DE2724170A1 - Festkoerperfarbkamera - Google Patents

Description

Dipl.-In₉. H. MITSCHERLICH Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN

Dr. rar. not. W. KÖRBER Dipl. I η <j. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

D-83C0 MDKCHEN 22 Steinsdorfstraße 10

'S» (089) ' 29 66 84

27?417Q

27. Mai 1977

SONY CORPORATION 7-35 Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku

Tokyo/ JAPAN

Patentanmeldung

Festkörperfarbkamera

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Festkörperfarbkamera unter Verwendung eines Festkörperbildsensors oder -abtasters, wie z.B. einer ladungsgekoppelten Vorrichtung, wobei die Erfindung insbesondere auf eine Festkörperfarbkamera gerichtet ist, bei welcher ein Festkörperbildsensor oder -abtaster verwendet wird, wovon ein Farbvideosignal erhalten wird, das einem empfangenen Farbvideosignal oder Farbsignalgemisch des Quasi-NTSC-Farbsystems (des Farbsystems nach dem National Television System Committee = dem US-amerik. nationalen Fernsehausschuß) entspricht.

Wenn eine ladungsgekoppelte Vorrichtung in der Technik als Festkörperbildsensor oder -abtaster verwendet wird, so ist die ladungsgekoppelte Vorrichtung gewöhnlich wie in Figur 1 gezeigt, ausgebildet. Der in der Figur gezeigte Festkörperbildsensor oder -abtaster 10 gehört seiner Art nach einem Halb- bzw. Teilbildübertragungssystem an. In Figur 1 zeigt 1A eine Bildabfühl- oder Bi!abtastanordnung, auf welche ein Bild eines aufzunehmenden oder zu empfangenen Gegenstandes projiziert wird und welche aus mehreren Bildabfühl- oder Bildabtastzellen 2 (welche als Bildelemente oder Rasterpunkte dienen) besteht, die in der Reihen- und Spaltenrichtungen angeordnet sind, während 1B eine vorläufige Speicheranordnung zeigt, welche im wesentlichen in bezug auf ihre Konstruktion gleich wie die Bildabtastanordnung 1A ausgebildet ist, mit der Ausnahme, daß sie optisch abgeschirmt ist und Träger speichert, welche dem Lichtbild des Gegenstandes entsprechen und von der Abtast-

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anordnung 1A an Stellen übertragen werden, welche jenen der Anordnung 1A entsprechen, wobei 1C ein Horizontalschieberegister zeigt, welches die Informationsträger eines H (worin H eine Horizontalabtastlücke oder Horizontalabtastperiode darstellt) aus der Anordnung 1B ausliest, während 3 eine Ausgangsklemme zeigt, die von dem Horizontalschieberegister 1C führt. 4 zeigt ferner Kanalsperren, die so ausgebildet sind, daß sie sich zur Trägerübertragungsrichtung bzw. in dieser Richtung erstrecken.

Figur 2 ist ein schematisches Schaltbild, welche die Bildabtastzellen 2 der Bildabtastanordnung 1A in der Ansicht des Mittelpunktes der Bildabtastzellen begrifflich veranschaulicht. Wie in Figur 2 gezeigt, ist eine Anzahl oder Vielzahl von Bildabtastzellen 2 in der Horizontal- und Vertikalabtastrichtung parallel zueinander angeordnet. In Figur 2 zeigt -t„ den Anordnungsabstand oder die Anordnungssteigung der Zellen 2 in der Horizontalrichtung. Die Anordnung der Zellen 2 gemäß Figur 2 ist ferner der Fall eines verknüpften oder Zeilensprung-Halbbildaufnahmesystems. Die in Figur 2 mit ganzen Linien gezeigten Bildabtastzellen 2 werden in ungeraden Teilbildern verwendet, während die in der Zeichnungsfigur mit gestrichelten Linien gezeigten Linien 2 in geraden Teilbildern verwendet werden.

Die ladungsgekoppelte Vorrichtung 10 mit der Anordnung der Zellen 2 gemäß Figur 2 wird zweckmässigerweise eine parallelausgerichtete ladungsgekoppelte Vorrichtung genannt. Eine ladungsgekoppelte Vorrichtung, deren Anordnung der Bildabtastzellen

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beispielsweise ein Schachbrettmuster darstellt, kann auch als Festkörperbildsensor dieses Systems Verwendung finden.

Figur 3 zeigt einen Teil eines Ausführungsbeispiels der ladungsgekoppelten Vorrichtung mit dem Schachbrettmuster, bei welcher Bereiche jeder Bildabtastzelle 2 durch einen 2 -Abstand oder eine 2~

2 2

dichte (1 ... ) optisch abgeschirmt, wie mit den 2 ^UH

schraffierten Abschnitten in Figur 3 gezeigt, wobei die optisch abgeschirmten Bereiche abwechselnd angeordnet sind, um die Ausgangssignale benachbarten Zeilen in einen Zustand entgegengesetzter Phase zu versetzen.

Figur 4 zeigt einen Teil der Figur 3, wobei der BiIdabtastzellenabschnitt begrifflich in vergrößertem Maßstab dargestellt ist.

Vor der Beschreibung einer Festkörperkamera unter Verwendung der obigen ladungsgekoppelten Vorrichtung wird nachfolgend zunächst ein Problem beschrieben, welches aus der Verwendung der obigen ladungsgekoppelten Vorrichtung als Festkörperkamera entsteht.

Da die dem Bild eines Gegenstandes entsprechenden Eingangslichtinformationen in einem solchen Zustand in elektrische Signale umgesetzt werden, daß sie bei jeder Bildabtastzelle abgetastet werden, weist ein empfangenes Signal S_Q eine Seitenbandkomponente (AC-Komponente) S_M zusätzlich zu einer Basisbandkomponente oder modulierten Komponente (DC-Komponente)

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S„, auf, welche zu einem Helligkeitssignal wird, wie in Figur 5 gezeigt. In diesem Falle ist ein Teil der Seitenbandkomponente S„ in einem Hochbandbereich der modulierten Komponente S_nfl überlappt, um ein Aliasgeräusch S-... herbeizuführen. Somit wird die Güte eines wiedergegebenen Bildes verschlechtert.

Es ist jedoch möglich, das Aliasgeräusch zu beseitigen, indem die Bandbreite der modulierten Komponente S_n-, und die Fundamentalübertragungsfrequenz (Abtastfrequenz) f„ (= 1/*_ο) entsprechend gewählt gewählt werden, wobei jedoch dies im allgemeinen bedeutet, daß die Bandbreite der modulierten Komponente S__ schmal gewählt werden muß. Falls die Bandbreite der modulierten Komponente S_._ bei-

IJv.

spielsweise etwa 3,5 MHz, wie in dem gewöhnlichen Fall, gewählt worden ist, so muß die Zahl N der Bildabtastzellen in der Horizontalabtastrichtung erhöht werden, da die Ubertragungsfrequenz f-, hoch gewählt wird, als die Bandbreite der modulierten Komponente S_._ vergrößert wird. Daher sind die

LH»

obigen Verfahren unpraktisch.

Demgemäß wird nachfolgend eine Festkörperkamera beschrieben werden, welche von dem obigen Problem frei ist. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel, wie z.B. dem in Figur 6 gezeigten, werden drei ladungsgekoppelte Vorrichtungen 1OA, 10B und 10C verwendet. In diesem Falle sind drei ladungsgekoppelte Vorrichtungen 10A, 10B und 10C um | ^, in der Ansicht

3 H projizierter Bilder relativ zueinander verschoben. Falls die von den ladungsgekoppelten Vorrichtungen

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1OA, 10B und 10C abgeleiteten Seitenbandkomponenten als S bzw. S . bzw. S genommen werden und die Auslesesteuerung oder das Zeitverhältnis oder die Zeitbeziehung nach dem Auslesen der Signale aus den ladungsgekoppelten Vorrichtungen 10A, 10B und 10C so ausgewählt ist, daß dem Phasenunterschied von 120° Genüge getan wird, so wird der Phasenunterschied zwischen den benachbarten Seitenbandkomponenten

^Sma' ^Smb ^{und S}m ¹²⁰°' ^{wie in Fi}9ur 7 gezeigt. Wie somit in Figur 8 gezeigt, falls die empfangenen Ausgangssignale S , S , und S aus den ladungsgeoa ob oc ^J

koppelten Vorrichtungen 10A, 10B und 10C, welche dem obigen Zeitverhältnis genügen, einer Addierschaltung 5 zugeführt werden, so erzeugt die Addierschaltung 5 ein empfangenes Signal S , bei welchem die Seitenbandkomponenten S , S und S aufgehoben

ma mb mc

sind, so daß kein Aliasfehler mehr besteht. Das in Figur 8 gezeigte Festkörperkamerasystem ist in der US-PS 3 975 760 offenbart, so daß die nähere Beschreibung desselben entfällt. In Figur 8zeigt jedoch 6 einen aufzunehmenden Gegenstand, während 7 ein optisches System und 8 ein spektroskopisches System zeigt, welches beispielsweise die Halbspiegel 8a, 8b und die Spiegel 8c, 8d aufweist. 12R, 12G und 12B zeigen ferner optische Farbfilter, die vor den ladungsgekoppelten Vorrichtungen 10A, 10B und 10C angeordnet sind, wobei 9 eine Matrixschaltung (Decodierschaltung) zeigt, welche mit dem empfangenen Signal S aus der Addierschaltung 5 gespeist wird, während 11 einen Codierer zeigt, welche mit dem Ausgangssignal aus der Matrixschaltung 9 gespeist wird, und ein empfangenes Farbfernsehsignal erzeugt, welches dem NTSC-System genügt,

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- 11 der Ausgangsklemme 11a zugeführt zu werden.

Falls die Kamera wie in Figur 8 gezeigt, ausgebildet ist, so kann das Aliasgeräusch beseitigt werden, so daß die Verschlechterung der Bildgüte infolge des Aliasgeräusches vermieden werden kann.

Durch die Verwendung mehrerer ladungsgekoppelter Vorrichtungen kann die Zahl M„ der Bildabtastzelle

jeder ladungsgekoppelten Vorrichtung herabgesetzt werden.

Um ein gewünschtes empfangenes Farbsignal des NTSC-Systems an der Ausgangsklemme 11a der in Figur 8 gezeigten Kamera zu erhalten, wird herkömmlicherweise das empfangene Signalgemisch S_ aus der Addierschaltung 5 dem Decodierer 9 zugeführt, wobei die Umsetzungsverarbeitung oder Umsetzungsaufbereitung des Signals durchgeführt wird.

Um den empfangenen Signal S„ selbst als ein empfangenes Fernsehsignal S₁^₃- des NTSC-Systems (wobei dieses System nachfolgend direktes NTSC-System genannt wird) zu genügen, müssen die nachfolgenden Bedingungen (I) und (II) zumindest durchgeführt werden.

^SNTSC ^{= S}Y ^{+ S}C ...(D

S_Y= 0.30E_R+ 0.59E_G ♦ 0.11Ε_{β (2)}

R-Y B₁Y

^SC ⁼ cos2JT-f -t+ sin^-f -t ...(3) 1.14 ^b 2.03 ^b

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(ID 455

525

- 12 -

f_H = —- f_v ... (5)

E_, E^ und E_: R-(Rot-)-, G-(Grün-)- und

K « D

B-(Blau-)-Farbsignale

f_c : Farbhilfsträgerfrequenug

f„ : Horizontalabtastfrequenz

f_v : Vertikalabtastfrequenz

Die Bedingung (I) kann erfüllt werden, indem beispielsweise das spektroskopitsche System und das Demodulationssystem entsprechend ausgewählt werden, wobei die Bedingung (II) erfüllt sein kann, indem beispielsweise die Frequenz des Ubertragungssignals Sp gewählt wird, welches dem Horizontalschieberegister 1C der ladungsgekoppelten Vorrichtung 10 zugeführt wird, so daß sie der Frequenz f„ (= 3,579545 MHz) des Farbhilfsträgers der NTSC-Norm gleich ist.

Das heißt, da die dem Bild des Gegenstandes entsprechenden Eingangslichtinformationen in elektrische Signale unter einem derartigen Zustand umgesetzt werden, daß sie bei jeder Bildabtastzelle abgetastet werden, die Chrominanzkomponente in dem empfangenen Signal S_T aus den ladungsgekoppelten

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Vorrichtungen 1OA, 1OB und 10C als Trägerchrominanzsignal erhalten wird. Falls ferner die Ubertragungsfrequenz f_c als die FarbhilfstrÄgerfrequenz f_ gewählt worden ist, so wird die Trägerfrequenz des TrägerchrominanzSignals zur Übertragungsfrequenz oder zur Farbhilfsträgerfrequenz, um den obigen Bedingungen (I) und (II) zu genügen. Als Ergebnis kann das Farbfernsehgemisch oder das Farbvideosignal des NTSC-Systems schließlich erhalten werden, und zwar sogar auch dann, wenn der Codierer 11 nicht verwendet wird.

Falls übrigens die Kammer so ausgebildet ist, daß sie der Bedingung (II) genügt, so unterscheidet sich die räumliche Anordnung der Bildabtastzellen von der Anordnung der Bildabtastpunkte in dem Wiedergabezustand, wobei in der Anordnung der wiedergegebenen Bildabtastpunkte die Anordnung bei jedem Teilbild und jedem Halbbild verschieden wird. Als Ergebnis erscheint ein Flimmern in einem wiedergegebenen Bild.

Die obige Flimmererscheinung wird bei einem Fall der parallel-ausgerichteten, ladungsgekoppelten Vorrichtung beschrieben werden. Figur 9A zeigt die räumliche Anordnung der Bildabtastzellen 2 in dem Aufnahmeabschnitt einer ladungsgekoppelten Vorrichtung, während die Figuren 9B und 9C die Anordnungen der wiedergegebenen Bildabtastzellen zeigen.

Die Zahl N„ der Bildabtastzelle in der Horizontalabtastrichtung in einer Horizontalabtastlücke oder Horizon
drückt.

Horizontalabtastperiode T„ wird wie folgt ausge-

^NH ^{= f}S * ^TH ... (6)

7 L'ü 0 4 Q / 113 0

Die Verschiebung der Anordnung der Wiedergegebenen Zellen oder Punkte aus der räumlichen Anordnung der Zellen in einer ladungsgekoppelten Vorrichtung kann daher durch die Gleichungen (6) und (4) erhalten
werden.

Die Zellenanordnung in einem gewissen Teilbild reicht nämlich aus, um die Anordnung der endgültigen Zelle der vorherigen Zeile zu berücksichtigen.

Falls ein ungerades Teilbild in einem ungeraden Halbbild als Bezug der ersten Berücksichtigung genommen wird, so wird die Zahl der endgültigen Bildabtastzellen in N-Zeilen wie folgt gegeben.

N * N_H = N · f_s · T_H ...(7)

Da die nachfolgende Gleichung (8) wie folgt festgelegt ist

H T_H

kann die Gleichung (7) wie folgt ausgedrückt werden: 455

455

Falls die Zahl N somit eine ungerade Zahl ist oder
da die erste Zeile dieses Teilbildes N = 1, so kann die Gleichung (9) wie folgt umgeschrieben werden:

455

7 998A^/1130

- 15 worin t eine ganze Zahl ist.

Falls die Auslesereihenfolge, welche einer Fernsehabtastung entspricht, in Betracht gezogen wird, so sind im allgemeinen die Endbildabtastzelle N * N„ und die erste Zelle (N*N„ +1) in der nachfolgenden (N+1) -Zeile um 4i„ im Hinblick auf den Abstand oder

auf die Zeilendichte ähnlich den anderen Zellenanordnungen im Abstand voneinander angeordnet. Daher bedeutet der Bruchteil Λ_ in der Gleichung (10) , daß die erste Zelle in der ² nächsten (zweiten) Zeile von der Bezugszeit der Horizontalabtastperiode T

um 2 +. verschoben ist. Die wiedergegebenen Stel-

2 ^H

lungen der Zellen zwischen den N- und (N + 1)-Zeilen sind somit um ■=· *£„ relativ verschoben.

In dem ungeraden Teilbild in dem ungeraden Halbbild erscheint demgemäß eine Bewegung oder Verschiebung von 1 Λί der wiedergegebenen Zellen zwischen der N-

2 ^H
Zeile (ungerade Zeile) und der N + 1-Zeile (gerade

Zeile), wie in Figur 9B mit ganzer Linie gezeigt.

Nachfolgend wird ein gerades Teilbild in einem ungeraden Halbbild berücksichtigt. In diesem Falle, da die 264. Zeile zur ersten Zeile wird, kann somit die Zahl der Bildabtastzellen zwischen den Zeilen 263 und 264 ähnlich der Gleichung (9) wie folgt berechnet werden:

455
263 -N₁₁ = 263 x . f_fl · T_R

= — χ 263 χ 455 2

= m + — ...(11)

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worin m eine ganze Zahl ist. Die wiedergegebenen Bildabtastzellen bewegen sich somit um 1 -t„.

2 ^H

In dem Falle des geraden Teilbildes, unterschiedlich von dem ungeraden Teilbild bewegen sich demgemäß die wiedergegebenen Bildabtastzellen nur von der ungeraden Zeile, was in Figur 9B durch gestrichelte Linien gezeigt ist.

In dem Falle eines geraden Halbbildes bewegen sich die wiedergegebenen Bildabtastzellen entgegengesetzt jenen des ungeraden Halbbildes in den entsprechenden Teilbildern, was in Figur 9C gezeigt ist.

In jedem geraden Halbbild bewegen sich somit die wiedergegebenen Zellen in den ungeraden Zeilen des ungeraden Teilbildes, während sich die wiedergegebenen Zellen in den geraden Zeilen des geraden Teilbildes bewegen.

Wie aus dem Vergleich der Figur 9B und 9C ersichtlich, erfolgt die Bewegung der wiedergegebenen Zellen zwischen den ungeraden und geraden Halbbildern, so daß eine Periode oder Lücke aus jeweils zwei Halbbildern vorhanden ist.

Wenn die Anordnung der wiedergegebenen Zellen bei jedem Teilbild und jedem Halbbild, wie zuvor beschrieben, bewegt wird, so entstehen Flimmern und Synchronisationsstörungen oder Zittern, so daß ein wiedergegebenes Bild für den Fernsehzuschauerunangenehm wird.

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Wenn ein Schachbrettmuster einer ladungsgekoppelten Vorrichtung als die ladungsgekoppelte Vorrichtung der Festkörperkamera verwendet wird, so erfolgt eine ähnliche Erscheinung. In diesem Falle jedoch erscheint die Bewegung der wiedergegebenen Bildabtastzellen in nur einem Teilbild entweder in dem ungeraden oder in dem geraden Halbbild.

Demgemäß ist das Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung einer Festkörperkamera, welche von dem Nachteilen des Standes der Technik frei ist, welche durch die Bewegung der wiedergegebenen BiIdabtastzellen in dem direkten NTSC-System ihren Ursprung haben.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung einer Festkörperfarbkamera mit einer einfachen Konstruktion, wobei jedoch diese Kamera die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung einer Festkörperfarbkamera zur Erzeugung eines Farbfernsehsignals des Quasi-NTSC-Systems ohne Verwendung eines Codierers und ferner ohne Trennung der Helligkeits- und Chrominanzkomponenten.

Nach einem erfindungsgemäßen Merkmal wird eine Festkörperfarbkamera geschaffen, mit einer Festkörperbildabtastvorrichtung mit einer Anzahl oder Vielzahl von Bildabtastzellen oder Elementen, welche sowohl in der Vertikal- als auch in der Horizontalrichtung ausgerichtet sind, um eine Lichtinformation eines Gegenstandes in eine elektrische Signal-

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information in Verbindung mit den Bildabtastelementen umzusetzen, mit einem Farbfilter, welcher in einer Lichtbahn der Lichtinformation des Gegenstandes angeordnet ist, um die elektrische Signalinformation entsprechend den Farbkomponenten zu modifizieren, welche in der Lichtinformation enthalten sind, mit einem Ausleseregister, welches die elektrische Signalinformation einer Horizontalabtastperiode zeilenweise oder Zeile um Zeile aus der Festkörperbildabtastvorrichtung empfangen und ein Ausgangsvideosignal serienweise zuführen kann, mit einer Schaltung zum Trennen einer Helligkeitssignalkomponente und einer Chrominanzsignalkomponente aus dem Ausgangsvideosignal aus dem Ausleseregister, sowie mit einer Addierschaltung zum Addieren der getrennten Helligkeitssignalkomponenten und Chrominanzsignalkomponente sowie mit einer Ableitungsschaltung zum Ableiten eines Farbfernsehgemisches an einem Ausgang des Systems, das in das NTSC-Farbsystem annehmbar ist, sowie ferner mit einer Speiseschaltung oder Zuführungsschaltung zum Zuführen von Vertikal- und Horizontalabtastsignalen der Festkörperbildabtastvorrichtung, mit einer Schaltung zum Zuführen von Ausleseimpulsen dem Ausleseregister, wobei eine Frequenz der Ausleseimpulse als M χ f_c gewählt ist, worin N und M beide ganze

~N ^S
Zahlen sind und f_o eine Frequenz eines Hilfsträgers des NTSC-Farbsystems ist, sowie ferner mit einer Verstellschaltung zum Verstellen der Phasenzustände der Helligkeitssignalkomponenten am Ausgang des Systems, wenn sie den Ausrichtungszuständen der Bildabtastelemente der Festkörperbildabtastvor-

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- 19 richtung gleich werden.

Die zuvor beschriebenen Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erhellen aus der nachfolgenden Beschreibung. Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszahlen durchwegs gleiche Bauteile bezeichnen; Darin zeigen:

Figur 1: ein schematisches Bild eines Ausführungsbeispiels eines Festkörperbildsensors zur Verwendung zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung;

Figur 2: einen Teil der Figur 1 in vergrößertem Maßstab zur Veranschaulichung eines Anordnungsmusters von Bildabtastzellen in dem in Figur 1 gezeigten Sensor oder Abtaster;

Figur 3: ein schematisches Bild eines Teiles eines anderen Ausführungsbeispieles eines Festkörperbildsensors ;

Figur 4: einen Teil der Figur 3 in vergrößertem Maßstab zur Veranschaulichung eines Anordnungsmuster von Bildabtastzellen des in Figur 3 gezeigten Sensors;

Figur 5: ein Frequenzspektrumdiagramm eines Ausgangssignals aus dem Bildsensor;

Figur 6: ein schematisches Bildeines räumlichen Anordnungsverhältnisses einer Vielzahl von Festkörperbildsensoren oder Festkörperbildabtastern ;

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Figur 7: ein schematisches Bild der Einstellvorrichtung für die Phasenlage des Bildes zur Veranschaulichung des Phasenverhältnisses der Seitenbandkomponenten;

Figur 8: ein systematisches Diagramm zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispieles eines Festkörperkamerasystems nach dem Stand der Technik;

Figuren Schaubilder zur Verwendung zur Erläuterung

9A 9B

Op. der Arbeitsweise des Zellenhebemechanismus der in Figur 8 gezeigten Festkörperkamera;

Figur 10A Schaubilder zur Verwendung zur Erläuterung

10B 1OC

i_nn- der Arbeitsweise des vorliegenden Erfindungsgegenstandes;

Figur 11: ein systematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles;

Figur Schaubilder zur Verwendung zur Erläuterung ^u" * der Arbeitsweise des in Figur 11 gezeigten Erfindungsgegenstandes;

Figur systematische Blockschaltbilder anderer 1β' nd' Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er-20: findung; und

Figur 15, Schaubilder von Anordnungsmustern räumli-..q. eher und wiedergegebener Zellen zur Verwendung zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Figuren 14, 16, 18 und 20 gezeigten Ausführungsbeispiele.

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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand einiger bevorzugter Ausführungsformen beschrieben.

Erfindungsgemäß wird die Frequenz f_ des Ubertragungssignal S_ als ein Vielfaches des f des Farbhilfsträgers um m (worin m und η ganze Zahlen sind) gewählt. Das ⁿ Anordnungsmuster der wiedergegebenen Bildabtastzellen durch das Ubertragungssignal S_ ist so ausgewählt oder eingestellt, daß es dasselbe wie das räumliche Anordnungsmuster der Bildabtastzellen der Festkörperkamera ist, wobei ferner eine Signaleinstelleinrichtung oder Signalverstelleinrichtung in der Chrominanzsignalverarbeitungsschaltung vorgesehen ist, so daß die Phase des Farbhilfsträgers in dem Chrominanzsignal des empfangenen Ausganges derselbe ist, wie jener des Farbhilfsträgers f_o in dem NTSC-System. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gemäß der Zahl der darin verwendeten ladungsgekoppelten Vorrichtungen wie folgt eingeteilt oder klassifiziert werden:

I Falls drei ladungsgekoppelte Vorrichtungen verwendet werden.

I-A: Ladungsgekoppelte Vorrichtungen der

parallel-ausgerichteten Art werden verwendet, wobei die Ubertragungsfrequenz £„ als f_e (.*. m = n) ausgewählt ist, auf welches als auf erstes Beispiel Bezug genommen wird.

I-B: Ladungsgekoppelte Vorrichtungen der

Schachbrettmusterart werden verwendet,

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sowie f_n = f , worauf als auf zweites Beispiel Bezug genommen wird.

Γ-C: Schachbrettmuster-ladungsgekoppelte

Vorrichtungen werden verwendet, wobei f_, = ■= f„ (.*. η = 2m), worauf als auf ein drittes Beispiel Bezug genommen wird.

II Falls eine ladungsgekoppelte Vorrichtung verwendet wird.

H-A: Eine parallel-ausgerichtete ladungsgekoppelte Vorrichtung wird verwendet, wobei f^ = 3f , (.". 3n = m), worauf als auf viertes Beispiel Bezug genommen wird.

H-B: Eine ladungsgekoppelte Vorrichtung mit einem Schachbrettmuster wird verwendet, wobei f_n = 3f ; worauf als auf fünftes Beispiel Bezug genommen wird.

H-C: Eine ladungsgekoppelte Vorrichtung mit

einem Sachbrettmuster wird verwendet, wobei f_ = _ f_c, worauf als auf sech! Beispiel Bezug genommen wird.

Ein typisches Beispiel unter den obigen erfindungsgemäßen Beispielen wird nun beschrieben.

Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung zum Korrigieren unerwünschter Verschiebungen oder Verlagerungen

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wiedergegebener Bildabtastzellen vorgesehen, worin die Ubertragungsfrequenz f„ auf die Farbhilfsträgerfrequenz f_ des NTSC-Systems ausgewählt ist, wobei ferner eine Einrichtung zum Verstellen oder Einstellen der Phase des Farbhilfsträgers des Chrominanzsignals vorgesehen ist, um somit gleich jener des Farbhilfsträgers des NTSC-Systems zu sein.

Wie zuvor beschrieben, wird in dem Verhältnis zwischen dem räumlichen Zellenanordnungsmuster und dem wiedergegebenen Zellenanordnungsmuster, falls die Träger, welche dem Bild eines Gegenstandes entsprechenden, mit der Phase der Ubertragungsfrequenz f_ ausgelesen werden (d.h., der Phase des Farbhilfsträgers f_), und zwar als Bezugsgröße, das in Figur 9Ά gezeigte räumliche Zellenanordnungsmuster durch die Muster wiedergegebenen, die in den Figuren 9B und 9C gezeigt sind, worin die Zellen nur in gewissen Zeilen um 1 <t„ verschoben sind. In den Figuren 9B und 9C

2 ^H

sind demgemäß die wiedergegebenen Zellen mit Schraffierungen um 1 *?„ verschoben. 2 ^H

Die Muster der in Figuren 9B und 9C gezeigten wiedergegebenen Zellen sind auf der Basis des Helligkeitssignals sowie auf der Basis des Farbsignals. Wenn die Zellen mit der Phase der Übertragungsfrequenz f_. als Bezugsgröße ausgelesen werden,kann mit anderen Worten gesagt werden, daß die Phase zwischen den benachbarten Horizontalabtastperioden entgegengesetzt wird, so daß die Muster der wiedergegebenen Zellen auf der Basis des Farbsignals, wie in den Figuren gezeigt, verschoben sind.

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Die Art und Weise zur Korrektur des wiedergegebenen Musters des Helligkeitssignals wird nachfolgend zuerst beschrieben. Falls die Signale in Teilen, worin keine Verschiebung wiedergegebener Zellen erfolgt ( eine ungerade Zeile in einem ungeraden Teilbild und eine geraden Teilbild) um eine Zeit entsprechend 2 *^_H ' ^wi^e ^ⁿ Figur 1OB gezeigt, ver-

2 "
zögert sind, so wird in einem ungeraden Halbbild das wiedergegebene Muster der Zellen derselbe wie das räumliche Anordnungsmuster der Zellen in einer ladungsgekoppelten Vorrichtung (die in Figur 10A gezeigt ist) werden. Im Hinblick auf Zeit, wird das erstere Muster von dem letzteren um gerade

■x *t?„ verschoben.

Falls die Signale in einer geraden Zeile in einem ungeraden Teilbild und jene in einer ungeraden Zeile in einem geraden Teilbild entgegengesetzt dem ungeraden Halbbild entsprechend verzögert werden, so wird in einem geraden Halbbild das Anordnungsmuster der wiedergegebenen Zellen genau dasselbe sein, wie jenes in Figur 10B.

Wie zuvor beschrieben, kann das Anordnungsmuster der wiedergegebenen Zellen des Helligkeitssignals dann, falls das Signal gewisser Zeilen um einen gewünschten Betrag verzögert worden ist, mit den räumlichen Anordnungsmustern der Zellen zusammenfallend gemacht werden.

Das wiedergegebene Muster des Chrominanzsignals wird nachfolgend beschrieben. Die Phase der Träger-

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frequenz S_c (gleich der Ubertragungsfrequenz f^) des Chrominanzsignals in dem empfangenen Ausgang muß dieselbe sein, wie jene der Farbhilfsträgerfrequenz fg des NTSC-Systems im Falle eines direkten NTSC-Systems, während das wiedergegebene Muster des Farbsignals das Phasenverhältnis zum Farbhilfsträger des NTSC-Systems hat, so daß in bezug auf das Farbsignal genügend ist, diesen Verzögerungsfehler relativ zum Helligkeitssignal zu korrigieren, dessen Anordnung dieselbe wie die räumliche Zellenanordnung gemacht ist.

Das Zellenanordnungsmuster des Helligkeitssignals nach der Korrektur ist so wie in Figur 1OB gezeigt, während das wiedergegebene Muster des Farbsignals so wie in Figur 9B in einem ungeraden Halbbild, wie jedoch in Figur 9C in einem ungeraden Halbbild, ist.

Da der Zellenverschiebungsbetrag des Farbsignals 1 *!„ ist, um den Verschiebungsbetrag der wiedergegebenen Zellen des Farbsignals relativ zu den wiedergegebenen Zellen des Helligkeitssignals minimal zu machen, reicht es auch aus, das Farbsignal um \_ ., zu verzögern. Als

4 ^H Ergebnis wird das relative Verhältnis zwischen den wiedergegebenen Zellen der Färb- und Helligkeitssignale, wie in den Figuren 1OB, 10c und 10D gezeigt.

Figur 10C zeigt das Anordnungsmuster der wiedergegebenen Zellen in dem ungeraden Halbbild, während Figur 10D jenes in einem geraden Halbbild entsprechend in bezug auf das Chrominanzsignal zeigt, wobei nur die Fälle der N-Zeile gezeigt sind. Bei einem solchen Verhältnis ist der Zeitunterschied zwischen der

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Helligkeit und Chrominanz nur 1 <£„ .

4 ^H

Falls die Anordnungsmuster der wiedergegebenen Zellen in Helligkeits- und Farbsignalen wünschenswert entsprechend, wie zuvor beschrieben, korrigiert worden sind, so können sämtliche Nachteile des direkten NTSC-Systems nach dem Stand der Technik vermieden werden.

Die zur Erzielung des direkten NTSC-Systems erforderliche Bedingung, d.h. die obige Bedingung (I) wird nun kurz beschrieben.

In dem spektroskopischen System sind die nachfolgenden Bedingungen (a) und b) erfüllt:

(a) Das Pegelverhältnis zwischen den Signalen R, G und B, welche das Helligkeitssignal in dem NTSC-System bilden, genügt der Gleichung (2).

(b) Die Seitenbandkomponenten werden aufgehoben, um somit jeweilige Aliasfehler zu beseitigen.

Um den obigen Bedingungen (a) und (b) zu genügen, ist notwendig, daß die Ausgangspegel der entsprechenden ladungsgekoppelten Vorrichtungen 1OA, 1OB und 10C gleich sind, so daß die spektroskopischen Eigenschaften oder Charakteristiken der Farbfilter 12R, 12G und 12B so ausgewählt werden müssen, daß sie den obigen Bedingungen genügen. Falls die Farbfilter 12R, 12B und 12G, wovon jeder ein einzelner

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- 27 -

Filter der Einzelfarblichter der Ubertragungsart ist, wie in Figur 8 gezeigt, verwendet werden, so kann keine der zuvor beschriebenen Bedingungen erfüllt werden. Farbfilter mit den nachfolgenden spektroskopischen Eigenschaften oder Charakteristiken sind demgemäß vorzugsweise erforderlich:

Zunächst wird die Beziehung oder das Verhältnis zwischen Ausgängen S , S . und S der ladungsgekoppelten Vorrichtungen 1OA, 10B und 10C und den Signalen R, G und B durch die nachfolgende Gleichung (12) ausgedrückt.

/S	oa >
S	ob
S	oc ι

= r.

R
G
B

Obwohl die nähere Beschreibung der obigen Gleichung (12) zur Erfüllung der Bedingung (a) und (b) weggelassen wird, werden die Bedingungen (a) und (b) erfüllt, falls die entsprechenden Konstanten entsprechend der nachfolgenden Gleichung (13) gewählt sind:

fr.

'3*

f0,2028 0,1305 0,0000 0,0423 0,2911 0,0000 0,0549 0,1684 0,1100

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Aus Gleichung (13) werden die entsprechenden Ausgangspegel E_, E,, und E_ der Signale R, G und B wie folgt

E_n = (T₁ + r„ + r_) R = 0,3000 ^ E- = <9i ⁺ g-> + g-)) G = 0,5900

E_ = (b₁ + b» + b_) B= 0,1100

Somit ist die Bedingung (a) erfüllt. Da ferner die entsprechenden Ausgänge S , S , und S aus den ladungsgekoppelten Vorrichtungen 10A, 10B und 10C durch die nachfolgende Gleichung (15)

S = r.R + g.G = 0,3333
oa 1 1

S_ob = r₂R + g₂G = 0,3334 Γ .--(15) ^Soc ^{= r}3^{R + g}3^{G + b}3^{B =} °'³³³³

ausgedrückt sind, worin R=G=B= 1, ist auch die Bedingung (b) erfüllt. Die Farbfilter 12R, 12G und 12B, welche Filtereigenschaften zur Erfüllung der Gleichung (13) aufweisen, sind demgemäß den ladungsgekoppelten Vorrichtungen 10A, 10B und 10C vorgeschaltet.

Nun wird ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Festkörperfarbkamera, welche den obigen Bedingungen (I) und (II) genügt, unter Bezugnahme auf Figur 11 erläutert.

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In Figur 11, welche ein systematisches Schaubild des erfindungsgemäßen Beispieles ist, zeigt 20 im allgemeinen die Festkörperfarbkamera,worin drei ladungsgekoppelte Vorrichtungen 1OA, 10B und 10C an ihren Horizontalschieberegistern mit dem Ubertragungssignal S_ gespeist sind, das aus einer Synchronisiertafel 21 erhalten ist. In diesem Falle ist ersichtlich, daß die Ubertragungssignale S_p» und S_p,, welche den ladungsgekoppelten Vorrichtungen 10B und 10C zugeführt sind, von dem Ubertragungssignal S-, (oder Sp₁), das der ladungsgekoppelten Vorrichtung zugeführt ist, um 2jfund 4< (s. Figur Ί2Α, 12B

3 3^a
und 12C) phasenverschoben sind. Zu diesem Zwecke sind Phasenschieber 22 und 23 zum Empfang des Ubertragungssignal s S_ aus der Synchronisiertafel 21 und zur Erzeugung der phasenverschobenen Ubertragungssignale S_,₂ und S-,- vorgesehen.

Wie zuvor beschrieben, werden erfindungsgemäß Auslesesignale S , S , und S aus den entsprechenoa ob oc ^c

den ladungsgekoppelten Vorrichtungen 10A, 10B und 10C abwechselnd und aufeinanderfolgend verzögert in bezug auf Zeit erhalten und dann zusammengesetzt. In diesem Falle jedoch sind in den entsprechenden Signalübertragungsbahnen für das Helligkeitssignal aus der ladungsgekoppelten Vorrichtung 10A, 10B und 10C zu einer Addierschaltung 25 Korrekturschaltungen 26A, 26B und 26C vorgesehen, welche als Verstelloder Einstelleinrichtungen zur Einstellung oder Verstellung der Verschiebung der wiedergegebenen Bildabtastzellen des Helligkeitssignals dienen.

Da sämtliche Korrekturschaltungen 26A, 26B und 26C in ihrer Konstruktion gleich sind, kann eine davon,

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beispielsweise die Korrekturschaltung 26A beschrieben. Die Korrekturschaltung 26A ist aus einer Verzögerungsschaltung oder Verzögerungsleitung 27A und einem Schaltkreis 28A gebildet, welche mit dem verzögerten Ausgangssignal aus der Verzögerungsleitung 27A bzw. einem nichtverzögerten Signal gespeist und bei jeder 1H umgeschaltet wird. In diesem Falle wird die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 27A so gewählt, daß sie die Zeit entsprechend dem Korrekturbetrag 1 *·„ des in Figur 10 gezeigten Abstandes

2 ^H
ist. Wenn drei ladungsgekoppelte Vorrichtungen 10A, 1OB und 10C verwendet werden, so ist 1 At etwa 14Ou see, so daß diese Zeit die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 27A ist. Wie soeben oben ausgeführt, sind die anderen Korrekturschaltungen 26B und 26C aus Verzögerungsleitungen 27B und 27C gebildet, deren Verzögerungszeit dieselbe wie jener der Verzögerungsleitung 27A ist, bzw. aus den Schaltkreisen 28B und 28C.

Die Schaltkreise 28A, 28B und 28C werden mit einem Schaltimpuls S„ gespeist, der aus der Synchronisier-

tafel 21 erhalten und mit dem Horizontalimpuls synchronisiert ist, so daß von den Schaltkreisen 28A, 28B und 28C die verzögerten und nichtverzögerten Ausgangssignale abwechselnd bei jedem 1H in einem gewissen Teilbild abgeleitet werden. Wiezuvor beschrieben, ist die Verzögerungsleitung zur Verzögerung der empfangenen Ausgänge S , S , und S

oa OiD oc

die N-Leitung im Falle eines ungeraden Teilbildes in einem ungeraden Halbbild, jedoch die (N + 1)-Leitung in dem Fall eines geraden Teilbildes in dem ungeraden

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Halbbild, während in einem geraden Halbbild die Verzöerungsleitung die (N + 1)-Leitung in einem ungeraden Teilbild und die N-Leitung in einem geraden Teilbild ist. Um somit den zuvor erwähnten Schaltvorgang durchzuführen, ist in der Übertragungsbahn des Schaltimpulssignals S„ eine Phasenumkehrsteuer-

schaltung 29 vorgesehen, die aus einer Phasenumkehrschaltung 29a und einem Schalter 29b gebildet ist, der bei jedem Teilbild schaltet.

Falls die empfangenen Ausgänge S ' ^s u ^un<^ S , welche durch den obigen Schaltvorgang erhalten werden, zusammengesetzt werden, kann das Helligkeitssignal, dessen wiedergegebene Zellenmuster in Figur 1OB gezeigt ist, erhalten werden.

In den Figuren 11, 32A, 32B und 32C sind Abtasthalteschaltungen zwischen die ladungsgekoppelte Vorrichtungen 1OA, 10B und 1OC und die Verzögerungsschaltungen 27A, 27B, 27C geschaltet.

Was das Chrominanzsignal anbetrifft, ist zu beachten, daß, da das ganze Signal um die Zeit entsprechend

•j t„ verzögert ist, nur eine einfache Signalverarbeitung erforderlich ist, unterschiedlich von jener des Helligkeitssignals. Das heißt die empfangenen

Ausgänge S , S . , S im vorherigen Zustand oder oa ob oc

in der vorherigen Stufe der Korrekturschaltungen 26A, 26B und 26C werden einer Addierschaltung 33 zugeführt, um zusammengesetzt zu werden, worauf sie einem Bandpaßfilter 34 zugeführt werden, welcher

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das Chrominanzsignal S_, durchläßt. Das Chrominanzsignal S ist einer Verzögerungsschaltung oder Verzögerungsleitung 35 zugeführt, welche eine Korrektureinrichtung bildet, deren Verzögerungszeit 1 'fcL

4 ^H

(70 μ sec. in diesem Besipiel) entspricht. Das Anordnungsmuster der wiedergegebnen Zellen auf der Basis des Ausganges aus der Verzögerungsleitung 35 wird wie in den Figuren 1OC und 10D gezeigt.

Der Ausgang oder das Ausgangssignalgemisch S_T aus der Addierschaltung 25 wird einem Tiefpaßfilter 36 zugeführt, um auf ein gewünschtes Band (etwa 4,5 MHz) eingeschränkt zuwerden, worauf es einer Verarbeitungsoder Aufbereitungsschaltung 37 zugeführt wird, welche ebenso mit den verschiedenen Synchronsignalen gespeist wird, um das allgemein bekannte Farbfernsehsignalgemisch S. _c„ zu erzeugen. Der Austastimpuls

JN J. DL

BLK, die Synchronsignale VD, HD, das Farbsynchronsignal BURST, welche aus der Synchronisiertafel 21 erhalten sind, und so weiter, werden nämlich der Verarbeitungs- oder Aufbereitungsschaltung 37 zugeführt. Wie in Figur 11 gezeigt, werden auch Vertikal- und Horizontalsynchronsignale des NTSC-Systems ebenso entsprechenden ladungsgekoppelten Vorrichtungen 10A, 10B und 10C aus der Synchronisiertafel 21 in allgemein bekannter Weise zugeführt.

In diesem Falle ist die Phase des Farbsynchronsignals wie folgt gewählt. Wenn das Chrominanzsignal in einem Fernsehempfänger demoduliert wird, so sind seine

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Demodulationsachsen R-Y-Achse bzw. B-Y-Achse. In diesem Falle muß das demodulierte Farbsignal mit den obigen Demodulationsachsen die Bedingung des NTSC-Systems erfüllen, nämlich der Gleichung (3). Zu diesem Zwecke sind die Achsen R-Y und B-Y wie in Figur 13 gezeigt, gewählt. Der Winkel θ gemäß Figur 13 kann beispielsweise, wie folgt bestimmt werden.

θ = 12,4° ... (16)

Ein demoduliertes Ausgangssignal (Chrominanzsignal) S₁ in dem Falle der Gleichung (16) ist durch die

folgende Gleichung (17) ausgedrückt. fR-Y R-Y

p-Y Ti."

0,245A^ ,„cos 2- -f_s · t +_{2 03}sin

Worin A das Ausgangsverstärkungsfaktorverhältnis zwischen der Seitenbandkomponente S_M und der modulierten Komponente S darstellt. Das demodulierte Ausgangssignal S, unterscheidet sich somit von jenem NTSC-Systems nur in dem Faktor 0,245 A, wobei jedoch die Faktoren oder Pegel miteinander zusammenfallen können, indem die Funktion einer selbsttätigen Farbpegelsteuerschaltung in dem Fernsehempfänger verwendet wird.

Falls die Phase des Farbsynchronsignals wie in Figur 13 gezeigt, ausgewählt ist, wodurch die Gleichung (16) erfüllt ist, können Farbunterschiedssigna-Ie richtig demoduliert werden. In Figur 11 zeigt

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eine Phaseneinstellschaltung und 40 eine Pegeleinste11schaltung, welche in die Übertragungsbahn des Farbsynchronsignals BURST zum obigen Zwecke eingesetzt sind.

Falls die optischen Eigenschaften oder Charakteristiken und die Signalaufbereitungs- oder Signalverarbeitungsschaltung wie zuvor beschrieben gebildet sind, kann eine Kamera des direkten NTSC-Systems gebildet werden, wobei Flimmern in einem wiedergegebenen Bild ausgeschlossen sind.

Die obige Beschreibung wird in bezug auf ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben, wobei das Auslesen unter der Phase von f als Bezugswert durchgeführt wird, wobei das Anordnungsmuster der wiedergegebenen Zellen wie in den Figuren 9B und 9C ist. Es ist jedoch möglich, daß das Auslesen für das Muster der wiedergegebenen Zelle erzieltwerden kann, um zu den räumlichen Anordnungsmustern von Zellen zu werden. Zu diesem Zwecke reicht es aus, das Übertragungssignal S zu verwenden, welches bei jedem 1H phasenverschoben ist.

Figur 14 ist ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des obigen Beispieles des Erfindungsgegenstandes. In diesem Beispiel ist das Ubertragungssignal S^ aus der Synchronisiertafel 21 einer Steuerschaltung 43 zugeführt, welche aus einem Schalter 41 gebildet und bei jedem 1H geschaltet wird, sowie aus einer Phasenumkehrschaltung 42. Die Steuerschaltung 43 erzeugt somit ein gewünschtes Ober-

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signal S (oder S₁, S- und S-). In diesem Falle ist die Schaltzeitsteuerung des Schalter 41 so ausgewählt, daß das Signal der N-Leitung phasenverschoben in Phase umgekehrt ist. Als Ergebnis wird das Muster der wiedergegebenen Zellen dasselbe wie das räumliche Anordnungsmuster der Zellen, so daß keine Korrektureinrichtung für das Helligkeitssignal erforderlich ist.

In diesem Falle wird andererseits die Phase der Trägerfrequenz S₀ des Chrominanzsignals verschoben, wobei es notwendig wird, sie zu korrigieren. Falls die Phase nur in der Leitung, in welcher das Ubertragungssignal S umgekehrt wird, umgekehrt ist, so wird sie zur ursprünglichen Phase von f . Eine Korrektureinrichtung 35, die in der Signalübertragungsbahn für das Chrominanzsignal vorgesehen ist, kann somit durch einen Verstärker 35A für die Phasenumkehr und einen Schalter 35B gebildet werden, der bei jedem 1H schaltet. Der Schaltzustand in der Figur befindet sich in der N-Leitung. In diesem Falle ist selbstverständlich möglich, eine Verzögerungsschaltung zu verwenden, deren Verzögerungszeit als 140μ sec. gewählt ist (was 1 ., entspricht) , und 35A.

Wie zuvor beschrieben, wird das spektroskopische System erfindungsgemäß zweckmäßig gewählt, wobei die Frequenz f_ des übertgaungssignals S_c, das der ladungsgekoppelten Vorrichtung zugeführt wird, auf die Frequenz der Farbhilfsträgerfrequenz f des NTSC-Systems gewählt ist und wobei ein Farbvideosignal

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des NTSC-Systems unmittelbar von den ladungsgekoppelten Vorrichtungen erhalten werden kann. Der Codierer 11 kann somit entfallen, so daß die Schaltung vereinfacht werden kann. Mit anderen Worten kann eine Festkörperkamera eines direkten NTSC-Systems gebildet werden.

Da ferner erfindungsgemäß die Einstell- oder Verstelleinrichtung in der Signalaufbereitungs- oder Signalverarbeitungsschaltung für das empfangene Signal vorgesehen ist, um somit zu erreichen, daß das Anordnungsmuster der ausgelesenen Signale, welche das Helligkeitssignal bilden, zum räumlichen Anordnungsmuster der Zellen wird, wobei auch die Phase des Farbhilfsträgers in dem Trägerchrominanzsignal von empfangenen Signalen dieselbe wird, wie jene des Farbhilfsträgers in dem NTSC-System, kann der schlechte Einfluß auf ein wiedergegebenes Bild bei Verwendung des direkten NTSC-Systems wirkungsvoll beseitigt werden. Erfindungsgemäß kann somit jetzt ein gutes Bild wiedergegeben werden.

Andere erfindungsgemäße Beispiele werden nun beschrieben. Wenn die ladungsgekoppelte Vorrichtung mit dem Schachbrettmuster gemäß Figur 4 bei einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel Verwendung findet, obwohl eine nähere Erläuterung weggelassen wird, wird das Anordnungsmuster der wiedergegebenen Zellen in einem ungeraden Halbbild dasselbe wie das räumliche Anordnungsmuster der Zellen in den ladungsgekoppelten Vorrichtungen, wobei jedoch es wie in Figur 15B gezeigt um 1 t„ nur in einem geraden Halbbild relativ verschoben wird.

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Wie bei dem zweiten erfindungsgemäßen Beispiel gemäß Figur 16 bzw. dem Blockschaltbild kann demgemäß dann, wenn die Phasenumkehrschaltung 43 in der Übertragungsbahn des Übertragungssignals S-, zur Umkehr der Phase des Übertragungssignals S_, nur in dem geraden Halbbild vorgesehen ist, das Anordnungsmuster der wiedergegebenen Zellen für das Helligkeitssignal mit dem räumlichen Anordnungsmuster der Zellen in den ladungsgekoppelten Vorrichtungen zusammenfallend gemacht werden.

In diesem Falle wird die Phase der Trägerfrequenz S- von jener der f„ infolge der Anwesenheit der Phasenumkehrsteuerschaltung 43 unterschiedlich. Das Anordnungsmuster der wiedergegebenen Zellen für das Chrominanzsignal, welches, wie in Figur 15A gezeigt, in einem ungeraden Halbbild vorliegt, und wie in Figur 15B gezeigt, in einem geraden Halbbild vorliegt, wird wie in Figur 15A in jedem Halbbild werden.

In dem Beispiel wird daher das Farbsignal als ganzes um t„ in dem ungeraden Halbbild verzögert, um

— π

das2 Anordnungsmuster der wiedergegebenen Zellen von dem räumlichen Anordnungsmuster der Zellen gemäß den Figur 17A und 17B zu verschieben, wobei es einem Verzögerungsprozeß in dem geraden Halbbild, wie nachfolgend beschrieben, unterworfen ist. Falls somit eine derartiqe Signalverarbeitung durchgeführt wird, daß eine N-Zeile bzw. N-Leitung in einem unqeraden Halbbild und eine (N + 1)-Zeile bzw. Leitunq in einem geraden Halbbild um 1 t„ ver-

2 zögert sind, für das in Figur 17A gezeigte Muster, so wird das in Figur 17C gezeigte wiedergegebene Muster erhalten, welche dasselbe wie jenes

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- 38 ist, das in Figur 15B gezeigt ist.

Es ist daher zu verstehen, daß das Verhältnis zwischen den in den Figuren 17B und 17C gezeigten Mustern dem Verhältnis ähnlich ist, bei welchem das Signal ausgelesen wird, indem die Phase des Übertragungssignals S_c so gewählt ist, daß sie jener der f_c gleich ist, so daß die Phasenverschiebung korrigiert werden kann. In diesem Falle wird jedoch das Helligkeitssignal von dem Chrominanzsignal um

-=■ ±„ verschoben, so daß bei einer Signalaufberei-Z η

tung oder Signalverarbeitung zur Verschiebung des Helligkeitssignals um 1 ni„ gemäß Figur 17D der

"2

Zeitunterschied zwischen dem Helligkeitsund dem Chrominanzsignal zu Null gemacht werden kann.

Zurückkehrend zur Figur 16 wird nachfolgend ein Beispiel der Schaltung beschrieben, durch welches die obige Signalaufbereitung oder Signalverarbeitung derzielt wird. Eine Verzögerungsschaltung 50 ist in der nächsten Stufe des Tiefpaßfilters 36 zur Verzögerung des Helligkeitssignals um die Zeit entsprechend Ij. (140 μ sec.) vorgesehen, was im

2 ^H
Hinblick auf verschiedene Faktoren bestimmt ist, wie z.B. von Übertragungsverzögerungen durch den Tiefpaßfilter 36, die Farbsignalverarbeitung usw., wie nachfolgend beschrieben wird.

Bei der Farbsignalverarbeitung sind die ersten und zweiten Korrekturschaltungen 52 und 53 vorgesehen. Die erste Korrekturschaltung 52 wird zur Korrektur

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eines ungeraden Halbbildes verwendet, so daß sie aus einem ersten Schalter 52A, der mit dem Ausgang der Addierschaltung 25 und dem VertikalSynchronsignal S„ aus der Tafel 21 gespeist wird, sowie einer ersten Verzögerungsschaltung 52B gebildet ist, die mit dem Schalter 52A verbunden ist. Der erste Schalter 52A wird bei jedem Halbbild geschaltet und ruht in der Stellung gemäß Figur 16 in einem ungeraden Halbbild. Die Verzögerungszeit der ersten Verzögerungsschaltung 52B ist auf den Wert entsprechend

-* Λ! oder 140 μ sec. gewählt. Die zweite Korrekturschaltung 53 wird zur Korrektur eines geraden Halbbildes verwendet und daher aus einem zweiten Schalter 53A gebildet, der mit dem Schalter 52A verbunden und bei jedem 1 H geschaltet wird, sowie aus einer zweiten Verzögerungsschaltung 53B, welche mit dem Schalter 53A verbunden und deren Verzögerungszeit auf den Wert entsprechend t?„ oder 280 μ sec. gewählt ist.

In Figur 16 zeigt 54 eine Steuerschaltung, welche vorgesehen ist, um das Horizontalsynchronsignal S„ aus der Tafel 21 zu empfangen, und seinen Ausgang dem zweiten Schalter 53A zuzuführen, um die Phase bei jedem Halbbild umzukehren, wobei 55 eine Addierschaltung bezeichnet, welche mit den Ausgängen aus den ersten und zweiten Verzögerungsschaltungen 52B und 53B und dem zweiten Schalter 53A gespeist wird.

Jedes der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Beispiele wird für den Fall gegeben, in welchem das übertragungssignal S_c selbst als das Farb-

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hilfsträgersignal gewählt ist. Es ist jedoch möglich, daß die Ubertragungsfrequenz f_, als die Hälfte der Farbhilfsträgerfrequenz f (1 f ) gewählt ist, wo-

O ~7y O

bei die Frequenz f_c selbst als die Trägerfrequenz des Trägerchrominanzsignals verwendet wird, um einen solchen Fall handelt es sich bei dem dritten Beispiel der Erfindung. In diesem Falle ist die Phase der Farbhilfsträgerfrequenz f_c ein Bezugswert für jene der Übertragungsfrequenz f_. Falls das Signal bei dem obigen Phasenverhältnis ausgelesen wird, obwohl nicht dargestellt, ist das räumliche Anordnungsmuster der Zellen ein Muster nach der Schachbrettart, wobei jedoch jenes der wiedergegebenen Zellen dasselbe wie das räumliche Anordnungmuster der Zellen einer .ladungsgekoppelten Vorrichtung der Parallelart wird. Bei dem dritten Beispiel ist somit erforderlich, sowohl das Helligkeits- als auch das Chrominanzsignal zu korrigieren.

Figur 18 ist ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des dritten Beispieles der vorliegenden Erfindung, wobei sowohl die (n + 1)- als auch die (263 + N)-Zeilen für das Helligkeitssignal um <t„ verzögert sind, obwohl eine nähere Beschreibung davon entfällt. In Figur 18 zeigt 80 eine Korrekturschaltung zu diesem Zwecke, welche aus einer Verzögerungsschaltung 8OA gebildet ist, deren Verzögerungszeit als Λί gewählt ist, sowie aus einem

Steuerschalter 8OB, der bei jedem 1H schaltet.

In Figur 18 zeigt ferner 56 eine Korrekturschaltung für das Chrominanzsignal, welche aus einer

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Verzögerungsschaltung 56A, welche mit der Addierschaltung 25 verbunden ist, sowie einem Steuerschalter 56B besteht, der mit der Verzögerungsschaltung 56A und der Addierschaltung 25 verbunden ist. Da in diesem Falle die Zeile bzw. Leitung, an welcher das Signal um J^ Ai„ bei jedem Halbbild verzögert wird, unterscniedlich ist, ist notwendig, in der Übertragungsbahn des Schaltimpulses S₁₁, der dem

Steuerschalter 56B zugeführt wird, eine Phasenumkehr Steuer schaltung 57 vorzusehen, deren Konstruktion dieselbe wie die zuvor beschriebene ist, um somit den Impuls S phasenmäßig umzukehren. 57A zeigt einen Phaseninverter oder eine Phasenumkehreinrichtung. Eine Verzögerungsschaltung 58 von 2 ^₁₁ ^ist in der Chrominanzübertragungsbahn vorgesehen, um den Zeitfehler des Chrominanzsignals mit Bezug auf das Helligkeitssignal zu korrigieren.

Wenn die Ubertragungsfrequenz f_n als 1 der Farb-

"2 hilfsträgerfrequenz f_ gewählt ist, liegen Seitenbandkomponenten, deren Fundamentfrequenz 1 f_e ist,

"2 vor, wobei die Seitenbandkomponenten innerhalb des Bandes des Helligkeitssignals fallen. Es ist daher erforderlich, die Seitenbandkomponenten zu beseitigen. Zu diesem Zwecke kann die Vertikalkorrelation verwendet werden. Eine Beseitigung oder ein Entfernen der Schaltung 60 ist beispielsweise vorgesehen, wie in Figur 18 gezeigt. Das Helligkeitssignal wird nämlich einem Tiefpaßfilter 61 zugeführt, von welchem die Tiefhandkomponenten von 1 bis 2 MHz abgeleitet sind, wobei die Tiefbandkomponenten einer Substraktionsschaltung zugeführt werden, welche auch mit dem Helligkeitssignal

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gespeist wird, das in bezug auf das Band nicht eingeschränkt ist. Die Substraktionsschaltung 62 erzeugt somit Hochbandkomponenten. Der Grund dafür, warum die Tiefbandkomponenten entfernt werden, ist, die Auflösung in der Vertikalrichtung zu vermeiden. In diesem Falle ist eine Verzögerungsschaltung 63 zwischen dem Schalter 55B und der Substraktionsschaltung 62 vorgesehen, um die Zeitverzögerung auszugleichen, die durch das Vorhandensein des Tiefpaßfilters 61 verursacht wird.

Die Hochbandkomponenten aus der Substraktionsschaltung 62 werden einer Verzögerungsschaltung 64 von 1H und daraufhin der Addierschaltung 65 zugeführt, welche auch mit den nichtverzögerten Hochbandkomponenten aus der Substraktionsschaltung 62 unmittelbar gespeist werden, um somit den Vertikalkorrelationsvorgang durchzuführen. Da nämlich die Phasen der Seitenbandkomponenten, die in den Hochbandkomponenten enthalten sind, zwischen benachbarten Horizontalabtastzeilen umgekehrt sind, können die Seitenbandkomponenten durch das Vorhandensein der Verzögerungsschaltung 64 wirkungsvoll beseitigt werden. Nachdem das Helligkeitssignal der Vertikalkorrelationverarbeitung unterworfen wird, wird es mit der obigen Tiefbandkomponente in einer Addierschaltung 67 addiert und der Zusammensetzungsschaltung 37 als Endhelligkeitssignal zugeführt.

Bei den obigen Beispielen werden drei ladungsgekoppelte Vorrichtungen verwendet, um Festkörperfarbkamera zu bilden, wobei jedoch es möglich ist,

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eine Festkörperfarbkamera dieser Art durch Verwendung von nur einer ladungsgekoppelten Vorrichtung zu bilden. Ein typisches Beispiel dieses Falles wird nun beschrieben.

Wenn eine ladungsgekoppelte Vorrichtung verwendet wird, so wird die Obertragungsfrequenz f_ als 3fg(f_c= 3fg) gewählt, wobei der Dreibildabtastzellen entsprechende Abstand oder die Zeilendichte eine Einheit des Anordnungsabstandes (s. Figur 19A) wird. In diesem Falle wird beispielsweise dann, wenn das Signal mit der Phase von beispielsweise 3f_ als Bezugswert ausgelesen wird, das Muster der wiedergegebenen Zelen um J_ *?_H gemäß den Figuren 19B und 19C verschoeben. Das Helligkeits- und Chrominanzsignal müssen demgemäß entsprechend korrigiert werden.

Da die Zeile bzw. Leitung, in welcher die Zellen sich bewegen, je nach den Halbbildern unterschiedlich ist, kann dann, wenn die Zellen in N- und /263 + (N + 1)/-Zeilen bzw. Leitungen in einem ungeraden Halbbild und (H + I)- und (263 + N)-Zeilen bzw. Leitungen in einem geraden Halbbild um | ^ entsprechend in bezug

6 ^H

auf das Helligkeitssignal bewegt werden, die ursprüngliche Zellenordnung erhalten wird. Es reicht somit aus, daß eine aus einer Verzögerungsschaltung 7OA mit der Verzögerungszeit mit 1 t^„ und einem

6 ^H Steuerschalter 7OB bestehende Korrekturschaltung 7OB

bei jedem 1H gemäß Figur 20 umgekehrt wird.

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Eine Korrekturschaltung 71 wird wiederum für das Chrominanzsignal vorgesehen. Die Korrekturschaltung 71 ist aus einer Verzögerungsschaltung 71A mit der Verzögerungszeit von J^ ^_H» welche mit dem Ausgang

3 ^H
aus der Abtasthalteschaltung 32 zugeführt wird, und einem Steuerschalter 71B gebildet, der mit der Ausgangsverzögerungsschaltung 71A und mit dem Ausgang der Abtasthalteschaltung 32 gespeist und bei jedem 1H auf Verzögerungsleitungen umgeschaltet wird, die von den obengenannten Leitungen unterschiedlich sind. Somit können die Phasen zusammenfallend gemacht werden. In diesem Falle wird jedoch eine Zeitverzögerung zwischen dem Helligkeits- und Chrominanzsignal herbeigeführt, so daß es notwendig wird, das Helligkeitssignal zu verzögern. Zu diesem Zwecke ist eine Verzögerungsschaltung 72 zwischen den Tiefpaßfilter 36 und die Verarbeitungs- oder Aufbereitungsschaltung 37 geschaltet. In Figur 20 bezeichnet 73 eine Phasenumkehrsteuerschaltung, die aus einem Schalter 73B zum Empfang des Signals S„ aus der Synchronisiertafel 21 und einer Phasenumkehrschaltung 73A besteht, die mit dem Signal S„ durch den Schalter 73B versorgt wird. Der Ausgang der Schaltung 73 wird den Steuerschaltern 7OB bzw. 71B zugeführt.

Das fünfte bzw. sechste Beispiel, die zuvor erwähnt wurden, könnten aus der obigen Beschreibung des ersten bis vierten Beispieles ohne weiteres verstanden werden, so daß eine Beschreibung derselben entfällt.

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Es ist ersichtlich, daß viele Abwandlunqen und Abänderunqen seitens des Fachmannes innerhalb des Schutζumfanqes der beiqefüqten Patentansprüche durchqeführt werden können.

Der Patentanwalt

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Leerseite

Claims (10)

1. 2774170

   Ansprüche

   . I^ Festkörperfarbkamera der Art, bei welcher ein Fernsehsignalgemisch des NTSC-Systems ohne Verwendung eines besonderes Farbcodierers erhalten wird, mit einer Festkörperbildabtasteinrichtung mit einer Vielzahl von Bildabtastzellen, welche sowohl in der Vertikal- als auch in der Horizontalrichtung ausgerichtet sind, um eine Lichtinformation eines Gegenstandes in eine elektrische Signalinformation in Verbindung mit den Bildabtastzellen umzusetzen, einer Farbfiltereinrichtung, welche in einer Lichtbahn der Lichtinformation des Gegenstandes angeordnet ist, um die elektrischen Signalinformation entsprechend den Farbkomponenten zu modifizieren, welche in der Lichtinformation enthalten sind, mit einer Ausleseregistereinrichtung zum Empfang der elektrischen Signalinformation einer Horizontalabtastperiode zeilenweise von der Feststoffbildabtasteinrichtung und zum Zuführen eines Ausgangsvideosignals serienweise, einer Einrichtung zum Trennen einer Helligkeitssignalkomponente und einer ChrominanzSignalkomponente des Ausgangsvideosignals von der Ausleseregistereinrichtung, einer Einrichtung zum Addieren der getrennten Helligkeitssignalkomponentenund der Chrominanzsigna!komponenten, einer Einrichtung zum Ableiten eines Farbfernsehsignalgemisches, welches in dem NTSC-Farbsystem annehmbar ist, an einem Ausgang des Systems, und mit einer Einrichtung zum Zuführen von Vertikal- und Horizontalabtastsignalen zur Festkörperbild-

   7ϋ9β40/1130

   INSPECT»

   abtasteinrichtung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Zuführen von Ausleseimpulsen zu der Ausleseregistereinrichtung, wobei eine Frequenz der Ausleseimpulse als

   — χ f gewählt ist, worin N und M beide ganze N ^b

   Zahlen sind und f eine Frequenz eines Hilfsträgers des NTSC-Farbsystems ist, und durch eine Einrichtung (26A, 26B, 26C) zur Einstellung von Phasenbedingungen der Helligkeitssignalkomponenten am Ausgang des Systems, wenn sie den Ausrichtungszuständen der Bildabtastzellen der Festkörperbildabtasteinrichtung gleich werden.
2. 2. Festkörperfarbkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperbildabtasteinrichtung drei Plättchen von zweidimensionalen Festkörperbildvorrichtungen aufweist, und daß jedes Plättchen einen Farbfilter (12R, 12C, 12B) relativ zu einem der drei Primärfarben hat.
3. 3. Festkörperfarbkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperbildabtasteinrichtung ein einzelnes Plättchen einer zweidimensionalen Festkörperbildvorrichtung ist und daß Farbfilterdreier von drei Primärfarben in der Horizontalrichtung ausgerichtet sind, so daß jedes der Bildabtastelemente einer der drei Primärfarben entspricht.

   709849/1130
4. 4. Festkörperfarbkamera nach Anspruch 3, dadurch

   gekennzeichnet, daß ein Wert des Verhältnisses M so ausgewählt ist, daß der

   N
   gleich drei ist.
5. 5. Festkörperfarbkamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Phaseneinstelleinrichtung für das Helligkeitssignal in einer Helligkeitsbahn für die getrennten Helligkeitssignalkomponenten angeordnet ist, um der Addiereinrichtung zugeführt zu werden.
6. 6. Festkörperfarbkamera nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Einstellung von Phasenbedingungen der ChrominanzSignalkomponenten am besagten Ausgang des Systems, um somit eine Phasenbedingung einer NTSC-Farbhilfsträgersignals zwischen aufeinanderfolgenden Zeilenlücken oder Zeilenintervallen zu sein, wobei die Chrominanzphaseneinstelleinrichtung in einer Chrominanzbahn für die getrennten Chrominanzsignalkomponenten angeordnet ist, welche der Addiereinrichtung zugeführt werden sollen.
7. 7. Festkörperfarbkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wert des besagten Verhältnisses M so ausgewählt ist,

   er gleich 1 ist, und daß die Phaseneinstelleinrichtung in einer Helligkeitsbahn für die getrennten Helligkeitssignalkomponenten angeordnet ist, welche der Addiereinrichtung zugeführt werden sollen.

   709849/1130
8. 8. Festkörperfarbkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phaseneinstelleinrichtung in einer Ausleseimpulsbahn der Ausleseimpulszuführeinrichtung angeordnet ist.
9. 9. Festkörperfarbkamera nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Chrominanzphaseneinstelleinrichtung, die in einer Chrominanzbahn für die getrennten Chrominanzsignalkomponenten angeordnet ist, um somit eine Phasenumkehr zeilenweise zu erzielen, und um somit einer Phasenbedingung oder einem Phasenzustand eines Farbhilfsträgersignals des NTSC-Systems zu entsprechen.
10. 10. Festkörperfarbkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wert des besagten Verhältnisses M so ausgewählt ist,

    N
    daß er J^ gleich ist, und daß die Phasen-

    einstell- oder Phasenverstelleinrichtung in einer Helligkeitsbahn für die Helligkeitssignalkomponenten angeordnet ist, welche der Addiereinrichtung zugeführt werden sollen.

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