NL8802642A - Beeldopneeminrichting uitgevoerd met een rasteroverdrachtssensor geschikt voor een informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven Beeldopneeminrichting uitgevoerd met een rasteroverdrachtssensor geschikt voor een informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe.

De uitvinding heeft betrekking op een beeldopneeminrichting uitgevoerd met een rasteroverdrachtssensor geschikt voor een informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe, welke sensor is uitgevoerd met een beeldopneemdeel bevattende sensoropneemelementen voor het omzetten van opvallende straling in ladingspakketinformatie als beeldinformatie, met een ermee gekoppeld, tegen straling afgedekt geheugendeel voor beeldinformatie-opslag bevattende sensorgeheugenelementen en met een daarmee gekoppeld, tegen straling afgedekt parallel-in, serie-uit schuifregisterdeel bevattende ten minste één rij van sensorschuifregisterelementen en uitgevoerd met ten minste één uitgang voor afgifte van een beeldsignaal, waarbij de inrichting voor het uitvoeren van de accordeonbesturing een tijdsignaalgenerator bevat voor het leveren van althans klokpulssignalen aan stuurelektroden van de sensor, waarbij de informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe inhoudt dat in de sensor een informatiedoorgifte gebeurt met een openende, een transporterende en een sluitende fase, waarbij de openende fase inhoudt een beeldinformatie-elementvergroting en een beeldinformatietransport, de transporterende fase inhoudt een beeldinformatietransport en de sluitende fase inhoudt een beeldinformatietransport en een beeldinformatie-elementverkleining te bestemder plaatse, welke beeldopneeminrichting verder is uitgevoerd met een sluiterinrichting voor het onderbreken van de stralingsinval op het beeldopneemdeel tijdens een tijdsduur voor de informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe.

Een beeldopneeminrichting uitgevoerd met een rasteroverdrachtssensor geschikt voor een informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe is bekend uit het artikel "The accordion imager, a new solid-state image sensor" in het tijdschrift Philips Technical Review, No. 1/2, December 1986, bladzijden 1 tot en met 8. Beschreven is dat de overdracht zeer snel moet zijn om te verzekeren dat de onderweg zijnde ladingspakketten niet signifikant worden beïnvloed door opvallend licht als straling.

Ter voorkoming van deze beïnvloeding is het algemeen bekend de sluiterinrichting toe te passen. Hierbij is de sluiterinrichting veelal uitgevoerd met een vlinder die bevestigd is op een as die wordt aangedreven door een motor. Voor de lichtinvalonderbreking wordt de vlinder vóór het beeldopneemdeel langs gedraaid. Wanneer na een vlindervoordraaiduur het beeldopneemdeel geheel door de vlinder is afgeschermd, vindt vervolgens tijdens de overdrachtsduur de rasteroverdracht plaats. Hierbij kan deze overdracht al of niet volgens het accordeonprincipe gebeuren.

Het blijkt in de praktijk dat in het bij de weergave lijn- en rastergewijze opgebouwde beeld een beeldstoring kan optreden.

In de lijn- of horizontale richting bewegende objekten met vertikale contouren blijken te worden weergegeven met niet-vertikale, maar schuine contouren. Het contour helt hierbij over in de bewegingsrichting.

De uitvinding beoogt onder meer, bij de toepassing van de informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe deze beeldstoring te verminderen. Een beeldopneeminrichting volgens de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk, dat bij een gedeeltelijk plaatselijke onderbreking van de stralingsinval op het beeldopneemdeel de informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe aldaar plaatselijk begint en en bij de verdergaande plaatselijke stralingsinvalonderbreking deze volgt.

Door de toepassing van de met de voortgaande stralingsonderbreking meegaande uitbreiding van de accordeonoverdracht wordt de beeldstoring verminderd. Deze beeldstoring wordt namelijk veroorzaakt door het feit dat de beeldinformatie in het beeldopneemdeel tijdens de bekende rasteroverdrachtsduur van vijf a zeven lijnperioden in één abrupte aktie er uit wordt verwijderd en de weergave beeldelement- en lijn- sekwentieel in een rasterperiode gebeurt. Het oog interpreteert hierbij de weergave van twee verschoven afbeeldingen van het vertikale contour, als een schuinstaande contour met een overhelling in de bewegingsrichting. Bij de rasteroverdracht volgens de uitvinding komt de aburpte aktie niet voor, maar vindt een gelijkmatige overdracht plaats.

De uitvinding zal aan de hand van de bijgaande tekening als voorbeeld nader worden toegelicht, waarbij figuur 1 schematisch een beeldopneeminrichting volgens de uitvinding geeft, getekend met een rasteroverdrachtssensor en een sluiterinrichting; figuren 2a, 2b, 2c en 2d vier in de tijd optredende posities van sensoropneemdeel en sluiter illustreren, ter verklaring van de werking van de beeldopneeminrichting volgens figuur 1, en figuur 3 een patroon van logische O'en en 1'en geeft dat voorkomt bij stuurelektroden van de sensor gerelateerd aan de genoemde vier posities.

In figuur 1 is met FT een rasteroverdrachtssensor aangeduid. Bij de sensor FT zijn een beeldopneemdeel IP, een geheugendeel SP en een schuifregisterdeel SR aangegeven. De delen IP en SP bevatten op bekende wijze, elk een niet-getekend tweedimensionaal patroon van sensorelementen. Aantallen en formaten van de sensorelementen in de patronen kunnen gelijk of verschillend zijn. Het deel IP bevat sensoropneemelementen voor het omzetten van opvallende straling, zoals bijvoorbeeld licht, in ladingspakketinformatie als beeldinformatie. Het tegen straling afgedekte geheugendeel SP voor beeldinformatie-opslag bevat sensorgeheugenelementen. Het eveneens tegen straling afgedekte, parallel-in, serie-uit schuifregisterdeel SR bevat ten minste één rij van sensorschuifregisterelementen, welke rij is verbonden met ten minste één uitgang OT voor afgifte van een beeldsignaal. De afdekkingen zijn met arcering getekend. Sensorstuurelektroden bij de delen IP en SP zijn aan de hand van een enkele elektrode EIP respektievelijk ESP geïllustreerd. De elektroden EIP en ESP zijn verder aangegeven in figuur 3 dat een patroon van logische O'en en 1'en geeft, voorkomend bij elk veertien elektroden. Het gegeven patroon behoort bij een informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe, waarbij in figuren 1 en 3 de richting ervan met een pijl FTD is aangegeven. Het patroon van figuur 3 wordt verkregen met behulp van klokpulssignalen CIP en CSP die geleverd worden door een tijdsignaalgenerator CC. De generator CC levert verder een klokpulssignaal CSR af aan het registerdeel SR. De leidingen met de signalen CIP, CSP en CSR zijn enkelvoudig getekend, maar zijn op bekende wijze meervoudig uitgevoerd voor het transport van de diverse klokpulssignalen met verschillende frekwenties of fasen. De getekende rasteroverdrachtssensor FT (frame transfer sensor) kan gekombineerd zijn met een zogeheten tussen-lijnsensor (interline sensor IL) tot een FIT-sensor.

Figuur 1 toont verder een sluiterinrichting (SH, SHM) die bijvoorbeeld is uitgevoerd net een sluiterstel SH dat is getekend met twee sluiters SH1 en SH2, en met een motor SHM die via een aandrijfas met een aandrijfrichting volgens een pijl SHA, is gekoppeld met het sluiterstel SH. Daar de aandrijving van de sluiterinrichting (SH, SHM) synchroon moet gebeuren met de elektrodebesturing bij de sensor FT levert de generator CC een synchroniseersignaal CSH aan de motor SHM. De sluiterinrichting (SH, SHM) is als voorbeeld in figuur 1 gegeven. De motor SHM zorgt ervoor dat de sluiters SH1 en SH2 met een door een pijl v aangeduide snelheid vóór de sensor FT langs bewegen waardoor de stralings- respektievelijk lichtinval op het beeldopneemdeel IP tijdens een tijdsduur voor de informatie-overdracht van opneemdeel IP naar geheugendeel SP wordt onderbroken. De lichtinvalonderbreking is met een arcering geïllustreerd. In plaats van de getekende, mechanische oplossing kan worden gedacht aan een elektronische sluiter vóór het opneemdeel IP, bijvoorbeeld uitgevoerd met een vloeibaar kristal.

Hierbij dient het vloeibare kristal zodanig te worden bestuurd dat een sluiterwerking optreedt die voor figuur 1 geïllustreerd is in figuren 2a, 2b, 2c en 2d.

Figuren 2a, 2b, 2c en 2d behoren bij vier in de tijd optredende posities van het sensoropneemdeel IP en de sluiter SH2, volgend op de in figuur 1 getekende positie van de sensor FT en de slutiers SH1 en SH2.

Figuur 2a toont op een tijdstip t10 dat een klein deel van het beeldopneemdeel IP is afgedekt. Figuur 2b toont dat op een tijdstip t20 de gehele afdekking heeft plaatsgevonden. Figuur 2c behoort bij een tijdstip t30 optredend juist na vrijgave van het opneemdeel IP voor licht. De verdergaande vrijgave toont figuur 2d op een tijdstip t40.

De tijdstippen t10, t20, t30 en t40 zijn in figuur 3 bij het logische patroon als voorbeelden aangegeven. Met tO is een tijdstip aangegeven waarvan als een periodiek tijdstip wordt uitgegaan voor de beschrijving van de werking van de beeldopneeminrichting volgens figuur 1. Bij de stuurelektroden EIP1 tot en met 14 van het opneemdeel IP is als voorbeeld een logisch patroon 01010101 enzovoort aanwezig. Op bekende wijze wordt gesteld dat de logische 0 korrespondeert met een barrière geïnduceerd in de sensor FT en de logische 1 korrespondeert met een in de sensor FT voorkomend ladingspakket als beeldinformatie die tijdens een beeldintegratieduur plaatselijk wordt opgebouwd. Verder wordt gesteld dat op het tijdstip tO bij de stuurelektroden ESP1 tot en met 14 van het geheugendeel SP een logisch patroon 00110011 enzovoort aanwezig is. Het tijdstip tO wordt geacht het eindtijdstip te zijn van de beeldintegratieduur ter plaatse van de elektrode EIP14, terwijl het geheugendeel ESP geen beeldinformatie meer bevat. Er wordt vanuit gegaan dat het niet-getekende schuifregisterdeel SR aansluit op het geheugendeel SP met de elektrode ESP14. Het aantal van veertien elektroden is voor de eenvoud van de schrijving genomen, in de praktijk zijn enige honderden elektroden aanwezig.

Op het tijdstip tO volgt een tijdstip t1 waarbij het logische patroon bij de elektroden EIP onveranderd is, terwijl bij de elektroden ESP het logische patroon 0011 overgaat in 1001. Het gevolg is dat het beeldinformatieladingspakket aanwezig onder de elektrode EIP14 zich uitbreidt tot onder de elektrode ESP1. Op een volgend tijdstip t2 bevindt het ladingspakket zich onder de elektroden ESP1 en 2, terwijl een verbrede barrière zich onder de elektroden EIP14 en 13 bevindt. Op een volgend tijdstip t3 heeft het ladingspakket vanonder de elektrode EIP12 zich uitgebreid tot onder de elektrode EIP13. In figuur 3 zijn de ladingspakketuitbreidingen geïllustreerd met een vierkant dat overgaat in een rechthoek. Hierna vindt alleen een informatietransport plaats.

Het blijkt dat plaatselijk een openende fase van de informatiedoorgifte volgens het accordeonprincipe optreedt met een beeldinformatie-elementvergroting (van vierkant naar rechthoek) en een beeldinformatietransport. Ter verkrijging van een duidelijk overzicht van de informatiedoorgifte zijn in figuur 3 O'en weggelaten.

Voor het tijdstip t10 van figuur 3 wordt gesteld dat het getekende logische patroon van O'en en 1'en bij de elektroden EIP en ESP aanwezig is. Een vergelijking van figuur 3 en figuur 2a op het tijdstip t10 toont dat de sluiter SH2 geacht wordt de elektroden EIP14, 13, 12, 11, 10 en 9 af te dekken. De voortgaande afdekking wordt gevolgd door de openende fase van de accordeonoverdracht en figuur 3 toont dat op een tijdstip t11 de afdekking van het opneemdeel IP geheel is gebeurd. Als voorbeeld is het tijdstip t20 met het getekende logische patroon gegeven behorend bij figuur 2b.

Op het tijdstip t20 begint bij de elektrode ESP14 de sluitende fase van de accordeonoverdracht. Op het beeldinformatietransport in de transporterende fase volgt een beeldinformatie-elementverkleining te bestemden plaatse, zoals met de rechthoek en het vierkant geïllustreerd.

Op een tijdstip t21 eindigt de sluitende fase bij het geheugendeel SP, bij de elektrode ESP2. Op een tijdstip t22 begint de sluitende fase bij het opneemdeel IP. Hierna is het opneemdeel IP ter plaatse van de elektrode EIP14 gereed voor de volgende beeldinformatie-integratieduur. Gesteld wordt dat bij het tijdstip t30 van figuur 2c het in figuur 3 gegeven logische patroon behoort.

Op een tijdstip t31 is de beeldinformatie afkomstig van onder de elektrode EIP12 en opgeslagen onder de elektrode ESP12 aanwezig onder de elektroden ESP13 en 12. Vóór het tijdstip t31 is op niet-getekende wijze de beeldinformatie van onder de elektrode ESP14 doorgegeven naar het aanliggende schuifregisterdeel SR. Uit de verdere beschrijving van figuur 3 zal volgen dat deze informatie een onjuiste beeldinformatie is.

Op een tijdstip t32 wordt de beeldinformatie afkomstig van onder de elektrode EIP12 doorgegeven naar het niet-getekende shuifregisterdeel SR en op het volgende tijdstip t40 is het schuifregister SR geheel gevuld met beeldinformatie. Een vergelijking van figuur 2d op het tijdstip t40 met het in figuur 3 gegeven logische patroon illustreert dat de afdekking van het opneemdeel IP ongeveer halverwege is opgeheven.

Op een tijdstip t41 is de lichtafdekking van het opneemdeel IP geheel opgeheven en hierna komt een toestand voor zoals getekend in figuur 1 met de kontinue lichtintegratie.

Voor het geheugendeel SP geldt dat hieraan na het tijdstip t40, gedurende een volgende lijnaftastduur behorende bij het beeldsignaal, geen klokpulsen werden toegevoerd. Tijdens de lijnaftastduur wordt het parallel-in, serie-uit schuifregisterdeel SR van figuur 1 bestuurd voor de serie-uitlezing. Hierna in een volgende lijnonderdrukkingsduur van het beeldsignaal, wordt op niet-getekende wijze het schuifregisterdeel SR parallelgewijze gevuld vanuit het geheugendeel SP.

Gesteld wordt dat op een tijdstip t42 de beeldinformatie afkomstig van onder de elektrode EIP2 en opgeslagen onder de elektrode ESP2, getransporteerd is naar de elektroden ESP14 en 13. Hierna is op een tijdstip t43 de beeldinformatie voor de helft aanwezig in de delen SR en SP van figuur 1, waarna op het periodieke tijdstip tO het deel SR geheel is gevuld. Figuur 3 toont dat op beide getekende tijdstippen tO hetzelfde logische patroon aanwezig is.

Tijdens het met de pijl naar het tijdstip t42 getekende informatietransport, komt op de elektrode ESP1 een periodiek logisch patroon 0011 voor tijdens transport zoals geldt voor alle elektroden.

Het tijdstip t42 toont dat hierbij periodiek het patroon 111 voorkomt bij de elektroden ESP2 en 1 en EIP14. Hierdoor wordt periodiek beeldinformatie vanonder de elektrode EIP14 weggetrokken, zodat de uiteindelijk na een volgende rasteroverdracht onder de elektrode ESP14 terechtkomende informatie een onjuiste beeldinformatie is; zoals in het voorafgaande aangegeven. Een maatregel hiertegen kan zijn de toevoer van steeds een logische 0 aan de elektrode ESP1 tijdens de duur tussen de tijdstippen t41 en t43, althans tijdens het laatste deel ervan met het informatietransport vanonder de elektrode ESP2. In plaats van het gebruik van de elektrode ESP1 zou een extra elektrode bij de grenslijn van het geheugendeel SP en het opneemdeel IP kunnen worden aangebracht voor het vormen van de barrière.

Uit het in figuur 3 getekende ladingspatroon op de tijdstippen tO volgt dat geen rekening is gehouden met interliniëring. Hierbij komen per twee rasters de patronen 1010 enzovoort en 0101 enzovoort bij het opneemdeel IP voor.

Uit figuur 3 en de beschrijving volgt dat bij een gedeeltelijk plaatselijke onderbreking van de lichtstralingsinval op het beeldopneemdeel IP (tijdstip t10 en figuur 2a) de informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe aldaar plaatselijk begint en bij de verdergaande plaatselijke lichtstralingsinvalonderbreking deze volgt.

Het meelopen van de accordeonoverdracht met de lichtstralingsinvalonderbreking leidt tot een vloeiende rasteroverdracht in plaats van tot de bekende abrupte rasteroverdracht, waarbij na een lichtstralingsinvalonderbreking bij het gehele opneemdeel IP de informatie vanuit dit deel in één enkele, gelijktijdige aktie naar het geheugendeel SP wordt overgebracht. Voor de in figuur 3 getekende uitersten geldt een overdracht tussen de tijdstippen t1 en t20 voor het ladingspakket afkomstig vanonder de elektrode EIP14 en tussen de tijdstippen t11 en t21 voor het ladingspakket afkomstig vanonder de elektrode EIP2. Het in de tijd verschoven zijn van de plaatselijke lichtstralingsinvalonderbreking leidt tot de opwekking van het beeldsignaal met bij weergave een verminderde, beschreven beeldstoring.

Figuur 1 en de figuren 2a, 2b, 2c en 2d tonen dat de sluiterinrichting (SH, SHM) een lichtstralingsonderbreking geeft die evenwijdig verloopt aan de grenslijn tussen het geheugendeel SP en het opneemdeel IP. Hierdoor kan aanéénsluitend en volgend de rasteroverdracht volgens het accordeonprincipe gebeuren, zoals bij figuur 3 met het logisch patroon beschreven.

De (uitbreidings)snelheid van de accordeonovexdracht behoeft niet gelijk te zijn aan de snelheid v van de sluiters SH1 en SH2. De uitbreidingssnelheid van de openende fase van de accordeonoverdracht tijdens de duur tussen de tijdstippen t1 en t11 van figuur 3 kan kleiner zijn dan of gelijk zijn aan de snelheid v. Bij het sluiten in de duur tussen de tijdstippen t22 en t41 kan de snelheid groter zijn dan of gelijk zijn aan de snelheid v.

Claims (2)

1. Beeldopneeminrichting uitgevoerd met een rasteroverdrachtssensor geschikt voor een informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe, welke sensor is uitgevoerd met een beeldopneemdeel bevattende sensoropneemelementen voor het omzetten van opvallende straling in ladingspakketinformatie als beeldinformatie, met een ermee gekoppeld, tegen straling afgedekt geheugendeel voor beeldinformatie-opslag bevattende sensorgeheugenelementen en met een daarmee gekoppeld, tegen straling afgedekt parallel-in, serie-uit schuifregisterdeel bevattende ten minste één rij van sensorschuifregisterelementen en uitgevoerd met ten minste één uitgang voor afgifte van een beeldsignaal, waarbij de inrichting voor het uitvoeren van de accordeonbesturing een tijdsignaalgenerator bevat voor het leveren van althans klokpulssignalen aan stuurelektroden van de sensor, waarbij de informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe inhoudt dat in de sensor een informatiedoorgifte gebeurt met een openende, een transporterende en een sluitende fase, waarbij de openende fase inhoudt een beeldinformatie-elementvergroting en een beeldinformatietransport, de transporterende fase inhoudt een beeldinformatietransport en de sluitende fase inhoudt een beeldinformatietransport en een beeldinformatie-elementverkleining te bestemder plaatse, welke beeldopneeminrichting verder is uitgevoerd met een sluiterinrichting voor het onderbreken van de stralingsinval op het beeldopneemdeel tijdens een tijdsduur voor de informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe, met het kenmerk, dat bij een gedeeltelijk plaatselijke onderbreking van de stralingsinval op het beeldopneemdeel de informatie-overdracht volgens het accordeonprincipe aldaar plaatselijk begint en en bij de verdergaande plaatselijke stralingsinvalonderbreking deze volgt.

2. Beeldopneeminrichting volgens konklusie 1, met het kenmerk, dat de sluiterinrichting een stralingsinvalonderbreking geeft die evenwijdig verloopt aan de grenslijn tussen geheugendeel en opneemdeel.