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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildaufnahmeanordnung mit einem
Feststoffsensor und einem elektronischen Verschluß, wobei dieser Sensor die folgenden
Elemente aufweist: einen mit einer Matrix von Bildaufnahmeelementen ausgebildeten
Bildaufnahmeteil, einen damit gekoppelten, mit einer Matrix von Speicherelementen
ausgebildeten Speicherteil, sowie einen damit gekoppelten, Parallel-ein-Reihe-aus-
Schieberegisterteil, der mit mindestens einer Reihe von Schieberegisterelementen
ausgebildet ist, wobei diese Reihe mit einem Bildsignalausgang des Sensors gekoppelt
ist zum Liefern eines Bildsignals, das mit Horizontal-Abtastperioden, Horizontal-
Austastperioden, Vertikal-Abtastperioden und Vertikal-Austastperioden auftritt, wobei
dieser Sensor dazu mit einer Steuerschaltung zum Liefern von Steuersignalen gekoppelt
ist zum nach einer effektiven Bildinformations-Integrationsperiode bei dem
Aufnahmeteil Erhalten einer während einer Vertikal-Austastperiode in einer Vertikal-
Übertragungsperiode erfolgenden parallelen Informationsteilbildübertragung aus dem
Bildaufnahmeteil zu dem Speicherteil und zum darauffolgenden Liefern von
Steuersignalen zum Erhalten einer periodisch auftretenden, während einer Horizontal-
Austastperiode erfolgenden parallelen Informationsverschiebung aus dem Speicherteil in
den Schieberegisterteil, in dem daraufhin während einer Horizontal-Abtastperiode eine
reihenweise Informationsverschiebung zu dem Bildsignalausgang erfolgt, wobei der
elektronische Verschluß mit einer periodischen Rückstellung der Bildaufnahmeelemente
arbeitet, und zwar während eines von dem Bildsignal abhängigen veränderlichen
Zeitabschnitts der Periode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilbildübertragungen
mit Hilfe von Rückstellimpulsen, die von einem in der genannten Steuerschaltung
vorgesehenen Impulsgenerator geliefert werden und während Horizontal-Austastperioden
des genannten veränderlichen Zeitabschnitts der genannten Periode zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Teilbildübertragungen auftreten.
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Eine derartige Bildaufnahmeanordnung ist aus der GB-A-2.160.060
bekannt. Dabei ist der dargestellte Sensor von dem sog. Teilbildübertragungstyp, wobei
rechteckigen Matrizen des Aufnahmeteils und des Speicherteils je mit reihen- und
spaltenweise gegliederten Elementen ausgebildet sind und wobei die
Informationsübertragung in der Spaltenrichtung erfolgt. Über die Steuerschaltung wird
der elektronische Verschluß anhand eines maximal erlaubten Bildsignalwertes geregelt.
Es ist dargestellt, daß die Reihe von Rückstellimpulsen mit je Horizontal-Austastperiode
einem Impulsstoß von drei Rückstellimpulsen mit einer Dauer von nur einer
Mikrosekunde aufgebaut ist.
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Nach dem obengenannten Dokument stellen die Rückstellimpulse die
Bildaufnahmeelemente periodisch dadurch zurück, daß in der Reihenrichtung
abzuführende Ladungen zu in den Spalten vorgesehenen Abführungsstrukturen
verschoben werden. Aus EO-A-0 127 363 und FR-A-2 537 812 sind
Bildaufnahmeanordnungen mit einem elektronischen Verschluß bekannt, wobei die
Rückstellimpulse die Ladungen in der Spaltenrichtung abführen zu einer
Abführungsstruktur, die neben der Aufnahmematrix gegenüber der Speichermatrix
vorhanden ist.
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Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, bei Anwendung in einer
Bildaufnahmeanordnung der Kombination aus dem beschriebenen Sensor und dem
elektronischen verschluß, diesen verschluß zu einem weiteren Zweck zu benutzen. Dazu
weist eine Bildaufnahmeanordnung nach der Erfindung das Kennzeichen auf, daß der
genannte Impulsgenerator zum Liefern mindestens einer vorbestimmten minimalen
Anzähl Rückstellimpulse während jeder Periode zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Teilbildübertragungen ausgebildet ist. Dadurch erfolgt jeweils am Anfang jeder
BildinformationsIntegrationsperiode eine Rückstellung beim Aufnahmeteil. Das Ergebnis
ist eine Entfernung von Störung aus den Aufnahmeelementen, die nach der
vorhergehenden Informationsteilbildübertragung zwischen dem Aufnahmeteil und dem
Speicherteil zurückgeblieben ist. In dem Fall, daß diese Störung nicht aus dem
wiederzugebenden Bildsignal entfernt wird, tritt in dem wiedergegebenen Bild
Signalschmiere auf. Diese Schmiere kann als Vor-Integrations-Schmiere bezeichnet
werden, die zusammen mit einer Nach-Integrations-Schmiere bei einer eigenen
Informationsübertragung entstehen, zu Schmiere bei Wiedergabe führen. Das Bildsignal
enthält die Signalschmierkomponente dadurch, daß bei der periodischen
Teilbildübertragung die Bildaufnahmeelemente die Informationsintegration nach wie vor
durchführen. Als Beispiel einer Nach-Intergrations-Schmiereverringerung sei auf die
US-A-4.567.542 verwiesen, wobei Nach-Schmiereinformation durch Anwendung einer
Teilbildübertragung, die länger dauert als für die Informationsübertragung erforderlich
ist, erhalten wird. Dadurch ist der Sensoraufnahmeteil gleichsam mit nur einer "leeren"
Reihe von Aufnahmeelementen wirksam, aus denen dann nur die Schmiereinformation
hervorgeht, die nur die Nach-Schmierekomponente aufweist. Nach der vorliegenden
Erfindung kann über die elektronische Verschlußanpassung die Vor-
Schmierekomponente rückgängig gemacht werden.
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Zur Verwirklichung einer minimal möglichen Bildinformations-
Integrationsperiode weist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Bildaufnahmeanordnung das Kennzeichen auf, daß der genannte Impulsgenerator zum
Liefern der minimalen Anzahl Rückstellimpulse weiterhin eingerichtet ist zum Liefern
einer maximalen Anzahl Rückstellimpulse, wobei diese maximale Anzahl in einer
Periode auftritt, die kürzer ist als die Periode zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Teilbildübertragungen. Der genannte Impulsgenerator zum Liefern der minimalen
Anzahl Rückstellimpulse ist dabei zur Lieferung der maximalen Anzahl auf einfache
Weise anpaßbar.
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Eine einfach ausgebildete Bildaufnahmeanordnung, bei der die
Steuerschaltung mit einem Vertikal-Frequenz-Sägezahngenerator ausgebildet ist, von
dem ein Ausgang mit einem Eingang einer Signalvergleichsschaltung gekoppelt ist, die
mit einem weiteren Eingang versehen ist zum Zuführen einer die effektive
Bildinformation-Integrationsperiode bestimmenden Regelspannung, sowie mit einem
Ausgang versehen ist, der mit einem Eingang des genannten Impulsgenerators gekoppelt
ist zum Liefern der Reihe von Rückstellimpulsen, weist das Kennzeichen auf, daß der
Impulsgenerator mit einer Flip-Flop-Schaltung ausgebildet ist, die mit einem
Dateneingang versehen ist, der mit einem Ausgang der genannten
Signalvergleichsschaltung gekoppelt ist, und die mit einem Taktimpulseingang zum
Zuführen eines ersten Horizontal-Frequenz-Taktimpulssignals, sowie mit einem
überherrschenden Stelleingang versehen ist, wobei dieser Stelleingang mit einem
Ausgang einer teilbildsynchronisierten Horizontal-Frequenz-Impulszählschaltung
gekoppelt ist, wobei ein Ausgang der Flip-Flop-Schaltung mit einem Eingang einer
Koinzidenzschaltung gekoppelt ist, die mit einem anderen Eingang zum Zuführen eines
zweiten Horizontal-Frequenz-Taktimpulssignals und mit einem Ausgang zum Abgeben
der genannten Reihe von Rückstellimpulsen versehen ist.
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Eine weitere Ausführungsform zum Liefern der maximalen Anzahl
Rückstellimpulse weist das Kennzeichen auf, daß die Flip-Flop-Schaltung mit einem
überherrschenden Löscheingang versehen ist, der mit einem Ausgang der
teilbildsynchronisierten Horizontal-Frequenz-Impulszählschaltung gekoppelt ist.
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Eine Ausführungsform, bei der in der Praxis die periodische Rückstellung
beim Bildaufnahmeteil des Sensors effektiv erfolgt und bei der die Steuerschaltung einen
Zeitsignalgenerator aufweist, der mit Ausgängen zum Liefern von Taktimpulssignalen
ausgebildet ist, wobei diese Ausgänge über eine Gatterschaltung mit dem
Bildaufnahmeteil des Sensors gekoppelt sind und wobei ein Eingang der Gatterschaltung
mit einem Ausgang des Impulsgenerators gekoppelt ist zum Liefern der Reihe von
Rückstellimpulsen, weist das Kennzeichen auf, daß die Gatterschaltung mit einer
Pufferschaltung je Gattereingang und -ausgang für die Taktimpulssignale ausgebildet ist,
wobei diese Pufferschaltungen unter Ansteuerung der Reihe von Rückstellimpulsen
während Horizontal-Austastperioden gesperrt sind während gleichzeitig der Ausgang
jeder Pufferschaltung über einen Ein-Aus-Schalter mit einer Bezugsspannung zur
Rückstellung beim Bildaufnahmeteil des Sensors verbunden ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Bildaufnahmeanordnung,
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Fig. 2 zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1
Signaldiagramme als Funktion der Zeit, und
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Fig. 3 eine detallliertere Darstellung einer Schaltungsanordnung von
Teilen der Anordnung nach Fig. 1, der ebenfalls Signaldiagramme nach Fig. 2
zugehören.
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In Fig. 1 ist in einem Blockschaltbild einer Bildaufnahmeanordnung durch
FT ein Feststoffsensor bezeichnet, der als sog. Teilbildüberrtragungssensor ausgebildet
ist. Dabei weist der Sensor FT einen Bildaufnahmeteil PP, einen Speicherteil MP und
einen Parallel-ein-Reihe-aus-Schieberegisterteil SR auf. Der Bildaufnahmeteil PP und
der Speicherteil MP sind mit je einer Matrix reihen- und spaltenweise angeordneter
Bildaufnahmeelemente P bzw. Speicherelemente M ausgebildet. Der Speicherteil MP ist
zur Erläuterung der Informationsverarbeitung in einen Teil MP1 und einen Teil MP2
aufgeteilt, wobei vorausgesetzt wird, daß der Teil MP2 keine Information mehr aufweist
und der Teil MP1 noch Information aufweist um parallel zu dem Schieberegisterteil SR
weitergeschoben zu werden. Der Schieberegisterteil SR ist mit mindestens einer Reihe
von Schieberegisterelementen S dargestellt, wobei diese Reihe mit einem
Bildsignalausgang OT des Sensors FT gekoppelt ist. Die Teile MP und SR sind gegen
auftreffende Strahlung, wie Licht, abgedeckt. Der Ausgang OT ist mit einem Eingang
einer Bildsignalverarbeitungsschaltung PROC gekoppelt, die mit einem Ausgang zum
Liefern eines Bildsignals VS sowie mit einem Ausgang zum Liefern einer noch näher zu
beschreibenden Regelspannung Vc ausgebildet ist. Das Signal VS bzw. die Spannung
Vc sind an entsprechend bezeichneten Klemmen vorhanden. Das Bildsignal tritt mit
Horizontal-Abtastperioden, Horizontal-Austastperioden, Vertikal-Abtastperioden und
Vertikal-Austastperioden auf. Das Bildsignal VS eignet sich beispielsweise für ein ggf.
genormtes Fernsehsystem, für ein System mit einer periodischen Übertragung
unbewegter Bilder für beispielsweise Objektüberwachungszwecke oder Faksimile, für
ein Roboter-Überwachungssystem, usw. Weiterhin läßt sich denken an Bildaufzeichnung
mit sich schnell bewegenden Objekten in der aufzunehmenden Szene.
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Fig. 1 zeigt weiterhin eine Steuerschaltung für den Sensor FT, deren
Basis durch einen Zeitsignalgenerator GEN gebildet wird. Der Generator GEN liefert
u.a. Steuersignale für den Sensor FT, wobei Taktimpulssignale durch φ und
Übertragungssignale durch TG bei entsprechend bezeichneten Ausgängen angegeben
sind. Ein vierphasiges Taktimpulssignal φA gibt es an vier Leitungen φ1A, φ2A, φ3A und
φ4A, die mit dem Bildaufnahmeteil PP des Sensors FT gekoppelt sind. Ein
Übertragungssignal TG versorgt eine parallele Informationsteilbildübertragung aus dem
Aufnahmeteil PP zu dem Speicherteil MP. Während dieser Übertragung in der
Teilbildübertragungsperiode versorgt ein ebenfalls vierphasiges Taktimpulssignal φB,
über vier Leitungen, die der Einfachheit halber als eine einzige Leitung dargestellt sind,
die Informationsverschiebung in den Speicherteil MP. Am Ende der
Teilbildübertragungsperiode, die in einer Vertikal-Austastperiode des Bildsignals VS
vorhanden ist, ist der Speicherteil MP mit der Bildinformation gefüllt, die vorher in der
Bildinformation-Integrationsperiode in dem Bildaufnähmeteil PP dadurch aufgebaut
wurde, daß darauf auftreffende Strahlung wie Licht, darin in Ladungspakete
umgewandelt wurde. Nach der Teilbildübertragungsperiode kann die Bildinformation-
Integration wieder auf effektive Weise beim Bildaufnahmeteil PP erfolgen, während in
dem Speicherteil MP eine Informationsverschiebung zu dem Schieberegisterteil SR
stattfindet. Unter Ansteuerung des Taktimpulssignals φB und eines Übertragungssignals
TG erfolgt periodisch während einer Horizontal-Austastperiode eine parallele
Informationsverschiebung aus dem Speicherteil MP zu dem Schieberegisterteil SR.
Danach findet während einer Horizontal-Abtastperiode eine durch einen Pfeil
bezeichnete reihenweise Informationsverschiebung in dem Schieberegisterteil statt, und
zwar unter Ansteuerung eines dreiphasigen Taktimpulssignals φc. Parallele
Informationsverschiebungen bei den Teilen PP und MP sind ebenfalls durch Pfeile
bezeichnet. Anhand der beschriebenen Signale wird die Informationsteilbildübertragung
durch (φA, TG, φB), die parallele Informationsverschiebung durch (φB, TG) und die
reihenweise Informationsverschiebung durch (φc) bezeichnet. Für eine weitere
detalllierte Beschreibung der Wirkungsweise des Sensors FT und des
Zeitsignalgenerators GEN sei auf das "Philips Data Handbook : Solid-State image
Sensors and Peripheral Integrated Circuits" verwiesen.
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Die Bildaufnahmeanordnung nach Fig. 1 ist weiterhin mit einem
elektrischen Verschluß ausgebildet, damit erhalten wird, daß während eines variablen
Zeitabschnitts der maximal verfügbaren Bildinformationsintegrationsperiode die
Integration effektiv erfolgt, indem gerade davor bei dem Aufnahmeteil PP eine
Rückstellung auf einen Bezugswert durchgeführt wird. Es wird vorausgesetzt, daß der
Anfang des variablen Zeitabschnitts zu demjenigen Zeitpunkt auftritt, an dem der bei
dem Speicherteil MP dargestellte Zustand vorhanden ist, wobei der Teil MP2 keine
Information aufweist und der Teil MP1 Information aufweist. Eine Vorschiebung bzw.
eine Verzögerung der Rückstellung entspricht einer Verringerung bzw. Vergrößerung
des Teils MP2 und eine Vergrößerung bzw. Verringerung des Teils MP1. Beim Fehlen
des teils MP2 wird die maximal verfügbare Bildinformatios-Integrationsperiode völlig
benutzt und ist der elektronische Verschluß bis zur maximalen Öffnungszeit geregelt.
Bei einem maximal vorhandenen Teil MP2 ist der elektronische Verschluß bis zur
minimalen Öffnungszeit geregelt. Für beide Zustände gilt, daß der elektronische
Verschluß bei der maximalen bzw. minimalen Verschluß-Öffnungszeit effektiv außer
Betrieb gesetzt ist. Die Teile MP1 und MP2 sind in der Figur nur zur Erläuterung der
Wirkungsweise in der Zeit des elektronischen Verschlusses gegeben.
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Um zu verwirklichen, daß die Bildaufnahmeanordnung nach Fig. 1 mit
einem elektronischen verschluß wirksam ist, der weiterhin für eine Vor-Integrations-
Schmierekorrektur bei dem Sensor FT benutzt wird, sind die weiteren Elemente der
Steueranordnung in Fig. 1 als Beispiel gegeben. Durch JC ist eine Impulszählschaltung
bezeichnet, die mit zwei Eingängen zum Zuführen eines Signals VP bzw. eines Signals
CS aus dem generator GEN über entsprechend bezeichnete Klemmen. In Fig. 2 sind als
Funktion der Zeit t Zeitdiagramme der Signale VP und CS dargestellt, ebenso wie die
noch näher zu bezeichnender Signale. Bei mehreren Signalen ist durch H ein hoher und
durch L ein niedriger Signalwert angegeben. Das Signal VP ist ein Vertikal-
Synchronsignal, wobei durch zwei dargestellte Zeitpunkte t1 der Anfang und das Ende
einer Vertikal-Periode angegeben ist. Das Signal CS ist ein Horizontal-Frequenz-
Taktimpulssignal und kann, wie dargestellt, ein Horizontal-Synchronsignal sein.
Zwischen den angegebenen Zeitpunkten t4 und t5 gibt es eine Horizontal-Periode. Die
Dauer der abfallenden Impulse liegt beispielsweise zwischen der Dauer genormter
Horizontal-Synchronimpulse und Horizontal-Austastimpulse. Auf jeden fall haben sie
eine Dauer, die innerhalb der Horizontal-Austastperiode liegt. Auf gleiche Weise liegt
der Impuls zwischen den Zeitpunkten t8 und t1 in dem Vertikal-Synchronsignal VP in
der Vertikal-Austastperiode. Die Schaltungsanordnung JC, die als teilbildsynchronisierte
Horiwntal-Frequenz-Impulszählschaltung wirksam ist, ist mit zwei Ausgängen zur
Lieferung eines Signals EP bzw. eines Signals DP dargestellt. Das Signal EP ist als
Staraignal wirksam und ist in Fig. 2 mit einem einzigen Impuls je Vertikal-Periode
dargestellt, mit der Dauer nur einer Horizontal-Periode, wie diese zwischen den
Zeitpunkten t2 und t4 auftritt. Das Signal DB ist als Endsignal wirksam und ist in Fig.
2 als blockförmiges Signal dargestellt, wobei der Zeitpunkt t8 ein Endzeitpunkt ist.
Dabei beziehen sich Start und Ende auf das Starten des elektronischen Verschlusses
bzw. das Beenden des elektronischen Verschlusses an dem letztmöglichen Zeitpunkt je
Vertikal-Periode, was der kürzesten Verschluß-Öffnungsperiode entspricht.
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Die beiden Signale EP und DP werden Eingängen einer Flip-Flop-
Schaltung FF zugeführt, deren detaillierter Aufbau in Fig. 3 dargestellt ist, was auch für
die Impulszählschaltung JC gilt. Fig. 3 zeigt, daß das Startsignal EP einem
(überherrschenden) Stelleingang SD der Flip-Flop-Schaltung FF zugeführt wird, die von
dem D-Typ ist, wie aus der D-Bezeichnung bei einem Dateneingang hervorgeht. Ein
Taktimpulseingang ist durch CP bezeichnet und das Horizontal-Frequenz-
Taktimpulssignal CS wird demselben zugeführt. Das Endsignal DP wird einem
(überherrschenden) Löscheingang CD der Flip-Flop-Schaltung FF zugeführt. Es sei
erwähnt, daß bei Zufuhr eines Signals mit einem bestimmten Wert zu einem
überherrschenden Eingang die Flip-Flop-Schaltung FF einen Zustand einnimmt, die
durch Zufuhr des Taktimpulssignals CS zu dem Taktimpulseingang CP nicht
veränderbar ist. In Fig. 2 ist der überherrschende Charakter durch eine ansteigende und
eine liegende Pfeilspitze beim Zeitpunkt t2 beim Signal EP und bei dem Zeitpunkt t8
beim Signal DP bezeichnet. In Fig. 3 ist dargestellt, daß nur ein durch 0 bezeichneter
Ausgang der Flip-Flop-Schaltung FF zur Signallieferung benutzt wird. Es wird
vorausgesetzt, daß bei einem niedrigen Signalwert L an den Eingängen SD und CD, d.h.
dem Freigabezustand mit SD = L und CD = L, bei ansteigenden Taktimpulsflanken der
Ausgang O den niedrigen L bzw. den hohen H Signalwert am D-Eingang übernimmt,
wenn dieser nicht bereits am Ausgang O vorhanden ist. Für den überherrschenden
Zustand gilt weiterhin bei SD = H und CD = L, daß 0 = H; bei SD = L und CD = H,
daß 0 = L und bei SD = H und CD = H, daß 0 = H ist.
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In Fig. 3 ist detailliert dargestellt, daß die Impulszählschaltung JC als
Johnson-Zähler ausgebildet ist. Einen (überherrschenden) Meister-Rückstelleingang MR
wird das Vertikal-Synchronsignal VP zugeführt. Das Horizontal-Frequenz-
Taktimpulssignal CS wird einem Taktimpulssignaleingang CP zugeführt, über den die
Zahlsehaltung JC auf ansteigende Taktimpulsflanken (L bis H getriggert) reagieren
kann. In Fig. 2 sind Taktimpulsflanken des Signals CS, auf welche die Zählschaltung
JC reagiert, mit einer ansteigenden Pfeilspitze versehen. Fig. 3 zeigt, daß das Signal EP
von einem decodierten Ausgang O&sub5; herrührt, was in Fig 2 durch die Bezeichnung EP =
O&sub5; betont ist. Das Signal DP wird von einem Übergangsausgang &sub5;&submin;&sub9; geliefert, was in
Fig. 2 durch die Bezeichnung DP = &sub5;&submin;&sub9; erläutert ist. Weiterhin zeigt Fig. 3, daß ein
decodierter Ausgang O&sub6; mit einem Taktimpulssignaleingang der Zählschaltung JC
verbunden ist, wobei über diesen Eingang diese Schaltung auf abfallende
Taktimpulsflanken (H bis L getriggert) reagiert. Weiterhin gilt, daß die Zählschaltung
JC nur auf an steigende Taktimpulsflanken beim Eingang CP bzw. abfallende Flanken
beim Eingang reagiert, wenn der Eingang bzw. CP einen niedrigen L bzw.
hohen H Signalwert hat, beim Vorhandensein eines niedrigen L Signalwertes bei dem
überherrschenden Meister-Rückstelleingang MR. In dem Rückstellzustand mit MR = H,
gilt O&sub5; = L, O&sub6; = L und &sub5;&submin;&sub9; = H. Für eine weitere Detaillierung der Zählschaltung
JC und der Flip-Flop-Schaltung FF sei auf die Infornation in den Philips Handbüchern
in bezug auf den 5-Stufen-Johnson-Zähler HEF 4017 bzw. die zweifache D-Typ-Flip-
Flop-Schaltung HEF 4013 verwiesen.
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Zur Erläuterung der Erzeugung der Signale EP und DP durch die
Zählschaltung JC gilt folgendes. Bei Fig. 2 wird von einem Zustand unmittelbar vor
dem Zeitpunkt t1 ausgegangen, an dem folgendes gilt: VP = MR = H, EP = O&sub5; = L,
O&sub6; = L und &sub5;&submin;&sub9; = H, je nach der Taktimpulssignalzufuhr zu dem Eingang CP. Zu
dem Zeitpunkt t1 bekommt das Vertikal-Synchronsignal VP den niedrigen Wert L und
von diesem Zeitpunkt an gilt t1: MR = L. Da O&sub6; = = L gilt, wird bei der fünften
ansteigenden Impulsflanke der Ausgang O&sub5; den Wert H annehmen, wie beim Zeitpunkt
t2 in Fig. 2 dargestellt. Durch innere Kopplung in der Zählschaltung JC nimmt der
Ausgang &sub5;&submin;&sub9; den Wert L an. Bei der sechsten ansteigenden Taktimpulsflanke zu dem
Zeitpunkt t4 nimmt der Ausgang O&sub6; den Wert H an, während der Ausgang O&sub5; zu dem
Wert L zurückgeht. Von dem Zeitpunkt t4 gilt, daß O&sub6; = CP = H ist, wodurch die
Taktimpulse an dem Eingang CP die Zählschaltung JC nicht mehr beeinflussen können;
die Zählschaltung JC stoppt. Die auf diese Weise gesperrte Zählschaltung JC bleibt
gesperrt bis sie zu dem Zeitpunkt t8 durch das Signal VP rückgestellt wird, wobei gilt:
VP = MR = H. Diese überherrschende Rückstellung ist mit den ansteigenden und
abfallenden Pfeilspitzen bei dem Signal VP in Fig. 2 dargestellt. Hinzu gehört der
Zustand, von dem ausgegangen wurde, und zwar gerade vor dem Zeitpunkt t1.
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Die Zufuhr des Signals EP an dem überherrschenden Stelleingang SD der
Flip-Flop-Schaltung FF nach Fig. 3 führt bei EP = O&sub5; = SD = H dazu, daß für den
Ausgang O mit einem Signal ESP gilt: ESP = H. Dieser Zustand besteht solange gilt:
EP = O&sub5; = SD = H. Fig. 2 zeigt, daß von dem Zeitpunkt t4 an gilt: EP = O&sub5; = Sd =
L, während weiterhin gilt : DP = &sub5;&submin;&sub9; = CD = L. Am nächsten Zeitpunkt t5 tritt eine
an steigende Taktimpulsflanke in dem Signal CS an dem Eingang CP der D-Flip-Flop-
Schaltung FF auf, wodurch der Ausgang O den Wert an dem D-Eingang übernimmt,
wenn dieser dort nicht bereits vorhanden ist. Wenn vorausgesetzt wird, daß für ein in
Fig. 2 dargestelltes Signal SP an dem D-Eingang zu dem Zeitpunkt t5 gilt: SP = D =
SP1 = H, tritt der Signalverlauf ESP = ESP1 von dem Zeitpunkt t5 auf.
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Der Signalverlauf SP = SP1 nach Fig. 2 wird mit Hilfe eines
Sägezahngenerators MFRC und einer Signalvergleichsschaltung AMP, wie in Fig. 1 und
detallliert in Fig. 3 mit einem MOSFET-Transistor MFO, einem Widerstand R, einem
Kondensator C und einem Differenzverstärker AMP als Signalvergleichsschaltung
dargestellt, erhalten. Durch die Zufuhr des Startsignals EP zu dem Generator MFRC ist
dieser als Vertikal-Frequenz-Sägezahngenerator wirksam. Das Signal EP wird nach Fig.
3 der Gate-Elektrode des n-Kanal-Transistors MFO zugeführt, dessen Drain-Elektrode
mit einer positiven Speisespannungsklemme +U verbunden ist, die einen Teil einer
weiterhin nicht dargestellten Spannungsquelle bildet, von der eine andere Klemme als an
Masse liegend vorausgesetzt wird. Das Substrat des Transistors MFO liegt an Masse
und die Source-Elektrode ist über eine Parallelschaltung eines Widerstandes R und eines
Kondensators C mit Masse verbunden. Am Verbindungspunkt des Transistors MFO, des
Widerstandes R und des Kondensators C tritt ein Sägezahnsignal SW auf, von dem ein
idealisierter linearer Verlauf in Fig. 2 dargestellt ist. Zwischen den Zeitpunkten t2 und
t4 ist der Transistor MFO leitend und der Kondensator C wird bis zur Spannung +U
aufgeladen, wonach die Entladung über den Widerstand R stattfindet. Das
Sägezähnsignal SW wird einem (+)-Eingang des Differenzverstarkers AMP aus Fig. 3
zugeführt, wobei ein (-)-Eingang die Regelspannung Vc zugeführt bekommt, die nach
Fig. 1 von der Bildsignalverarbeitungsschaltung PROC herrührt. In Fig, 2 sind zur
Erläuterung der Wirkungsweise der Bildaufnahmeanordnung drei Werte der
Regelspannung Vc durch Vc1, Vc2 und Vc3 bezeichnet. Dabei gibt der
Differenzverstärker AMP ein Signal SP ab mit drei verschiedenen Signalläufen, die in
Fig. 2 durch SP1, SP2 bzw. SP3 bezeichnet sind. Beim Auftritt der Regelspannung Vc1
passiert zu dem Zeitpunkt t3 der Sägezahn SW diese regelspannung, wodurch in dem
Signal SP die an steigende Impulsflanke auftritt. Zu dem Zeitpunkt t6 erfolgt ein
Passieren in umgekehrter Richtung, wobei die abfallende Impulsflanke in dem Signal SP
auftritt, das dem D-Eingang der Flip-Flop-Schaltung FF zugeführt wird. Es stellt sich
heraus, daß die Zeitpunkte t3 und t6 zu einem beliebigen Zeitpunkt auftreten können, je
nach dem sägezahnförmigen Spannungsverlauf und dem Regelspannungswert. Wie
bereits beschrieben, tritt in dem Signal ESP die ansteigende Impulsflanke zu dem
Zeitpunkt t2 auf, was durch das Signal EP festgelegt wird. Der Zeitpunkt t2 ist über die
Signale VP und CS vertikal- und horizontalfrequenzmäßig festgelegt. Damit erreicht
wird, daß auch die abfallende Impulsflanke in dem Signal ESP vertikal- und
horizontalfrequenzmäßig festgelegt wird, ist die Flip-Flop-Schaltung FF verwendet worden, da
nach der abfallenden Flanke in dem Signal SP bei der nächsten ansteigenden
Impulsflanke des Signals CS zu dem Zeitpunkt t7 die Flip-Flop-Schaltung FF umkippt
von dem Wert H zu dem Wert L an dem Ausgang O. Für den Signalverlauf SP1 folgt
ein Signalverlauf ESP1. Der Ausgang O mit dem Signal ESP ist mit einem Eingang
einer Koinzidenzschaltung AN verbunden, die als UND-Gatter dargestellt ist. Einem
anderen Eingang der Schaltungsanordnung AN wird über eine Inverterschaltung I das
Signal CS zugeführt, wodurch ein Signal dabei wirksam ist. In Fig. 2 ist das
Horizontal-Frequenz-Taktimpulssignal als Beispiel als ein invertiertes Horizontal-
Synchronsignal dargestellt. Der Ausgang der Schaltungsanordnung AN liefert ein Signal
ESPS gemäß der logischen UND-Beziehung, wie in Fig. 2 durch ESPS - ESP.
angegeben. Fig. 2 zeigt, daß bei dem Signalverlauf ESP1 die dargestellte Reihe von
Impulsen in dem Signal ESPS auftritt. Das Signal ESPS nach Fig. 2, das an der
entsprechend bezeichneten Klemme in Fig. 1 bzw. 3 auftritt, wird von einem
Impulsgenerator erzeugt, der im wesentlichen durch (JC, FF, AN, I) bezeichnet werden
kann. In Fig. 1 ist in dem Block der Flip-Flop-Schaltung FF die Vertikal- und
Horizontal-Synchronisation der Impulsflanken näher dargestellt, wobei in dem Block der
Schaltungsanordnung AN eine Reihe von zwei Horizontal-Frequenz-Impulsen zur
Erläuterung dargestellt ist.
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Die Ausgangsklemme ESPS des Impulsgenerators (JC, FF, AN, I) mit der
Reihe von Impulsen ist nach Fig. 1 mit einem Ausgang-Freigabe-Eingang von
Pufferschaltungen BUF1 bis einschließlich BUF4 und mit einem Schalteingang von
Ein-Aus-Schaltern MF1 bis einschließlich MF4 gekoppelt. In Fig. 3 ist eine detailliertere
Ausführungsform der vier Pufferschaltungen BUF und der als MOSFET-Transistoren
MF ausgebildeten Ein-Aus-Schaltern dargestellt. Der Transistor MF nach Fig. 3 ist von
dem n-Kanaltyp, wobei die Source-Elektrode und das Substrat an Masse liegen und die
Draln-Elektrode mit dem Ausgang der Pufferschaltung BUF verbunden ist, die
weiterhin mit dem Aufnahemteil PP des Sensors FT nach Fig. 1 gekoppelt ist. Die
Gate-Elektrode des Transistors MF nach Fig. 3 ist mit dem durch E bezeichneten
Ausgang-Freigabe-Eingang der Pufferschaltung BUF verbunden. Dem Eingang der
Pufferschaltung BUF nach Fig. 3 wird das Taktimpulssignal φA zugeführt, das in Fig. 1
als vierphasiges Signal detallliert durch φ1A, φ2A, φ3A und φ4A bezeichnet ist. Die
Pufferschaltungen BUF können beispielsweise einen Teil einer integrierten Schaltung
HEF 40240 bilden, die acht Puffer aufweist mit 3-Zustände-Ausgängen. Dabei hat bei
einem hohen Wert H in dem Signal ESPS der Ausgang der Pufferschaltung BUF einen
Hochimpedanz-Aus-Zustand und bei einem Wert L ist die Pufferschaltung BUF
freigegeben und als Inverterschaltung für das Taktimpulssignal φA wirksam. In dem
ausgeschalteten Zustand der Pufferschaltungen BUF sind die Transistoren MF leitend,
so daß das Massepotential als Bezugsspannung allen Taktimpulssteuerelektroden beim
Aufnahmeteil PP des Sensors FT nach Fig. 1 aufgeprägt wird. Dabei gibt es zwischen
jedem der Aufnahmeelemente P in dem Aufnähmeteil PP und dem Substrat des Sensors
FT eine leitende Verbindung, was eine horizontal-frequente, während Horizontal-
Austastperioden erfolgende Rückstellung bei der Bildinformations-Integration bedeutet.
Auf diese Weise ist die Bildaufnähmeanordnung mit einem elektronischen Verschluß
wirksam, der durch (ESPS, BUF, MF, φA) bezeichnet wird. Fig. 2 zeigt mit der Reihe
von Rückstellimpulsen in dem Signal ESPS, daß dieses Signal mit einer
elektronischen-Verschluß-Impulsreihe wirksam ist. Die Pufferschaltungen BUF und die als Transistoren
ausgebildeten Ein-Aus-Schalter MF sind zusammen als Gatter-Schaltung mit einer
logischen NICHT-ODER-Beziehung für die Taktimpulssignale φA und das Signal ESPS
wirksam. Denn bei ESPS = H gilt PP = L und bei ESPS = L gilt PP = A.
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Die in Fig. 2 dargestellte Reihe von Rückstellimpulsen in dem Signal
ESPS gehört zu dem Regelspannungswert Vc1. Der Signalverlauf SP1 bei dem Signal
SP legt den variablen Zeitabschnitt mit der periodischen Rückstellung fest. In dem Fall,
daß es einen Regelspannungswert Vc2 gäbe, findet keine Passierung dieses Wertes
durch den Sägezahn SW statt. In dem Signal SP tritt dann der Signalverlauf SP2 auf und
ohne weitere Maßnahmen wäre in dem Signal ESP kein Impuls vorhanden. Damit nach
der Erfindung verwirklicht wird, daß die Flip-Flop-Schaltung FF dennoch eine minimale
Anzahl Rückstellimpulse in dem Signal ESPS versorgt, ist das Signal EP dem
überherrschenden Stelleingang SD der Flip-Flop-Schaltung FF zugeführt. In dem
dargestellten Beispiel liefert der Impulsgenerator (JC, FF, AN, I) über den
Signalverlauf ESP2 immer eine minimale Anzahl von zwei Rückstellimpulsen in dem
Signal ESPS, unabhängig von der Dauer des variablen Zeitabschnitts mit der
periodischen Rückstellung. Diese Impulse treten vor den Zeitpunkten t4 und t5 auf.
Dadurch erhält der elektronische Verschluß (ESPS, BUF, MF, φA) als zweite Funktion
die beschriebene Vor-Intergrations-Schmierekorrektur bei dem
Teilbildübertragungssensor FT. Als Beispiel ist die minimale Anzahl von zwei
Rückstellimpulsen in dem Signal ESPS gegeben.
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In einem anderen Fall ist es möglich, daß ein Regelspannungswert Vc3
vorhanden ist. Dadurch passiert der Sägezahn SW den Regelspannungswert Vc3 zu dem
Zeitpunkt t9. In dem Signal SP tritt dabei ein Signalverlauf SP3 auf. Der Zeitpunkt t9
liegt hinter dem Zeitpunkt t8 könnte innerhalb der beschriebenen Informations-
Teilbildübertragungsperiode liegen. Dabei hat der elektronische Verschluß (ESPS, BUF,
MF, φA) keine effektive Öffnungsperiode mehr. Um zu verwirklichen, daß der
Impulsgenerator (JC, FF, AN, I) zum Liefern der minimalen Anzahl Rückstellimpulse
in dem Signal ESPS weiterhin eine maximale Anzahl liefert, die in einer Periode
auftritt, die kleiner ist als die maximal verfügbare Bildinformations-Integrationsperiode
weniger der Teilbildübertragungsperiode, wird das Signal DP dem überherrschenden
Löscheingang CD der Flip-Flop-Schaltung FF nach Fig. 3 zugeführt. Die ansteigende
Impulsflanke zu dem Zeitpunkt t8 in dem Signal DB nach Fig. 2 ergibt einen
Signalverlauf ESP3 in dem Signal ESP. Dadurch ist gewährleistet, daß es eine kleinste
Verschluß-Öffnungsperiode gibt, und zwar von dem Zeitpunkt t8 bis zum
Anfangszeitpunkt der Teilbildübertragungsperiode, die zwischen den Zeitpunkten t8 und
t1 liegt. Es stellt sich heraus, daß der elektronische Verschluß (ESPS, BUF, MF, φA)
eine maximale Öffnungsperiode hat von dem Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt t8 und dies
ist die maximal verfügbare Bildinformations-Integrationsperiode. Dadurch, daß die
Rückstellung beim Aufnahmeteil PP nach dem Zeitpunkt t5 verlängert wird, und zwar je
nach der Regelspannung Vc, wird der variable Zeitabschnitt mit der periodischen
Rückstellung erhalten.
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Als Beispiel sei erwähnt, daß die Periode zwischen den Zeitpunkten t8
und t1 zehn Horizontal-Perioden entspricht, wobei die Teilbildübertragungsperiode etwa
sieben Horizontal-Perioden beträgt, beispielsweise unmittelbar vor dem Zeitpunkt t1
liegend. Dabei gibt es eine minimale Verschluß-Öffnungsperiode entsprechend drei
Horizontal-Perioden. Wenn vorausgesetzt wird, daß es zwischen den periodischen
Zeitpunkten t1 n Horizontal-Perioden je Vertikal-Periode gibt, so folgt mit Hilfe der
Fig. 2 eine maximale Verschluß-Öffnungsperiode oder die maximal verfügbare
Bildinformations-Integrationsperiode beim Bildaufnahmeteil PP des Sensors FT gleich n
weniger etwa dreizehn Horizontal-Perioden, und zwar etwa sieben Horizontal-Perioden
vor dem Zeitpunkt t1 und etwa sechs Horizontal-Perioden nach dem Zeitpunkt t1. Die
genannten dreizehn Horizontal-Perioden treten dabei in der Vertikal-Austastperiode auf,
die beispielsweise fünfundzwanzig oder einundzwanzig Horizontal-Perioden dauer. Die
theoretisch maximal verfügbare Bildinformations-Integrationsperiode entspricht n
Horizontal-Perioden weniger der etwa sieben Horizontal-Perioden für die Informations-
Teilbildübertragungsperiode.