DE4101758A1 - Farbkamera mit folgeebenen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbkamera mit Folgeebenen, welche einen drehbaren Farbfilter und eine einzelne Bildaufnahmevorrichtung verwendet, um nacheinander Videosignale von Primärfarben R, G und B auszugeben und insbesondere eine Farbkamera mit Folgeebenen, welche mit der Überdeckungskorrekturfunktion ausgestattet ist, die einen Farbüberdeckungsfehler bei der Wiedergabe beseitigt.

Eine Farbkamera mit aufeinanderfolgenden Ebenen oder Folgeebenen ist so aufgebaut, daß, wie in Fig. 6 der Zeichnungen gezeigt, ein drehbarer Filter 2, der vor der Bildaufnahmefläche einer Bildaufnahmevorrichtung 1, zum Beispiel einer Bildaufnahmeröhre oder eines Festkörper-Bildaufnahmeelementes angeordnet ist, gedreht wird, wodurch Videosignale von drei Primärfarben, nämlich Rot, Grün und Blau (nachfolgend als R, G und B bezeichnet) nacheinander ausgegeben werden. Das heißt, Videosignale R, G und B werden von der Bildaufnahmevorrichtung 1 nacheinander ausgegeben, wie in Fig. 7 gezeigt. Fig. 7 ist vereinfacht durch Weglassen der horizontalen Rücklaufzeilendauer der Abtastung.

Nun wird in der Folgeebenen-Farbkamera die Bildaufnahme durch die einzige Bildaufnahmevorrichtung 1 bewirkt, und daher existiert der Farbüberdeckungsfehler, wenn eine Farbbildebene auf der Grundlage der Videosignale von drei Primärfarben wiedergegeben wird, im Prinzip nicht, und eine Überdeckungskorrektur zur Vermeidung des Farbüberdeckungsfehlers ist nicht notwendig.

Jedoch können die Tatsache, daß der Anbringungswinkel des drehbaren Filters 2 nicht senkrecht zu einer Welle ist, und die Ungleichförmigkeit der Dicke (t) des Materials, das den drehbaren Filter 2 bildet, das Auftreten eines Farbüberdeckungsfehlers verursachen.

Die Fig. 8A, 8B und 8C zeigen im Zeitablauf die Weise, auf welche der Filter 2 gedreht wird, wenn die Videosignale der Primärfarben R, G und B eingeleitet werden, in einem Fall, in welchem der drehbare Filter 2 nicht senkrecht zu der Welle angebracht ist, und wie gezeigt differiert der Abstand zwischen dem drehbaren Filter 2 und der Bildaufnahmefläche und der relative Winkel zwischen dem drehbaren Filter 2 und der Bildaufnahmefläche, wenn die Videosignale der Primärfarben R, G und B eingeleitet werden, und folglich tritt ein Farbüberdeckungsfehler auf.

Fig. 9 zeigt den Gang eines Lichtstrahles, der durch einen drehbaren Filter 2 mit verschiedenen Dicken ta und tb übertragen wird. Dieser Gang kann hauptsächlich erklärt werden aus den Brechungsindizes von Luft und dem Material, das den drehbaren Filter 2 bildet.

Von ein und derselben Lichtquelle A emittiertes Licht wird wegen der unterschiedlichen Dicken ta und tb des Materials, das den drehbaren Filter 2 bildet, an verschiedenen Punkten B und B′ als Bild aufgenommen, und folglich tritt ein Farbüberdeckungsfehler auf.

Die Farbkamera mit Folgeebenen, in welcher ein Farbüberdeckungsfehler im Prinzip nicht auftritt, leidet also dennoch tatsächlich an dem Problem, daß ein Farbüberdeckungsfehler auftritt.

Die Erfindung ist in Anbetracht dieses dem Stand der Technik anhaftenden Problems unternommen worden, und ihr Ziel ist die Schaffung einer Kamera mit Folgeebenen, welche so konstruiert ist, daß eine Überdeckungskorrektur zur Beseitigung des Farbüberdeckungsfehlers bei der Wiedergabe bewirkt wird, wenn Videosignale der Primärfarben R, G und B gelesen werden.

Zur Erreichung dieses Zieles ist die Erfindung folgendermaßen aufgebaut. Bezugszeichen in den Zeichnungen, welche eine Ausführungsform der Erfindung zeigen, werden auch nachfolgend gezeigt.

Zuerst richtet sich die Erfindung auf eine Farbkamera mit Folgeebenen, in welcher jedesmal, wenn ein drehbarer Filter 2 in die Stellungen der Filterabschnitte R, G und B überwechselt, die Leseoperation einer Bildaufnahmevorrichtung 1 durchgeführt wird, um dadurch Videosignale der Primärfarben nacheinander auszugeben.

In einer Farbkamera mit Folgeebenen, welche mit solch einem drehbaren Filter 2 und einer einzigen Bildaufnahmevorrichtung 1 versehen ist, ist erfindungsgemäß eine Überdeckungskorrektureinrichtung 3 vorgesehen zum Variieren des Abtast-Startpunktes, wenn jedes primäre Farbvideosignal gelesen wird, um so den Farbüberdeckungsfehler zu beseitigen, wenn ein Farbbild auf der Grundlage der Videosignale der Primärfarben R, G und B wiedergegeben wird.

Wenn eine Bildaufnahmeröhre als die Bildaufnahmevorrichtung 1 verwendet wird, ist hier die Überdeckungskorrektureinrichtung 3 so konstruiert, daß sie während des Lesens jedes primären Farbvideosignals durch die Bildaufnahmeröhre der Ablenkwellenform eine Überdeckungskorrektur-Wellenform hinzufügt.

Gemäß der mit solch einem Aufbau versehenen Farbkamera der Erfindung wird der Startpunkt des Lesens und Abtastens angesammelter Ladungen, die auf der Bildaufnahmefläche angesammelt sind, für jeden der Schirme R, G und B unabhängig gesteuert, wodurch Videoausgangssignale von R, G und B erhalten werden, die räumlich verschoben sind, um so Farbüberdeckungsfehler auf der Bildaufnahmefläche zu beseitigen, die der Ungleichmäßigkeit der Dicke und Flachheit des drehbaren Filters, der Montagegenauigkeit des drehbaren Filters usw. zuzuschreiben sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Aufbaus einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Farbüberdeckungsfehler, der auf der Bildaufnahmefläche von Fig. 1 verursacht wird;

Fig. 3A, 3B und 3C Videoausgangssignal-Wellenformen mit einem Farbüberdeckungsfehler während des normalen Abtastens;

Fig. 4A, 4B und 4C durch die Erfindung korrigierte Videoausgangssignal-Wellenformen;

Fig. 5A eine Ablenkwellenform für die horizontale Überdeckungskorrektur gemäß der Erfindung;

Fig. 5B und 5C eine Ablenkwellenform für die vertikale Überdeckungskorrektur gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine Farbkamera mit Folgeebenen nach dem Stand der Technik;

Fig. 7 eine Videoausgangssignal-Wellenform in der Kamera von Fig. 6;

Fig. 8A, 8B und 8C die relative Position einer Bildaufnahmevorrichtung und eines drehbaren Filters, wenn der drehbare Filter nicht normal angebracht ist; und

Fig. 9 das Auftreten des Farbüberdeckungsfehlers, der durch die Ungleichmäßigkeit der Dicke des drehbaren Filters verursacht wird.

In Fig. 1 ist ein drehbarer Filter 2, der mit Filterabschnitten R, G und B ausgerüstet ist, vor der Bildaufnahmefläche einer Bildaufnahmevorrichtung 1 angeordnet, die eine Bildaufnahmeröhre verwendet. Der Filter 2 wird mit vorbestimmter Geschwindigkeit durch einen Motor 6 gedreht, und ein Kodierer 7 gibt ein der gedrehten Stellung des Filters entsprechendes Signal aus, und die Bildaufnahmevorrichtung 1 liest angesammelte Ladungen entsprechend einer Bildebene jedes Filterabschnitts synchron mit dem Zeitpunkt, bei welchem die Filterabschnitte R, G und B vor der Bildaufnahmefläche positioniert sind, auf der Grundlage des Signals von dem Kodierer 7 ab und gibt nacheinander Videosignale der Primärfarben in der Reihenfolge R, G und B aus. Ferner ist die Bildaufnahmefläche der Bildaufnahmevorrichtung 1 breiter als die Fläche, in welcher ein Elektronenstrahl tatsächlich abgetastet wird.

Eine Horizontalablenkwellen-Erzeugungsschaltung 4 ist eine herkömmliche Vorrichtung, welche eine Ablenkwelle (siehe Fig. 5A und 5B) ausgibt, die den Elektronenstrahl in einer Horizontalrichtung abrastert, wenn die Videosignale der Primärfarben R, G und B gelesen werden.

Eine Horizontalkorrekturwellen-Erzeugungsschaltung 3 ist eine Korrektureinrichtung für die horizontale Überdeckung und bewirkt eine Überdeckungskorrektur, um so den Abtastzeitpunkt des Elektronenstrahles in der Horizontalrichtung zu variieren, wenn die Videosignale der Primärfarben R, G und B synchron mit den Ausgangssignalen des Kodierers 7 entsprechend den Positionen der Filterabschnitte R, G und B gelesen werden, und dadurch einen horizontalen Farbüberdeckungsfehler zu eliminieren. In der Schaltung 3 sind drei Speicher vorhanden, in welchen Korrekturdaten (entsprechend DC in Fig. 5A) für die Videosignale der Primärfarben R, G und B gespeichert werden, und diese Korrekturdaten werden durch eine Tastatur 8 eingestellt. Jeder Speicher kann Korrekturdaten entsprechend der Anzahl von Bildelementen in einer horizontalen Abtastzeile speichern und kann unterschiedliche Korrekturdaten für jedes Bildelement speichern, aber in Fig. 5A versteht es sich, daß die gleichen Daten wie alle Bildelemente in dem Speicher für die Farbe B gespeichert werden, und keine Korrekturdaten in den Speichern für R und G gespeichert werden. Die Korrekturwellen-Erzeugungsschaltung 3 gibt an einen Addierer 5 ein Signal ab, das entsprechend den in jedem Speicher gespeicherten Daten variiert.

Die Horizontalkorrekturwellen-Erzeugungsschaltung 3 gibt eine Korrekturwellenform aus auf der Grundlage von darin enthaltenen den Speichern entsprechenden Korrekturdaten, und der Addierer 5 addiert diese Korrekturwellenform zu der Ablenkwellenform der Horizontalablenkwellen-Erzeugungsschaltung 4 und gibt sie zu der Bildaufnahmevorrichtung 1 aus.

Eine Vertikalrichtungs-Korrekturschaltung 9 besteht aus einer Vertikalablenkwellen-Erzeugungsschaltung, einer Vertikalkorrekturwellen-Erzeugungsschaltung und einem Addierer. Die Vertikalablenkwellen-Erzeugungsschaltung ist eine herkömmliche Vorrichtung, welche an die Bildaufnahmeröhre 1 eine vertikale Ablenkwellenform ausgibt zum Verschieben der Stellung des Elektronenstrahles relativ zu R, G und B in einer vertikalen Richtung. Die Vertikalkorrekturwellen-Erzeugungsschaltung ist eine Vertikalüberdeckungs-Korrektureinrichtung und bewirkt eine Überdeckungskorrektur, um so den Abtast-Startpunkt des Elektronenstrahles in einer Vertikalrichtung zu variieren, wenn die Videosignale der Primärfarben R, G und B synchron mit den Ausgangssignalen von dem Kodierer 7 entsprechend den Positionen der Filterabschnitte R, G und B gelesen werden, und dadurch einen Farbüberdeckungsfehler in der Vertikalrichtung zu eliminieren. Die Vertikalkorrekturwellen-Erzeugungsschaltung enthält drei Speicher, welche Korrekturdaten (entsprechend DC in Fig. 5C) für die Videosignale der Primärfarben R, G und B speichern, und diese Korrekturdaten werden durch die Tastatur 8 eingestellt. Jeder der drei Speicher in der Vertikalkorrekturwellen-Erzeugungsschaltung kann Korrekturdaten entsprechend der Anzahl horizontaler Abtastzeilen in einem Feld speichern und kann darin unterschiedliche Korrekturdaten für jede horizontale Abtastzeile speichern.

Der Addierer in der Schaltung 9 addiert die Ausgangssignale von der Vertikalablenkungs-Erzeugungsschaltung und der Vertikalkorrekturwellen-Erzeugungsschaltung und gibt sie als die Wellenform von Fig. 5B an die Bildaufnahmevorrichtung 1 aus. Übrigens entspricht eine feldeffektive Periode in Fig. 5B der Abtastperiode des Elektronenstrahles in einem Feld.

Ein Aufzeichnungsteil 10 zeichnet die Videosignale R, G und B der Bildaufnahmevorrichtung 1 auf einem Medium auf.

Nun wird die Überdeckungskorrekturoperation durch die Ausführungsform von Fig. 1 beschrieben.

Fig. 2 ist eine Darstellung des Objektbildes 8 auf der Bildaufnahmefläche der Bildaufnahmevorrichtung 1, von der Seite des drehbaren Filters 2 aus betrachtet, und zeigt einen Zustand, in welchem das Bild aufgenommen worden ist, wobei es nach rechts verschoben worden ist durch die B-Bildebene 21 relativ zu der R- und G-Bildebene 20 aufgrund der Montageabweichung des drehbaren Filters 2 an der Welle und dem Unterschied in der Dicke des Filters. In Fig. 2 erfolgt die Darstellung auch mit einer Abweichung in der Vertikalrichtung, um die Abweichung in der Bildebene in der Horizontalrichtung deutlich zu machen.

Die Fig. 3A, 3B und 3C zeigen die Videosignale der Primärfarben R, G und B, die durch Lesen der Bildebene mit dem in Fig. 2 gezeigten Farbüberdeckungsfehler erhalten werden. Wie gezeigt, weichen die durch die Schraffur der Signale R und G angedeuteten Positionen des Objektbildes nicht voneinander ab, während das Objektbild des Signals B abweicht, und folglich tritt ein Farbüberdeckungsfehler während der Wiedergabe auf.

Für diese Abweichung der B-Bildebene 21 relativ zu der R- und G-Bildebene 20 wird in der Erfindung der Abtast-Startpunkt nur während des Lesens der B-Bildebene 21 von einem Punkt a zu einem Punkt b verändert. Die Abtastung während des Lesens der B-Bildebene 21 kann in der Abtastfrequenz und der effektiven Periode identisch sein mit der Abtastung während des Lesens der R- und G-Bildebene 20.

Durch diese Veränderung des Abtast-Startpunktes wird das Videoausgangssignal so, daß die Positionen des Objektbildes in den R-, G- und B-Bildebenen alle die gleichen sind, wie in den Fig. 4A, 4B und 4C gezeigt.

Hier wird in der Ausführungsform von Fig. 1 eine Bildaufnahmeröhre als die Bildaufnahmevorrichtung 1 verwendet, und daher wird unter Beachtung der Ablenkwellenform der Bildaufnahmeröhre, wie in Fig. 5 gezeigt, in Gegensatz zu der Ablenkwellenform während des Lesens der R- und G-Bildebene 20 eine vorbestimmte Gleichspannung DC entsprechend der Größe der Abweichung der Bildebene der Ablenkwellenform während des Lesens der B-Bildebene 21 überlagert. Das heißt, die Korrekturwellen-Erzeugungsschaltung 3 von Fig. 1 addiert die Gleichspannung zu der Ablenkwellenform von der Ablenkwellen-Erzeugungsschaltung 4 durch den Addierer 5 entsprechend der Größe der Abweichung der B-Bildebene 21 in Fig. 2 und verändert den Start des Lesens und Abtastens von dem Punkt a auf der R- und G-Bildebene zu dem Start des Lesens und Abtastens von dem Punkt b.

Obzwar in der Ausführungsform von Fig. 1 eine Bildaufnahmeröhre als die Bildaufnahmevorrichtung 1 verwendet wird, kann auch ein Festkörper-Bildaufnahmeelement als die Bildaufnahmevorrichtung 1 verwendet werden, welches ein zweidimensionaler CCD-Bildfühler ist, und falls ein Festkörper-Bildaufnahmeelement verwendet wird, kann die Position der Bildaufnahmefläche des Festkörper-Bildaufnahmeelementes physikalisch verschoben werden durch die Treibersteuerung eines piezoelektrischen Elementes, und der Abtast-Startpunkt kann räumlich verändert werden.

Falls ein zweidimensionaler CCD-Bildfühler verwendet wird, kann ferner die Konstruktion so vorgenommen werden, daß Videosignale durch Ladungen in einigen von mehreren Lichtaufnahmeabschnitten des zweidimensionalen Lichtfühlers ausgegeben werden. In diesem Fall sind die Lichtaufnahmeflächen des Bildfühlers breiter als die dem tatsächlich aufgezeichneten Videosignal entsprechende Fläche, und die Konstruktion ist so gestaltet, daß sämtliche Ladungen, die einer Zeile des zweidimensionalen Bildfühlers in der Horizontalrichtung entsprechen, in einen Horizontaltransferabschnitt übertragen werden und nur ein der erforderlichen Fläche entsprechendes Signal von dem Horizontaltransferabschnitt zu dem Aufzeichnungsteil ausgegeben wird.

Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform die Konstruktion so gestaltet, daß Signale, die den Daten entsprechen, welche in den Speichern der Korrekturwellen-Erzeugungsschaltung für die Horizontalrichtung und die Vertikalrichtung gespeichert sind, ausgegeben werden, aber hinsichtlich der Horizontalrichtung, wo die Korrekturdaten während einer horizontalen Abtastperiode fixiert sind, die Korrektur zum Beispiel durch einen variablen Widerstand bewirkt werden kann, und ebenso hinsichtlich der Vertikalrichtung, wo die Korrekturdaten während einer Feldperiode fixiert sind, die Korrektur durch einen variablen Widerstand bewirkt werden kann.

Außerdem kommt es je nach dem Montagewinkel des drehbaren Filters 2 und der Flachheit des drehbaren Filters selbst vor, daß der Grad des Farbübertragungsfehlers auf einer Bildaufnahmefläche nicht konstant ist. Um dies in einer Farbkamera mit Folgeebenen zu korrigieren, die eine Bildaufnahmeröhre als die Bildaufnahmevorrichtung 1 verwendet, wird der Ablenkwellenform zusätzlich zu einem Gleichspannungssignal ein Wechselspannungssignal hinzugefügt, und durch das Wechselspannungssignal wird die Startposition jeder Abtastzeile in einer Bildebene verändert, und es wird ferner eine Überdeckungskorrektur entsprechend der Lage in einer Horizontalperiode möglich, wodurch ein unterschiedlicher Farbüberdeckungsfehler für jede horizontale Abtastzeile des gleichen Farbvideoausgangssignals in einer Bildebene konstant gemacht werden kann. Das heißt, während des Lesens der R-, G- und B-Bildebene kann der Ablenkungsform eine Wechselspannungskomponente unabhängig erteilt werden, so daß der Grad des Farbüberdeckungsfehlers in allen Bildebenen konstant wird, wonach eine Gleichspannungssignalkomponente addiert werden kann, um dadurch den Farbüberdeckungsfehler zwischen den Bildebenen zu korrigieren.

Wie oben beschrieben, können erfindungsgemäß durch unabhängige Steuerung der Lesestartpunkte der R-, G- und B-Bildebene primäre Farbvideosignale erhalten werden, welche frei von Farbüberdeckungsfehlern zwischen den R-, G- und B-Bildebenen sind und welche der Überdeckungskorrektur unterworfen worden ist. Ferner kann durch ebensolche unabhängige Steuerung des Lesestartpunktes bezüglich jeder horizontalen Abtastzeile in der gleichen Farbbildebene eine Überdeckungskorrektur erreicht werden, welche auch einen Farbüberdeckungsfehler zwischen den Abtastzeilen in der gleichen Farbbildebene beseitigt.

Claims (3)

1. Farbkamera, gekennzeichnet durch:
eine Bildaufnahmeröhre (1),
eine Einrichtung, die dazu dient, als ein Ausgangssignal ein horizontales Ablenksignal zur Verschiebung eines Elektronenstrahls der Bildaufnahmeröhre (1) in einer horizontalen Richtung und ein vertikales Ablenksignal zur Verschiebung des Elektronenstrahls der Bildaufnahmeröhre (1) in einer vertikalen Richtung zu erzeugen,
einen drehbaren Filter (2), der zwischen der Bildaufnahmeröhre (1) und einem zu fotografierenden Gegenstand angeordnet ist, wobei der Filter (2) Filterabschnitte mehrerer Farben (R, G, B) aufweist,
eine Einrichtung (6) zum Drehen des drehbaren Filters (2), wobei die Bildaufnahmeröhre (1) Videosignale entsprechend den mehreren Farben (R, G, B) entsprechend der gedrehten Stellung des Filters (2) ausgibt,
und eine Korrektureinrichtung, welche eine Abtastfläche der Bildaufnahmeröhre (1) in einer horizontalen Richtung oder in einer vertikalen Richtung für jede von mehreren Farben (R, G, B) verstellen kann, wobei die Korrektureinrichtung in der Lage ist, das horizontale Ablenksignal und das vertikale Ablenksignal zu verstellen.

2. Farbkamera, gekennzeichnet durch:
eine Bildaufnahmevorrichtung (1),
einen drehbaren Filter (2), der zwischen der Bildaufnahmevorrichtung (1) und einem zu fotografierenden Gegenstand angeordnet ist, wobei der Filter (2) Filterabschnitte mehrerer Farben (R, G, B) aufweist,
eine Einrichtung (6) zum Drehen des drehbaren Filters (2) und
eine Überdeckungskorrektureinrichtung, die in der Lage ist, eine Abtastfläche der Bildaufnahmevorrichtung (1) für jede von mehreren Farben (R, G, B) zu justieren.

3. Farbkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmevorrichtung (1) eine Bildaufnahmeröhre ist und die Überdeckungskorrektureinrichtung eine Ablenksignal-Ausgabeeinrichtung aufweist zum Ausgeben eines Ablenksignals zu der Bildaufnahmeröhre sowie eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Ablenksignals, das in die Bildaufnahmeröhre (1) einzugeben ist.