DE69429596T2

DE69429596T2 - Ansteuermethode für einen Festkörperbildaufnehmer

Info

Publication number: DE69429596T2
Application number: DE69429596T
Authority: DE
Inventors: Hiroyoshi Komobuchi; Yuuji Matsuda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1993-06-17
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2014-06-16
Also published as: DE69429596D1; EP0630151B1; CN1061503C; US6967684B2; US6122008A; EP0630151A3; KR100301886B1; US6392700B1; US20020057357A1; CN1106973A; CN1152558C; JP3088591B2; JPH0715672A; KR950002413A; EP0630151A2; CN1277519A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Erfindungsfeld

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung, um den Verwaltungsbereich bezüglich der Menge des einfallenden Lichtes zu einer höheren Helligkeit hin zu erweitern und insbesondere um den Verwaltungsbereich bezüglich der Menge des einfallenden Lichts für höhere Helligkeiten zu erweitern, indem wenigstens zwei Signalladeperioden in einer bestimmten Periode, die dem Teilbild oder Vollbild eines Videosignals entspricht, eingerichtet werden und die Signalladungen in der Signalladeperiode wiedergegeben werden, ohne dass ein externer Teilbildspeicher oder ein Vollbildspeicher erforderlich sind.

2. Stand der Technik

Gemäß einer herkömmlichen Technik werden wenigstens zwei unterschiedliche Ladeperioden in einem Vollbild oder Teilbild eingerichtet, um den Verwaltungsbereich bezüglich der Menge des einfallenden Lichts zu erweitern. Beispielsweise werden eine erste Ladeperiode T1, die der herkömmlichen vertikalen Abtastperiode entspricht, und eine zweite Ladeperiode T2, die kürzer als die erste Ladeperiode ist, in der vertikalen Austastperiode in einer Teilbildperiode TF eingerichtet. Dann wird eine in der ersten Ladeperiode erhaltene Signalladung Q1 mit einer Verstärkung von 1 wiedergegeben, während eine in der zweiten Ladeperiode erhaltene Signalladung Q2 mit einer Verstärkung (T1/T2) wiedergegeben wird. Wenn dabei die Signalladung Q1 eine Sättigungsladungsmenge erreicht, wird ein Verwaltungsbereich bezüglich der Menge des einfallenden Lichts erreicht, der um (T1/T2) größer als die herkömmliche Verstärkung ist, indem die Signalinformation der Signalladung Q2 verwendet wird.
Im Zusammenhang mit dem oben genannten Elementsteuerverfahren zum Erweitern des Verwaltungsbereichs bezüglich der Menge des einfallenden Lichts wurde in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. JP-A-63-250980 vorgeschlagen, auf einen externen Vollbildspeicher zu verzichten. Die vorstehend genannte Veröffentlichung beschreibt ein Verfahren zum kontinuierlichen Übertragen von in zwei Ladeperioden erhaltenen Signalladungen, die geteilt in eine Teilbildperiode TF in einem vertikalen CCD (VCCD) vorgesehen werden, indem drei Signalpakete mit jeweils vier Bildpunkten und insgesamt acht Übertragungselektroden in Übereinstimmung mit dem Aufbau des aktuellen CCD erzeugt werden, wobei Signalladungen einer Mischung von zwei Bildpunkten in der ersten Ladeperiode und zwei Pakete verwendet werden und wobei Signalladungen aus einer Mischung von vier Bildpunkten in der zweiten Ladeperiode als ein Paket verwendet werden.
Aus "Patent Abstracts of Japan", Vol. 15, No. 383 (E-11 16) vom 27. September 1991 und JP-A-3153176 ist eine Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung bekannt, die einen Festkörper- Bildaufnehmer des Zwischenzeilen-Ladungsübertragungs-Typs umfasst, der eine Vielzahl von in einer Matrix angeordneten fotoelektrischen Umwandlungszellen und jeweils ein Lesegatter zwischen jeder der fotoelektrischen Umwandlungszellen in jeder Spalte und einem benachbarten vertikalen Übertragungsregister umfasst und gesteuert wird, um die elektrische Ladung, die in jeder der fotoelektrischen Umwandlungszellen gespeichert wird, zu dem benachbarten vertikalen Übertragungsregister zu übertragen. Ein Speicher ist verbunden, der ein Bildsignal sequentiell von dem Festkörper-Bildaufnehmer zur Speicherung empfängt und eine Kapazität aufweist, die der doppelten Anzahl der fotoelektrischen Umwandlungszellen des Festkörper-Bildaufnehmers entspricht.
Aus EP-A-0 241 800 ist ein Festkörper-Bildsensor bekannt, der eine Anordnung zum Übertragen von Ladungen, die in einer Matrix aus fotoelektrischen Zellen erzeugt werden, unter Verwendung von vertikalen Übertragungsabschnitten und horizontalen Übertragungsabschnitten umfasst. Der vertikale Übertragungsabschnitt umfasst eine Vielzahl von Elektroden, so dass eine Übertragungsstufe durch n aufeinanderfolgende Elektroden und einen Steuerabschnitt zum Ansteuern dieser Elektroden mittels eines n-Phasen-Übertragungstakts gebildet wird. Ein Satz aus Zeilen von fotoelektrischen Zellen in einem Bereich, der einer Übertragungsstufe entspricht, ist in p Gruppen unterteilt, um Ladungen in fotoelektrischen Zellen von wenigstens einer Zeile, die zu einer vorbestimmten Gruppe aus den p Gruppen gehören, in eine Übertragungsstufe des vertikalen Übertragungsabschnittes auszulesen und eine Übertragungsoperation für m Stufen zu veranlassen, wobei m eine ganze Zahl von wenigstens eins ist. Danach werden die fotoelektrischen Zellen von wenigstens einer Zeile der aufeinanderfolgenden Gruppen neu geladen. In der vorletzten Leseoperation der Matrix werden Ladungen in fotoelektrischen Zellen für wenigstens eine Zeile von zwei aufeinanderfolgenden Gruppen in eine Übertragungsstufe des vertikalen Übertragungsabschnitts gelesen. Das Ziel dieses Aufbaus besteht darin, den Leistungsverlust zu reduzieren und das Signal/Rauschen-Verhältnis des Bildes zu verbessern.
"Patent Abstracts of Japan", Vol. 15, No. 295 (E-10 94) vom 26. Juli 1991 und JP-A-3 104386 geben eine Hochqualitäts-Videokamera mit einem erweiterten Dynamikbereich bezüglich der einfallenden Lichtintensität an, wobei ein Schaltsignal mit niedrigem oder hohem Pegel in Abhängigkeit davon ausgegeben wird, ob eine Ausgabe eines Wandlers für einen ersten oder zweiten Pegel kleiner oder größer als eine Bezugsspannung ist, und eine Ausgabe des Wandlers für einen ersten oder zweiten Pegel in Abhängigkeit von dem Pegel des Schaltsignals ausgewählt wird.
In EP-A-0 487 332 ist ein Bildaufnehmer angegeben, welcher umfasst: eine Vielzahl von Zeilen von Lichtempfangszellen, eine Vielzahl von vertikalen Übertragungsregistern jeweils neben einer Zeile der Lichtempfangszellen und eine Steuerschaltung zum Ansteuern der Lichtempfangszellen und der vertikalen Übertragungsregister. Die Steuerschaltung sorgt dafür, dass die Lichtempfangszellen und die vertikalen Übertragungsregister kontinuierlich eine Operation mit kurzer Belichtung und eine Operation mit langer Belichtung durchführen, und liest dann beide Signale sequentiell oder parallel aus, um ein Signal mit einem erweiterten Dynamikbereich zu synthetisieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Wenn es zum Erreichen einer Erweiterung des Verwaltungsbereichs bezüglich der Menge des einfallenden Lichts für höhere Helligkeiten erforderlich ist, ein zweifaches Auslesen mit einem Zeitintervall ΔT vorzunehmen, um die Signalladungen der Mischung aus vier Bildpunkten additiv zu mischen, sind zwei unterschiedliche Typen von Signalladungen T2 und (T2 + ΔT) in einem einzigen Paket vorgesehen. Wenn die Signalladungen der Mischung aus vier Bildpunkten in den zwei Typen von Ladeperioden, die durch ΔT getrennt sind, unterschiedslos einer Berechnungsverarbeitung mit der Verstärkung (T1/T2) unterworfen werden, treten nachteilige Effekte wie eine Fehlausrichtung der Farbe oder Helligkeit bei der Einstellung der zweiten Ladeperiode T2 in Übereinstimmung mit der Lichtmenge des Subjekts auf.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ansteuern einer Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung mit einem Verwaltungsbereich bezüglich der Menge des einfallenden Lichts anzugeben, der für höhere Helligkeiten erweitert ist, ohne dass ein externer Teilbildspeicher oder Vollbildspeicher für ein Subjekt mit einem weiten Bereich der Helligkeitsverteilung verwendet wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ansteuerverfahren und eine Festkörper- Bildaufnehmervorrichtung vorgeschlagen, bei denen keine Differenz ΔT zwischen den Ladeperioden in der zweiten Ladeperiode T2 vorgesehen wird, was problematisch ist, wenn Signalladungen wenigstens zwei Mal innerhalb einer Teilbildperiode von einem fotoelektrischen Umwandlungselement zu einem vertikalen CCD gelesen werden, wobei der Verwaltungsbereich bezüglich der Menge des einfallenden Lichts erweitert werden kann, ohne dass eine Fehlausrichtung in der Farbe oder in der Helligkeit erzeugt wird.
Indem weiterhin die Lichtmenge, die kleiner als eine Standardlichtmenge ist, und die Lichtmenge, die ungefähr zwei Mal größer als die Standardlichtmenge ist, in der ersten Ladeperiode T1 verwaltet wird und indem ein Bereich des Subjekts verwaltet wird, der eine Ladungsquantität der zweiten Dauer in der ersten Ladeperiode T1 aufweist, wobei die zweite Ladeperiode T2 in der vertikalen Austastperiode enthalten ist, wird der Verwaltungsbereich bezüglich des einfallenden Lichts beträchtlich erweitert.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsformen und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist ein Kurvendiagramm, das ein erstes Ansteuerverfahren der vorliegenden Erfindung erläutert.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das ein A-Teilbild einer ersten Ansteuerausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das ein B-Teilbild der ersten Ansteuerausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein Diagramm einer beispielhaften ersten Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist ein Kurvendiagramm, das die Wirkung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Fig. 7 ist ein Kurvendiagramm, das ein zweites Ansteuerverfahren der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist ein Diagramm eines A-Teilbilds einer zweiten Ansteuerausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 ist ein Diagramm eines B-Teilbilds der zweiten Ansteuerausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 ist ein Kurvendiagramm, das ein drittes Ansteuerverfahren der vorliegenden Erfindung erläutert.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
Vier Übertragungselektroden eines VCCD 110 entsprechen einer Bildpunkteinheit 100, während acht Übertragungselektroden aus einer Transferelektrode 101 mit V1, einer Übertragungselektrode 102 mit V2, einer Übertragungselektrode 103 mit V3, einer Übertragungselektrode 104 mit V4, einer Übertragungselektrode 105 mit V5, einer Übertragungselektrode 106 mit V6, einer Übertragungselektrode 107 mit V7 und einer Übertragungselektrode 108 mit V8 als insgesamt acht Übertragungselektroden in Entsprechung zu zwei kontinuierlichen Bildpunkteinheiten verwendet werden, wenn ein 8- Phasen-Übertragungstakt an ihnen angelegt wird. Die Übertragungselektrode 102 mit V2 und die Übertragungselektrode 106 mit V6 weisen jeweils ein Lesegatter 109 auf. Es sind hier zwei Lesegatter mittels eines Polysiliziums der ersten Schicht für eine Leseelektrode vorgesehen, wobei die Leseelektrode jedoch auch das Polysilizium von entweder der ersten oder der zweiten Schicht verwenden kann. Es können auch zwei Bildpunkte in der Richtung des VCCD zu einem Bildpunkt verbunden werden, wenn ein herkömmliches CCD verwendet wird. Für die Elementansteuerbeispiele von Fig. 2 und den folgenden Zeichnungen wird eine Beschreibung auf der Basis des Aufbaus von Fig. 1 gegeben.
Fig. 2, 3 und 4 zeigen Ausführungsformen der Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung von Fig. 1.
Fig. 2 zeigt ein A-Teilbild 201 und ein B-Teilbild 203 eines normalen Fernsehbildes. Fig. 2 zeigt auch den Zeitablauf zum Laden, Lesen und Übertragen von Signalen in dem A-Teilbild 201 und dem B-Teilbild 203 in jedem Bildpunkt einer ungeraden Zeile und in jedem Bildpunkt einer geraden Zeile.
Der Ungerade-Zeilen-Bildpunkt 232 und der Gerade-Zeilen-Bildpunkt 233 weisen hier gleiche Ladeperioden-Startzeiten auf, die durch einen bekannten VOD-Sweep-Verschlussvorgang (VOD = Vertical Overflow Drain) vorgesehen werden.
Der Gerade-Zeilen-Bildpunkt 233 erhält eine erste Gerade-Zeilen-Signalladung 205 in Übereinstimmung mit einem in einer Periode T11 224 eingegebenen Signal. Eine Leseoperation zu dem VCCD wird zum Zeitpunkt TAF1 210 ausgeführt. Währenddessen erhält der Ungerade-Zeilen-Bildpunkt 232 eine erste Ungerade-Zeilen-Signalladung 206 in Übereinstimmung mit einem in einer Periode T12 225 eingegebenen Signal, wobei eine Leseoperation zu dem VCCD zum Zeitpunkt TAF21 211 ausgeführt wird. Weiterhin erhält der Gerade-Zeilen-Bildpunkt 233 in einer V-Austastperiode 202 eine zweite Gerade-Zeilen- Signalladung 207 in Übereinstimmung mit einem in einer Periode T2 227 eingegebenen Signal. Eine Leseoperation zu dem VCCD wird zum Zeitpunkt TAS1 212 ausgeführt. Währenddessen erhält der Ungerade-Zeilen-Bildpunkt 232 eine zweite Ungerade-Zeilen- Signalladung 208 in Übereinstimmung mit einem in einer Periode T2 228 eingegebenen Signal, die in einer identischen Ladeperiode wie die Periode T2 227 vorgesehen ist, wobei eine Leseoperation zu dem VCCD zum Zeitpunkt TAS21 213 ausgeführt wird. Dabei wird die Steuerung der Ladungszeiten in der Periode T2 227 und in der Periode T2 228 zum Aufnehmen eines Bereichs mit einer hohen Helligkeit des Subjekts in der V-Austastperiode 202 durchgeführt, indem eine VOD-Sweep-Periode 229 innerhalb der gesamten Teilbildperiode 226 eingestellt wird.
Dieselbe Operation wird in dem B-Teilbild 203 durchgeführt, wobei jedoch die Ladeperiode einer ersten Ungerade-Zeilen-Signalladung 214 durch die Ladeperiode einer ersten Gerade- Zeilen-Signalladung 215 ersetzt werden kann.
Fig. 3 und 4 zeigen den Zeitablauf der Lese- und Übertragungsoperationen. Eine zum Zeitpunkt TAF1 210 gelesene Signalladung 240 wird Bildpunkt-Weise in dem VCCD übertragen. Zum Zeitpunkt TAF21 211 wird eine Signalladung 241 gelesen. In Fig. 3 werden zwanzig Taktimpulse vom Zeitpunkt TAF1 210 bis zum Zeitpunkt TAF21 211 verwendet. Indem dann zwanzig Taktimpulse vom Zeitpunkt TAS1 212 bis zum Zeitpunkt TAS21 213 verwendet werden, können die Ladeperioden T2 227 und T2 228 dieselbe Dauer aufweisen. Weiterhin werden eine Signalladung 242, die der zweiten Gerade-Zeilen-Signalladung 207 entspricht, und eine Signalladung 243, die der zweiten Ungerade-Zeilen-Signalladung 208 entspricht, zum Zeitpunkt TAS21 213 wie in Fig. 3 gezeigt miteinander gemischt. Es ist ein Intervall von zwanzig Taktimpulsen von TAS, 212 bis TAS21 213 zwischen den Perioden zum Lesen der beiden Signalladungen vorgesehen. Dann werden die Signalladungen in dem VCCD in Übereinstimmung mit dem 8-Phasen-Takt übertragen. Die Ladeperioden T2 227 und T2 228 weisen in diesem Beispiel eine Ladeperiode von zwanzig Taktimpulsen auf, wobei die Anzahl der Taktimpulse in der vorliegenden Erfindung jedoch nicht auf eine bestimmte Anzahl beschränkt ist. Die Ladeperioden T2 227 und T2 228 werden durch das Erhöhen oder Vermindern des Intervalls von TAF2, 211 bis TAS, 212 gesteuert, wodurch die VOD- Sweep-Periode 229 erhöht oder vermindert wird.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 zeigt die Wirkung der Erweiterung des Verwaltungsbereichs bezüglich der Menge des einfallenden Lichts.
Das einfallende Licht wird in einem fotoelektrischen Bildpunkteinheit-Umwandlungsabschnitt 300 fotoelektrisch umgewandelt. Eine Signalladung 301 einer Mischung aus zwei Bildpunkten mit einer elektronischen Verschlusszeit, eine Teilbildsignalladung 1 302 und eine Teilbildsignalladung 2 303 werden jeweils durch ein HCCD1 304, ein HCCD2 305 und ein HCCD3 306 (HCCD = horizontales CCD) übertragen. Nach dem Durchgang durch eine CDS- & Blockierschaltung 307 werden sie einer Entscheidung bezüglich der Signalsättigung durch eine Signalentscheidungsschaltung 309 auf der Basis der Sättigung oder Nicht- Sättigung von Signalen unterworfen, die von allen oder einigen von HCCD1, 2 und 3 ausgegeben werden. Nachdem sie weiterhin einer Auswahl bezüglich der Ausgabe in einer Signalauswahlschaltung 308 unterworfen wurden, werden sie zu einer Berechnungsverarbeitung in einer Signalverarbeitungsschaltung 310 ausgegeben, um die Bildsignalwiedergabe auszuführen, was im Folgenden beschrieben wird.
Im Folgenden wird ein beispielhaftes Bildwiedergabeverfahren gezeigt. In den folgenden bedingten Ausdrücken gibt VT eine Spannung wieder, die der Sättigungsladungsmenge eines Elements entspricht.
Wenn die Bedingung von Gleichung 1 in Bezug auf die Signalspannungen V (T11) und V (T12) in den Ladeperioden T11 und T12 wahr sind, werden zuerst die Signale V (T11) und V (T12) durch die Signalauswahlschaltung 308 ausgewählt. Wenn die Bedingung von Gleichung 1 falsch ist, wählt die Signalauswahlschaltung 308 die Signalladung 301 bei einer elektronischen Verschlusszeit mit einer Mischung aus zwei Bildpunkten aus, während die Signalspannung in der Ladeperiode T2 in einer Signalverarbeitungsschaltung 310 durch die Berechnung von Gleichung 2 zu Vsig (T2) umgewandelt wird. In Gleichung 3 ist an dieser Stelle der Wert a definiert, wobei jedoch auch andere entsprechende Werte wie beispielsweise die Werte von Gleichung 4 verwendet werden können. Dabei ist zu beachten, dass die anderen, nicht gewählten Signale verworfen werden.
Gleichung 1:
max (v(T11),V(T12)) < VT
Gleichung 2:
Vsig (T2) = a · V(T2)
Gleichung 3:
a = T11/T2
Gleichung 4:
a = T12/T2
Im Folgenden wird die Erweiterung des Verwaltungsbereichs bezüglich der Menge des einfallenden Lichts der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 6 erläutert.
Eine durch die Lese- und Übertragungsoperationen mittels der Mischung von zwei Bildpunkten in einem herkömmlichen CCD erhaltene Ausgabesignalladung ist als eine herkömmliche elektrische Sättigungsladungsmenge 302 des Zwei-Bildpunkte-Mischungs-Typs gezeigt. Die Sättigungsladungsmenge der Signalladungen in den Ladeperioden T11 224 und T12 225 von Fig. 2(a) weist einen Wert auf, der einer Übertragungselektrode in einer Bildpunkteinheit 100 von Fig. 1 entspricht, so dass der Wert einem Viertel der herkömmlichen Sättigungsladungsmenge des Zwei-Bildpunkte-Mischungs-Typs entspricht. Um ein Helligkeitssignal zu bilden, werden eine Signalladung 240 und eine Signalladung 241 in einer externen Schaltung addiert, so dass der Wert der Hälfte der herkömmlichen Sättigungsladungsmenge des Zwei-Bildpunkte-Mischungs-Typs entspricht. Dieser Wert ist als Sättigungsladungsmenge 321 aller Bildpunkte zu einer unabhängigen Lesezeit gezeigt.
Gemäß dem Element und dem Ansteuerverfahren der vorliegenden Ausführungsform kann eine Signalladung, die durch das Mischen der zweiten Gerade-Zeilen-Signalladung 207 in der Ladungsperiode T2 227 mit der zweiten Ungerade-Zeilen-Signalladung 208 in der Ladungsperiode T2 228 erhalten wird, unabhängig und gleichzeitig ausgelesen werden, so dass eine Sättigungsladungsmenge 322 bei einem elektronischen Verschluss mit einer Zwei- Bildpunkte-Mischzeit erhalten werden kann. Dabei können die Perioden T2 227 und T2 228 beispielsweise zwischen 1/500 Sekunden und 1/2000 Sekunden variiert werden, um eine durch die Variable 325 in Fig. 6 wiedergegebene Wirkung zu erhalten. Deshalb kann ein erweiterter Verwaltungsbereich 323 bezüglich der Einfallslichtmenge erreicht werden, der den Höchstwert 324 der herkömmlichen Verwaltung der Einfallslichtmenge überschreitet.
Fig. 7, 8 und 9 zeigen eine Ausführungsform für den Fall, dass kein VOD-Sweep verwendet wird. Fig. 7 zeigt einen Ungerade-Zeilen-Bildpunkt 432 und einen Gerade-Zeilen-Bildpunkt 433 sowie den Zeitablauf des Ladens, Lesens und Übertragens von Signalen in einem A- Teilbild 401 und einem B-Teilbild 403 eines normalen Fernsehvollbilds.
In diesem Fall unterscheiden sich die Ladungsperioden-Startzeitpunkte des Ungerade- Zeilen-Bildpunkts 432 und des Gerade-Zeilen-Bildpunkts 433 voneinander. Der Gerade- Zeilen-Bildpunkt 433 erhält ein erste Gerade-Zeilen-Signalladung 405 in Übereinstimmung mit einem in einer Periode T11 424 eingegebenen Signal. Eine Leseoperation zu dem VCCD wird zum Zeitpunkt TAF1 410 durchgeführt. Währenddessen erhält der Ungerade-Zeilen- Bildpunkt 432 eine erste Ungerade-Zeilen-Signalladung 406 in Übereinstimmung mit einem in einer Periode T12 425 eingegebenen Signal, wobei eine Leseoperation zu dem VCCD zum Zeitpunkt TAF21 411 durchgeführt wird. Weiterhin erhält der Gerade-Zeilen-Bildpunkt 433 in einer V-Austastperiode 402 eine zweite Gerade-Zeilen-Signalladung 407 in Übereinstimmung mit einem in einer Periode T2 427 eingegebenen Signal. Eine Leseoperation zu dem VCCD wird zum Zeitpunkt TAS1 412 durchgeführt. Währenddessen erhält der Ungerade- Zeilen-Bildpunkt 432 eine zweite Ungerade-Zeilen-Signalladung 408 in Übereinstimmung mit einem Signal, das in einer Periode T2 428 eingegeben wird, die in einer identischen Ladungsperiode wie die Periode T2 eingerichtet ist. Eine Leseoperation zu dem VCCD wird zum Zeitpunkt TAS21 413 durchgeführt. Dabei unterscheiden sich die Perioden T11 424 und T12 425 voneinander, wobei sie sich auch in Abhängigkeit davon unterscheiden, ob sie im A- Teilbild 410 oder im B-Teilbild 403 sind. Wenn also die Perioden T2 427 und T2 428 mit derselben Ladungsperiode gesteuert werden, besteht die Möglichkeit, dass eine Fehlausrichtung in der Farbe und der Helligkeit innerhalb der Periode von vier Teilbildern erzeugt wird. In der vorliegenden Erfindung werden die Bildpunktdaten jedoch unabhängig gelesen, wobei eine Berechnung (Gleichung 6) vorgenommen werden kann, die das Verhältnis in der Ladungsperiode (Gleichung 5) berücksichtigt. Indem also ein Wert Vsig' (T11) verwendet wird, der in den Termen der Ladungsperiode T12 berechnet wird, tritt keine Fehlausrichtung in der Farbe oder in der Helligkeit auf
Gleichung 5:
b = T12/T11
Gleichung 6:
Vsig'(T11) = b · V(T11)
Fig. 8 und 9 zeigen den Zeitablauf der Lese- und Übertragungsoperationen. Eine zum Zeitpunkt TAF1 410 gelesene Signalladung 440 wird in dem VCCD Bildpunkt-Weise übertragen. Zum Zeitpunkt TAF21 411 wird eine Signalladung 441 gelesen. In Fig. 3 werden zwanzig Taktimpulse vom Zeitpunkt TAF1 410 bis zum Zeitpunkt TAF21 411 verwendet. Danach wird durch das Ausrichten des Zeitablaufs vom Zeitpunkt TAS1 412 bis zum Zeitpunkt TAS21 413 innerhalb von zwanzig Taktimpulsen dafür gesorgt, dass die Ladungsperioden in den Perioden T2 427 und T2 428 eine identische Dauer haben. Nachdem weiterhin eine Signalladung 442, die der zweiten Gerade-Zeilen-Signalladung 407 entspricht, innerhalb der Periode von zwanzig Taktimpulsen Bildpunkt-Weise übertragen wurde, wird eine Signalladung 443, die der zweiten Ungerade-Zeilen-Signalladung 408 entspricht, durch eine Überlagerung zum Zeitpunkt TAS21 412 wie in Fig. 3 gezeigt gelesen, um mit der Signalladung gemischt und in dem VCCD in Übereinstimmung mit dem 8-Phasen-Takt übertragen zu werden. In diesem Beispiel entsprechen die Ladungsperioden T2 427 und T2 428 zwanzig Taktimpulsen, wobei die Anzahl der Taktimpulse in der vorliegenden Erfindung jedoch nicht auf eine bestimmte Anzahl beschränkt ist.
Fig. 10 zeigt einen Fall, in dem die Ladungsperiode einer ersten Ungerade-Zeilen- Signalladung 414 durch die Ladungsperiode einer ersten Gerade-Zeilen-Signalladung 415 wie in Fig. 7 ersetzt wird. In diesem Fall ist eine erste Gerade-Zeilen-Signalladung 505 eine Signalladung, die von einem in einer Periode T11 524 eingegebenen Signal erhalten wird. Eine Leseoperation zu dem VCCD wird zum Zeitpunkt TAF1 510 durchgeführt. Eine erste Ungerade-Zeilen-Signaladung 506 ist eine Signalladung, die von einem in einer Periode T12 525 eingegebenen Signal erhalten wird, wobei eine Leseoperation zu dem VCCD zum Zeitpunkt TAF2 511 durchgeführt wird. Eine zweite Gerade-Zeilen-Signalladung 507 ist ein Signal, das von einem in einer Periode T2 527 eingegebenen Signal erhalten wird. Eine Leseoperation zu dem VCCD wird zum Zeitpunkt TAS, 512 durchgeführt. Eine zweite Ungerade-Zeilen-Signalladung 508 ist ein Signal, das von einem in einer Periode T2 528 eingegebenen Signal erhalten wird, wobei eine Leseoperation zu dem VCCD zum Zeitpunkt TAS2 513 durchgeführt wird.
In der vorliegenden Erfindung können die Perioden T11 524 und T12 525 mit einer gleichen Dauer eingerichtet werden, so dass die Umwandlung von Gleichung 6 nicht erforderlich ist.
Wie oben beschrieben kann der Verwaltungsbereich bezüglich des einfallenden Lichts in der vorliegenden Erfindung zu höheren Helligkeiten hin erweitert werden, ohne dass dazu ein Teilbildspeicher oder ein Vollbildspeicher erforderlich ist.

Claims

1. Verfahren zum Ansteuern einer Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung mit einer Vielzahl von Bildpunkteinheiten, wobei jede der Vielzahl von Bildpunkteinheiten einem Bildpunkt in einem Bild entspricht und jede der Vielzahl von Bildpunkteinheiten wenigstens einen Eingangs-Umwandlungsabschnitt und eine CCD- Ladungsübertragungseinrichtung aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:

Einstellen einer ersten Signalladeperiode und einer zweiten Signalladeperiode während eines Halb- oder Teilbildes eines Videosignals für jede der Vielzahl von Bildpunkteinheiten, wobei die zweite Signalladeperiode kürzer ist als die erste Signalladeperiode; und

Einstellen der zweiten Signalladeperioden während des einen Halb- oder Teilbildes für zwei Bildpunkteinheiten, die in der vertikalen Richtung aneinandergrenzen, so dass die zweiten Signalladeperioden für jede der zwei Bildpunkteinheiten unterschiedliche Anfangszeiten und gleiche Zeitdauer haben.

2. Verfahren zum Ansteuern einer Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung nach Anspruch 1, wobei:

die zweite Signalladeperiode unter Verwendung eines elektronischen Verschlussvorgangs in dem einen Halb- oder Teilbild des Videosignals gesteuert wird.

3. Verfahren zum Ansteuern einer Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede der zwei Bildpunkteinheiten, die in der vertikalen Richtung aneinandergrenzen, während der zweiten Signalladeperiode erste Signalladungen erzeugt, und wobei das Verfahren des Weiteren die Schritte des Mischens der ersten Signalladungen während eines Übertragungsvorgangs unter Verwendung der CDD-Ladungsübertragungseinrichtung zum Erzeugen einer gemischten Signalladung umfasst.

4. Verfahren zum Ansteuern einer Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung nach Anspruch 3, wobei jede der zwei Bildpunkteinheiten, die in der vertikalen Richtung aneinandergrenzen, während der ersten Signalladeperiode jeweils eine zweite Signalladung und eine dritte Signalladung erzeugen, und wobei das Verfahren des Weiteren umfasst:

a) Übertragen der gemischten Signalladung zu einer externen Signalverarbeitungsschaltung, die ein erstes horizontales ladungsgekoppeltes Element, HCCD, verwendet;

b) Übertragen der zweiten Signalladung zu der externen Signalverarbeitungsschaltung unter Verwendung eines zweiten HCCD; und

c) Übertragen der dritten Signalladung zu der externen Signalverarbeitungsschaltung unter Verwendung eines dritten HCCD;

wobei die Schritte a), b) und c) in der gleichen horizontalen Abtastperiode ausgeführt werden.

5. Verfahren zum Ansteuern einer Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung nach Anspruch 3, wobei jede der zwei Bildpunkteinheiten, die in der vertikalen Richtung aneinandergrenzen, während der ersten Signalladeperiode jeweils eine zweite Signalladung und eine dritte Signalladung erzeugt, und wobei das Verfahren des Weiteren umfasst:

a) Übertragen der gemischten Signalladung zu einer externen Signalverarbeitungsschaltung unter Verwendung eines ersten HCCD; und

b) Übertragen der zweiten und der dritten Signalladung zu der externen Signalverarbeitungsschaltung unter Verwendung eines zweiten HCCD;

wobei die Schritte a) und b) in der gleichen horizontalen Abtastperiode ausgeführt werden.

6. Verfahren zum Ansteuern einer Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung nach Anspruch 1, wobei:

a) eine erste Signalladung während der ersten Signalladeperiode erzeugt wird, und eine zweite Signalladung während der zweiten Signalladeperiode erzeugt wird,

das des Weiteren die folgenden Schritte umfasst:

b) Feststellen, ob die erste Signalladung gesättigt oder nicht gesättigt ist;

c) Bestimmen einer Eingangslichtmenge unter Verwendung lediglich der zweiten Signalladung, wenn die erste Signalladung gesättigt ist; und

d) Bestimmen der Eingangslichtmenge unter Verwendung lediglich der ersten Signalladung, wenn die erste Signalladung nicht gesättigt ist.

7. Verfahren zum Ansteuern einer Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung nach Anspruch 6, wobei Schritt c) den Schritt des Vergrößerns der zweiten Signalladung proportional zu einem Verhältnis der ersten Signalladeperiode zu der zweiten Signalladeperiode einschließt.

8. Verfahren zum Ansteuern einer Festkörper-Bildaufnehmervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei, wenn eine elektrische Ladung unter Verwendung einer Vertikal-CCD-Ladungsübertragungseinrichtung mit vier Elektroden, die für eine Bildpunkteinheit vorhanden sind, übertragen wird, die erste Signalladung, die während der ersten Signalladeperiode erzeugt wird, und die zweite Signalladung, die während der zweiten Signalladeperiode erzeugt wird, zusammen in der Vertikal-CCD-Ladungsübertragungseinrichtung übertragen werden.