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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung und ein Verfahren
zur Einstellung des optischen Schwarzwerts einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung
und eine Vorrichtung, welche diese verwendet.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Ein
Beispiel einer Kompensationsschaltung für einen optischen Schwarzwert
(OP-Kompensationsschaltung oder optische Schwarzwertkompensationsschaltung)
einer CCD, eines CMOS-Sensors oder eines anderen Bildsensors ist
in 5 gezeigt. Eine optische Schwarzwertkompensationsschaltung
ist eine Schaltung zum Korrigieren des Schwarzwerts eines Schwarzwert-Signalausgabebereichs
des Bildsensors, um so mit dem optischen Schwarzcode übereinzustimmen.
Die optische Schwarzwertkompensationsschaltung von 5 zeigt
einen Teil einer Signalverarbeitungsschaltung, nachdem ein Signal
von dem Bildsensor etc. ausgegeben wird. Dieser ist mit einem Tiefpassfilter
(LPF) 2 versehen, welches eine Abtast-/Halte-Schaltung
(S/H) 81, einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 82,
einen Subtrahierer 83, einen Dekodierer 84, einen
Stromausgabetyp Digital-Analog-Wandler (I-DAC) 85, externe
Kondensatoren 87 und 88 und einen Verstärker 86 enthält.
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Ein
Signal SIN, welches von einem Bildsensor (nicht gezeigt) ausgegeben
wird, wird dem Eingangsanschluss T1 zugeführt. Dieser Eingangsanschluss
T1 ist mit dem Eingang der Abtast-/Halte-Schaltung 81 verbunden,
während
der Ausgang der Abtast-/Halte-Schaltung 81 mit
dem nächsten
Analog-Digital-Wandler 82 verbunden ist.
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Der
Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 82 ist mit einem Ausgangsanschluss
T2 der OB-Kompensationsschaltung und einem Eingangsanschluss des
Subtrahierers 83 verbunden. Der andere Eingangsanschluss
des Subtrahierers 83 ist mit dem Ausgang einer optischen
Schwarzcodeschaltung verbunden und wird mit einem digitalisierten
optischen Schwarzwertkorrektursignal beliefert. Weiterhin ist der
Ausgang des Subtrahierers 82 mit dem Eingang des Dekodierers 84 verbunden,
während
der Ausgang des Dekodierers 84 mit dem Eingang des Stromausgangstyp-Digital-Analog-Wandlers 85 verbunden
ist. Der Stromausgangstyp-Digital-Analog-Wandler 85 wandelt
das digitale Eingangssignal in ein analoges Signal um. Der Ausgang
ist mit dem Eingang des Verstärkers 86 und
dem externen Kondensator 88 verbunden, welche Teile des
Tiefpassfilters 2 bilden. Der Ausgang von diesem Verstärker 86 ist
mit dem externen Kondensator 87 und dem anderen Eingang
der Abtast-/Halte-Schaltung 81 verbunden.
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Hier
müssen
die Kondensatoren, welche einen Teil dieses Tiefpassfilters 2 bilden,
auf große
Kapazitäten
zum Korrigieren des optischen Schwarzwerts eingestellt werden. Da
die Kapazitäten
groß sind,
0,1 F oder dergleichen, ist eine Bildung in einem IC schwierig.
Die Kondensatoren sind daher mit der Außenseite des IC als die externen
Kondensatoren 87 und 88 verbunden.
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Das
analoge Videosignal SIN, welches von dem Bildsensor etc. ausgegeben
wird, wird der Abtast-/Halte-Schaltung 81 eingegeben, wo
es in einer vorbestimmten Periode abgetastet wird. Das gehaltene Signal
wird dem nächsten
Analog-Digital-Wandler 82 zugeführt. Das zugeführte analoge
Videosignal wird durch den Analog-Digital-Wandler 82 in ein digitales
Signal umgewandelt und wird z. B. ein digitales 12- bis 16-Bit Signal, welches
von dem Ausgangsanschluss zu der nächsten digitalen Signalverarbeitungsschaltung zugeführt wird.
Dieses digitale Signal wird dem Subtrahierer 83 zugeführt, wo
eine Subtraktion unter Verwendung dieses digitalen Signals und des
digitalen optischen Schwarzcodes (optischer Schwarzwertkorrekturcode),
welcher von dem Eingangsanschluss T3 zugeführt wird, durchgeführt wird.
Das Fehlersignal, welches als Ergebnis (digitales Signal) erhalten
wird, wird zu dem Dekodierer 84 ausgegeben.
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Ein
Code zum Auswählen
der Anzahl von Bits wird basierend auf den Daten erzeugt, welche
zu dem Dekodierer (DEC) 84 zugeführt werden. Dieser erzeugte
Code wird verwendet, um den Stromausgabetyp-Digital-Analog-Wandler 85 zu
steuern. Als Ergebnis wird das digitalisierte Fehlersignal von dem
Stromausgabetyp-Digital-Analog-Wandler 85 als
ein analoges Strom(-signal) ausgegeben. Als nächstes wird dieses analoge Strom(-signal)
dem Tiefpassfilter 2 zugeführt und in Spannung umgewandelt.
Zu dieser Zeit werden die Lade-/Entladezeiten der Kondensatoren
durch die Stromzuführkapazität der konstanten
Stromschaltung des Stromausgabetyp-Digital-Analog-Wandlers 85 bestimmt.
Die Spannungssignale, welche an den Kondensatoren auftreten, werden
zu dem anderen Eingang der obigen Abtast-/Halte-Schaltung 81 zugeführt. Die
Abtast-/Halte-Schaltung 81 addiert oder subtrahiert diese
mit dem Eingangssignal, um das Ausgangssignal der Abtast-/Halte-Schaltung 81 zu
korrigieren. Jedoch, wenn die Lade-/Entladezeiten der Kondensatoren
lang sind, werden die Kondensatorspannungen nicht die Zielwerte
in der Abtasttaktperiode erreichen, und eine Fehlerspannung wird
erzeugt werden. Daher müssen
die Stromzuführfähigkeit
des Stromausgabetyp-Digital-Analog-Wandlers 85 und die
Kapazitäten
der Kondensatoren eingestellt werden, um keine Fehlerspannung zu
erzeugen. Das eingegebene analoge Videosignal wird durch den OB-Code
des Korrekturwerts des Schwarzwerts korrigiert.
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Jedoch,
da die oben erwähnte
optische Schwarzwertkompensationsschaltung das Tiefpassfilter 2 aufweist,
welches mit den externen Kondensatoren 87 und 88 versehen
ist, bestand das Problem, dass der Korrekturwert des Schwarzwerts
am Ende aufgrund von Fluktuationen in der elektrostatischen Kapazität abweicht, welche
durch Änderungen
in Feuchtigkeit, Kriechverlusten aufgrund von Feuchtigkeit, Kriechverlusten
aufgrund der Verschlechterung von Eigenschaften zusammen mit Alterung
etc. verursacht werden.
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EP 0 564 305 A2 beschreibt
hierfür
eine Farbvideokamera und eine Videosignalverarbeitungsschaltung.
In einer Bildaufnahmevorrichtung wird ein Signalpegel von roten,
grünen
und blauen Farbsignalen in einer Signalverarbeitungsschaltung grob
eingestellt, und dann wird ein Schwarzwert des Videosignals in einer digitalen
Signalverarbeitungsschaltung fein eingestellt.
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EP 0 710 011 A1 beschreibt
eine digitale Schwarzklemmschaltung zum Kalibrieren des Schwarzwerts eines
Bildsignals, welches durch eine Abbildungsvorrichtung, wie beispielsweise
einen CCD-Sensor erzeugt wird. Ein CCD-Sensor wird beschrieben, welcher
einige wenige entmaskierte Schwarzpixel aufweist. Information von
den schwarzen Pixeln wird verwendet, um den Schwarzwert für den gesamten
Rahmen einzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aspekte
der Erfindung sind in den begleitenden Ansprüchen definiert.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung können
zwei Einstellschaltungen verwendet werden, d. h. eine Grobeinstellschaltung
und eine Feineinstellschaltung, um die Präzision der optischen Schwarzwerteinstellung
zu verbessern. Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann das Fehlersignal der optischen Schwarzwerteinstellung
(Korrektur) digital verarbeitet werden, um zu ermöglichen,
dass jede Einstellzeit ohne Verwendung der Kondensatoren einzustellen
ist. Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann eine Zeitkonstante für den Zustand des Empfangs
der Eingabe zu dem Bildsensor etc. geschaltet werden, um so verschiedene
Formen von Fluktuation der Bedingungen des eingegebenen Videosignals,
das zu behandeln ist, zu ermöglichen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann eine optische Schwarzwertsteuerschaltung vorgesehen
werden, welche eine digitale Schwarzwerteinstellschaltung zum Erzeugen
eines Schwarzwertkorrektursignals durch digitales Verarbeiten unter
Verwendung einer gegebenen Zeitkonstante, um so den Fehler auf Null
zu reduzieren, wenn sich ein Ausgabefehler des optischen Schwarzwerts
und ein optisches Schwarzwertreferenzsignal innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs befinden, und eine analoge Schwarzwerteinstellschaltung
zum Kompensieren des Fehlers aufweist, wenn sich der Ausgabefehler über dem
vorbestimmten Bereich befindet.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann eine optische Schwarzwertsteuerschaltung vorgesehen
werden, welche mit einem korrelierten Doppelsampler zum Klemmen
an einem optischen Schwarzwert und Abtasten und Halten eines analogen
Signals, einem Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln des analogen
Signals von dem korrelierten Doppelsampler in ein digitales Signal,
einen ersten Prozessor zum Verarbeiten der digitalen Signalausgabe
von dem Analog- Digital-Wandler,
einen zweiten Prozessor zum Verarbeiten unter Verwendung der Datenausgabe
von dem ersten Prozessor und der Daten, welche die Ergebnisse der Verarbeitung
des zweiten Prozessors speichern, und das Ergebnis zu dem ersten
Prozessor zuführen,
und einen Digital-Analog-Wandler zum Umwandeln der Ausgabedaten
von dem zweiten Prozessor in eine analoge Spannung und Zuführen dieser
konvertierten Ausgangsspannung als ein geklemmtes Signal des korrelierten Doppelsamplers
versehen ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann eine optische Schwarzwertsteuerschaltung vorgesehen
werden, welche mit einer analogen Einstellschaltung zur Grobeinstellung
unter Verwendung eines analogen Signals eines optischen Schwarzwerts,
einer digitalen Feineinstellschaltung zur Verarbeitung dieses analogen
Signals, welches grob eingestellt ist, welches dann zu einem digitalen
Signal umgewandelt wird, um den optischen Schwarzwert einzustellen,
und einem Prozessor zur Verarbeitung des optischen Schwarzwerts versehen
ist, während
die digitalen Einstellschaltungen mit Verarbeitungsbedingungen in Übereinstimmung
mit einer Anzahl von horizontalen Scanlinien eingestellt werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann eine optische Schwarzwertsteuerschaltung vorgesehen
werden, welche mit einem Fotodetektor, einer analogen Einstellschaltung
zur Grobeinstellung des optischen Schwarzwerts, welcher an diesem
Fotodetektor unter Verwendung eines analogen Signals erzeugt wird, und
einer digitalen Feineinstellschaltung versehen ist, welche digital
dieses analoge Signal, welches im optischen Schwarzwert grob eingestellt
ist, digital verarbeitet, welches dann zu einem digitalen Signal
umgewandelt wird, um den optischen Schwarzwert einzustellen.
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Wie
oben erläutert,
wird gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung durch Schalten der Zeitkonstante in Übereinstimmung
mit der Anzahl von Zeilen eine Konvergenz der Schwarzwertkorrekturoperation
in mehreren Zeilen, was mit einem analogen System unmöglich ist,
möglich.
Weiterhin, wenn ein Bild aufgenommen wird, während es auf einem Monitor
betrachtet wird, wird eine Hochgeschwindigkeitskonvergenz der Operation erreicht,
sogar, wenn die Verstärkung
in Übereinstimmung
mit der Änderung
der Helligkeit geschaltet wird, so dass es möglich ist, eine unnatürliche Färbung der
Rahmen zu verhindern.
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Weiterhin
bewirken in dem Fall eines analogen Systems in einer Umgebung mit
hoher Feuchtigkeit die Kriechströme
der Kondensatoren, welche für
das Tiefpassfilter etc. verwendet werden, dass sich der Korrekturwert
des Schwarzwerts ändert,
so dass das Problem einer Änderung
in dem Schwarzwert zwischen der Oberseite und der Unterseite eines
Rahmens auftritt. Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung tritt dieses Problem nicht auf. Weiterhin ermöglicht zusätzlich gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung die Fehlergrenzfunktion, dass Fluktuationen in dem
Schwarzwert aufgrund von Pixeldefekten verhindert werden. Weiterhin
kann durch Vorsehen einer Fehlerverriegelungsfunktion der Schwarzwert
in einem Rahmen konstant gemacht werden, so dass ein Auftreten von
Zeilenrauschen verhindert werden kann. Zusätzlich, wenn die Bedingungen
verändert
werden, wie beispielsweise, wenn die Verstärkung variabel gemacht wird,
ist es möglich, temporär in den
Hochgeschwindigkeitskonvergenzmodus umzuschalten, um Konvergenz
in mehreren Zeilen zu ermöglichen,
und ein normales Bild vom Start der Rahmen auszubilden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Dieser
und andere Wünsche
und Merkmale der vorliegende Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen klarer werden,
welche mit Bezug auf die angehängten
Zeichnungen abgegeben wird, in welchen:
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1 eine
Ansicht der Systemkonfiguration eines CCD-Sensors ist, welcher eine
optische Schwarzwertsteuerschaltung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält;
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2 ein
Schaltdiagramm der Konfiguration der optischen Schwarzwertsteuerschaltung
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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3 eine
Ansicht des Zustands der Operation einer optischen Schwarzwertsteuerschaltung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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4 ein
Schaltdiagramm einer weiteren Konfiguration einer optischen Schwarzwertsteuerschaltung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; und
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5 eine
Ansicht der Konfiguration einer verwandten optischen Schwarzwertkompensationsschaltung
ist.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Detail unten beschrieben werden,
während
auf die angehängten
Zeichnungen Bezug genommen wird.
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1 ist
eine Ansicht der Konfiguration eines CCD-Systems 10 einer
optischen Schwarzwertsteuerschaltung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
dargestellt, enthält
das CCD-System 10 der optischen Schwarzwertsteuerschaltung
der vorliegenden Ausführungsform
einen Bildsensor 1, welcher durch einen CCD-(oder CMOS)
Sensor etc. gebildet ist, einen horizontalen Richtungstreiber 2 zum
Ansteuern des Bildsensors 1 in der vertikalen Richtung,
einen Zeitgabegenerator 4 zum Erzeugen eines Zeitgabetaktes,
und ein analoges Eingangsteil (AFE) 7, welches einen Zeilenzähler 6 und
eine optische Schwarzwertsteuerschaltung 5 enthält, welches
ein analoges Eingangssignals zu einem digitalen Signal konvertiert
und seinen Wert korrigiert.
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Es
sei angemerkt, dass die optische Schwarzwertsteuerschaltung der
vorliegenden Ausführungsform eine
Realisierung einer Bildsignalverarbeitungsvorrichtung mit einem
fluktuierenden Schwarzwert ermöglicht, z.
B. einen Bildempfänger,
welcher einen Bildsensor verwendet. Insbesondere ermöglicht sie
eine Realisierung einer CCD-(oder
CMOS-)Kamera, eines mit einer Kamera ausgerüsteten Mobiltelefons, einer
8 mm Videokamera, eines Abspielgeräts des Speichertyps, etc.
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Wenn
der Bildsensor 1 z. B. einer des CCD-Typs ist, sind eine
Vielzahl von CCD-Zellen
in einer Matrix von m Reihen und n Spalten angeordnet. Eine n Anzahl
von CCD-Zellen sind in der Spaltenrichtung angeordnet, d. h. in
der horizontalen Richtung. Der Sensor ist in einen aktiven Bereich
und in einen inaktiven Bereich unterteilt. Der aktive Bereich erzeugt
Licht von der Außenseite
und erzeugt eine Signalladung des optischen Stroms. Der optische
Strom (elektrische Ladung) wird durch die Menge von Licht, welche
empfangen wird, und die Zeit bestimmt. Andererseits schirmt der
inaktive Bereich die CCD-Zellen ab, z. B. unter Verwendung einer dünnen Aluminiumfilmschicht,
um zu verhindern, dass Licht von der Außenseite eintritt. Daher wird
in dem inaktiven Bereich kein optischer Strom entsprechend dem Signalpegel
von den CCD-Zellen erzeugt. Nur ein Dunkelstrom wird erzeugt. Dieser
Dunkelstrom wird zu allen Zeitpunkten auf dem Ausgangssignalstrom überlagert,
so dass er nicht als Strom benötigt
wird, und von dem Signalstrom entfernt werden muss.
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D.
h., der CCD-Sensor 1 ist mit einer n Anzahl von Zellen
versehen, welche in der Spaltenrichtung (X-Richtung) angeordnet
sind, und eine m-Anzahl in der Reihenrichtung (Y-Richtung), d. h.
er ist mit einer m × n
Anzahl von Elementen insgesamt versehen. Weiterhin sind vertikale
Register neben den CCD-Zellen in der Spaltenrichtung angeordnet.
Diese wirken, um Signalladungen von den CCD-Zellen zu erfassen,
und sie in die vertikale Richtung zu transferieren. Weiterhin ist
es auch möglich,
horizontale Register zum Herausnehmen von Signalladungen aus Ausgaben
der vertikalen Register und zu ihrem Transferieren in die horizontale
Richtung vorzusehen.
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Diese
vertikalen Register und horizontalen Register werden durch den horizontalen
Richtungstreiber 2 und vertikalen Richtungstreiber 3 angesteuert.
Sie arbeiten in Synchronisierung mit dem Zeitgabesignal, welches
von dem Zeitgabegenerator 4 zugeführt wird, und transferieren
die Signalladungen.
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Der
Zeitgabegenerator (4) erzeugt ein Zeitgabesignal zum Zuführen zu
dem horizontalen Richtungstreiber 2 und vertikalen Richtungstreiber 3 und
erzeugt eine Vielzahl von Takten, welche in der Phase verschoben
sind.
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Weiterhin
enthält
das analoge Eingangsteil 7 zum Verarbeiten des Signals,
welches von dem CCD-Sensor herausgenommen wurde, eine Abtast-/Halte-Schaltung
zum Abtasten und Halten der analogen Signalausgabe von dem CCD-Sensor,
einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln dieses abgetasteten und
gehaltenen Signals in ein digitales Signal, eine Subtraktionsschaltung
zum Subtrahieren eines optischen Schwarzwerteinstellungs-(Kompensations-)-Signals
von dem digitalen Signal von dem Analog-Digital-Wandler, einen Dekodierer
zum Steuern des Digital-Analog-Wandlers unter Verwendung des Ergebnisses
der Verarbeitung des Prozessors, welcher diese Subtraktionsschaltung
enthält,
einen Digital-Analog-Wandler zum Umwandeln des digitalen Signals
in ein analoges Signal durch ein Steuersignal von dem Dekodierer
und Zuführen
des analogen Signals als ein Korrektursignal zu der Abtast-/Halte-Schaltung, einen
Zeilenzähler
zum Zählen
der Zeilen in der horizontalen Richtung des CCD-Sensors in Synchronisation
mit dem Zeitgabesignal, welches von dem Zeitgabegenerator zugeführt wurde,
etc., wobei eine optische Schwarzwertsteuerschaltung gebildet wird.
Die detaillierte Konfiguration der optischen Schwarzwertsteuerschaltung
(optische Schwarzwertkompensationsschaltung) 5 und ihr
Betrieb werden im Detail später
erläutert
werden.
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2 ist
eine Ansicht des Betriebszustands der OB Kompensationsschaltung 5.
Die optische Schwarzkompensationsschaltung 5 ist eine Schaltung
zum Korrigieren des Signals des optisch abgeschirmten Teils des
CCD Sensors 1, welches von dem Eingangsanschluss T1 eingegeben
wird, d. h. das Schwarzwertsignal SIN, in ein Schwarzwertreferenzsignal,
d. h. einen optischen Schwarzwertsockelwert OB-PD. Eine digitale
optische Schwarzwertfeineinstellschaltung 30 führt eine
Korrektur digital durch, während
der Fehler zwischen dem eingegebenen Schwarzwertsignal SIN und optischer
Schwarzwert Austastwert OB-PD in einem vorbestimmten Bereich sind,
und gibt ein Korrekturschwarzwertsignal Sout von einem Ausgangsanschluss
T2 aus. Dieser Korrekturfehlerwert wird an einem ersten Register 34 gehalten.
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Ein
Dekodierer 14 in einem analogen optischen Schwarzwertgrobeinsteller 20 arbeitet,
wenn der Fehlerwert zur Korrektur, welcher in dem ersten Register 34 gehalten
wird, einen Schwellenwert überschreitet,
korrigiert die Ausgabe eines Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers (V-DAC) 15 und ändert den
Wert des Referenzsignals scharf, welches von dem Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 zu
einem korrelierten Doppelsampler (CDS) 11 ausgegeben wird.
Zu diesem Zeitpunkt ändert
der Dekodierer 14 den Wert, welcher in dem ersten Register 34 gehalten
wird, um exakt einen Wert, welcher gleich zu der Änderung
des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 ist.
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Auf
diese Weise arbeitet der optische Feinwerteineinsteller 30 in
der Periode, wenn der Fehler weniger als ein Schwellenwert ist,
während
der analoge optische Schwarzwertgrobeinsteller 20 arbeitet,
um das Referenzsignal scharf zu ändern,
welches zu dem korrelierten Doppelsampler 11 eingegeben
wird, wenn der Fehler den Schwellenwert überschreitet.
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Der
analoge optische Schwarzwertgrobeinsteller 20 weist einen
korrelierten Doppelsampler 11, einen Analog-Digital-Wandler 12,
einen ersten Subtrahierer 13, einen Dekodierer 14 und
einen Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15 auf. Der digitale
optische Schwarzwertfeineinsteller 30 weist einen zweiten
Subtrahierer 31, eine Abrundungsschaltung 32,
einen Addierer 33, einen Prozessor 35, ein Register 34 und
ein Register 40 zum Halten einer Zeitkonstante K2 und eines
optischen Schwarzwertcodes 42 auf. Diese Komponenten werden
im Detail unten erläutert
werden.
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Der
analoge optische Schwarzwertgrobeinsteller 20 wird als
nächstes
erläutert
werden. Der korrelierte Doppelsampler 11 ist mit einer
Hochgeschwindigkeitsklemmschaltung und einer Abtastschaltung versehen. Hier
wird die Korrekturspannung (Referenzsignal) des Schwarzwerts entsprechend
der Klemmung von dem später
erläuterten
Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15 zugeführt und
dem korrelierten Doppelsampler 11 eingegeben. Ein Signal
(analoges Signal), welches den Unterschied zwischen dem analogen
Signal, welches den Schwarzwert, welcher zu dem Eingangsanschluss
T1 eingegeben wird, und dem Referenzsignal zeigt, herausgenommen.
Der Analog-Digital-Wandler 12 ist eine Schaltung zum Umwandeln
eines analogen Signals in ein digitales Signal. Dieses wird mit
einem Haltesignal, welches von dem korrelierten Doppelsampler 11 ausgegeben
wird, an seinem Eingang zugeführt,
und welcher es in ein digitales Signal in Synchronisierung mit dem
Zeitgabesignal (CLK) umwandelt, welches von dem Zeitgabegenerator 4 zugeführt wird.
Die Präzision des
ausgegebenen digitalen Signals beträgt vorzugsweise zumindest 12
Bits, noch bevorzugter 12 bis 16 Bits. Der erste Subtrahierer 13 ist
eine digitale Verarbeitungsschaltung zur Subtraktion des optischen
Schwarzwert-Austastcodes
(Wert) in dem Zustand, in welchem der CCD-Sensor optisch abgeschirmt
(optischer Schwarzwertcode) von den Daten ist, welche an dem Analog-Digital-Wandler 12 digitalisiert
werden. Der Austastwert wird digitalisiert.
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Der
Dekodierer 14 empfängt
als Eingabe von dem ersten Register 34 ein Korrekturfehlersignal
und führt
eine vorbestimmte Verarbeitung durch, um das ausgegebene analoge
Signal des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 zu steuern.
z. B., wenn die Anzahl von Bits des Korrekturfehlersignals 14 Bits
ist, ist die Anzahl von Bits des Eingabesignals des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 6
Bits, und das Korrekturfehlersignal ist außerhalb des Bereichs von 256,
es dividiert das Korrekturfehlersignal durch 128, rundet das Ergebnis
ab und ändert
den eingegebenen Wert des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 um
diesen herausgefundenen Wert. D. h., wenn das Korrekturfehlersignal
nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, ändert das
Referenzsignal scharf, welches von dem Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15 ausgegeben
wird. Zu diesem Zeitpunkt ändert
der Dekodierer 14 den Betrag der Änderung von dem Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15,
d. h. den Wert des Registers 34 um den Betrag von demjenigen
Wert, der mit 128 multipliziert wird. In diesem Beispiel wurden
die Auflösungen
des Korrekturfehlersignals und des Eingabesignals des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 unterschiedlich
gemacht, jedoch wenn die beiden mit der gleichen Auflösung erzeugt
werden, ist eine Verarbeitung durch 128 nicht notwendig. Der Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15 ist
ein Spannungsausgabetyp-Hochgeschwindigkeits-Digital-Analog-Wandler.
Da er ein Spannungsausgabetyp ist, besteht keine Notwendigkeit,
einen konventionellen Stromausgabetyp-Digital-Analog-Wandler zu verwenden.
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Als
nächstes
wird die Konfiguration des digitalen optischen Schwarzwertfeineinstellers 30 erläutert werden.
Die Operation des zweiten Subtrahierers 31 ist grundlegend
die gleiche, wie die des ersten Subtrahierers 13, welcher
an dem Vorderteil vorgesehen ist, und oben erläutert wurde. Dieser zweite
Subtrahierer 31 wird mit digitalen Korrekturdaten D beliefert,
welche von dem vorherigen ersten Subtrahierer 13 ausgegeben werden,
und den Daten (Korrekturfehlersignal) A von dem ersten Register 34,
verarbeitet sie und gibt die Differenz D1 aus. Die Rundungsschaltung 32 rundet
die Daten D1 ab, die von dem Subtrahierer 31 zugeführt werden.
z. B. verarbeitet sie binäre
28 Bit Daten zu z. B. binären
15 Bit Daten. Dies erzielt die Anzahl von Bits, welche im Wesentlichen
für eine
spätere
Datenverarbeitung erforderlich sind, durch Belassen der erforderlichen
Bits von dem am meisten signifikanten Bit (MSB) der Eingabedaten
und Verwerfen der weniger signifikanten, nicht notwendigen Bits,
um die Anzahl von Bits zu reduzieren.
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Der
Prozessor 35 führt
die folgende Filterung unter Verwendung der Zeitkonstante K2 durch,
welche von der Zeitkonstantenschaltung 41 eingestellt wird,
die Stromdifferenz D1, welche von dem Subtrahierer 31 ausgegeben
wird, und des vorherigen Korrekturfehlersignals A, welches in dem
ersten Register 34 gehalten wird. A
+ D1 × K2
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Die
Zeitkonstante K2 kann für
jede Zeile des CCD-Sensors 1 unterschiedlich gemacht werden.
Daher ist in der vorliegenden Ausführungsform die Zeitkonstantenschaltung 41 konstruiert,
um in der Lage zu sein, die Zeitkonstante K2 in Übereinstimmung mit der Anzahl
von Zeilen des CCD-Sensors 1 zu halten. Die Zeitkonstante
K2 wird zu dem Prozessor 35 ausgegeben, wo eine Fehlerverarbeitung
in Übereinstimmung
mit der Anzahl von Zeilen durchgeführt wird, welche von dem Zeilenzähler 44 ausgegeben
wird. Es sei angemerkt, dass die Zeitkonstante K2 für jede Zeile
unterschiedlich gemacht wird, um zu ermöglichen, dass die Fehlerkonvergenzzeit
für jede
Zeile unterschiedlich gemacht wird. Ein spezifisches Beispiel wird
später
erläutert
werden.
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Das
erste Register 34 speichert frühere Daten (Korrekturfehlersignal)
A, welche von dem Prozessor 35 zugeführt werden, aktualisiert sie
sequentiell in Übereinstimmung
mit den Ausgabedaten von dem Prozessor 35 und speichert
das Ergebnis temporär.
Das ausgegebene Datum von dem Register 34 wird nicht nur
zu dem Prozessor 35 zurückgeführt, sondern
wird auch zu einer zweiten Subtraktionsschaltung 31 und
einem Dekoder 14 des analogen optischen Schwarzwertgrobeinstellers 20 zugeführt. Die
Zeitkonstantenschaltung (K2) 41, wie oben erläutert, erzeugt
einen Multiplikationsfaktor (digitales Datum) zum Multiplizieren
jeglichen Wertes mit den Ausgabedaten D1 von dem zweiten Subtrahierer 31 in
der Verarbeitung durch den Prozessor 35 für eine optische
Schwarzwertkorrektur. Dieser Multiplikationsfaktor, d. h. die Zeitkonstante,
wird gebildet, um so in der Lage zu sein, hinsichtlich der Anzahl
von horizontalen Scanzeilen variabel eingestellt zu werden, und wird
in Übereinstimmung
mit einem Steuersignal eingestellt, welches von dem Zeilenzähler (LC) 44 zugeführt wird.
Der Zeilenzähler 44 ist
eine Schaltung zum Detektieren der Zeilen in dem CCD-Sensor unter
Verwendung des Rahmensignals als die Startreferenz. Das Steuersignal
wird basierend auf dem Rahmensignal, einem horizontalen Synchronisationssignal
oder einem anderen Ergebnis der Berechnung erzeugt.
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Der
optische Schwarzwertaustastcode ist ein Signal, welches digital
den Austastwert in dem optischen Schwarzzustand zeigt. Er wird als
ein serielles Datum von einem externen oder internen System (nicht
gezeigt) zu einer seriellen Schnittstellenschaltung (S/I) 50 eingegeben
und wird von dieser seriellen Schnittstellenschaltung 50 transferiert.
Dieses transferierte Datum, d. h. das Datum entsprechend zu der
Austastung zu der Zeit des Empfangen des optischen Schwarzzustands
wird dem obigen Addierer 33 zugeführt.
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Die
serielle Schnittstellenschaltung 50 führt den Koeffizientenwert (Zeitkonstante
K2) zur Korrektur des optischen Schwarzwerts und den Schwarzaustastwert
zum Bilden des korrigierten digitalen Schwarzwertvideosignals (Luminanzsignal)
zu der obigen Zeitkonstantenschaltung 41 und dem optischen
Schwarzabhebungscoderegister 42 zu.
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Als
nächstes
wird die Operation des analogen Vorderteils 50 erläutert werden.
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Das
Signal, welches von dem CCD-Sensor herausgenommen wird, wird im
optischen Schwarzwert durch den analogen optischen Schwarzwertgrobeinsteller 20 grob
eingestellt. Die analoge Signalspannung wird zu einem Eingangsanschluss
des korrelierten Doppelsamplers 11 eingegeben, während die
optische Schwarzwerteinstellspannung von dem Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15 zu
dem anderen Eingangsanschluss des korrelierten Doppelsamplers 11 zugeführt wird,
wo eine korrelierte Doppelabtastoperation durchgeführt wird.
Andererseits wird das optische Schwarzwerteinstellsignal (Korrekturfehlersignal),
welches in dem ersten Register 34 des späteren digitalen
optischen Schwarzwertfeineinstellers 30 gespeichert ist,
zu dem Dekodierer 14 eingegeben. Dort wird ein Steuersignal
zur Zuführung
zu dem Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15 erzeugt.
Als nächstes
wird das analoge Signal, welches im optischen Schwarzwert durch
den korrelierten Doppelsampler 11 eingestellt wird, zu
dem nächsten
Analog-Digital-Wandler 12 zugeführt. Dort wird es von einem
Analogsignal zu einem digitalen 12- bis 16-Bit aufgelösten Signal
umgewandelt. Das Signal, welches auf ein digitales Format an dem
Analog-Digital-Wandler 12 umgewandelt
wird, wird zu einem Eingangsanschluss des nächsten ersten Subtrahierers 13 zugeführt, ein
optischer Schwarzaustastcode (Schwarzaustastsignal des optisch schwarzen
Empfangszustands: digitales Signal von z. B. einer 10-Bit-Auflösung) wird
von dem digitalen Schwarzwertfeineinsteller 30 zu dem anderen
Eingangsanschluss des Subtrahierers 13 zugeführt, und
das Differenzsignal D wird erlangt.
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Als
nächstes
wird das Signal D, welches von dem ersten Subtrahierer 13 herausgenommen
wird, zu einem Eingangsanschluss des zweiten Subtrahierers 31 zugeführt, das
Datum A für
eine optische Schwarzwerteinstellung, welches in dem ersten Register 34 gespeichert
ist, wird zu dem anderen Eingangsanschluss des Subtrahierers 31 zugeführt, und
eine Subtraktion wird durchgeführt,
um das Differenzsignal D1 zu erlangen. Als Ergebnis wird ein Signal,
welches im optischen Schwarzwert eingestellt (kompensiert) ist,
von dem zweiten Subtrahierer 31 erhalten.
-
Angenommen
z. B., dass das der Ausgangswert des Analog-Digital-Wandlers 12 520
ist, und der Zielwert des Schwarzwerts (OB-Schwarzaaustastcode)
512 ist. Unter der Annahme hier, dass der Wert, welcher in dem ersten
Register 34 gespeichert ist, „0" ist, wird das Ausgangssignal D1 (gleich
D-A des zweiten Subtrahierers 31) 520–512-0 = B. Dieser Wert wird zu dem nächsten Prozessor 35 zugeführt. Dieser
Prozessor 35 wird mit der „0" des Datums, welches in dem ersten Register 34 gespeichert
ist (in diesem Beispiel A = 0), und dem Koeffizient K2 von der Zeitkonstantenschaltung 41 beliefert.
Diese Daten werden zur Verarbeitung verwendet. Insbesondere, wie
oben erläutert,
durch die Verarbeitung zur Addition und Multiplikation von A + D1 × K2, 0
+ 8 × K2.
Hier K2 = 1/K. Der K-Wert ist 2n. Wenn n
= 1, d. h. K = 2, K2 = 1/2, dann wird das Ergebnis der Verarbeitung
4. Hier wird die Verarbeitung von D1 × K2 als „Filterung" bezeichnet. Daher wird der Wert des Wertes
4 des Ergebnisses der Filterung an dem Prozessor 35 und
der Wert 0 von dem ersten Register 34, d. h. der Wert 4,
wird in dem ersten Register 34 gespeichert.
-
Als
nächstes
wird auf die gleiche Weise eine optische Schwarzwertkorrektur zum
zweiten Mal durchgeführt.
Wenn der Ausgabewert des Analog-Digital-Wandlers 12 der
gleiche wie zuvor ist, d. h. 520, ist das Ausgabedatum D des Subtrahierers 13 gleich
8. Da der Wert A, welcher in dem Register 34 gespeichert
ist, 4 ist, wird das Ausgabedatum D1 des Subtrahierers 31 4.
Wenn nun der Fall des Fixierens des K-Wertes angenommen wird, da
K = 2 ist, werden K2 = 1/2 und das Ergebnis der Filterung des Prozessors 35 4/2
= 2. Das Ergebnis und der Wert 4, welcher in dem ersten Register 34 gespeichert
sind, werden addiert, um den Wert 6 zu erhalten. Daher wird der
Wert 6 des Ergebnisses der Verarbeitung, welcher von dem Prozessor 35 erhalten wird,
in dem ersten Register 34 gespeichert.
-
Nach
diesem wird eine ähnliche
Verarbeitung durchgeführt.
Das Ergebnis der Filterung bei der Verarbeitung zum dritten Mal
wird 1, das Ergebnis der Ausgabe des Prozessors 35, d.
h. der Wert, welcher in dem ersten Register 34 gespeichert
ist, wird 7, und die Werte der Verarbeitung zum vierten Mal werden
0,7 und 7,5.
-
Als
Ergebnis nimmt der gefilterte Wert auf 4, 2, 1, 0, 5, ... in Übereinstimmung
mit der Zweierpotenz ab. Weiterhin nimmt der Wert, welcher in dem
ersten Register 34 gespeichert ist, auf 0, 4, 6, 7, 7,
5, ... zu. Die Ergebnisse dieser Verarbeitung sind in Tabelle 1
gezeigt.
-
Hier
wurde der Zielwert auf 512 gesetzt, und die Analog-Digital-Wandlerausgabe
wurde auf 520 gesetzt. Tabelle 1
| Zielwert | ADC
Ausgabe | ADC
AusgabeOB-Austastcode
(D) | Register
34 (A) | D-A | Filterung
D1 × K2 |
| 512 | 520 | 8 | 0 | 8 | 4 |
| 512 | 520 | 8 | 4 | 4 | 2 |
| 512 | 520 | 8 | 6 | 2 | 1 |
| 512 | 520 | 8 | 7 | 1 | 0,5 |
| 512 | 520 | 8 | 7,5 | 0,5 | 0,25 |
-
Der
Dekodierer 14 stellt die obere Grenze und den Grenzwert
der Addition/Subtraktion durch das Steuersignal ein. Wenn das Eingabesignal
innerhalb dieser Grenzen ist, d. h. in dem Bereich der oberen Grenze und
der unteren Grenze, wird die Datenausgabe von dem Dekodierer 14 zu
dem Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15 nicht aktualisiert.
Andererseits, wenn der Wert A, welcher von dem ersten Register 34 zu
dem Dekodierer 14 zugeführt
wird, zunimmt, und dieser Wert A die obere Grenze oder den unteren
Grenzwert des Dekodierers 14 überschreitet, wird das Datum,
welches zu dem Spannungsausgabetyp-Digital-Analog-Wandler 15 zugeführt wird,
aktualisiert, das aktualisierte digitale Datum wird zu einer analogen
Spannung umgewandelt, und die analoge Spannung wird als ein optischer
Schwarzwert-Einstellwert zu dem korrelierten Doppelsampler 11 zugeführt. Der
korrelierte Doppelsampler 11 stellt den optischen Schwarzwert
des eingegebenen analogen Signals ein. In dem letzteren Fall aktualisiert
weiterhin der Dekodierer 14 den Wert A, welcher in dem
Register 34 gespeichert ist, exakt genauso wie das aktualisierte
Datum des Spannungsausgabetyp-Digital-Analog-Wandlers 15.
-
Aus
der obigen Operation, wenn der Wert A, welcher zu dem Dekodierer 14 zugeführt wird,
in dem Bereich der oberen Grenze oder der unteren Grenze ist, welche
an dem Dekoder 14 eingestellt sind, wiederholt der digitale
optische Schwarzwertfeineinsteller 30 die obige Operation
zur Feineinstellschaltung des optischen Schwarzwerts. Wenn der Wert
A außerhalb
des Bereichs der eingestellten oberen Grenze und unteren Grenze ist,
führt der
analoge optische Schwarzwertgrobeinsteller 20 eine Grobeinstellung
des optischen Schwarzwerts durch.
-
Diese
Serie von Operationen ist in 3 gezeigt.
Wenn die Ausgabe des Registers 34, d. h. das Korrekturfehlersignal
A, in dem Bereich der Grenze (Referenzwert) des Dekodierers 14 zentriert
um die OB-Schwarzwertabhebung ist, wird dieser an der digitalen
optischen Schwarzwertfeinkorrekturschaltung 30 korrigiert.
Wenn das Korrekturfehlersignal A die Grenze überschreitet, wird das korrigierte
Datum von dem Dekodierer 14 zu dem Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15 transferiert.
Die Ausgangsspannung des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 wird
zu dem korrelierten Doppelsampler 11 zugeführt, wo
die Korrekturverarbeitung wiederholt wird. Wenn das Korrekturfehlersignal
A 14 Bits ist, und das Eingangssignal des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 6
Bits ist, kann 256 als ein Beispiel der oberen Grenze verwendet
werden. z. B., wenn das Korrekturfehlersignal A 300 ist, da dies
außerhalb
des Bereichs der Grenzen ist, wird diese 300 durch die Einheit der
Aktualisierung des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 aktualisiert,
d. h. 128, und der Rest wird abgerundet, woraufhin 2 erhalten wird.
Der Dekodierer 14 führt
den Wert 30 des Stromeingangssignals 32 des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 – 2 als
ein neues Eingabesignal zu dem Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15 zu.
Weiterhin stellt es die 44, welche durch Subtrahieren der 256 von
2 × 128
von 300 erhalten wurde, als das neue Korrekturfehlersignal des Registers 34 ein.
Auf diese Weise, durch Gröbermachen
der Auflösung
des Eingangssignals des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 als
das Korrekturfehlersignals, welches in dem Register 34 gespeichert
ist, besteht nicht länger
eine Notwendigkeit, einen Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15 mit
guter Präzision
zu verwenden, und die Kosten des IC-Chips können reduziert werden. Natürlich ist
es auch möglich,
das Korrekturfehlersignal und den Spannungstyp-Digital-Analog-Wandler 15 in
der Anzahl von Bits gleich zu machen, und die Auflösung der
beiden gleich zu machen. Der Wert des Eingabesignals des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15,
welcher in dem Dekodierer 14 gehalten wird, kann durch
die serielle Schnittstellenschaltung 50 zugeführt werden.
-
Als
nächstes
wird die zweite Ausführungsform
mit Bezug auf 2 erläutert werden.
-
Als
erstes wird der Modus des Schaltens der Zeitkonstante gemäß der Anzahl
von Zeilen erläutert
werden.
-
In
der Erläuterung
der ersten Ausführungsform
von 2 wurde die Erläuterung unter der Bedingung einer
konstanten Zeitkonstante K2 abgegeben. Weiterhin ist es auch möglich, die
Zeitkonstante in Übereinstimmung
mit der Anzahl der horizontalen Scanzeilen zu schalten (zu ändern).
Die Anzahl der horizontalen Scanzeilen wird durch den Zeilenzähler 44 gezählt. In Übereinstimmung
mit dieser Zählung
wird K, d. h. K2 = 1/K auf verschiedene Werte eingestellt. Insbesondere ändert der
K-Wert die Zeitkonstantendaten der Zeitkonstantenschaltung 41 durch
die serielle Schnittstellenschaltung 50 unter Verwendung
eines internen oder externen Systems (hier nicht gezeigt).
-
Das
Rahmensignal wird verwendet, um den Zeilenzähler 44 zurückzustellen.
Von Zeile 1 zu A1 kann die Zeitkonstante auf K2 = 1/2 eingestellt
werden, als nächstes
von Zeile A1 + 1 zu A2 kann die Zeitkonstante auf K2 = 1/2 eingestellt
werden, dann von Zeile A2 an, kann z. B. die Zeitkonstante auf K2
= 1/128 eingestellt werden. In diesem Fall ist die Operation der
Zeile 1 zu Zeile A1 die gleiche wie die Erläuterung der Operation, welche
in der ersten Ausführungsform
erläutert
wurde.
-
Die
Zeile A1 + 1 zu A2, K2 = 1/4, wenn der Ausgangswert des Analog-Digital-Wandlers 12 der
gleiche wie zuvor ist, d. h. 520, wenn der Anfangswert des ersten
Registers 34 0 ist, ist das Ausgabedatum des zweiten Subtrahierers 31 8.
Dieses Datum wird dem Prozessor 35 zugeführt. Der
Wert 0, welcher in dem ersten Register 34 gespeichert worden
ist, wird auch zugeführt.
Da der K-Wert K = 4 bleibt, werden K2 = 1/4 und das Ergebnis der
Filterung an diesem Prozessor 35 8/4 = 2. Das Ergebnis
und der Wert 0, welche in dem ersten Register 34 gespeichert
sind, werden addiert, was in 2 resultiert. Der Wert 2 des Ergebnisses
der Verarbeitung an dem Prozessor 35 wird in dem ersten
Register 34 gespeichert.
-
Nach
diesem wird eine ähnliche
Verarbeitung durchgeführt.
Als Ergebnis der Filterung durch die Verarbeitung zum zweiten Mal
wird D – A
= 8 – 2
= 6 und das Ergebnis der Filterung 6/4. Dieses Filterergebnis, d. h.
6/4 und 2 werden addiert. Der Wert von 6/4 + 2 ist das Ergebnis
der Ausgabe des Prozessors 35. Dieser Wert wird in dem
ersten Register 34 gespeichert.
-
Der
Wert der Verarbeitung zum dritten Mal wird D – A = 8 – (6/4 + 2) = 4 + 1/2, und
der Filterwert wird 9/8. Dieser Wert wird mit den 6/4 + 2 des Wertes
addiert, welcher in dem ersten Register 34 gespeichert
ist. 4 + 5/8 wird ausgegeben und in dem ersten Register 34 gespeichert.
Weiterhin zusammen mit der Zunahme der Zeilen, wird eine ähnliche
Verarbeitung wiederholt. Als Ergebnis nimmt die Filterungszählung rapide
ab verglichen mit K2 = 1/2 und die Schwarzwertkorrektur wird schneller,
jedoch die Anfälligkeit
gegenüber
Rauschen nimmt zu. Im Allgemeinen, wenn die Zeitkonstante K2 größer gemacht
wird, d. h., wenn der K-Wert kleiner gemacht wird, nimmt das Ergebnis
der Filterung rapide ab und die Schwarzwertkorrekturgeschwindigkeit
nimmt zu, jedoch umgekehrt nimmt die Anfälligkeit gegenüber Rauschen
zu und andere widersprüchliche
Ergebnisse kommen auf.
-
Umgekehrt,
wenn der Wert von K größer gemacht
wird (wenn die Zeitkonstante K2 kleiner gemacht wird) verglichen
mit dem Fall von K2 = 1/2, welcher oben erläutert wurde, wird die Geschwindigkeitsabnahme des
Filterwerts langsamer, und die Geschwindigkeit der Schwarzwertkorrektur
wird langsamer. D. h., die Filtergeschwindigkeit wird langsamer
und die Schwarzwertkorrektur wird langsamer, jedoch besteht der
Vorteil des größeren Widerstands
gegenüber
Rauschen.
-
Daher
kann, wenn die Konfiguration der vorliegenden Erfindung angenommen
wird, und die Zeitkonstante in Übereinstimmung
mit der Anzahl von Zeilen variabel gemacht wird, und unter Einbeziehung
der Geschwindigkeit der Einstellung des optischen Schwarzwerts und
des Effekts des Rauschens in die Operation, während sie verwendet wird, um
mehrere Rahmen anzunehmen, um ein schönes Bild zu bilden, wenn die Funktionen
der vorliegenden Konfiguration verwendet werden, dies durch eine
geringere Anzahl von Rahmen realisiert werden.
-
Als
nächstes
wird eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, d. h. der Modus der Detektion von defekten
Pixeln durch die Anzahl von Zeilen unter Verwendung von 4 erläutert werden.
-
Der
optische Schwarzwerteinsteller 5A, welcher in 4 gezeigt
ist, ist wie in 2 konfiguriert, plus einer Zeilenzählerfunktion
und einer Fehlerbezeichnungsfunktion. Die Basisoperation ist die
gleiche wie die obigen ersten und zweiten Ausführungsformen. Funktionelle
Teile, welche die gleichen wie in 2 sind,
sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
4 zeigt
auf die gleiche Weise wie die zweite Ausführungsform von 2 eine
Konfiguration, welche mit einem analogen optischen Schwarzwertgrobeinsteller 20 und
einem digitalen optischen Schwarzwertfeinsteller 60 versehen
ist. Der erstere analoge optische Schwarzwertgrobeinsteller 20 ist
der gleiche wie in 2. (Hier werden wiederholte
Erläuterungen
weggelassen werden.) Der letztere digitale optische Schwarzwertfeineinsteller 60 ist
weiterhin mit den Funktionen des Schaltens der Zeitkonstante in Übereinstimmung
mit der Anzahl von Zeilen, Schaltens des Modus der Detektion von
defekten Pixeln in Übereinstimmung
mit der Anzahl von Zeilen und des Schaltens des Modus der Fehlerverriegelung
in Übereinstimmung
mit der Anzahl von Zeilen versehen, um verschiedene Modi, die zu
bearbeiten sind, zu erlauben.
-
Der
digitale optische Schwarzwertfeinsteller 60 ist zusätzlich zu
der Konfiguration von 2 mit dritten und vierten Subtrahierern 65 und 67,
welche parallel zu dem Ausgang des ersten Subtrahierers 13 angeschlossen
sind, einem dritten Register 61, einem ersten Komparator 62,
einem Zeilenzähler 63,
einem zweiten Komparator 64, einem Schalter 66 und
einem Zeilenzähler 68 versehen.
Der Zeilenzähler 68 ist
vorgesehen, um ein Schalten der Zeitkonstante um die Anzahl von
Zeilen zu erlauben. Der vierte Subtrahierer 67, das dritte Register 61 und
der erste Komparator 62 sind zum Schalten der Fehlerverriegelungsmodi
unter Verwendung von diesem vorgesehen. Weiterhin sind der dritte
Subtrahierer 65, das zweite Register 36, der Prozessor 35, der
zweite Komparator 64 und der Schalter 66 zum Schalten
des Modus der Detektion von den defekten Pixeln um die Anzahl von
Zeilen versehen.
-
Als
nächstes
wird der Operationsmodus der Detektion der defekten Pixel durch
die Anzahl von Zeilen erläutert
werden.
-
In 4 wird
ein Rahmensignal (nicht gezeigt) verwendet, um den Zeilenzähler 68 zurückzustellen, und
dann wird begonnen, die Anzahl der Zeilen zu zählen. Bis die Zeilen die bestimmten
Zeilen erreichen, sogar wenn die Ausgabedaten von dem dritten Subtrahierer 65 ein
bestimmter Fehler oder mehr werden, wird dieser Fehler (Ausgangsdatum)
zur Korrektur verwendet. Als nächstes,
wenn die Anzahl von Zeilen einen vorbestimmten Wert erreichen, wird
der Vergleich durch den zweiten Komparator 64 der Ausgabedaten
von dem dritten Subtrahierer 65 und dem bestimmten Fehler
als gültig
angenommen. Wenn das Ausgabedatum von dem dritten Subtrahierer 65 geringer
als der bestimmte Fehler wird, wird der Schalter 66 durch
eine Steuersignalausgabe von dem zweiten Komparator 64 gesteuert,
und führt
das Ausgabedatum des dritten Subtrahierers 65 zu dem Prozessor 35 zu.
Wenn das Ausgabedatum des dritten Subtrahierers 65 der
bestimmte Fehler oder mehr wird, wird der Schalter 66 durch
eine Steuersignalausgabe von dem zweiten Komparator 64 gesteuert
und führt
das 0-Wert-Signal zu dem Prozessor 35 zu. Als Ergebnis,
wenn Pixeldaten eines vorbestimmten Wertes oder mehr eingegeben
werden, ist es möglich,
eine Operation durchzuführen,
welche diese Pixel ignoriert.
-
Eine
vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, d. h. ein Schalten des Modus der Fehlerverriegelung
durch die Anzahl von Zeilen wird unter Verwendung von 4 erläutert werden.
-
Als
erstes wird in 4 der Fall, wo die Zählung des
Linienzählers 63 groß wird und
eine vorbestimmte Zeile erreicht, erläutert werden. Zu dieser Zeit
wird das dritte Register 61 mit einem Verriegelungssteuersignal beliefert.
D. h., der erste Komparator 62 führt dem dritten Register 61 ein
Steuersignal (Verriegelungssignal) zu. Aufgrund dieses Steuersignals
wird das Fehlerdatum von dem Prozessor 35, d. h. der Schwarzwertkorrekturwert
(A + D1 × K2)
dem dritten Register 31 zugeführt und verriegelt. Als Ergebnis
führt der
vierte Subtrahierer 67 eine Subtraktion zwischen dem Ausgabedatum
des ersten Subtrahierers 13 und den verriegelten Daten und
Ausgeben des Ergebnisses zu der Abrundungsschaltung 32 durch.
Der Addierer 33 addiert den OB-Schwarzabhebungswert mit
diesen und gibt das Ergebnis aus.
-
Als
nächstes
wird die Operation in der Periode in dem Fehlerverriegelungsmodus
von dem Start der Rahmen bis zu dann, wenn der Zeilenzählerwert
einen eingestellten Wert erreicht, erläutert werden. Die Operation
während
dieser Periode wird in drei Modi klassifiziert: der normale Modus,
ein Hochgeschwindigkeitskonvergenzmodus und ein Einschaltmodus.
Unten werden die unterschiedlichen Modi erläutert werden.
-
Als
erstes wird der normale Modus unter Verwendung von 4 erläutert werden.
Zu der Zeit dieses normalen Modus wird beurteilt, ob der Anfangsfehlerwert
A zur Korrektur der Rahmen größer oder
kleiner als ein oberer Grenzreferenzwert ist. In Übereinstimmung
mit dem Ergebnis der Beurteilung wird die Filterung des Prozessors 35 durchgeführt. Der
Rest ist der gleiche wie oben erläutert, so dass eine weitere
Erläuterung
weggelassen wird. Um zu ermöglichen,
dass die Operation leichter verstanden wird, soll angenommen werden, dass
die Zeitkonstanten K1 > K2 > K3 (z. B. K1 = 1,
K2 = 1/4, K3 = 1/210) sind.
-
Wenn
Rahmen zugeführt
werden, wenn der Anfangsfehlerwert A den oben erwähnten oberen
Grenzreferenzwert überschreitet,
aktualisiert der Dekodierter 14 den Wert des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15.
Weiterhin subtrahiert er zeitgleich von dem Fehlerwert A des vierten
Registers 69 exakt den Betrag der Aktualisierung des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15.
Von Linie 0 zu Linie A1 arbeitet er im Einstellen der Zeitkonstante
auf K1 (= 1/K, K = 1). In diesem Fall, während er mit hoher Geschwindigkeit
arbeitet, hat das Rauschen keinen Effekt. Als nächstes arbeitet er von Linie
A1 + 1 zu A2, um die Zeitkonstante auf K2 einzustellen. Hier ist
es möglich,
das Rauschen durch Verwenden von K2 (= 1/K, K = 4) zu reduzieren.
-
Weiterhin
von der Zeile A2 an ist es möglich,
Rauschen komplett mit der Zeitkonstante K3 (= 1/K; K = 210) zu eliminieren.
-
Wenn
der Fehlerwert A, wenn der nächste
Rahmen zugeführt
wird, weniger als der Referenzwert ist, werden die Werte des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 und
des vierten Registers 39, welches den Fehlerwert hält, gehalten
wie sie sind. Von Zeile 1 zu A2 wird die Verarbeitung mit der Zeitkonstante
durchgeführt,
welche auf z. B. K2 eingestellt ist. Von der Zeile A2 an arbeitet
die Zeitkonstante wie die oben erwähnte K3 (hier wird K1 nicht
verwendet).
-
Als
nächstes
wird der Hochgeschwindigkeitskonvergenzmodus erläutert werden. Zu der Zeit dieses Modus
wird an dem Start des Rahmensignals ein vorbestimmter Wert zu dem
aktuellen Wert des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 addiert.
Ein Wert entsprechend dem Wert des vorbestimmten Wertes wird von
dem Fehlerwert A subtrahiert, welcher in dem vierten Register 39 gehalten
wird, um diesen Wert zu aktualisieren. Zu dieser Zeit wird von Zeile
1 zu A1 die Zeitkonstante K1 für
die Operation verwendet. Von Zeile A1 zu A2 wird die Zeitkonstante
K2 für
die Operation verwendet. Weiterhin wird von Zeile A2 an die Zeitkonstante
A3 für
die Operation verwendet.
-
Insbesondere,
wenn gearbeitet wird, um Zeile 1 zu K1 zu machen und Zeile 2 zu
K2 zu machen, kann ein zufriedenstellendes Ergebnis erhalten werden.
Mit anderen Worten ist es möglich,
eine normale Operation in zwei Zeilen zu erreichen, d. h. eine Hochgeschwindigkeitsoperation
wird möglich.
-
Wenn
versucht wird, die Zeitkonstante in Übereinstimmung mit den Zeilen
auf diese Weise einzustellen, um eine Operation mit höherer Geschwindigkeit
zu ermöglichen,
ist es möglich,
eine Farbabweichung aufgrund der Änderung der Verstärkung zu
verhindern, wenn eine Kamera etc. verwendet wird, um Bilder aufzunehmen,
welche schnell von einer hellen Stelle zu einer dunklen Stelle geändert werden.
-
Als
nächstes
wird der Einschaltmodus erläutert
werden. In dem Übergangszustand,
wenn der Strom angeschaltet wird, ist die Operation des Systems
als Ganzes noch für
eine Weile instabil. Zu der Zeit dieses Modus beim Start des Rahmensignals
wird der aktuelle Wert des Spannungstyp-Digital-Analog-Wandlers 15 auf
einen vorbestimmten Wert eingestellt (z. B. mit einem 6-Bit-Datum,
32 + 31 oder 63), ein vorbestimmter Wert (z. B. bei einem 14-Bit-Datum,
128 × 31)
wird zu dem Fehlerwert A addiert und der Fehlerwert, welcher in
dem vierten Register 69 gehalten wird, wird auf diesen
vorbestimmten Wert plus einem bestimmten Wert (128 × 31) eingestellt.
Von Zeile 1 zu A1 wird die Zeitkonstante auf K1 zur Operation eingestellt,
während
von Linie A1 + 1 zu A2 die Zeitkonstante K2 zur Operation verwendet
wird. Weiterhin wird von Zeile A2 an die Zeitkonstante K3 zur Operation
verwendet. Auf diese Weise wird es durch Verändern der Zeitkonstante, um
die Filterung der Schwarzwertkorrektur zu schalten, wenn der Strom
eingeschaltet wird, möglich,
den optischen Schwarzwert mit hoher Geschwindigkeit einzustellen,
sogar wenn der Strom eingeschaltet ist.
-
Wie
oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung durch Schalten der Zeitkonstante in Übereinstimmung mit der Anzahl
von Zeilen eine Konvergenz der Schwarzwertkorrekturoperation in
mehreren Zeilen, was in einem analogen System unmöglich ist,
möglich.
Weiterhin, sogar wenn ein Bild aufgenommen wird, während es
an einem Monitor betrachtet wird, wird eine Hochgeschwindigkeitskonvergenz
möglich,
sogar wenn ein Schalten der Verstärkung in Übereinstimmung mit einer Änderung
in der Helligkeit vorgenommen wird, so dass es möglich ist, eine unnatürliche Färbung der
Rahmen zu verhindern.
-
Weiterhin
verursachen in dem Fall eines analogen Systems in einer Umgebung
mit hoher Feuchtigkeit Kriechströme
der Kondensatoren, welche für
das Tiefpassfilter etc. verwendet werden, dass sich der Korrekturwert
des Schwarzwerts ändert,
so dass das Problem auftritt, dass der Schwarzwert sich zwischen
der Oberseite und der Unterseite eines Rahmens etc. ändert, jedoch
tritt bei der Konfiguration der vorliegenden Erfindung diese Art
eines Problems nicht auf.
-
Zusätzlich ermöglicht bei
der vorliegenden Erfindung die Fehlergrenzfunktion, dass eine Fluktuation des
Schwarzwerts aufgrund von Pixeldefekten verhindert wird. Weiterhin
ermöglicht
das Vorsehen der Fehlerverriegelungsfunktion, dass der Schwarzwert
in einem Rahmen konstant gemacht wird, so dass ein Auftreten von
Zeilenrauschen verhindert werden kann. Zusätzlich, wenn die Bedingungen
verändert
werden, wie beispielsweise, wenn die Verstärkung variabel gemacht wird,
ist es möglich,
temporär
in den Hochgeschwindigkeitskonvergenzmodus zu schalten, um eine
Konvergenz in mehreren Zeilen zu ermöglichen, und ein normales Bild
von dem Start der Rahmen an auszugeben.
-
Es
sei durch die Fachleute verstanden, dass verschiedene Modifikationen,
Kombinationen, Unterkombinationen und Veränderungen in Abhängigkeit
von den Designerfordernissen und anderen Faktoren auftreten können, soweit
sie innerhalb des Rahmens der angehängten Ansprüche oder der Äquivalente
davon liegen.