtung erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Bildaufnahmegerät gelöst, das eine Einrichtung aufweist, durch die in einem jeden Halbbild in vertikaler Richtung aufeinanderfolgend Paare benachbarter Zeilen gelesen werden, wobei die jeweils aus einem ungeradzahligen Halbbild bzw. aus einem geradzahligen Halbbild ausgelesenen Paare benachbarter Zeilen einander in einer Zeile überlappen.
Ferner wird diese Aufgabe durch Anwenden eines Verfahrens mit einem Schritt gelöst, bei dem in einem jeden Halbbild Paare von in vertikaler Richtung benachbarten Zeilen aufeinanderfolgend ausgelesen werden, wobei die jeweils aus einem ungeradzahligen Halbbild bzw. aus einem geradzahligen Halbbild ausgelesenen Paare benachbarter Zeilen einander in einer Zeile überlappen.
Auf diese Weise kann eine herausvergrößerte Darstellung verwirklicht werden, ohne daß eine zusätzliche Speicher- oder Verzögerungseinrichtung erforderlich ist.
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels bei deren Lesen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Fig. 1 ist ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bildaufnahmegerätes.
Fig. 2A bis 2E sind Darstellungen von verschiedenen Arten der Herausvergrößerungs-Lesefunktion des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels.
Fig. 3 ist ein schematisches Zeitdiagramm, das die Funktion einer in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel enthaltenen Vertikalabtastschaltung während des Betriebs in der Herausvergrößerung- Lesebetriebsart veranschaulicht.
Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für eine erste Art von Lesevorgang veranschaulicht.
Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm, das ein anderes Beispiel für die erste Art von Lesevorgang veranschaulicht.
Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für eine zweite Art von Lesevorgang veranschaulicht.
Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für eine vierte Art von Lesevorgang veranschaulicht.
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm, das eine Echtzeit- Lesebetriebsart veranschaulicht.
Fig. 9A ist eine Darstellung eines Bildes auf einem Bildaufnahmegerät, die zur Erläuterung des Herausvergrößerung-Lesevorgangs herangezogen wird.
Fig. 9B ist ein Zeitdiagramm, das die Vertikalabtastungs-Zeitsteuerung in dem in Fig. 9A gezeigten Bildaufnahmegerät veranschaulicht.
Fig. 9C ist ein Zeitdiagramm, das die Horizontalabtastungs-Zeitsteuerung in dem in Fig. 9A gezeigten Bildaufnahmegerät veranschaulicht.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 ist ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bildaufnahmegerätes.
Das Bildaufnahmegerät hat eine Bildaufnahmevorrichtung mit einer Vielzahl von Fotosensoren 1, die in einer Form einer Matrix aus in Zeilen und n Spalten angeordnet sind. Der Fotosensor 1 kann irgendeine Ausführungsform haben, wie eine Ausführungsform zum Lesen mit Löschung, eine Ausführungsform zum Lesen ohne Löschung, eine MOS-Ausführungsform, eine Ausführungsform mit elektrostatischer Induktion, eine Ausführungsform mit Basis-Sammelung usw.
Die Fotosensoren einer Zeile sind jeweils an eine Horizontalleitung HL angeschlossen. Auf diese Weise ist eine Vielzahl von Zeilen der Fotosensoren 1 mit entsprechenden Horizontalleitungen HL verbunden, welche jeweils zur Aufnahme von Steuerimpulsen φR1 und φR2 über Transistoren Qr&sub1; und Qr&sub2; ausgelegt sind, wodurch die Fotosensoren der Zeilen unabhängig für das Lesen von Signalen und für das Rücksetzen angesteuert werden. Die Gateelektroden der Transistoren Qr&sub1; und Qr&sub2; von jeweils zwei benachbarten Horizontalleitungen sind miteinander verbunden und die gemeinsamen Verbindungspunkte dieser Gateelektroden sind an Ausgangsanschlüsse einer Vertikalabtastschaltung 2 über Transistoren Qe und Qo angeschlossen, welche abwechselnd für die aufeinanderfolgenden Horizontalleitungen HL vorgesehen sind.
Die Gateelektroden der Transistoren Qe und Qo nehmen jeweils Halbbildwählimpulse φFE und φFO auf. Auf diese Weise bilden die Transistoren Qe und Qo und die Transistoren Qr&sub1; und Qr&sub2; in Kombination eine Zeilensprungschaltung.
Die Vertikalabtastschaltung 2 beginnt den Abtastvorgang im Ansprechen auf einen Auslöseimpuls φVS und gibt aufeinanderfolgend synchron mit Impulsen φV1 und φV2 Vertikalabtastimpulse ab.
Andererseits sind die Fotosensoren 1 der Spalten mit entsprechenden Vertikalleitungen VL verbunden, die jeweils über Schiebetransistoren Qt&sub1; und Qt&sub2; mit Kondensatoren C&sub1; und C&sub2; zur vorübergehenden Speicherung verbunden werden. Die Kondensatoren C&sub1; und C&sub2; sind über Abtasttransistoren QS&sub1; und QS&sub2; mit Signalleitungen S1 und S2 verbunden. Die Gateelektroden der Abtasttransistoren QS&sub1; und QS&sub2; eines jeweiligen Paares sind miteinander verbunden und die gemeinsamen Verbindungspunkte der aufeinanderfolgenden Paare der Abtasttransistören QS&sub1; und QS&sub2; empfangen Abtastimpulse aus einer Horizontalabtastschaltung 3. Im einzelnen beginnt die Horizontalabtastschaltung 3 den Abtastvorgang im Ansprechen auf einen Auslöseimpuls φHS und gibt synchron mit Impulsen φH1 und φH2 Abtastimpulse ab.
Jede Vertikalleitung VL ist über einen Transistor Qvc mit Masse verbunden, der an seiner Gateelektrode einen Impuls φVC aufnimmt.
Die vorangehend genannten Impulse φ werden aus einer Treiberstufe 4 zugeführt, welche durch eine Steuereinheit 5 gesteuert ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 2E werden einige Arten von Herausvergrößerung-Lesefunktionen der in Fig. 1 gezeigten Schaltung erläutert. Zur Vereinfachung der Beschreibung sei angenommen, daß die Zoom-Funktion mit einer Vergrößerung 2 ausgeführt wird.
Gemäß der vorangehenden Erläuterung ist es zum Herausvergrößern eines Bildes mit der Vergrößerung 2 erforderlich, eine geeignete Maßnahme zur zweimaligen Nutzung des von einem jeden Bildelement in dem herauszuvergrößernden Bildbereich abgeleiteten Signals anzuwenden.
Bei einer in Fig. 2A dargestellten ersten Betriebsart werden die den Bildbereich 102 (nach Fig. 9A) übergreifenden horizontalen Bildelementezeilen, nämlich die Abtastzeilen a bis b zweimalig ohne Zeilensprung abgetastet. Im einzelnen werden aus einem ungeradzahligen Halbbild der Darstellung aufeinanderfolgend die Abtastzeilen a, a+1, a+2,... b-1, b ausgelesen und für das geradzahlige Halbbild der Darstellung werden die gleichen Zeilen a bis b wiederum ausgelesen.
Bei einer in Fig. 2B dargestellten zweiten Betriebsart erfolgt das Lesen mittels Fotosensoren, die das Auslesen eines Signals ohne Löschung ermöglichen. Bei dieser Betriebsart wird daher das Signal des Fotosensors durch den Lesevorgang nicht zerstört und es werden die Bildelementesignale einer jeweiligen Zeile aufeinanderfolgend zweimalig ausgelesen. In diesem Fall werden gemäß Fig. 2B für das ungeradzahlige Halbbild der Darstellung die Abtastzeilen als a, (a), a+2, (a+2), ... ausgelesen, wobei (a), (a+2), ... jeweils das zweite Auslesen der Abtastzeile a, a+2,... darstellen. Für das geradzahlige Halbbild der Darstellung werden gemäß Fig. 2B die Abtastzeilen zu a+1, (a+1), a+3, (a+3),... ausgelesen.
Bei den beschriebenen Leseverfahren werden zwar die Signale aus jeder Zeile über eine einzige Ausgangsleitung ausgelesen, jedoch besteht keine Einschränkung hierauf und die gleichen Verfahren können bei einem Mehrfachleitung- Lesesystem angewandt werden, bei dem Signale aus einer vorbestimmten Anzahl von Horizontalzeilen gleichzeitig über verschiedene Ausgangsleitungen ausgelesen werden. Die Fig. 2C zeigt den gewöhnlichen Lesevorgang bei einem Doppelleitungs-Lesesystem als Beispiel für das vorangehend genannte Mehrfachleitungs-Lesesystem. Somit werden Paare von Abtastzeilen 1, 2; 3, 4; ....; a, a+1; ... aufeinanderfolgend für das ungeradzahlige Halbbild ausgelesen, während Paare von Abtastzeilen 2, 3; 4, 5; ...; a+1, a+2; ... für das geradzahlige Halbbild ausgelesen werden.
Die Fig. 2D zeigt eine dritte Art der Lesefunktion mit der in Fig. 1 gezeigten Schaltung. In diesem Fall wird das Doppelleitungs-Lesesystem zusammen mit dem nicht löschenden Auslesen der Paare von Abtastzeilen angewandt. Daher werden für das ungeradzahlige Halbbild die Abtastzeilen zu a, a+1; (a, a+1); a+2, a+3; (a+2, a+3);... ausgelesen, während für das geradzahlige Halbbild die Abtastzeilen zu a+2, a+3; (a+2, a+3); ... ausgelesen werden.
Die Fig. 2E zeigt eine vierte Art des Auslesevorgangs, bei der das Doppelleitungs-Lesesystem zusammen mit dem Lesen nur eines Paares von Abtastzeilen ohne Löschung angewandt wird. Daher werden in diesem Fall für das ungeradzahlige Halbbild die Abtastzeilen als a, a+1; (a+1), a+2; ... ausgelesen, wogegen für das geradzahlige Halbbild die Abtastzeilen als (a+1), a+2; (a+2), a+3; ... ausgelesen werden.
Jeder der vier Arten von Lesevorgängen wird unter Bezugnahme auf Zeitdiagramme ausführlicher erläutert.
Die Fig. 3 ist ein schematisches Zeitdiagramm, das die Funktion der von der Treiberstufe 4 bei der Herausvergrößerung-Lesebetriebsart angesteuerten Vertikalabtastschaltung veranschaulicht.
Gemäß den vorangehenden Erläuterungen werden die Signale aus den Bildelementen in dem nicht benötigten Bildbereich mit hoher Geschwindigkeit in die Zeitabschnitte t&sub1; und t&sub3; innerhalb der Vertikalaustastperioden versetzt, während die Signale aus den Bildelementen in dem herauszuvergrößernden Bildbereich in die nutzbare Periode t&sub2; versetzt werden. Daher beginnt die Vertikalabtastschaltung 2 im Ansprechen auf einen Auslöseimpulse φVS zu arbeiten und gibt aufeinanderfolgend die Vertikalabtastimpulse entsprechend den Impulsen φV1 und φV2 ab.
Die Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das ein praktisches Beispiel für die vorangehend in Verbindung mit Fig. 2A beschriebene erste Art des Auslesevorgangs veranschaulicht. In diesem Fall erfolgt ohne Zeilensprung das Abtasten ohne Nutzung der Impulse φR2. Der Fotosensor muß nicht eine Ausführungsform ohne Löschen sein.
Bei dem ersten Schritt werden der Impuls φV1 und der Impuls φFE für das Wählen des Halbbildes auf den hohen Pegel gesetzt, damit die Vertikalabtastschaltung 2 die Abtastimpulse abgeben kann, wodurch die Transistoren Qe und Qr&sub1; entsprechend den Anfangsabtastzeilen a und a+1 des herauszuvergrößernden Bildbereichs 102 eingeschaltet werden. Die Transistoren Qr&sub2; werden nicht eingeschaltet, da in diesem Fall die Impulse φR2 nicht genutzt werden.
Darauffolgend werden die Impulse φT1 und φVC hochgesetzt, um die Transistoren Qt&sub1; und Qvc einzuschalten, wodurch die Vertikalleitungen VL und die Kondensatoren C&sub1; zur vorübergehenden Speicherung entladen werden. Dann werden die Transistoren Qvc ausgeschaltet und der Impuls φR1 wird auf den hohen Pegel geschaltet, wodurch die Zeilen von Fotosensoren angesteuert werden, welche die Bildelemente der Horizontalabtastzeile a bilden. Infolgedessen werden die Signale an den Fotosensoren bzw. Bildelementen auf der Abtastzeile a ausgelesen und über die Transistoren Qt&sub1; in den Kondensatoren C&sub1; gespeichert.
Darauffolgend werden die Transistoren Qt&sub1; ausgeschaltet, während die Transistoren Qvc eingeschaltet werden, um die Vertikalleitungen VL auf Masse zu legen. Dann wird der Impuls φR1 auf hohen Pegel geschaltet, um die Fotosensoren der Abtastzeile a rückzusetzen.
Danach werden die in den Kondensatoren C&sub1; gespeicherten, der Abtastzeile a entsprechendem Signale durch die Horizontalabtastschaltung 3 abgetastet und aufeinanderfolgend über die Transistoren QS&sub1; zu der Signalleitung S1 versetzt. Das Versetzen der Signale erfolgt in der Weise, daß gemäß der vorangehenden Erläuterung in Verbindung mit Fig. 9C die Signale aus den nicht benötigten Bildbereichen mit hoher Geschwindigkeit in die Zeitabschnitte t&sub2;&sub1; und t&sub2;&sub3; innerhalb der Horizontalabtastperioden versetzt werden, wogegen die dem herauszuvergrößernden Bildbereich 102 entsprechenden Signale in die nutzbare Horizontalperiode t&sub2;&sub2; versetzt werden.
Wenn das Versetzen aller Signale aus der Abtastzeile a beendet ist, fällt der Halbbildwählimpuls φFE ab und statt dessen steigt der Halbbildwählimpuls φFO an. Als Ergebnis werden die Transistoren Qo eingeschaltet, so daß der der Abtastzeile a+1 entsprechende Transistor Qr&sub1; eingeschaltet wird. In diesem Fall werden daher das Entladen der Kondensatoren C&sub1;, das Lesen der Signale und das Rücksetzen der Fotosensoren in Verbindung mit der Abtastzeile a+1 ausgeführt.
In dem Zeitabschnitt der Horizontalversetzung der Signale aus der Abtastzeile a+1 werden die Impulse φV1 und φV2 jeweils auf niedrigen bzw. hohen Pegel geschaltet, so daß die Vertikalabtastschaltung 2 die Stelle der Ausgabe des Abtastimpulses zu der nächsten Stufe verschiebt und den Abtastimpuls für die nächste Stufe abgibt, wenn der nächste Impuls φV1 auf den hohen Pegel geschaltet wird. Auf diese Weise erfolgt die Abtastung ohne Zeilensprung, so daß für das ungeradzahlige Halbbild aufeinanderfolgend die Signale aus den Abtastzeilen a, a+1, a+2,... ausgelesen werden, während für das geradzahlige Halbbild die gleichen Zeilen a+1, a+2 nochmals ausgelesen werden.
Die Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm, das ein anderes praktisches Beispiel für die vorangehend in Verbindung mit Fig. 2A erläuterte erste Art der Funktion veranschaulicht. In diesem Fall wird der Halbbildwählimpuls φFE auf dem hohen Pegel gehalten, so daß nur der Transistor Qe eingeschaltet wird, und es wird nur mittels der Impulse φR1 und φR2 die Abtastung ohne Zeilensprung ausgeführt.
Als erster Schritt wird der Impuls φV1 auf den hohen Pegel geschaltet, so daß die den Abtastzeilen a und a+1 entsprechenden Transistoren Qr&sub1; und Qr&sub2; eingeschaltet werden.
Wie im Falle des in Verbindung mit Fig. 4 erläuterten Betriebsvorgangs werden die Kondensatoren C&sub1; entladen und die Signale aus den Fotosensoren auf der Abtastzeile a werden entsprechend dem Impuls φR1 ausgelesen. Nachdem die Lesesignale in den Kondensatoren C&sub1; gespeichert sind, werden dann die Fotosensoren rückgesetzt.
Nach dem Entladen der Kondensatoren C&sub1; wird der gleiche Vorgang entsprechend dem Impuls φR2 für die Abtastzeile a+1 ausgeführt. Zum Beenden des vorstehend erläuterten Lesevorgangs der ersten Art wird der beschriebene Vorgang wiederholt.
Durch das Ausführen der Abtastung ohne Zeilensprung auf die beschriebene Weise ist es möglich, irgendeine Verschlechterung der Vertikalauflösung des Anzeigebildes selbst dann zu vermeiden, wenn das Auslesen und die Darstellung in einer Herausvergrößerung-Betriebsart ausgeführt werden.
Die Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm, das ein praktisches Beispiel für die vorangehend in Verbindung mit Fig. 2B erläuterte zweite Betriebsart veranschaulicht. Diese Betriebsart beruht auf dem zerstörungsfreien Auslesen von Signalen aus den Fotosensoren. Außerdem werden die Impulse φFE und φFO für jedes Halbbild invertiert. Als erster Schritt wird der Impuls φFE auf den hohen Pegel gesetzt, um die Transistoren Qe einzuschalten. Dann wird der Impuls φV1 auf den hohen Pegel geschaltet, um den der Abtastzeile a entsprechenden Transistor Qr&sub1; einzuschalten. Dann werden wie im Falle des in Verbindung mit Fig. 4 und 5 erläuterten Betriebsvorgangs die Kondensatoren C&sub1; entladen und die Signale der Fotosensoren der Abtastzeile a ohne Löschung ausgelesen und in den Kondensatoren C&sub1; gespeichert. Die Fotosensoren werden nicht rückgesetzt, da die von diesen Sensoren gehaltenen Signale in der nächsten Horizontalabtastperiode wieder ausgelesen werden. Dann erfolgt die Horizontalabtastung durch die Horizontalabtastschaltung 3 auf die gleiche Weise wie bei den vorangehend beschriebenen Lesevorgängen.
Danach werden in der nächsten Horizontalaustastperiode die Kondensatoren C&sub1; entladen und es werden wieder entsprechend dem Impuls φR1 die Signale aus den Fotosensoren der Abtastzeile a ausgelesen. Die auf diese Weise ausgelesenen Signale werden in den Kondensatoren C&sub1; gespeichert und dann werden die Fotosensoren rückgesetzt. Infolgedessen werden die aus der gleichen Abtastzeile a ausgelesenen Signale (a) abgetastet.
Darauffolgend wird die Ausgabestelle der Vertikalabtastschaltung 2 um eine Stufe versetzt und es wird der vorstehend beschriebene Vorgang für die Abtastzeile a+2 ausgeführt, so daß die Signale a+2 und (a+2) erhalten werden. Dieser Vorgang wird für die in dem ungeradzahligen Kalbbild aufzunehmenden anderen Abtastzeilen wiederholt.
Dann werden die Halbbildwählimpulse φFE und φFO invertiert, damit die Signale aufeinanderfolgend aus den dem ungeradzahligen Halbbild entsprechenden Abtastzeilen ausgelesen werden können, wodurch gemäß der vorangehenden Erläuterung in Verbindung mit Fig. 2B Signale wie a+1, (a+1), a+3, (a+3),... erhalten werden.
In diesem Fall können die gleichen Bildelemente infolge der zerstörungsfreien Lesefunktion der Fotosensoren zweimalig abgetastet werden. Daher kann die Verringerung der vertikalen Auflösung bei der Herausvergrößerung des Bildes kompensiert werden, ohne daß irgendeine besondere zusätzliche Signalverarbeitungsschaltung benötigt wird, obgleich ein Pegelkorrekturvorgang erforderlich ist. Infolgedessen kann der Schaltungsaufbau ebenso wie der Signalverarbeitungsvorgang beträchtlich vereinfacht werden.
Die vorangehend in Verbindung mit Fig. 2D beschriebene dritte Art des Lesevorgangs bedarf keiner Darstellung, da bei dieser Betriebsart das Doppelzeilen-Lesesystem bei der vorangehend erläuterten zweiten Betriebsart angewandt wird.
Die Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm, das ein praktisches Beispiel für die vorangehend beschriebene vierte Betriebsart veranschaulicht. Diese Betriebsart ist für ein Farbbildaufnahmegerät geeignet, das ein an einer Bildufnahmevorrichtung mit auf die in Fig. 1 dargestellte Weise angeordneten Fotosensoren angebrachtes Mosaik- Farbfilter hat.
Als erster Schritt werden die Impulse φV1 und φFE auf den hohen Pegel gesetzt, während der Impuls φFO auf den niedrigen Pegel gesetzt wird, wodurch die den Abtastzeilen a und a+1 entsprechenden Transistoren Qr&sub1; und Qr&sub2; eingeschaltet werden.
Darauffolgend werden die Impulse φVC, φT1 und φT2 auf den hohen Pegel gesetzt, um die Transistoren Qvc, Qt&sub1; und Qt&sub2; einzuschalten, wodurch die Vertikalleitungen Vb, die Kondensatoren C&sub1; und die Kondensatoren C&sub2; entladen werden.
Dann werden die Transistoren Qvc und Qt&sub2; ausgeschaltet und entsprechend dem Impuls φR1 auf zerstörungsfreie Weise die Signale an den Fotosensoren der Abtastzeile a ausgelesen und in den Kondensatoren C&sub1; gespeichert.
Danach werden nur die Transistoren Qvc eingeschaltet, um die Vertikalleitungen VL zu entladen. Zugleich werden durch den Impuls φR1 die Fotosensoren der Abtastzeile a rückgesetzt.
Dann werden nur die Transistoren Qt&sub2; eingeschaltet, so daß entsprechend dem Impuls φR2 auf zerstörungsfreie Weise die Signale aus den Fotosensoren der Abtastzeile a+1 ausgelesen und in den Kondensatoren C2 gespeichert werden. Die auf diese Weise gespeicherten, aus den Fotosensoren der Abtastzeilen a und a+1 hergeleiteten Signale werden durch die Horizontalabtastschaltung 3 gleichzeitig versetzt. Das Versetzen erfolgt auf die, vorangehend in Verbindung mit Fig. 9C beschriebene Weise.
In der nächsten Horizontalabtastperiode werden die Impulse φFE und φFO invertiert, so daß die Transistoren Qo mit dem Ergebnis eingeschaltet werden, daß alle mit ihren Gateelektroden an die Transistoren Qo angeschlossenen Transistoren Qr&sub2; und Qr&sub1; eingeschaltet werden, wodurch die Abtastzeilen a+1 und a+2 gewählt werden.
Bei diesem Zustand werden die Kondensatoren C&sub1; und C&sub2; entladen und dann werden die Transistoren Qt&sub1; eingeschaltet, so daß entsprechend dem Impuls φR1 nochmals die Signale an den Fotosensoren der Abtastzeile Qt&sub1; ausgelesen und die auf diese Weise ausgelesenen Signale in den Kondensatoren C&sub1; gespeichert werden.
Danach werden die Vertikal leitungen VL entladen und zugleich die Fotosensoren der Abtastzeile a+1 rückgesetzt. Dann werden die Transistoren Qt&sub2; eingeschaltet, so daß entsprechend dem Impuls φR2 auf zerstörungsfreie Weise die Signale an den Fotosensoren der Abtastzeile a+2 ausgelesen werden. Die auf diese Weise ausgelesenen Signale werden in den Kondensatoren C&sub2; gespeichert.
Somit werden die aus den Abtastzeilen a+1 und a+2 hergeleiteten, in den Kondensatoren C&sub1; und C&sub2; gespeicherten Signale (a+1) und a+2 durch die Horizontalabtastschaltung 3 abgetastet und über die Signalleitungen S1 und S2 aufeinanderfolgend ausgegeben.
Der beschriebene Vorgang wird dann wiederholt, so daß aufeinanderfolgend die Signale (a+2), a+3;... ausgelesen werden. Gleichermaßen werden für das geradzahlige Halbbild die Signale als (a+1), a+2; (a+2), a+3;.... ausgelesen, so daß auf diese Weise der Betriebsvorgang der vierten Art abgeschlossen wird.
Es ist somit leicht, selbst bei Anwendung einer Mehrfachzeilen-Lesebetriebsart den gewünschten Bereich eines Bildes an der Bildaufnahmevorrichtung herauszuvergrößern, ohne daß irgendein komplizierter Signalverarbeitungsvorgang erforderlich ist.
Außerdem können infolge des zerstörungsfreien Lesevorgangs ohne Löschung auf einfache Weise Interpolationssignale zum Interpolieren der aus einer vorangehenden und einer nachfolgenden Bildelementezeile zu erhaltenden Signale gebildet werden, wodurch einem Verschlechterung hinsichtlich der Vertikalauflösung vermieden werden kann.
Die Funktion des Gerätes bei der normalen Lesebetriebsart, nämlich dann, wenn das Zoomen nicht ausgeführt wird, ist aus den Fig. 8A und 8B ersichtlich, welche Darstellungen der Vertikalabtastung und der Horizontalabtastung bei dieser Betriebsart sind.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu erkennen ist, werden in dem erfindungsgemäßen Bildaufnahmegerät die Horizontalzeilen der Bildelemente mehrmals abgetastet, so daß die durch das Herausvergrößern eines bestimmten Bereichs eines Bildes verursachte Verringerung der Anzahl von Abtastzeilen kompensiert wird, wodurch eine hohe Qualität des Darstellungsbildes sichergestellt ist, wenn dieser Bildbereich herausvergrößert und dargestellt wird. Außerdem wird dieser bemerkenswerte Effekt erzielt, ohne daß irgendwelche in dem bekannten Bildaufnahmegerät der beschriebenen Art erforderliche besondere zusätzliche Einrichtungen wie Speichereinrichtungen und Verzögerungseinrichtungen benötigt werden, so daß daher der Schaltungsaufbau und der Signalverarbeitungsvorgang vereinfacht sind.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines Bildaufnahmegeräts, das

eine Vielzahl von in Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen (1) und

eine Steuereinrichtung (5) zum selektiven Umschalten der Lesebetriebsart zwischen einer ersten Betriebsart, bei der Signale an den Bildelementen nacheinander in einer ersten Aufeinanderfolge und mit einer ersten Geschwindigkeit gelesen werden, und einer zweiten Betriebsart aufweist, bei der Signale an einem gewählten Teil der Fläche der Bildelemente nacheinander in einer von der ersten Aufeinanderfolge verschiedenen zweiten Aufeinanderfolge und mit einer von der ersten Geschwindigkeit verschiedenen zweiten Geschwindigkeit gelesen werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

in jedem Halbbild in vertikaler Richtung Paare benachbarter Zeilen aufeinanderfolgend gelesen werden, wobei die jeweils aus einem ungeradzahligen Halbbild bzw. aus einem geradzahligen Halbbild ausgelesenen Paare benachbarter Zeilen einander in einer Zeile überlappen.

2. Bildaufnahmegerät, das

eine Vielzahl von in Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen (1) und

gekennzeichnet durch

eine Einrichtung, durch die in einem jeden Halbbild in vertikaler Richtung Paare benachbarter Zeilen aufeinanderfolgend gelesen werden, wobei die jeweils aus einem ungeradzahligen Halbbild bzw. aus einem geradzahligen Halbbild ausgelesenen Paare benachbarter Zeilen einander in einer Zeile überlappen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Geschwindigkeit höher als die erste Geschwindigkeit ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aufeinanderfolge eine Reihenfolge zum aufeinanderfolgenden Lesen von Signalen auf jeder zweiten Horizontalzeile der Bildelemente ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aufeinanderfolge eine Reihenfolge für das aufeinanderfolgende Lesen von Signalen auf zeilenweise aufeinanderfolgenden Horizontalzeilen der Bildelemente ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aufeinanderfolge eine Folge ist, bei der Signale auf einer Horizontalzeile der Bildelemente mehrmals gelesen werden und dann die Signale auf einer nächstfolgenden Horizontalzeile der Bildelemente gelesen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aufeinanderfolge eine Folge ist, bei der Signale gleichzeitig aus Bildelementen einer Gruppe von Horizontalzeilen der Bildelemente gelesen werden und dann Signale gleichzeitig aus Bildelementen einer nächsten Gruppe von Horizontalzeilen der Bildelemente gelesen werden, so daß gleichzeitig Signale aus jeweils aufeinanderfolgenden Gruppen von Horizontalzeilen der Bildelemente gelesen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aufeinanderfolge eine Folge ist, bei der Signale gleichzeitig mehrmals aus einer Gruppe von Horizontalzeilen der Bildelemente gelesen werden und dann Signale gleichzeitig mehrmals aus Bildelementen einer nächsten Gruppe von Horizontalzeilen der Bildelemente gelesen werden, so daß gleichzeitig Signale wiederholt aus jeder von aufeinanderfolgenden Gruppen von Horizontalzeilen der Bildelemente gelesen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aufeinanderfolge eine Folge ist, bei der Signale gleichzeitig aus Bildelementen einer ersten Gruppe von Horizontalzeilen der Bildelemente gelesen werden und dann Signale gleichzeitig aus Bildelementen einer nächsten Gruppe von Horizontalzeilen der Bildelemente gelesen werden, wobei die nächste Gruppe von Horizontalzeilen der Bildelemente mindestens eine zu der ersten Gruppe von Horizontalzeilen gehörende Horizontalzeile enthält, so daß gleichzeitig Signale aus jeder von aufeinanderfolgenden Gruppen von Horizontalzeilen der Bildelemente gelesen werden.