DE3228213C2

DE3228213C2 -

Info

Publication number: DE3228213C2
Application number: DE3228213A
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Atsugi Kanagawa Jp Sase; Makoto Fujisawa Kanagawa Jp Onga; Seisuke Mitaka Tokio/Tokyo Jp Yamanaka
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-07-28
Filing date: 1982-07-28
Publication date: 1991-03-28
Also published as: FR2510855B1; JPS5819798A; ATA291382A; FR2510855A1; AU8640382A; DE3228213A1; AU550946B2; GB2103051B; AT388635B; CA1191596A; GB2103051A; US4496967A

Description

Die Erfindung betrifft eine Abtast- und Halteschaltung, ins besondere für Farbsignal-Abtrennschaltungen von Festkörper- Bildwandlern.

Bei herkömmlichen mit Ladungsübertragung arbeitenden Farbauf nahmebildwandlern wird das punktsequentielle Bildsignal, das entsprechend der Farbcodierung über Farbfilter bezogen wurde, vor der individuellen Weiterverarbeitung durch Abtast- und Halteschaltungen geleitet, um die einzelnen Farbsignalkompo nenten R, G und B abzutrennen.

Bei mit Ladungsübertragung arbeitenden Farbbildwandlern mit punktsequentieller Farbdecodierung mittels Farbfiltern werden die individuellen Farbsignalkomponenten innerhalb des punkt sequentiellen Bildsignals einer Weißabgleich-Justierung, Gamma korrektur und anderen Signalverarbeitungsbehandlungen unterzo gen, für die eine als Beispiel in Fig. 1 dargestellte aufwendi ge Signalverarbeitungsschaltung notwendig ist.

Bei dem in Fig. 1 enthaltenen Einchip-Ladungsübertragungs-CCD- Farbbildwandler 1, der durch das Treibertaktsignal aus einem Bezugstaktgenerator 11 gespeist wird, erfolgt die punktsequen tielle Farbcodierung mittels Farbfiltern in der Weise, daß die ungeradzahligen Horizontalabtastzeilen aus abwechselnd roten und grünen Bildelementen und die geradzahligen Horizontalabtast zeilen aus abwechselnd grünen und blauen Bildelementen zusam mengesetzt werden.

Das von dem Farbbildwandler 1 fortlaufend erzeugte punktsequen tielle Bildsignal enthält drei Primärfarbsignalkomponenten mit einer durch die Anzahl der Bildelemente des Bildwandlers 1 bestimmten Folgefrequenz f₀ (=3,58 MHz in diesem Fall), wird durch das die doppelte Frequenz aufweisende Treibertaktsignal 2f₀ aus dem Farbbildwandler 1 ausgelesen und über einen Puffer verstärker 2 in eine erste Abtast- und Halteschaltung 3 eingespeist und zwischengespeichert. Die Schaltung 3 gewinnt dabei ein geformtes punktsequentielles Bild signal und gibt es parallel an je eine zweite und dritte Ab tast- und Halteschaltung 4A und 4B zwecks Auftrennung in die drei Primärfarbsignalkomponenten weiter. Im einzelnen werden von der zweiten Schaltung 4A die roten und blauen, und von der dritten Schaltung 4B die grünen Farbsignalkomponenten des ge formten punktsequentiellen Bildsignals jeweils im Rhytmus der Folgefrequenz f₀, jedoch unter 180° Phasenverschiebung abge tastet und festgehalten.

Die Ausgangssignale der zweiten und dritten Abtast- und Halte schaltungen 4A und 4B, in denen jeweils die Rot- und Blausignale bzw. die Grünsignale enthalten sind, werden jeweils über ein Tiefpaßfilter 5A an zwei Verstärker 6A, 6B mit variabler Ver stärkung zur Weißbalance-Justierung bzw. an einen Verstärker 6C mit konstanter Verstärkung abgegeben, siehe Fig. 1. Die durch je eine nachgeschaltete Klemmschaltung 7A bzw. 7B auf einen vorgegebenen Signalpegel gebrachten Ausgänge der Verstärker 6A und 6B werden abwechselnd durch eine dafür vorgesehene Schal tung 8A einer Gammakorrektur unterzogen und mittels einer Simultanschaltung 9 in Simultansignale umgeformt. Das Ausgangs signal des Verstärkers 6C mit konstanter Verstärkung wird durch eine Klemmschaltung 7C auf vorgegebenen Signalpegel gebracht und in einer Schaltung 8B der Gammakorrektur unterzogen.

Die so nach der Weißabgleichjustierung, Pegelabgleich und Gamma korrektur gewonnenen drei Primärfarbsignale werden einer Matrix schaltung 10 zugeleitet, die daraus das Leuchtdichtesignal und das Farbartsignal gewinnt.

Diese drei zur Bildung eines Farbfernsehsignals bestimmten Primärfarbsignale erfordern jeweils ein Frequenzband von etwa 3,5 MHz. Die Frequenz liegt also nahe bei der Abtastfrequenz f₀, mit der die Abtast- und Halteschaltungen 4A und 4B in der bekannten Signalverarbeitungsschaltung von Fig. 1 arbeiten. Die Restkomponenten des Abtast- und Haltetaktsignals mit der Folgefrequenz f₀ sollten eigentlich durch die Tiefpaßfilter 5A und 5B unterdrückt werden. Die Abschwächung reicht jedoch nicht aus, weil es kein frequenzmäßig unmittelbar benachbarten Signalen nur die Restkomponenten zu unterdrücken, aber die Farb signalkomponenten ungeschwächt passieren zu lassen.

Die Folge ist, daß dem Ausgangssignal jeder Abtast- und Halte schaltung die nicht-unterdrückte Taktsignal-Restkomponente über lagert wird, siehe Fig. 2.

Für die Farbsignalverarbeitung in Festkörper-Fernsehkameras ist es bei der Abtastung der Signale von CCD-Farbbildwandlern bereits bekannt, zur Signalformung und Phasenkorrektur zwei Abtast- und Haltestufen hintereinander in Reihe zu schalten (vgl. DE 28 46 869 A1). Weiterhin ist es bekannt, bei hintereinander geschalteten Abtast- und Haltestufen Abtasttaktsignale mit sich durch ganz zahlige Vielfache unterscheidenden Periodendauern zu verwenden (vgl. DE-AS 19 31 242). Mit diesen bekannten Maßnahmen ist es je doch nicht möglich, das aufgezeigte Problem der Restkomponenten unterdrückung bei der Farbsignalverarbeitung zu lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zur sicheren Unterdrückung von Taktsignalstör- oder -restkomponenten inner halb von Farbsignal-Verarbeitungsschaltungen zu finden.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz ge faßt im Patentanspruch angegeben.

Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, durch gezielte An hebung der Frequenz von Leck-und Restkomponenten des Abtast- Taktsignals deren Ausschiebung mittels eines nachgeschalteten Tiefpaßfilters zu ermöglichen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachstehend unter Bezug auf eine Zeichnung, die auch eine Darstellung zum Stand der Technik enthält, in beispielsweiser Ausführungs form näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der eingangs erläu terten herkömmlichen Signalverarbeitungsschaltung mit Abtast- und Halteschaltungen zur Farbkomponentenauf trennung,

Fig. 2 eine Darstellung des Ausgangssignals einer Abtast- und Halteschaltung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild zu einer erfindungsgemäßen Ab tast- und Halteschaltung,

Fig. 4 und 5 Signaldarstellungen zur Funktion der Schaltung gemäß Fig. 3, und

Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungs gemäßen Signalverarbeitungsschaltung.

Die erfindungsgemäße Abtast- und Halteschaltung 40 in Fig. 3 besteht aus zwei in Reihe geschalteten Abtast- und Haltestufen 41 und 42, von denen die eingangsseitige Stufe 41 ein Eingangs signal gemäß Fig. 4A unter der Ansteuerung durch das Abtast-Takt signal f₀ (siehe Fig. 4B), dessen Frequenz dicht neben der Fre quenz des Eingangssignals liegt, abtastet und festhält. Die ausgangsseitige Stufe 42 erfaßt und hält das in Fig. 4C darge stellte Ausgangssignal der Stufe 41 unter Ansteuerung durch ein in Fig. 4D dargestelltes zweites Abtast-Taktsignal n · f₀ (n ist eine gewählte ganze Zahl) und gibt folglich ein in Fig. 4E dar gestelltes Ausgangssignal ab, welches das Ausgangssignal der erfindungsgemäßen Abtast- und Halteschaltung 40 ist.

Das Ausgangssignal (Fig. 4C) der ersten Stufe 41 ist aus dem Eingangssignal Fig. 4A, den Restkomponenten des ersten Abtast- Taktsignals von Fig. 4B sowie deren Harmonischen zusammengesetzt. Ein auf Durchlaß des Eingangsnutzsignals ausgelegtes Tiefpaß filter könnte nur die Harmonischen, jedoch normalerweise nicht die frequenzmäßig dicht neben dem Nutzsignal liegenden Rest komponenten aussieben.

Durch die erfindungsgemäße Eingabe des in Fig. 4D dargestellten zweiten Abtast-Taktsignals n · f₀, dessen Frequenz den n-fachen (im vorliegenden Fall doppelten) Wert des ersten Taktsignals f₀ (Fig. 4B) hat, wird erreicht, daß im Ausgangssignal (Fig. 4E) der Abtast- und Halteschaltung 40 nur noch die Restkomponente des zweiten Taktsignals n · f₀ enthalten ist, die einen ausreichen den Frequenzabstand von dem Nutzsignal hat und in einem nach geschalteten Tießpaßfilter (beispielsweise 5A bzw. 5B in Fig. 6) leicht unterdrückt werden kann. Siehe hierzu die Darstellung in Fig. 5A/B.

Ein zwischen dem ersten und dem zweiten Abtast-Taktsignal vor handener Phasenunterschied macht es der zweiten Stufe 42 möglich, das Ausgangssignal der ersten Abtast- und Haltestufe 41 auch über die nicht-restkomponentenüberlagerten Abschnitte hin weg zu halten und dadurch Fehlerkomponenten zu vermeiden

Durch Einsetzen der erfindungsgemäßen Abtast- und Halteschaltung 40 an Stelle der herkömmlichen Ausführungen 4A und 4B (Fig. 1) kann eine erfindungsgemäß arbeitende Signalverarbeitungsschal tung für mit Ladungsübertragung (CCD) arbeitende Farbbildwand ler aufgebaut werden. Ein anderes Beispiel für eine erfindungs gemäß gestaltete Signalverarbeitungsschaltung für den genannten Zweck ist die mit erfindungsgemäßen Abtast- und Halteschaltungen 40A und 40B gemäß Fig. 3 für die Farbtrennung ausgestaltete Signalverarbeitungsschaltung in Fig. 6. Die das punktsequentielle Bildsignal von der ersten Abtast- und Halteschaltung 3 aufnehmen den Schaltungen 40A und 40B umfassen je eine erste Abtast- und Haltestufe 41A bzw. 42A und je eine zweite Abtast- und Halte stufe 41B bzw. 42B.

Das von dem Taktimpulsgenerator 11 gelieferte Abtasttaktsignal f₀ wird der ersten Stufe 41A der ersten Abtast- und Halteschal tung 40A direkt, der ersten Stufe 41B der zweiten Abtast- und Halteschaltung 40B dagegen über ein Phasenglied 12 um 180° phasenverschoben zugeleitet. Das der Stufe 41A von 40A zugeführte Abtastsignal f₀ wird mittels einer Vervielfacherstufe 13A um den Faktor n (in diesem Fall 2) frequenzvervielfacht, in einem Phasenglied 14A um den Winkel Φ phasenverschoben und als Abtastsignal n · f₀ der zweiten Stufe 42A zugeführt. In ähn licher Weise wird das phasenverschobene Taktsignal für die andere erste Stufe 41B und 40B durch eine Vervielfacherstufe 13B (Faktor n, hier 2) und ein Phasenglied 14B (Winkel Φ) in ein entsprechendes Abtasttaktsignal n · f₀ umgewandelt und der zwei ten Stufe 42B in 40B zugeführt. Die übrigen Elemente der Sig nalverarbeitungsschaltung von Fig. 6 entsprechen denen in Fig. 1, soweit sie dieselben Bezugszahlen tragen; sie werden daher hier nicht noch einmal erläutert.

Die in den durch die mit den erfindungsgemäßen zweiten und drit ten Abtast- und Halteschaltungen 40A und 40B ausgestattete Sig nalverarbeitungsschaltung abgetrennten drei Primärfarbsignalen enthaltenen Restkomponenten des Abtasttaktsignals haben die erhöhte Grundfrequenz n · f₀ und damit einen so großen Frequenz abstand gegenüber den Frequenzen der drei Primärfarbsignale, daß sie in der nachfolgenden Tiefpaßfiltern 5A und 5B voll ständig und sicher unterdrückt werden. Der einwandfreien Wei terverarbeitung der Nutzsignale in den Klemmschaltungen 7A und 7B sowie den anderen Stufen dieser Schaltung steht so nichts mehr im Wege.

Claims

Abtast- und Halteschaltung, insbesondere für Farbsignal- Abtrennschaltungen von Festkörpr-Bildwandlern, mit einer ersten Abtast- und Haltestufe (41) und einer zweiten Abtast- und Haltestufe (42), die hintereinander in Reihe geschaltet sind und bei welcher die erste Abtast- und Halte stufe (41) durch ein erstes Abtasttaktsignal (f₀) als Steuersignal, dessen Frequenz nahe der Frequenz des Eingangs-Nutzsignals liegt, und die zweite Abtast- und Haltestufe (42) für das Abtasten und Halten des Ausgangssignals der ersten Stufe (41) durch einzweites Abtasttaktsignal (n · f₀) als Steuersignal beaufschlagt ist, dessen Frequenz ein ganzzahlig vielfacher Wert der Frequenz des ersten Abtasttaktsignals ist.