DE69217724T2

DE69217724T2 - Kameraanordnung

Info

Publication number: DE69217724T2
Application number: DE69217724T
Authority: DE
Inventors: Eiji Tamura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2012-05-30
Also published as: KR920022846A; EP0516449B1; EP0516449A1; DE69217724D1; KR100254504B1; US5278657A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Kameravorrichtung.
Schlitzkameras werden in großem Maße verwendet, um die Ergebnisse von Rennen mit sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Objekten zu entscheiden. Da die Standardsystem-Fernsehkameras keine Bilder von sich schnell bewegenden Objekten aufnehmen können, dient die Schlitzkamera zur linienweisen (strichweisen) Beobachtung eines Objektes. Fig. 1A der begleitenden Zeichnungen zeigt eine stark vereinfachte Anordnung einer vor kurzem vorgeschlagenen Schlitzkamera.
In Fig. 1A bewegt sich ein Objekt 1 mit hoher Geschwindigkeit in der durch den Pfeil D gezeigten Richtung. Ein Objektbild 4 wird durch einen Liniensensor 3 mittels einer Übertragungslinse 2 erfaßt oder aufgenommen, und ein Videosignal V wird von dem Liniensensor 3 als Antwort auf das erfaßte Bild 4 erzeugt.
Fig. 1B zeigt eine weitere vor kurzem vorgeschlagene Schlitzkamera, bei der ein Schlitzbild auf einen Flächensensor 8 fokussiert wird.
Wie in Fig. 1B gezeigt fällt ein Bild eines Objektes 1, das sich mit hoher Geschwindigkeit in der durch den Pfeil D gezeigten Richtung bewegt, auf jede Ebene eines Polygonspiegels 7 mittels einer Übertragungslinse und einem Schlitz 6, der in einer Schlitzplatte 5 gebildet ist. Der Polygonspiegel 7 wird wie durch den Pfeil in der Figur gezeigt gegen den Uhrzeiger gedreht, so daß Bilder von dem Schlitz 6, die durch die jeweilige Ebene des Polygonspiegels 7 reflektiert werden, sequentiell auf den Flächensensor 8 als projektierte Bilder 4 projiziert werden. Diese projizierten Bilder 4 werden als das Videosignal V ausgegeben.
In der in Fig. 1A gezeigten Schlitzkamera benötigt die Kameravorrichtung spezielle Sensoren, wie beispielsweise einen Liniensensor oder dergleichen sowie einen Flächensensor 8, wie beispielsweise eine Festkörper-Bildaufzeichnungsvorrichtung (im folgenden als CCD (ladungsgekoppeltes Bauelement) bezeichnet) oder dergleichen, wie sie in gewöhnlichen Kameras verwendet werden, können nicht als Bilderfassungseinrichtung verwendet werden.
Auch wenn die wie in Fig. 1B gezeigte, den Polygonspiegel verwendende Schlitzkamera einen Flächensensor 8 verwenden kann, benötigt solch eine Schlitzkamera die Verwendung eines mechanischen Drehmechanismus, wie beispielsweise die Schlitzplatte 5 und den Polygonspiegel 7.
Weiterhin kann ein Flächensensor, der nur einen CCD verwendet, für manche Anwendungen eine unzureichende Auflösung aufweisen.
Wenn weiterhin eine Farbkameravorrichtung unter Verwendung der Schlitzplatte 5 und des Polygonspiegeis 7 ausgeführt wird, wird ein mechanischer Drehmechanismus benötigt, der eine Farbband-Kennlinienverschlechterung verursacht.
Die Erfindung schafft gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen eine verbesserte Schlitzkamera, durch die die genannten Unzulänglichkeiten und Nachteile der bisherigen Vorschläge beseitigt werden können.
Die EP-A-0 236 157 offenbart eine Vorrichtung gemaß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Das durch einen CCD-Sensor der Vorrichtung erhaltene Bild weist Bänder nützlicher Videodaten auf, die durch Abstände ohne nützliche Videodaten getrennt sind. Sämtliche Linien der Videodaten werden in das Linien-Leseregister mit der gleichen Rate geschoben, und integrierte Ladungen, die aus dem Register vor und nach den Linien entsprechend einem Band mit nützlichen Daten ausgelesen werden, werden in das Leseregister geschoben.
Die GB-A-2 122 338 offenbart ein System zur Überlagerung von vertikalen Cursor- Linien auf dem angezeigten Bild, das durch eine TV-Kamera erhalten wird, um die Messung der Breite eines Objektes zu ermöglichen.
Gemaß einem Aspekt der Erfindung ist eine Kameravorrichtung vorgesehen aufweisend:
eine zweidimensionale Anordnung von Bildelementen, die in Linien und Spalten zur Erzeugung von Bildladungssignalen angeordnet sind;
mehrere Spalten-Schieberegister, die jeweils Spalten der Bildelemente zugeordnet sind, um die Bildladungssignale von diesen zu erhalten und die Bildladungssignale linienweise in der Spaltenrichtung zu verschieben;
ein Linien-Schieberegister zum Erhalten der aufeinanderfolgenden Linien der Bildladungssignale von den Spalten-Schieberegistern und zum Schieben der Bildladungssignale von jeder Linie zu einem Ausgangsanschluß; und
eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern der Spalten-Schieberegister, um die Bildladungssignale in Richtung des Linien-Schieberegisters zu verschieben;
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Linienzuweisungseinrichtung zur Auswahl wenigstens einer Linie der Bildladungssignale aufweist, die durch die Anordnung der Bildelemente erzeugt wurden, und dadurch, daß die Ansteuereinrichtung die Spalten-Schieberegister ansteuert, um die Linien der Bildladungssignale mit einer niedrigen Rate zu verschieben, wenn die wenigstens eine Linie der Bildladungssignale in das Linien-Schieberegister verschoben wird und um die Linien der Bildladungssignale mit einer hohen Rate zu verschieben, wenn die übrigen Linien der Bildladungssignale in das Linien-Schieberegister geschoben werden, wodurch die Kameravorrichtung zur Erfassung eines Objektes betreibbar ist, daß sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt.
Die Erfindung sieht gemaß bevorzugten Ausführungsbeispielen eines oder mehrere der folgenden Merkmale vor: eine Schlitzkamera, die rein durch elektrischen Betrieb eines Flächensensors, wie beispielsweise einem CCD ausgeführt wird, und die auch als gewöhnliche Kamera dienen kann; eine Schlitzkamera mit hoher Sensitivität, die auch als gewöhnliche Kamera dienen kann; eine Schlitzkamera, die auch als eine Kamera dienen kann, die gemaß einem Standard-Fernsehsystem angesteuert wird; eine Schlitzkamera mit hoher Sensitivität und hoher Auflösung, die auch als gewöhnliche Kamera dienen kann; eine Schlitzkamera, die eine zufriedenstellende Auflösung in der Zeitachsenrichtung aufweist; und eine Farb-Schlitzkamera, die auch als gewöhnliche Farbkamera dienen kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielsweise bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden. Es zeigen:
Fig. 1A eine schematische Darstellung des optischen Systems einer vor kurzem vorgeschlagenen Schlitzkamera;
Fig. 1B eine schematische Darstellung des optischen Systems einer weiteren vor kurzem vorgeschlagenen Schlitzkamera;
Fig. 2, die aus Fig. 2A und 2B besteht, die auf getrennten Blättern dargestellt sind, ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemaßen Kameravorrichtung;
Fig. 3 eine ebene Ansicht eines Standardmodus-CCD, der in der Kameravorrichtung von Fig. 2 verwendet wird;
Fig. 4A bis 4D Signalverlaufsdiagramme, die zur Erläuterung des Betriebes des Standardmodus-CCD von Fig. 3 verwendet werden;
Fig. 5 eine ebene Ansicht eines Schlitzmodus-CCD, der in der Kameravorrichtung von Fig. 2 verwendet wird;
Fig. 6A bis 6D Signalverlaufsdiagranune, die zur Erläuterung des Vorganges des in Fig. 5 gezeigten Schlitzmodus-CCD verwendet werden;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Bildes, das auf einem Monitor-Empfangsgerät angezeigt wird, das in der Kameravorrichtung von Fig. 2 verwendet wird;
Fig. 8 ein Signalverlaufsdiagramm, das zur Erläuterung verwendet wird, wie ein Indexsignal in der Kameravorrichtung von Fig. 2 verwendet werden kann;
Fig. 9 eine schematische Darstellung, auf die bei der Erläuterung der Messung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objektes Bezug genommen werden wird;
Fig. 10A bis 10E Signalverlaufsdiagramme, die zur Erläuterung des Betriebes einer Linien-Additionsschaltung verwendet werden, die in der Kameravorrichtung von Fig. 2 verwendet wird;
Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung für die Linien- Additionsschaltung;
Fig. 12 ein Signalverlaufsdiagramm einer vertikalen Austastperiode, auf das bei der Erläuterung des Betriebes der Kameravorrichtung von Fig. 2 Bezug genommen werden wird;
Fig. 13 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung für eine Schlitzmodus- Signalerzeugungsschaltung, die in der Kameravorrichtung von Fig. 2 verwendet wird;
Fig. 14A bis 14I Signalverlaufsdiagramme, die zur Erläuterung des Betriebes der Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung von Fig. 13 verwendet werden;
Fig. 15, die aus Fig. 15A und 15B besteht, die auf verschiedenen Blättern dargestellt sind, ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Kameravorrichtung;
Fig. 16 eine perspektivische Ansicht der Anordnung eines Drei-Chip-CCD, der in einer erfindungsgemaßen Kameravorrichtung verwendet werden kann;
Fig. 17A bis 17C Signalverlaufsdiagramme, die zur Erläuterung eines Additionsverfahrens verwendet werden, das in der erfindungsgemäßen Kameravorrichtung verwendet werden kann;
Fig. 18, die aus Fig. 18A und 18B gebildet wird, die auf verschiedenen Blättern dargestellt sind, ein Blockschaltbild eines dritten Ausfiihrungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Kameravorrichtung;
Fig. 19A bis 19C Signalverlaufsdiagramme eines Beispiels eines Ausgangssignales von der Kameravorrichtung von Fig. 18;
Fig. 20A bis 20C Signalverlaufsdiagramme eines weiteren Beispiels eines Ausgangssignales von einer erfindungsgemaßen Kameravorrichtung;
Fig. 21, die aus Fig. 21A und 21B besteht, die auf verschiedenen Blättern dargestellt sind, ein Blockschaltbild einer Farb-Kameravorrichtung gemaß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 22A und 22B Signalverlaufsdiagramme, die zur Erläuterung verwendet werden, wie ein Linien-Sequenzsignal und ein Indexsignal in dem Schlitzmodus einer erfindungsgemaßen Kameravorrichtung verwendet werden können;
Fig. 23 eine schematische Darstellung eines Anzeige-Umsetzspeichers, der in einer erfindungsgemäßen Kameravorrichtung verwendet wird; und
Fig. 24 ein Blockschaltbild einer weiteren Anwendung einer erfindungsgemäßen Kameravorrichtung, auf das bei der Erläuterung eines Liniensequenz- Aufzeichnungsverfahrens Bezug genommen werden wird.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schlitzkamera unter Verwendung eines einzigen CCD wird nun bezugnehmend auf Fig. 2 bis 8 beschrieben.
Fig. 2 zeigt blockmaßig die Gesamtanordnung der Schlitzkamera. Eine Abbildungsvorrichtung 8 ist ein CCD vom Zwischenlinientyp mit einer Pixelgruppe, die eine Sensoreinheit bildet, einem Vertikalübertragungs-Schieberegister 8V und einem Horizontalübertragungs-Schieberegister 8H.
Wenn ein Hochgeschwindigkeits-Objekt 1 durch den CCD 8 erfaßt wird, dann wird ein Objektbild, das durch eine Übertragungslinse 2 auf die Pixeigruppe des CCD 8 projiziert wird, in ein elektrisches Signal umgesetzt. Dieses elektrische Signal wird durch eine Video-Prozessorschaltung 16, einem Schalter 9A, einer Linien- Addierschaltung 35A, einer ersten Addierschaltung 17 und einem Schalter 20 zu einem Monitor-Empfänger 22 mit einer Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre (CRT), einer Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung oder dergleichen gegeben, und dadurch wird ein Bild auf dem Monitor 22 angezeigt. Der Schalter 20 wird zum selektiven Schalten zwischen einem "Standardmodus", in dem ein Bild gemäß dem normalen Fernsehsystem aufgenommen wird, und einem Bilderfassungsmodus verwendet, in dem ein Bild durch eine Schlitzkamera aufgenommen wird (dieser Modus wird im folgenden als "Schlitzmodus" bezeichnet).
Ein Videosignal-Ausgangssignal von der ersten Addierschaltung 17 wird durch eine zweite Addierschaltung 18, die unten beschrieben werden wird, zu einem Videobandrecorder (VTR) 23 und einem Platten-Aufzeichnungsgerät oder einem Daten- Aufzeichnungsgerät 28 gegeben und dadurch aufgezeichnet.
Ein horizontaler Ansteuer-Impuls (im folgenden als "HD" bezeichnet) oder dergleichen wird durch eine Synchronisier(Sync)-Signalerzeugungsschaltung 14 zu dem horizontalen Übertragungs-Schieberegister 8H des CCD 8 und der Videosignal-Prozessorschaltung 16 gegeben.
Eine Betriebseinheit 21 weist eine Steuereinrichtung wie beispielsweise einen Computer oder dergleichen auf. Eine Schlitzmodus-Taste und eine Standardmodus-Taste 21a werden auf Grundlage eines Anweisungssignales von der Steuereinrichtung gewählt und daher werden ein Vertikal-Impuls (im folgenden als "VD" bezeichnet) und ein Auslese- Impuls (im folgenden als "RD" bezeichnet) durch Schalter 10A und 10B zu dem Vertikalübertragungs-Schieberegister 8V des CCD 8 gegeben.
Genauer gesagt werden verschiedene vertikale Referenzsignale von der Sync- Signalerzeugungsschaltung 14 zu einer Standardmodus-Signalerzeugungsschaltung 12, einer Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11, der Videosignal-Prozessorschaltung 16, einem festen Kontakt b des Schalters 10B bzw. einer Linienzuweisungs- Impulserzeugungsschaltung 15 gegeben.
Ein Linienzuweisungs-Impulssignal von der Linienzuweisungs-Impulserzeugungsschaltung 15 wird zu der Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11 gegeben, und dieser Linienzuweisungs-Impuls wird weiterhin zu der ersten Addierschaltung 17 und einer Indexsignal-Erzeugungsschaltung 19 gegeben.
Die Betriebseinheit 21 weist auf eine Betriebstaste 21a zum Umschalten des CCD 8 zwischen dem Standardmodus und dem Schlitzmodus, eine Aufzeichnungs- /Wiedergabetaste 21b zur Wahl der Aufzeichnung der Signale in den jeweiligen Modi und/oder der Wiedergabe dergleichen von dem Videobandrecorder 23, dem Platten- Aufzeichnungsgerät oder dem Daten-Aufzeichnungsgerät 28, und eine Linien- Zuweisungstaste 21c zur Zuweisung einer Linienposition und einer Linienzahl in dem Schlitzmodus. Wie durch die unterbrochenen Linien in Fig. 2 gezeigt steuert die Bedienung dieser Tasten die Schlitzmodus- und Standardmodus-Umschaltschalter 10A und 10B, den Schalter 20 zum Umschalten zwischen dem Schlitzmodus und dem Standardmodus, der überwacht werden soll, einen Schalter 29 zum Umschalten zwischen dem Aufzeichnungs- und Wiedergabezustand des Videobandrecorders 23, und die Schalter 9A und 9B zur Bedienung der Linienadditionsschaltungen 35A, 35B. Weiterhin wird die Linienzuweisungs-Impulserzeugungsschaltung 15 durch Bedienung der Linien-Zuweisungstaste 21c angesteuert.
Die zweite Additionsschaltung 18 addiert ein Indexsignal von der Index- Erzeugungsschaltung 19 zu einem Signal, das eine linienbezeichnete vorbestimmte Position wiedergibt, und gibt das sich ergebende Signal durch den Videobandrecorder 23, dem festen Kontakt b und einem beweglichen Kontakt a des Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Umschaltschalters 29 und des Schalters 9B zum Umschalten der Linienadditionsschaltung 35B zu einer Analog/Digital(A/D)-Umsetzschaltung 25, in dem das Signal in ein digitales Signal umgesetzt wird. Das digitale Signal wird zu einem Standardanzeige-Umsetzspeicher 24 und einem first-in-first-out(FIFO)-Speicher 26 gegeben. Ein Ausgangssignal des FIFO-Speichers 26 wird durch eine Schnittstellenschaltung 27 zu der Aufzeichnungsvorrichtung 28, wie beispielsweise einer Platten-Aufzeichnungsvorrichtung, einer Daten-Aufzeichnungsvorrichtung oder dergleichen gegeben, die sich von dem Videobandrecorder 23 unterscheiden.
Das in dem Standardanzeige-Umsetzspeicher 24 gespeicherte Schlitzmodus-Videosignal wird daraus als Standardmodus-Videosignal ausgelesen und dann mittels des festen Kontaktes c des Schalters 20 zu dem Monitor-Empfänger 22 gegeben, wo es an der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.
Der Betrieb der Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11 und der Standardmodus- Signalerzeugungsschaltung 12 wird unten bezugnehmend auf Fig. 3 und Fig. 6A bis 6D beschrieben.
Bezugnehmend auf Fig. 3 und Fig. 4A bis 4D wird nun der Betrieb mit Hilfe der Signalverlaufsdiagramme beschrieben, durch den das Signal zu dem Vertikalübertragungs-Schieberegister 8V des CCD 8 in dem Standardmodus gegeben wird. Fig. 3 zeigt schematisch eine Pixeigruppe 8a, die eine Sensoreinheit eines Zwischenlinientyp-CCD 8 bildet, das Vertikalübertragungs-Schieberegister 8V, das Horizontalübertragungs-Schieberegister 8H und die Ansteuersignale VD und HD, die zu den Vertikal- und Horizontalübertragungs-Schieberegistern 8V und 8H gegeben werden.
In dem Zwischenlinientyp-CCD 8 sind die Pixelgruppe 8a, die sich in der vertikalen (Y-Achsen-) Richtung erstreckt, und das Vertikalübertragungs-Schieberegister 8V, das den Speicherabschnitt bildet, abwechselnd in der horizontalen (X-Achsen-) Richtung angeordnet. Signalladungen, die photoelektrisch in der Pixelgruppe 8a umgesetzt werden, werden sofort zu dem Vertikalübertragungs-Schieberegister 8V während einem Abschnitt der vertikalen Austastperiode weitergegeben, so daß die Pixelgruppe 8a wiederum zur Speicherung von Licht eingestellt wird. Signalladungen, die in dem Vertikalübertragungs-Schieberegister 8V gespeichert sind, werden linienweise in das Horizontalübertragungs-Schieberegister 8H als Antwort auf das Steuersignal VD während einem Abschnitt der horizontalen Austastperiode weitergegeben, wodurch Signalladungen entsprechend einer horizontalen Linie sequentiell an einem Ausgang T bereitgestellt werden.
Das heißt, wenn ein Impuls TR von der Sync-Signalerzeugungsschaltung 14 zu der Standardmodus-Signalerzeugungsschaltung 12 während einer Periode von tR = 1/60 s = 16,67 ms (was der Periode eines geradzahligen oder ungeradzahligen Teilbildes entspricht) wie in Fig. 4A gegeben wird, wird das Ansteuersignal VD, dessen Zyklus einer horizontalen Periode (1H = 63,5 µs) wie in Fig. 4B gezeigt entspricht, von der Standardmodus-Signalerzeugungsschaltung 12 zu dem Vertikalübertragungs- Schieberegister 8V gegeben, und ein Ansteuersignal HD wird wie in Fig. 4C gezeigt zu dem Horizontalübertragungs-Schieberegister 8H von der Sync- Signalerzeugungsschaltung 14 gegeben. In dieser Weise wird ein Videosignal 30 wie in Fig. 4D gezeigt durch den CCD 8 zu der Videosignal-Prozessorschaltung 16 gegeben. In diesem Fall wird ein Signal, das sich aus dem Teilen des Signales durch n in der Frequenzteilerschaltung 13 ergibt, als Auslese-Impuls RD bereitgestellt.
Als Ergebnis wird die Auslesegeschwindigkeit in dem Standardmodus durch die Maximalübertragungsrate des Vertikalübertragungs-Schieberegisters 8V festgelegt.
Dann wird ein Impuls tr, dessen Zyklus tr = 5H = 63,5 µs x 5 = 317,5 µs wie in Fig. 6A gezeigt ist, zu der Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11 von der Sync- Signalerzeugungsschaltung 14 gegeben. Nachdem Ladungen in der Pixelgruppe 8a zu dem Vertikalübertragungs-Schieberegister 8V weitergegeben wurden, werden wie in Fig. 5 und 6C gezeigt Signalladungen mit hoher Geschwindigkeit während einer Periode von beispielsweise 2H (Zeile n) geschoben. Wenn die Signalladungen entsprechend einer Target-Schlitzmodusperiode, beispielsweise einer 1H-Periode, zu dem Horizontalübertragungs-Schieberegister 8H weitergegeben werden, dann wird der Betrieb des Vertikalübertragungs-Schieberegisters 8V während der 1H-Periode angehalten und die gleiche niedrige Geschwindigkeit wie bei dem Standardmodus wird angewendet. Danach werden Signalladungen mit hoher Geschwindigkeit während der 2H(Zeile m)-Periode verschoben, um unnötige Signalladungen von m Zeilen des Vertikalübertragungs-Schieberegisters 8V zu entladen.
Somit werden die Signalladungen mit hoher Geschwindigkeit während Perioden tn und tm wie in Fig. 6B gezeigt und mit niedriger Geschwindigkeit während der Schlitzmodus-Periode von 1H verschoben, wodurch das Ausgangssignal 30 wie in Fig. 6 gezeigt an dem Ausgang T erhalten wird. Somit wird das Ausgangssignal entsprechend 1H zu einem Video-Ausgangssignal in dem Schlitzmodus. Der Auslese- Impuls RD bei dem Hochgeschwindigkeits-Verschiebebetrieb kann ein Impuls sein, der nicht durch den Schalter 10D und die Frequenzteilerschaltung 13 bereitgestellt wird, sondern dessen Dauer ausreichend kürzer als ein Zyklus von 1H ist, wie beispielsweise ein Puls 31, der während der Perioden tn und tm wie in Fig. 6B gezeigt bereitgestellt wird.
Der Auslesezyklus tr beträgt 317,5 µs und kann somit weniger als 1 ms betragen im Vergleich zu 16,6 ms in dem bekannten (Standardmodus-) Zyklus.
Nun wird ein Verfahren zur Zuweisung von Linien in dem Schlitzmodus beschrieben. Zuerst wird die Betriebstaste 21a der Betriebseinheit 21 in den Standardmodus gesetzt und ein vorbestimmtes Bild wird auf einem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung in dem Monitor-Empfänger 22 wie in Fig. 7 gezeigt angezeigt. Dann kann durch Drücken der Linienzuweisungs-Bedienungstaste 21c nach oben und nach unten ein Linien-Marker 32 mit einer Schlitzbreite d an einer speziellen Position des auf dem Bildschirm angezeigten Bildes überlagert werden. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Bild so aufgenommen, daß die Abtastrichtung des CCD 8 senkrecht zu der Richtung der Bewegung des Objektes 1 ist.
Genauer gesagt, wenn die Linien-Zuweisungstaste 21c der Betriebseinheit 21 niedergedrückt wird, dann wird das Linien-Zuweisungssignal zu der Linienzuweisungs- Impulserzeugungsschaltung 15 gegeben, die dann den Linienzuweisungs-Impuls auf Grundlage des horizontalen Sync-Signales oder dergleichen von der Sync- Signalerzeugungsschaltung 14 erzeugt. Dann führt die Schlitzmodus- Signalerzeugungsschaltung 11 den Hochgeschwindigkeits-Verschiebevorgang auf Grundlage des Linienzuweisungs-Impulses aus.
Der zu der ersten Addierschaltung 17 gegebene Linienzuweisungs-Impuls wird dem Videosignal von dem CCD 8 überlagert. Zu diesem Zeitpunkt wird, da der Schalter 20 in den Standardmodus gesetzt ist, bei dem der bewegliche Kontakt a mit dem festen Kontakt b verbunden ist, der Linien-Marker 32 wie in Fig. 7 gezeigt der Anzeige des Monitor-Empfängers 22 überlagert, wodurch in einfacher Weise die Position der Schlitzlinie bezeichnet wird.
Der Linienzuweisungs-Impuls von der Linienzuweisungs-Impulserzeugungsschaltung 15 wird zu der Indexerzeugungsschaltung 19 gegeben. Diese Indexerzeugungsschaltung 19 kann einen Schreib-Pufferspeicher, einen Vollbildspeicher oder dergleichen (nicht gezeigt) aufweisen. Ein Indexsignal 33, das zu der zweiten Addierschaltung 18 gegeben wird, wird auf das Videosignal wie in Fig. 8 gezeigt aufaddiert.
Fig. 8 zeigt den Fall, daß die Schlitzbreite des Videosignales, auf dem das Indexsignal 33 überlagert ist, in dem Niedriggeschwindigkeits-Verschiebemodus als 2 Linien gewählt ist (2H). Wenn das Indexsignal 33 wie oben beschrieben überlagert wird, dann kann ein Startabschnitt des Videosignales innerhalb der Schlitzbreite, der durch den Videobandrecorder 23 aufgezeichnet ist, sehr leicht durch Auslesen des Indexsignales 33 erfaßt werden.
Auch wenn in der obigen Beschreibung eine Linie des CCD bezeichnet wird, ist das Ausführungsbeispiel nicht auf dieses Merkmal beschränkt. Beispielsweise können wie in Fig. 9 gezeigt zwei Linien-Marker 32 und 32a wie in Fig. 9 gezeigt bestimmt sein, und in diesem Fall kann die Geschwindigkeit V des sich bewegenden Objektes 1 (s. Fig. 1A und 1B) oder dergleichen gemessen werden. Wenn der Abstand zwischen den Linien- Markern 32 und 32a, die so bezeichnet wurden, X ist, dann kann die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objektes A als V = X/T durch Messung der Zeit T zwischen dem Erscheinen des Objektes an der Position des ersten Linien-Markers 32 und dem Erscheinen des Objektes A an der Position des zweiten Linien-Markers 32a berechnet werden.
Auch wenn oben ein CCD des Zwischenzeilentyps beschrieben wurde, kann ein CCD des Vollbildübertragungstyps oder des Zeilenübertragungstyps in ähnlicher Weise verwendet werden.
Auch wenn in der obigen Geschwindigkeit die Niedriggeschwindigkeit- Verschiebungsperiode in dem Schlitzmodus auf 1H und 2H gesetzt ist, kann die Auslesebreite auf ungefähr 1H bis 10H gewählt werden.
Die Signalverlaufsdiagramme von Fig. 10A bis 10E und die Darstellung von Fig. 11 erläutern den Betrieb einer Anordnung, in der mehrere 1H-Perioden in dem Schlitzmodus ausgelesen werden, durch die Linien-Addierschaltung 35A oder 35B addiert werden und dann durch den Videobandrecorder 23 aufgezeichnet werden, um somit die Sensitivität des Ausgangssignales in dem Schlitzmodus zu erhöhen.
Die Linien-Addierschaltung 35A kann mit der folgenden Stufe der Video- Prozessorschaltung 16 wie in Fig. 2 gezeigt beispielsweise durch den beweglichen Kontakt a und den festen Kontakt c des Wechselschalters 9A verbunden werden. Alternativ kann die Linien-Addierschaltung 35B zwischen den Schalter 9B und die A/D- Umsetzschaltung 25 wie durch strichlinierte Linien in Fig. 2 dargestellt zwischengeschaltet werden. In diesem Fall werden die festen Kontakte b der Schalter 9A und 9B in den Signalpfaden verbunden, wenn die Linien-Addierschaltung 35A oder 35B nicht in Betrieb ist.
Wenn die Linien-Addierschaltung 35A an der durch die durchgezogene Linie in Fig. 2 gezeigten Position verbunden ist, kann die Sensitivität des Videosignales in dem Schlitzmodus erhöht werden und das Videosignal mit erhöhter Sensitivität kann durch den Videobandrecorder 23 aufgezeichnet werden. Wenn weiterhin die Linien- Addierschaltung 35B an der Position verbunden wird, die durch die unterbrochenen Linien in Fig. 2 dargestellt ist, wird, nachdem das Signal durch den Videobandrecorder 23 wiedergegeben wurde, das Bildsignal in dem Schlitzmodus, das durch den festen Kontakt c und den beweglichen Kontakt a des Schalters 29, den beweglichen Kontakt a und den festen Kontakt c des Schalters 9B, die Linien-Addierschaltung 35B, die A/D- Umsetzschaltung 25 und den Standardanzeige-Umsetzspeicher 24 zugeführt ist, an der Anzeigeeinrichtung des Monitor-Empfängers 22 mittels des festen Kontaktes c des beweglichen Kontaktes a des Schalters 20 und des Monitor-Empfängers 22 angezeigt. Daher kann die Sensitivität des Videosignales in dem Wiedergabemodus erhöht werden.
Fig. 11 zeigt ein Beispiel einer speziellen Anordnung der Linien-Addierschaltung 35A oder 35B.
Wie in Fig. 11 gezeigt wird das Videosignal zu einem Eingang T&sub1; von der Videosignalschaltung 16 mittels des Schalters 9A als Beispiel eingegeben. Dieses Eingangs-Videosignal wird durch den festen Kontakt b und den beweglichen Kontakt a eines Schalters 36 und eines Addierers 37 zu einem Ein-Linien-Speicher 38 gegeben. Das von dem Ein-Zeilen-Speicher 38 ausgelesene Ausgangssignal wird zu dem Addierer 37 und zu einem Ausgangsanschluß T&sub2; zurückgeführt. Ein fester Kontakt c des Schalters 36 wird geerdet und ein Steuersignal 11a von der Schlitzmodus- Signalerzeugungsschaltung 11 wird zu einem Eingang T&sub3; gegeben. Der bewegliche Kontakt a des Schalters 36 wird durch das Steuersignal 11a von der Schlitzmodus- Signalerzeugungsschaltung 11 ein- und ausgeschaltet.
Der Betrieb der Linien-Addierschaltung 35A oder 35B wird nun bezugnehmend auf die Signalverlaufsdiagramme von Fig. 10A bis 10E beschrieben.
Fig. 10A zeigt einen Signalverlauf, der erzeugt wird, wenn die Niedriggeschwindigkeits-Verschiebung in dem Schlitzmodus während 3H-Perioden ausgeführt wird. In Fig. 10A stellen tn und tm Hochgeschwindigkeits- Verschiebungsperioden ähnlich denen von Fig. 8 dar.
Das Videosignal von der Videosignal-Prozessorschaltung 16 oder das wiedergegebene Videosignal von dem Videobandrecorder 23 wird zu der Linien-Addierschaltung 35A oder 35B eingegeben und das Signal entsprechend der Hochgeschwindigkeits- Verschiebungsperiode wird innerhalb der Videosignal-Prozessorschaltung 16 entfernt, während das Signal entsprechend der Niedriggeschwindigkeits-Verschiebungsperiode mittels der beweglichen Kontakte a und den festen Kontakten c der Schalter 9A und 9B der Linien-Addierschaltungen 35A und 35B bereitgestellt wird. Weiterhin wird während der Hochgeschwindigkeits-Verschiebungsperioden tn und tm der bewegliche Kontakt a des Schalters 36 wie in Fig. 11 gezeigt mit dem festen Kontakt c verbunden und somit geerdet.
Wenn das Videosignal entsprechend den 3H-Perioden in dem Schlitzmodus wie in Fig. 10A gezeigt angelegt wird, wird der bewegliche Kontakt a des Schalters 36 mit dem festen Kontakt b als Antwort auf das Gate-Steuersignal 11a wie in Fig. 10C gezeigt während 3H-Perioden verbunden. Dann wird das 3H-Videosignal einer Addition durch den Addierer 37 und dem Ein-Linien-Speicher 38 in der Linien-Addierschaltung 35A oder 35B wie in Fig. 10B gezeigt unterzogen, und während dieser Periode wird kein Signal an dem Ausgang T&sub2; ausgegeben. Das addierte Videosignal 39 nach der Addition der 3H-Perioden wird durch den Gate-Signalverlauf wie in Fig. 10D gezeigt gategesteuert, wodurch das Videosignal 39 (s. Fig. 10E), in dem das Signal von 3H- Perioden addiert wurde, an dem Ausgang T&sub2; bereitgestellt wird.
Da die vorbestimmte Linie des CCD mit niedriger Geschwindigkeit verschoben wird und andere Linien mit hoher Geschwindigkeit wie oben beschrieben verschoben werden, werden spezielle Linien mit hoher Geschwindigkeit in dem Schlitzmodus ausgelesen und daher kann ein Bild des sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Objektes 1 auf dem Videobandrecorder 23 durch die Schlitzkamera aufgezeichnet und weiterhin an dem Monitor-Empfänger 22 angezeigt werden. Daher kann ein Schlitzmodus-Videosignal mit verbesserter Sensitivität im Vergleich zu dem bekannten 1H-Schlitzmodussignal erhalten werden.
Wenn indessen das Hochgeschwindigkeits-Auslesen in dem Schlitzmodus mit dem Zyklus von 5H wie beispielsweise in Fig. 6C gezeigt ausgeführt wird, wenn das Hochgeschwindigkeits-Lesen dem Format eines Standard-Fernsehsystems, beispielsweise des NTSC-Systems entspricht, besteht ein Problem darin, daß das kontinuierliche Lesen mit der Einheit von 1H aufgrund eines Equalizing-Impulses des vertikalen Synchronisier-Impulses von 0,5H unmöglich wird, der in der vertikalen Austastperiode auftritt.
Fig. 12 zeigt einen Standard-Signalverlauf der vertikalen Austastperiode entsprechend dem NTSC-System, das als eines der Formate der Standard-Fernsehsysteme bekannt ist. In Fig. 12 bezeichnet das Bezugszeichen 40 eine Videosignalperiode und 41 eine vertikale Austastperiode von 20H. Die vertikale Austastperiode 41 enthält eine 9- Zeilen(H)-Periode 46, die aus einer Equalizing-Impulsvorlaufperiode 43, einem Vertiakal-Sync-Impuls 44 und einer Equalizing-Impulsfolgeperiode 45 besteht, die jeweils aus 3H in den Einheiten von 0,5H gebildet sind, worauf der horizontale Synchronisier-Impuls in Einheiten von 1H in den Linienzahlen 10 bis 20 geändert wird.
Wenn dementsprechend der Zyklus so gewählt wird, daß er ein Zyklus ist, in dem die vorbestimmte Linie mit hoher Geschwindigkeit bei dem Zyklus mit Ausnahme der 9- Linien-Periode wie in Fig. 12 gezeigt ausgelesen wird, kann ein genaues Objektbild erhalten werden, wenn das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegende Objekt 1 durch eine Schlitzkamera entsprechend dem Format eines Standard-Fernsehsystems wie beispielsweise des NTSC-Systems oder dergleichen aufgenommen wird.
Eine Anordnung, bei der der 1H-Auslesezyklus in dem Schlitzmodus kontinuierlich synchron zu dem horizontalen Synchronisierungs-Impuls gemäß dem Standard- Fernsehsystem ausgeführt werden kann, wird nun bezugnehmend auf Fig. 13 und Fig. 14A bis 14I beschrieben.
Fig. 13 zeigt ein Beispiel eines Schaltungsaufbaus, der innerhalb der Schlitzmodus- Signalerzeugungsschaltung 11 wie in Fig. 2 gezeigt zur Lösung der oben genannten Aufgabe vorgesehen ist.
Wie in Fig. 13 gezeigt werden horizontale Synchronisiersignale VD&sub0; und HD&sub0; von der Synchronisier-Signalerzeugungsschaltung 14 jeweils zu einem Zähleingang CK und einem Rückstelleingang CLR eines 15-Skala-Zählers 47 gegeben.
Der 15-Skala-Zähler 47 erzeugt an Ausgängen QA, QB, QC und QD einen Niedriggeschwindigkeits-1-Zeilen(H)-Zyklusimpuls (im folgenden als "1HP" bezeichnet), einen n-Zeilen(H)-Hochgeschwindigkeits-Gateimpuls (im folgenden als "NHP" bezeichnet), und einen m-Zeilen(H)-Hochgeschwindigkeits-Gateimpuls (im folgenden als "MHP" bezeichnet). Jeder Impuls NHP und MHP wird zu einem Eingang jeweils von einem ersten und einem zweiten UND-Gate 48 und 49 gegeben, während ein nfH-Impuls zu den anderen Eingängen des ersten und zweiten UND-Gates 48 und 49 von einem Eingang T&sub4; gegeben wird. Ausgangssignale der ersten und zweiten Gateschaltung 48 und 49 und der Impuls 1HP von dem 15-Skala-Zähler 47 werden zu einer ODER-Gateschaltung 50 gegeben. Dann wird das Ansteuersignal VD durch das ODER-Gate 50 gegeben, das durch den festen Kontakt b und den beweglichen Kontakt a des Schalters 10A des Vertikalübertragungs-Schieberegisters 8V des CCD 8 (s. Fig. 2) zugeführt wurde.
Der Betrieb dieser Schaltung wird bezugnehmend auf die Signalverlaufsdiagramme von Fig. 14A bis 14I beschrieben.
Der Grund dafür, daß der 15-Skala-Zähler 47 gewählt wird, ist folgender. In dem Fall von 525 Abtastzeilen des NTSC-Standard-Fernsehsystems kann ein 35-Skala-Zähler, ein 25-Skala-Zähler, ein 21-Skala-Zähler und ein 15-Skala-Zähler verwendet werden, was den Produkten von ganzen Zahlen von beispielsweise 5 x 5 = 25, 7 x 3 = 21 und 5 x 3 = 15 entspricht, was sich aus der Faktorisierung von 525 als 525 = 5 x 5 x 3 x 7 ergibt. Aus diesen Zählern wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der kleinste 15- Skala-Zähler 47 gewählt.
Wie oben beschrieben ist das Hochgeschwindigkeits-Auslesen in dem Schlitzmodus in dem 0,5H-Zyklusabschnitt der 9H-Periode 46 in der vertikalen Austastperiode 41 wie in Fig. 14A gezeigt gesperrt.
Das vertikale Sync-Signal VD&sub0; von der Sync-Signalerzeugungsschaltung 14 wird zu dem Zähleingang CK des 15-Skala-Zählers 47 als ein Impuls entsprechend dem Startabsehnitt der vertikalen Austastperiode in Fig. 14B gegeben. In gleicher Weise wird das horizontale Sync-Signal HD&sub0; mit 1H-Einheiten zu dem Rückstelleingang CLR des 15-Skala-Zählers 47 gegeben, so daß der 15-Skala-Zähler 47 gelöscht wird, wenn er mit dem horizontalen Sync-Signal HD&sub0; mit 0,5H-Einheiten zugeführt wird.
Gleichzeitig zu der Eingabe des vertikalen Sync-Signales VD&sub0; wird der Auslese-Impuls RD von dem 15-Skala-Zähler 47 wie in Fig. 14C gezeigt ausgegeben (auch wenn der Auslese-Impuls RD von der Sync-Signalerzeugungsschaltung 14 in Fig. 2 ausgegeben wird, kann der Auslese-Impuls RD entweder von der Sync-Signalerzeugungsschaltung 14 oder dem 15-Skala-Zähler 47 ausgegeben werden). In diesem Fall kann die Hochgeschwindigkeitsverschiebung gleichzeitig mit der Ausgabe des Auslese-Impulses RD erfolgen. Wie in Fig. 14D gezeigt wird während der 9H-Periode 46 der Impuls nHP von 6H ausgegeben, nachdem 3H verstrichen sind, und dann zu der ersten UND- Gateschaltung 48 gegeben.
In gleicher Weise wird wie in Fig. 14E gezeigt, nachdem 10H verstrichen sind, der Impuls mHP von 5H ausgegeben und dann zu der zweiten UND-Gateschaltung 49 gegeben.
Die erste und zweite UND-Gateschaltung 48 und 49 werden an den anderen Eingängen mit dem Impuls nfH wie in Fig. 14G gezeigt von dem Anschluß T&sub4; versorgt. Dieser Impuls nfH entspricht dem zuvor genannten Impuls 31, der zum Auslesen der Ladungen des CCD mit hoher Geschwindigkeit während der Periode verwendet wird, in denen die Impulse nHP und mHP ausgegeben werden.
Da weiterhin der Impuls 1HP wie in Fig. 14F gezeigt von dem 15-Skala-Zähler 47 zu der ODER-Gateschaltung 50 gegeben wird, und die Ausgangssignale der ersten und zweiten UND-Gates 48, 49 ebenfalls zu der ODER-Gateschaltung 50 gegeben werden, gibt die ODER-Gateschaltung 50 einen Impuls VDR wie in Fig. 14H gezeigt aus, der zu dem Vertikalübertragungs-Schieberegister 8V des CCD 8 gegeben wird.
Als Ergebnis wird der ausgelesene Signalverlauf, der von der CCD 8 zu der Videosignal-Prozessorschaltung 16 gegeben wird, zu dem Videosignal 30 mit einem 15H-Zyklus in Fig. 14E gezeigt, wodurch verhindert werden kann, daß das Videosignal 30 in die 9H-Periode 46 innerhalb der vertikalen Austastperiode 41 fällt. Somit kann eine Schlitzkamera erhalten werden, die ein Bild eines sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Objektes aufnehmen kann.
Während in dem obigen Ausführungsbeispiel die Schlitzkamera mit Verwendung eines einzigen CCD 8 beschrieben wurde, kann ebenfalls eine Schlitzkamera unter Verwendung von drei CCDs wie in Fig. 15 gezeigt aufgebaut sein. In Fig. 15 sind Teile, die gleichen Teilen von Fig. 2 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher nicht näher beschrieben.
Fig. 15 zeigt blockförmig die Gesamtanordnung einer Schlitzkamera einer Schwarz- Weiß-Kameravorrichtung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel besteht die Abbildungsvorrichtung 8 aus drei CCDs des Zwischenzeilentyps, und jedes der ersten bis dritten CCDs 8A, 8B und 8C weist eine Pixelgruppe, die eine Sensoreinheit bildet, ein Vertikalübertragungs-Schieberegister 8V sowie ein Horizontalübertragungs- Schieberegister 8H auf.
Prismen 51A, 51B und 51C sind vor dem ersten bis dritten CCD 8A, 8B und 8C zum Richten des Objektbildes in die drei Richtungen vorgesehen. Jedes dieser Prismen 51A, 51B und 51C weist einen Strahlteiler auf, und ein einfallendes Licht W von dem Objekt 1 wird mittels der Übertragungslinse 2 in das Prisma 51C geführt. Das reflektierte Licht W&sub3;, das durch eine Endfläche 53C des Prismas 51C reflektiert wird, bewegt sich durch eine lichtemittierende Fläche 52C und einen Spiegel 62 zu einer photosensitiven Fläche des dritten CCDs 8C.
Das einfallende Licht W, das sich durch die Endseite 53C des Prismas 51C bewegt, wird durch eine Endseite 53A des Prismas 51A zur Schaffung von reflektiertem Licht W&sub1; reflektiert. Das reflektierte Licht W&sub1; bewegt sich durch eine Endseite 52A und einen Spiegel 63 zu der photosensitiven Fläche des ersten CCD 8A.
Das einfallende Licht W, das sich durch die Endseite 53A des Prismas 51A bewegt, bewegt sich durch das Prisma 51B zur Schaffung von einfallendem Licht W&sub2;.
Dieses einfallende Licht W&sub2; bewegt sich durch eine Endfläche 52B des Prismas 51B zu der photosensitiven Fläche des zweiten CCDs 8B.
Während wie gezeigt die ersten bis dritten CCDs 8A, 8B, 8C unabhängig von den Prismen 51A, 51B, 51C dargestellt sind, ist in der tatsächlichen Praxis das erste CCD 8A mit der lichtemittierenden Fläche 52A des Prismas 51A gebondet, das zweite CCD 8B ist mit der lichtemittierenden Fläche 52B des Prismas 51B und das dritte CCD 8C ist mit einer lichtemittierenden Fläche 52C des Prismas 51C gebondet.
Fig. 16 zeigt schematisch ein Beispiel, wie der erste bis dritte CCD 8A, 8B, 8C auf die Prismen 51A, 51B, 51C gebondet sind.
Wie in Fig. 16 gezeigt sind der erste bis dritte CCD 8A, 8B, 8C auf die lichtemittierenden Seiten 52A, 52B, 52C mit einer Verschiebung (Pitch) von 1/3P zwischen den Vertikalübertragungs-Schieberegistern 8V (Abstandsabschnitt) gebondet, die eine Verschiebung P zwischen den Pixeln 8a in der horizontalen Richtung ergeben.
Wiederum bezugnehmend auf Fig. 15, wenn das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegende Objekt 1 durch die oben beschriebene Bildaufnahmevorrichtung 8 aufgenommen wird, werden Objektbilder, die auf die Pixelgruppen 8a der photosensitiven Seiten des ersten bis dritten CCD 8A, 8B, 8C fallen, in eine Gruppe von drei Videosignalen umgesetzt. Ein Ausgangssignal von dem CCD 8C wird direkt zu einer Addierschaltung 57 gegeben, ein Ausgangssignal von dem CCD 8B wird um einen Verzögerungswert von 1/3 Pitch durch eine 1/3-Pitch-Verzögerungsschaltung 55 verzögert und dann zu der Addierschaltung 57 gegeben, und ein Ausgangssignal von dem CCD 8A wird um einen Verzögerungswert von 2/3 Pitch durch eine 2/3-Pitch- Verzögerungsschaltung 56 verzögert und dann zu der Addierschaltung 57 gegeben.
Die Videosignale von dem ersten bis dritten CCD 8A, 8B, 8C werden durch die Addierschaltung 57 addiert und das addierte Videosignal wird durch die Video- Prozessorschaltung 16, die Addierschaltung 17 und den Schalter 20, der zwischen dem Standardmodus gemäß dem herkömmlichen Fernsehsystem und dem Schlitzmodus umschaltet, zu dem Monitor-Empfänger 22 gegeben, der eine Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise eine CRT, LCD oder dergleichen aufweist, und der somit ein Bild in einer ähnlichen Weise wie bei Fig. 2 anzeigt. Diese Anordnung zeigt einen Pfad, durch den das Videosignal an dem Monitor-Empfänger 22 mittels des beweglichen Kontaktes a und des festen Kontaktes b des Schalters 9A wie in Fig. 2 gezeigt angezeigt wird.
Das von der Addierschaltung 17 ausgegebene Videosignal wird durch die Addierschaltung 18 zu dem Videobandrecorder 23 und der weiteren Aufzeichnungsvorrichtung 28, wie beispielsweise einer Platten- Aufzeichnungsvorrichtung, einer Daten-Aufzeichnungsvorrichtung oder dergleichen, gegeben, wodurch das Signal aufgezeichnet wird.
Der Betrieb der Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11 und der Standardmodus- Signalerzeugungsschaltung 12 in der in Fig. 15 gezeigten Anordnung wird im folgenden beschrieben.
Der erste bis dritte CCD 8A, 8B, 8C sind so angeordnet, daß die entsprechenden Pixelgruppen 8a in der horizontalen Richtung um 1/3 des Pitch P zwischen den Pixeln von jedem CCD verschoben sind. Dementsprechend werden bei Betrachtung einer Zeile die Ausgangssignale, die durch die Pitches von 1/3P und 2/3P durch die Verzögerungsschaltungen 55 und 56 verzögert werden, zu der ersten Addierschaltung 57 gegeben und addiert, wodurch ein Bild erzeugt wird, dessen Helligkeit im wesentlichen das Dreifache von der eines Einfach-Chip-CCDs beträgt. Die Videosignal- Ausgangssignale werden ebenfalls addiert und weiterhin zu der Videosignal- Prozessorschaltung 16 gegeben.
Bezüglich des Betriebes des ersten bis dritten CCD 8A, 8B, 8C in dem Standardmodus ist der Aufbau des ersten bis dritten CCD 8A, 8B, 8C im wesentlichen gleich, so daß der Aufbau und ihre Arbeitsweise gleich denen sind, die bezüglich zu Fig. 3 und Fig. 4A bis 4D beschrieben wurden.
In gleicher Weise sind die Anordnung und die Arbeitsweise des ersten bis dritten CCD 8A, 8B, 8C in dem Schlitzmodus gleich denen, die bezugnehmend auf Fig. 5 und Fig. 6A bis 6D beschrieben wurden. Dementsprechend ist hinsichtlich der addierten Spannung in der Addierschaltung 57, da der erste bis dritte CCD 8A, 8B, 8C so angeordnet sind, daß die Bond-Positionen der Pixel sequentiell um 1/3 des Pitches P zwischen den Pixeln in der horizontalen Richtung phasenverschoben sind, das optische Bild-Ausgangssignal um 1/3P einer herkömmlichen Zeile verschoben. Indessen werden die Phasen der Bild-Ausgangssignale durch die Verzögerungsschaltungen 55, 56 verzögert und durch die Addierschaltung 57 ausgeglichen und addiert. Daher werden wie in Fig. 17A bis 17C gezeigt die Videosignale 30 des ersten bis dritten CCD 8A, 8B und 8C addiert und dann wird ein Videosignal 30, dessen Auflösung das Dreifache der herkömmlichen Auflösung beträgt, zu der Videosignal-Prozessorschaltung 16 gegeben. Mit anderen Worten kann die Fläche des CCD effektiv durch Füllen der Abstände zwischen den Spalten der Pixel 8A durch Pixelspalten von anderen CCDs genützt werden.
Während in der obigen Beschreibung die drei CCDs mit einer Verschiebung von 1/3 des Pitches P zwischen den Pixeln angeordnet sind, wenn zwei CCDs auf einer lichtemittierenden Seite eines Prismas angeordnet sind, das ein Objektbild in zwei Richtungen ablenkt, kann eine Verschiebung von ½ des Pitches P zwischen den Pixeln verwendet werden, um ein Videosignal zu schaffen, das eine Auflösung aufweist, die im wesentlichen das Zweifache der bekannten beträgt. Es ist daher ersichtlich, daß bei einer Verwendung von n CCDs, ein Videosignal mit einer Auflösung gleich dem n- fachen der herkömmlichen erhalten werden kann.
Während n CCDs, die mit einer Verschiebung von 1/n-Pitch angeordnet sind, um Videosignale gleichzeitig zu erhalten und dadurch die Auflösung des sich ergebenden Videosignales zu erhöhen, bezugnehmend auf Fig. 15 beschrieben wurden, kann die Auflösung in der horizontalen Richtung erhöht werden, wenn eine Schlitzkamera wie in Fig. 18 gezeigt aufgebaut ist.
In der Anordnung von Fig. 18 kann das optische System genau in der gleichen Weise wie bei Fig. 15 aufgebaut sein, und Teile entsprechend Teilen n von Fig. 15 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Daher werden nur die Teile in Fig. 18 beschrieben, die sich von denen von Fig. 15 unterscheiden.
Wie in Fig. 18 gezeigt werden Objektbilder, die auf die Pixeigruppen 8A des ersten bis dritten CCD 8A, 8B, 8C einfallen, in eine Gruppe von drei Videosignalen parallel umgesetzt, die dann zu einer Schalteinrichtung 58 gegeben werden, von der ein zeilensequentielles Videosignal zu der Video-Prozessorschaltung 16 gegeben wird.
Die Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11 ermittelt ein Ausgangssignal f&sub0; zur Ausgabe des Ansteuersignales VD, das den ersten bis dritten CCD 8A, 8B, 8C serienweise ansteuert, und Taktsignale f&sub1;, f&sub2;, f&sub3; zur Ausgabe des Ansteuersignales VD, das den ersten bis dritten CCD 8A, 8B, 8C mit einer Taktdifferenz von 1/n-Zyklus ansteuert.
In gleicher Weise ermittelt die Sync-Signalerzeugungsschaltung 14 ein Ausgangssignal f&sub0; zur Ausgabe des Auslese-Impulses RD, der den ersten bis dritten CCD 8A, 8B, 8C serienweise ausliest, und Taktsignalen f&sub1;, f&sub2;, f&sub3; zur Ausgabe des Auslese-Impulses RD, der dem ersten bis dritten CCD 8A, 8B, 8C mit einer Taktdifferenz von 1/n eines Zyklus ausliest. Diese Signale f&sub0;, f&sub1;, f&sub2; und f&sub3; werden mittels des Schalters 10B zu den Vertikalübertragungs-Schieberegister 8V des ersten, zweiten und dritten CCDs 8A, 8B und 8C gegeben. Weiterhin wird der Auslese-Impuls RD, der verwendet wird, wenn das Standardmodussignal ausgelesen wird, zu der 1/n Frequenzteilerschaltung 13 gegeben und dann mittels des Schalters 10B zu den Vertikalübertragungs- Schieberegistern 8V des ersten, zweiten und dritten CCDs 8A, 8B und 8C gegeben.
Genauer gesagt wird das Ausgangssignal f&sub0; von der Schlitzmodus- Signalerzeugungsschaltung 11 zu den festen Kontakten b&sub1;, b&sub2;, b&sub3; des Schalters 10A einer Dreiserien-Dreikontakt-Anordnung gegeben. In gleicher Weise werden die Taktsignale f&sub1;, f&sub2;, f&sub3; von der Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11 zu festen Kontakten c&sub1;, c&sub2;, c&sub3; jeweils des Schalters 10A gegeben, und das Ausgangssignal von der Standardmodus-Signalerzeugungsschaltung 12 wird zu festen Kontakten d&sub1;, d&sub2;, d&sub3; des Schalters 10A gegeben.
Frei bewegliche Kontakte a&sub1;, a&sub2;, a&sub3; des Schalters 10A sind jeweils mit den Vertikalübertragungs-Schieberegistem 8V des ersten, zweiten und dritten CCDs 8A, 8B und 8C verbunden.
Das Ausgangssignal f&sub0; von der Sync-Signalerzeugungsschaltung 14 wird zu festen Kontakten b&sub4;, b&sub5;, b&sub6; des Schalters 10B einer Dreiserien-Dreikontakt-Anordnung gegeben. In gleicher Weise werden die Taktsignale f&sub1;, f&sub2;, f&sub3; von der Sync- Signalerzeugungsschaltung 14 zu festen Kontakten c&sub4;, c&sub5;, c&sub6; jeweils des Schalters 10B gegeben. Weiterhin wird das Ausgangssignal von der Frequenzteilerschaltung 13 zu festen Kontakten d&sub4;, d&sub5;, d&sub6; des Schalters 10B gegeben.
Drei bewegliche Kontakte a&sub3;, a&sub4;, a&sub5; des Schalters 10B sind jeweils mit den Vertikalübertragungs-Schieberegistern 8V des ersten, zweiten und dritten CCDs 8A, 8B und 8C verbunden.
In der in Fig. 18 gezeigten Anordnung sind wie bezugnehmend auf Fig. 16 beschrieben der erste, zweite und dritte CCD 8A, 8B, 8C mit den lichtemittierenden Seiten 52A, 52B, 52C der Prismen 51A, 51B, 51C mit einer Verschiebung von 1/3P verbunden, und die Taktsignale f&sub0;, die zum gleichzeitigen Ansteuern und Auslesen des Ansteuersignales und des Auslese-Impulses verwendet werden, werden von der Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11 und der Sync-Signalerzeugungsschaltung 14 zu den Vertikalübertragungs-Schieberegistern 8V des ersten, zweiten und dritten CCD 8A, 8B und 8C gegeben.
Da die Pixel 8a des ersten, zweiten und dritten CCDs 8A, 8B und 8C in der horizontalen Richtung um 1/3 des Pitches P zwischen den Pixeln verschoben sind, werden die Videosignale Vf1, Vf2, Vf3, die jeweils um 1/3P verschoben sind, zeilenweise zu dem Schalter 58 eingegeben. In diesem Fall, wenn das Ausgangssignal des Schalters 58 zu der Video-Prozessorschaltung 16 gegeben wird, ermittelt der Video- Prozessor 16 dann die Videosignale 30f1, 30f2, 30f3, die sequentiell um 1H jeweils wie in Fig. 19A bis 19C gezeigt phasenverschoben sind.
Wenn weiterhin der erste, zweite und dritte CCD 8A, 8B und 8C jeweils mit den lichtemittierenden Seiten 52A, 52B und 52C der Prismen 51A, 51B und 51C ohne Verschiebung der Phase der Pixel 8a verbunden sind, dann werden die Schalter 10A und 10B so geschaltet, daß die Ausgangssignale von der Schlitzmodus- Signalerzeugungsschaltung 11 und der Sync-Signalerzeugungsschaltung 14 durch die Referenz-Taktsignale f&sub1;, f&sub2;, f&sub3; angesteuert und ausgelesen werden, die jeweils wie in Fig. 18 gezeigt um die vorbestimmte Phasenverschiebung von 1/n verschoben sind.
Genauer gesagt werden die Taktsignale f&sub1;, f&sub2;, f&sub3; von der Schlitzmodus- Signalerzeugungsschaltung 11 und der Sync-Signalerzeugungsschaltung 14 ausgegeben und zu den festen Kontakten c&sub1;, c&sub2;, c&sub3; sowie c&sub4;, c&sub5;, c&sub6; der Schalter 10A und 10B gegeben und durch die beweglichen Kontakte a&sub1;, a&sub2;, a&sub3; sowie a&sub4;, a&sub5;, a&sub6; zu den Vertikalübertragungs-Schieberegistem 8V des ersten, zweiten und dritten CCD 8A, 8B, 8C als Ansteuersignal VD bzw. Auslese-Impuls RD gegeben. In diesem Fall werden die Schalter 10A und 10B durch die Betriebseinheit 21 auf den Schlitzmodus geschaltet. Beispielsweise können die Schalter 10A und 10B mit den in Fig. 20E, 20F und 20G gezeigten Taktungen geschaltet werden.
Somit schalten die Videosignale Vf1, Vf2, Vf3 von dem ersten, zweiten und dritten CCD 8A, 8B und 8C sequentiell den Schalter 58 mit den in Fig. 20E, 20F, 20G gezeigten Taktungen, um somit Ausgangssignale, die um 2H jeweils wie in Fig. 20B, 20C, 20D verschoben sind, zu der Video-Prozessorschaltung 16 zu geben. Während der vorbestimmte Auslesezyklus in Fig. 20A auf 6H gewählt ist, und das Ausgangssignal alle 2H innerhalb eines Zyklus ausgelesen wird, kann das Ausgangssignal wie in Fig. 19 gezeigt nach jedem Pitch von 1H ausgelesen werden. Kurz gesagt, wenn die Ausgangssignale von dem ersten, zweiten und dritten CCD 8A, 8B und 8C in gleichen Abständen erzeugt werden, dann kann das Video-Ausgangssignal in der Zeitachsenrichtung des Objektes 1, das sich konstant mit hoher Geschwindigkeit verändert, während einer kurzen Zeitdauer ausgelesen werden.
Somit, während das Bildsignal in dem Schlitzmodus alle 6H mit hoher Geschwindigkeit durch einen einzigen CCD ausgelesen wird, kann bezugnehmend auf Fig. 20 gemaß diesem Ausführungsbeispiel das Videosignal in dem Schlitzmodus alle 2H mit hoher Geschwindigkeit in der Zeitachsenrichtung innerhalb 6H erhalten werden. Zusätzlich kann das Videosignal in dem Schlitzmodus während des Modus ausgelesen werden, in denen andere CCDs mit hoher Geschwindigkeit verschoben werden.
Während oben die Abbildungsvorrichtung 8 als Schwarz-Weiß-Kameravorrichtung beschrieben ist, weist die Abbildungsvorrichtung 8 zwei Gruppen an CCDs des einfarbigen Typs (Ein-Chip-Farbe) auf, in denen R(rot)-, G(grün)- und B(blau)-Filter auf den Vorderseiten der CCDs 8A, 8B bzw. 8C vorgesehen sind, dann werden die Farb-Videosignale zu der Innenseite der Video-Prozessorschaltung 16 von dem ersten, zweiten und dritten Ein-Chip-Farb-CCD 8A, 8B, 8C gegeben. Somit kann eine Kameravorrichtung erhalten werden, bei der die Auflösung in der Zeitachsenrichtung während einer kurzen Zeitdauer in dem Schlitzmodus ähnlich zu der Schwarz-Weiß- Abbildungsvorrichtung verbessert werden kann.
Während in dem obigen Ausführungsbeispiel zwei CCDs vorgesehen sind, kann ein Videosignal erhalten werden, dessen Auflösung in der Zeitachsenrichtung im wesentlichen das Zweifache des bekannten beträgt, wenn zwei CCDs in den beiden Richtungen vorgesehen werden.
Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele bezog sich bisher vor allem auf eine Schwarz-Weiß-Kameravorrichtung. Bezugnehmend auf Fig. 21 bis 24 wird nun eine Kameravorrichtung beschrieben, in der ein Drei-Chip-Typ-CCD als Bild- Erfassungsvorrichtung verwendet wird.
Fig. 21 ist ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung eines Ausführungsbeispieles einer Farb-Kameravorrichtung. In Fig. 21 sind Teile, die den gleichen Teilen von Fig. 15 und 18 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und müssen daher nicht näher im Detail beschrieben werden.
In Fig. 21 wird die Bild-Aufnahmevorrichtung 8 durch einen Drei-Chip-CCD beispielsweise des Zwischenzeilentyps gebildet. Der Drei-Chip-CCD 8 weist drei CCDs für die drei Primärfarbsignale R, G, B auf und jeder der CCDs 8R, 8G, 8B besteht aus einer Pixelgruppe, die einen Sensorabschnitt bildet, einem Vertikalübertragungs- Schieberegister 8V und einem Horizontalübertragungs-Schieberegister 8H.
Ein zusammengesetztes Prisma, das aus drei Prismen 60B, 60R, 60G und Abstimmfiltern 61B, 61R, 61G besteht, die ein optisches System zur Analysierung der drei Primärfarben bilden, ist an der Eingangsstufe dieser CCDs 8R, 8G und 8B vorgesehen.
Von dem Objekt 1 einfallendes Licht R, G, B wird mittels der Übertragungslinse 2 in das Prisma 60B eingeführt. Das blaue Licht B wird an der dichroiten Fläche -B des Prismas 60B reflektiert, und das rote und das grüne Licht R, G geht hindurch. Das blaue Licht B wird durch den blauen Abstimmfilter 61B korrigiert und fällt dann mittels eines Spiegels 62 auf die photosensitive Fläche des blauen CCDs 8B.
Das rote und grüne Licht, das durch die dichroite Fläche -B des Prismas 60B hindurchgegangen ist, wird zu dem Prisma 60R gegeben, in dem das rote Licht R durch eine dichroite Fläche -R reflektiert wird, durch die das grüne Licht G hindurchgeht. Das rote Licht R, das durch die dichroite Fläche -R des Prismas 60R reflektiert wurde, wird durch den Abstimmfilter 61R korrigiert und fällt dann mittels eines Spiegels 63 auf die photosensitive Fläche des roten CCDs 8A.
Das grüne Licht G, das durch das Prisma 60R hindurchgegangen ist, wird durch den grünen Abstimmfilter 61G korrigiert und fällt dann auf die photosensitive Fläche des grünen CCDs 8G.
Wenn das Objekt 1, das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, durch die Kameravorrichtung 8 erfaßt wird, werden Objektbilder, die auf die photosensitiven Flächen des roten, grünen und blauen CCDs 8R, 8G, 8B einfallen, in rote, grüne und blaue Videosignale R, G, B umgesetzt und dann zu den Video-Prozessorschaltungen 16R, 16G und 16B gegeben.
Von den Videosignal-Prozessoren 16R, 16G und 16B weist beispielsweise der Videosignal-Prozessor 16B einen NTSC-Umsetzcodierer (nicht gezeigt) auf. Wenn das Videosignal als NTSC-Farbvideosignal ausgegeben wird, werden das blaue Videosignal B von dem CCD 8B und das rote und grüne Videosignal R, G von dem CCD 8R, 8G durch die Videosignal-Prozessorschaltungen 16G und 16R verarbeitet und dann mittels Schalter 64, 65 zu der Videosignal-Prozessorschaltung 16B gegeben. Diese Signale werden dann mittels einer Multiplexerschaltung 66, die später beschrieben wird, der ersten Addierschaltung 17 und dem Schalter 20 zu der Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise eine CRT, LCD oder dergleichen innerhalb des Anzeigeempfängers gegeben, so daß das Abbildungssignal dargestellt werden kann.
In diesem Ausführungsbeispiel werden in dem Schlitzmodus das rote, grüne und blaue Videosignal R, G und B von dem CCD 8R, 8G, 8B des Drei-Chip-Typs jeweils zu den Videosignal-Prozessorschaltungen 16R, 16G, 16B gegeben. Unnötige Daten, die bei der Hochgeschwindigkeitsverarbeitung verwendet werden, werden gelöscht und durch diese drei Videosignal-Prozessorschaltungen verarbeitet. Ein Ausgangssignal der Videosignal- Prozessorschaltung 168 wird direkt zu der Multiplexerschaltung 66 gegeben, und ein Ausgangssignal der Videosignal-Prozessorschaltung 16G wird durch eine 1H(eine horizontale Periode)-Verzögerungsschaltung 67 zu der Multiplexerschaltung 66 gegeben. Weiterhin wird ein Ausgangssignal der Videosignal-Prozessorschaltung 16R durch eine 2H-Verzögerungsschaltung 68 zu der Multiplexerschaltung 66 gegeben. Somit werden in der Multiplexerschaltung 66 diese Ausgangssignale auf Zeitbasis gemultiplext und als Videosignale 30R, 30G, 30B zeilensequentiell wie in Fig. 22A gezeigt ausgegeben.
Ein Ausgangssignal der Mutliplexerschaltung 66 wird durch die Addierschaltung 17, in der ein Zeilenzuweisungsimpuls von der Zeilenzuweisungs-Impulserzeugungsschaltung 15 zu dem roten, grünen und blauen Videosignal 30R, 30G, 30B addiert wird, das somit zeilensequentiell umgesetzt wird. Der Zeilenzuweisungs-Impuls wird dann zu der Indexerzeugungsschaltung 19 gegeben.
Ein Ausgangssignal der Addierschaltung 17 wird durch den festen Kontakt b und den beweglichen Kontakt a des Schalters 20, der zwischen dem Standardmodus, in dem ein Bild gemaß dem herkömmlichen Fernsehsystem aufgenommen wird, und im oben genannten Schlitzmodus umschaltet, zu dem Monitor-Empfänger 22 gegeben, wodurch ein Bild angezeigt wird.
Das Ausgangssignal der Addierschaltung 17 wird weiterhin zu der zweiten Addierschaltung 18 gegeben. Das Indexsignal von der Indexerzeugungsschaltung 19 wird zu der zweiten Addierschaltung 18 gegeben, in der Indexsignale 33, die in Fig. 22A und 22B gezeigt sind, zu dem roten, grünen und blauen Videosignal 30R, 30G und 30B addiert werden, wodurch die Indexsignale zu dem Videobandrecorder 23 und der weiteren Aufzeichnungsvorrichtung 28, wie beispielsweise einem Platten- Aufzeichnungsgerät, einem Daten-Aufzeichnungsgerät oder dergleichen gegeben werden, wodurch das rote, grüne und blaue Videosignal, das somit in eine zeilensequentielle Weise umgesetzt wurde, aufgezeichnet werden.
Das Ansteuersignal HD und dergleichen werden zu den Horizontalübertragungs- Schieberegistem 8H der CCDs 8R, 8G, 8B und den Videosignal-Prozessorschaltungen 16B, 16G, 16R von der Sync-Signalerzeugungsschaltung 14 gegeben.
Die Betriebseinheit 21 weist eine Steuereinrichtung wie beispielsweise einen Computer oder dergleichen (nicht gezeigt) auf. Auf Grundlage des Anweisungssignales von der Betriebseinheit 21 wird die Schlitzmodus- und die Standardmodus-Taste eingestellt, um die Weitergabe des Ansteuersignales VD und des Auslese-Impulses RD mittels der Schalter 10A, 10B zu den jeweiligen Vertikalübertragungs-Schieberegistern 8V der CCDs 8R, 8G, 8B zu ermöglichen.
Genauer gesagt werden verschiedene Vertikal-Referenzsignale von der Sync- Signalerzeugungsschaltung 14 jeweils zu der Standardmodus-Signalerzeugungsschaltung 12, der Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11, den Videosignal- Prozessorschaltungen 16B, 16G und 16R, dem festen Kontakt b des Schalters 10B, der 1/n-Frequenzteilerschaltung 13 und der Zeilenzuweisungs-Impulserzeugungsschaltung 15 gegeben.
Das Zeilenzuweisungs-Impulssignal von der Zeilenzuweisungs-Impulserzeugungsschaltung 15 wird zu der Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11 und weiterhin zu der Addierschaltung 17 und der Indexerzeugungsschaltung 19 wie oben beschrieben gegeben.
Die Ausgangssignale der Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11 und der Standardmodus-Signalerzeugungsschaltung 12 werden zu den festen Kontakten b und c des Schalters 10A gegeben, und der bewegliche Kontakt a des Schalters 10A wird mit den jeweiligen Vertikalübertragungs-Schieberegistern 8V der CCDs 8R, 8G, 8B gegeben, um dadurch das Ansteuersignal VD zu den Vertikalübertragungs- Schieberegistern 8V zu geben. Weiterhin wird das Ausgangssignal der 1/n- Frequenzteilerschaltung 13 zu dem festen Kontakt c des Schalters 10B gegeben, und die festen Kontakte c, b des Schalters 10B werden mit dem beweglichen Kontakt a verbunden, um dadurch das Ansteuersignal zu dem Vertikalübertragungs- Schieberegister 8V zu geben.
Die Betriebseinheit 21 weist die Betriebstaste 21a zum Schalten der CCDs 8R, 8G, 8B in den Standardmodus und den Schlitzmodus, die Aufzeichnungs-/Wiedergabetaste 21b zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe der Signale der jeweiligen Betriebsarten durch den Videobandrecorder 23 oder die andere Aufzeichnungsvorrichtung 28, und die Zeilenzuweisungstaste 21c zum Zuweisen der Zeilenposition des Schlitzmodus und der Anzahl der Zeilen auf. Der Betrieb dieser Tasten 21a, 21b und 21c steuert den Schlitzmodus- und Standardmodus-Umschaltschalter 10A, 10B, den Schalter 20 zum Umschalten zwischen der Darstellung des Schlitzmodus und des Standardmodus und den Schalter 29 zum Umschalten zwischen den Aufzeichnungs- und Wiedergabezuständen des Videobandrecorders 23 wie durch strichlinierte Linien in Fig. 21 gezeigt. Weiterhin wird die Zeilenzuweisungs-Impulserzeugungsschaltung 15 durch Betrieb der Zeilenzuweisungstaste 21c angesteuert.
In der zweiten Addierschaltung 18 wird das Indexsignal von der Indexerzeugungsschaltung 19 an der vorbestimmten Position der zugewiesenen Zeile addiert. Dann wird das addierte Signal von der zweiten Addierschaltung 18 durch den Videobandrecorder 23 und den festen Kontakt b und den beweglichen Kontakt a des Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabe-Umschaltschalters 29 zu der A/D- Umsetzschaltung 25 gegeben, in der das Signal in ein Digitalsignal umgesetzt wird. Das Digitalsignal wird zu dem Standardanzeige-Umsetzspeicher 24 und dem FIFO-Speicher 26 gegeben, und ein Ausgangssignal des FIFO-Speichers 26 wird durch die Schnittstellenschaltung 27 gegeben und durch die Aufzeichnungsvorrichtung 28 aufgezeichnet.
Das Videosignal in dem Schlitzmodus, das in dem Standardanzeige-Umsetzspeicher 24 gespeichert ist, wird davon als das Standardmodus-Videosignal ausgelesen und durch den festen Kontakt c des Schalters 20 zu dem Monitor-Empfänger 22 gegeben, wo es auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.
Da die CCDs 8R, 8G und 8B den gleichen Aufbau aufweisen, muß nur der CCD 8R des Zwischenzeilentyps näher betrachtet werden. In diesem Fall sind der Betrieb der Schlitzmodus-Signalerzeugungsschaltung 11 und der Standardmodus- Signalerzeugungsschaltung 12 genau derselbe wie der Standardmodusbetrieb, der zuvor bezugnehmend auf Fig. 3 und Fig. 4A bis 4D beschrieben wurde, sowie der Schlitzmodusbetrieb, der zuvor bezugnehmend auf Fig. 5 und Fig. 6A bis 6D beschrieben wurde. Weiterhin sind in Fig. 21 Teile, die denen von Fig. 2, 15 und 18 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und müssen daher nicht näher im Detail beschrieben werden. Gemaß diesem Ausführungsbeispiel kann leicht ein zeilensequentielles Farbvideosignal erhalten werden.
Der Zeilenzuweisungs-Impuls, der von der Zeilenzuweisungs Impulserzeugungsschaltung 15 zu der ersten Addierschaltung 17 gegeben wurde, wird dem roten, grünen und blauen Videosignal 30R, 30G und 30B von dem CCD 8R, 8G und 8B überlagert. Zu diesem Zeitpunkt wird, da der Schalter 20, der in den Standardmodus geschaltet ist, den beweglichen Kontakt a mit dem festen Kontakt b verbindet, der Farb-Zeilenmarker 32 wie in Fig. 7 gezeigt der Anzeige des Monitor- Empfängers 23 überlagert, so daß die Position der Schlitzzeile leicht zugewiesen werden kann.
Weiterhin wird der Zeilenzuweisungs-Impuls von der Zeilenzuweisungs- Impulserzeugungsschaltung 15 zu der Indexerzeugungsschaltung 19 gegeben. Die Indexerzeugungsschaltung 19 kann aus einem Schreib-Pufferspeicher, einem Vollbildspeicher oder dergleichen gebildet sein. Das Indexsignal 33, das zu der zweiten Addierschaltung 18 gegeben wird, wird dem roten, grünen und blauen Videosignal 30R, 30G und 30B wie in Fig. 22A und 22B gezeigt überlagert.
Da das Indexsignal dem zeilensequentiellen roten, grünen und blauen Videosignal 30R, 30G und 30B wie in Fig. 22A überlagert wird, kann ein Startabschnitt des Videosignales in dem Schlitzmodus, das auf dem Videobandrecorder 23 aufgezeichnet ist, leicht erfaßt werden, wenn das Videosignal wiedergegeben wird.
Weiterhin kann wie in Fig. 22B gezeigt der Videosignalabschnitt, der mit hoher Geschwindigkeit verschoben wird, bei jeder Zeile 1H beseitigt werden und durch ein anderes vorbestimmtes Signal, wie beispielsweise ein Zeitsignal 17 oder dergleichen ersetzt werden.
Eine Anordnung, in der das Videosignal in dem Schlitzmodus des zeilensequentiellen roten, grünen und blauen Farbvideosignales, das auf dem Videobandrecorder 23 oder einer anderen Aufzeichnungsvorrichtung 28 wie in Fig. 21 aufgezeichnet ist, mit hoher Auflösung betrachtet werden kann, wird nun bezugnehmend auf Fig. 23 beschrieben.
Fig. 23 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus des Standardanzeige-Umsetzspeichers 24. Das Signal, das durch den Videobandrecorder 21 wie in Fig. 21 gezeigt aufgezeichnet oder wiedergegeben wird, wird von dem Schalter 29 zu einem Eingang T&sub5; gegeben. Dieses Signal wird zu der A/D-Umsetzschaltung 25 gegeben, in dem das Analogsignal in ein Digitalsignal umgesetzt wird, und weiterhin zu einer Sync-Trennschaltung 71, in der ein Synsignal von dem Videosignal abgetrennt wird.
Auf Grundlage des Syncsignales von der Syncsignal-Trennschaltung 71, bildet eine Referenzsignal-Erzeugungsschaltung 72 ein vorbestimmtes Taktsignal und gibt ein Schreib-Taktsignal, einen Adreß-Impuls oder dergleichen zu dem Speeicher 24. Weiterhin wird ein Schalter 73 durch die Referenzsignal-Erzeugungsschaltung 72 gesteuert. Der Speicher 24 weist Speicherbereiche 24B, 24G, 24R entsprechend den CCDs 8R, 8G und 8B auf.
Der bewegliche Kontakt a des Schalters 73 wird durch ein Steuersignal von der Referenzsignal-Steuerschaltung 72 gesteuert, und dann werden die festen Kontakte b, c und d von dieser jeweils so verbunden, daß das Schreiben des zeilensequentiellen Videosignales von der ersten Adresse von jedem der Speicherbereiche 24B, 24G und 24R gestartet wird.
Eine Referenzsignal-Erzeugungsschaltung 74 zum Auslesen des Speichers gibt einen Auslesetakt zu einer Digital-Analog(D/A)-Umsetzschaltung 75 und dem Speicher 24, um den Speicher 24 so zu speichern, daß Speicherdaten in den Speicherbereichen 24B, 24G, 24R gleichzeitig ausgelesen werden. Ausgelesene R-, G-, B-Videodaten in dem Schlitzmodus (beispielsweise Daten Bn+1, Gn+1, Rn+1, die geschaffen werden, wenn Signalladungen mit hoher Geschwindigkeit während der tn- und tm-Perioden verschoben werden und mit niedriger Geschwindigkeit während der 1H-Periode verschoben werden) werden durch die D/A-Umsetzschaltung 75 als beispielsweise NTSC-Fernsehsignal in analoge Daten umgesetzt, um sie in Farbe auf der Anzeigevorrichtung des Monitor-Empfängers 22 anzuzeigen.
Während die drei Primärfarb-Videosignale R, G und B in der obigen Beschreibung auf dem Videobandrecorder 23 aufgezeichnet werden, ist die folgende Abwandlung wie in Fig. 24 gezeigt möglich. In Fig. 24 werden Videosignal-Ausgangssignale B, G, R von den Video-Prozessorschaltungen 16B, 16G und 16R zu Eingängen T&sub6;, T&sub7; und T&sub8; gegeben. Diese Videosignale werden zu einer Matrix-Umsetzschaltung 76 gegeben, in denen sie in ein Luminanzsignal Y und rote und blaue Farbdifferenzsignale R-Y und B- Y umgesetzt werden. Diese Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y werden dann durch 1H- und 2H-Verzögerungsschaltungen 67 und 68 zu einem Multiplexer 66 gegeben, in denen sie in ein zeilensequentielles Videosignal umgesetzt werden und dann auf dem Videobandrecorder 23 aufgezeichnet werden.
In der Farbkameravorrichtung dieses Ausführungsbeispieles, da die Signalladungen mit niedriger Geschwindigkeit während 1H bis mehreren Hs des Flächensensors, wie beispielsweise dem Drei-Chip-Farb-CCD oder dergleichen verschoben werden, und mit hoher Geschwindigkeit während den übrigen Zeilen verschoben werden, und dann auf dem Videobandrecorder zeilensequentiell aufgezeichnet werden, wird eine zu einer Standardkamera kompatible Schlitzkamera durch reine elektrische Veränderungen in dem Flächensensor erhalten. Weiterhin kann eine Farb-Schlitzkamera mit hoher Auflösung erhalten werden.
Somit sehen die Ausführungsbeispiele der Erfindung vor:
1. Eine Kameravorrichtung, die als Schlitzkamera rein durch Abänderung des elektrischen Systems einer Standard-CCD-Kamera dienen kann.
Weiterhin kann die Schlitzkamera ohne eine mechanische Schlitzplatte und einen Polygonspiegel aufgebaut werden.
2. Eine Schlitzkameravorrichtung, in der die Schlitzposition auf einem Bildschirm der Anzeigevorrichtung angezeigt werden kann und die Schlitzposition leicht bezeichnet werden kann.
3. Eine Schlitzkamera, in der bei dem Wiedergabemodus ein Startabschnitt der effektiven Schlitzzeile leicht mittels eines Indexsignales erfaßt werden kann.
4. Eine Schlitzkamera, bei der die Auflösung durch Vorsehen einer Zeilenaddierschaltung in dem Videosignalsystem verbessert werden kann.
5. Eine Schlitzkamera, die mit einer gewöhnlichen Kamera kompatibel ist und gemaß dem Standard-Fernsehsystem betrieben werden kann.
6. Eine Schlitzkamera, in der mehrere CCDs mit einer Verschiebung (Pitch) von 1/n des Abstandes zwischen den Pixeln angeordnet sind, um eine Schwarz-Weiß- Kameravorrichtung vorzusehen, die ein Bild mit einer hohen Auflösung aufnehmen kann.
7. Eine Schlitzkamera, bei der mehrere CCDs verwendet werden, so daß eine Farb- Kameravorrichtung erhalten werden kann, die sowohl als Schlitzkamera wie auch als gewöhnliche Farbkamera dienen kann.
8. Eine Schlitzkamera, bei der mehrere CCDs mit einer Verschiebung von 1/n des Pitches zwischen den Pixeln vorgesehen sind, oder die Videosignale von den CCDs mit Taktungen ausgelesen werden, die um 1/n eines Zyklus verschoben sind, so daß die Auflösung in der Zeitachsenrichtung verbessert werden kann.

Claims

1. Kameravorrichtung aufweisend:

eine zweidimensionale Anordnung von Bildelementen (8a), die in Linien und Spalten zur Erzeugung von Bildladungssignalen angeordnet sind;

mehrere Spalten-Schieberegister (8V), die jeweils Spalten der Bildelemente (8a) zugeordnet sind, um die Bildladungssignale von diesen zu erhalten und die Bildladungssignale linienweise in der Spaltenrichtung zu verschieben;

ein Linien-Schieberegister (8H) zum Erhalten der aufeinanderfolgenden Linien der Bildladungssignale von den Spalten-Schieberegistern (8V) und zum Schieben der Bildladungssignale von jeder Linie zu einem Ausgangsanschluß (T); und

eine Ansteuereinrichtung (11) zum Ansteuern der Spalten-Schieberegister (8V), um die Bildladungssignale in Richtung des Linien-Schieberegisters (8H) zu verschieben;

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Linienzuweisungseinrichtung (21, 15) zur Auswahl wenigstens einer Linie der Bildladungssignale aufweist, die durch die Anordnung der Bildelemente (8a) erzeugt wurden, und dadurch, daß die Ansteuereinrichtung (11) die Spalten-Schieberegister (8V) ansteuert, um die Linien der Bildladungssignale mit einer niedrigen Rate zu verschieben, wenn die wenigstens eine Linie der Bildladungssignale in das Linien-Schieberegister (8H) verschoben wird und um die Linien der Bildladungssignale mit einer hohen Rate zu verschieben, wenn die übrigen Linien der Bildladungssignale in das Linien-Schieberegister (8H) geschoben werden, wodurch die Kameravorrichtung zur Erfassung eines Objektes (1) betreibbar ist, daß sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, aufweisend:

eine Schalteinrichtung (21) zum selektiven Umschalten des Betriebsmodus der Vorrichtung zwischen einem Schlitzmodus, in dem die Ansteuereinrichtung (11) die Spalten-Schieberegister (8V) zur Verschiebung der Bildladungssignale mit der hohen und der niedrigen Rate ansteuert, und einem Standardmodus, in dem die Ansteuereinrichtung (11) die Spalten-Schieberegister (8V) gemaß einem Standard- Fernsehsystem ansteuert; und

eine Anzeigeeinrichtung (22) zur Anzeige eines Bildes, das durch die Vorrichtung in dem Standardmodus aufgenommen ist,und dem eine Linienmarkierung (32) überlagert ist, wobei die Linienmarkierung (32) der wenigstens einen Linie entspricht, die durch die Linienzuweisungseinrichtung (21, 15) ausgewählt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die niedrige Rate die gleiche Rate ist, mit der die Spalten-Schieberegister (8V) die Linien der Bildladungssignale in dem Standardmodus verschieben.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend:

eine Index-Erzeugungseinrichtung (9) zur Erzeugung eines Indexsignales (33), das die Position der wenigstens einen Linie der Bildladungssignale in dem Ausgangssignal von dem Ausgangsanschluß (T) anzeigt;

eine Überlagerungseinrichtung zur Überlagerung des Indexsignales (33) auf das Ausgangssignal; und

eine Aufzeichnungseinrichtung (23) zur Aufzeichnung des Ausgangssignales mit dem ihm überlagerten Indexsignal (32), wobei die Aufzeichnungseinrichtung (23) das Indexsignal (33) bei einer Wiedergabe des aufgezeichneten Signales erfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die wenigstens eine Linie der Bildladungssignale mehrere Linien an Bildladungssignalen umfaßt, wobei die Vorrichtung eine Addiereinrichtung (35A, 35B) zur Addition der mehreren Linien der Bildladungssignale aufweist, die an dem Ausgangsanschluß (T) ausgegeben werden.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Linien der Bildladungssignale, die durch die Anordnung der Bildladungselemente (8a) erzeugt werden, von dem Ausgangsanschluß (T) während einer Periode ausgelesen werden, die im wesentlichen gleich K Standardlinien- Abtastperioden entspricht, wobei K ein Produkt von zwei Primär-Faktoren der Zahl der Abtastlinien ist, die ein Vollbild eines Standard-Fernsehsignales bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Standard-Fernsehsignal eine vertikale Austastperiode aufweist, die einen vertikalen Synchronisierungs-Impuls und einen Ausgleichs-Impuls aufweist, und der vertikale Synchronisierungs-Impuls und Ausgleichs-Impuls eine Anzahl an Abtastlinien von weniger als K einnehmen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei K der minimale Wert des Produktes der Primär-Faktoren ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Zahl der Abtastlinien in einem Vollbild des Standard-Fernsehsignales 525 ist und K gleich 15 ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, aufweisend mehrere n der zweidimensionalen Anordnungen an Bildelementen (8a), wobei jede Anordnung eine zugeordnete Anzahl der Spalten-Schieberegister (8V) und ein Linien-Schieberegister (8H) zum Verschieben der Bildladungssignale zu einem Ausgang (T) aufweist, wobei entsprechende Bildelemente (8a) von aufeinanderfolgenden Anordnungen um 1/n des Bildelementabstandes in der horizontalen oder vertikalen Richtung bezüglich eines aufgenommenen Bildes des Objekts verschoben sind, wobei die Linienzuweisungseinrichtung (21, 15) wenigstens eine Linie der Bildladungssignale auswählt, die durch jede Anordnung erzeugt werden, und wobei die Ansteuereinrichtung (11) die Spalten-Schieberegister (8V) von jeder Anordnung zur Verschiebung der Linien der Bildladungssignale mit einer niedrigen Rate ansteuert, wenn die wenigstens eine Linie der Bildladungssignale in das Linien- Schieberegister (8H) verschoben wird, und um die Linien der Bildladungssignale mit einer hohen Rate zu verschieben, wenn die übrigen Linien der Bildladungssignale in das Linien-Schieberegister (8H) verschoben werden.