NL8202902A

NL8202902A - Televisiecamera met een beeldopneeminrichting van het "solid state" type.

Info

Publication number: NL8202902A
Application number: NL8202902A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-07-20
Filing date: 1982-07-19
Publication date: 1983-02-16
Also published as: GB2105943A; AT384920B; DE3227110A1; US4558366A; DE3227110C2; JPS5814682A; FR2509942A1; FR2509942B1; CA1187168A; ATA279882A; GB2105943B

Description

7 “ - , .

C/Ca/lh/1447

Televisiecamera met een beeldopneeminrichting van het "solid state" type.

De uitvindiryg heeft betrekking op een televisiecamera met een beeldopneeminrichting van het "sdlid state" type, zoals een ladingsgekoppelde inrichting, en meer in het bijzonder op een dergelijke televisiecamera met een 5 stelsel ter verraindering van "smear"-verschijnselen.

Met het voortschrijden van de halfgeleider-technologie is men in toenemende mate overgegaan tot de vervaardiging van televisiecamera’s, welke zijn uitgeruist met een beeldopneeminrichting van het "solid state" type; 10 in het bijzonder wordt als zodanig vaak een ladingsgekoppelde inrichting (CCD) toegepast.

De voor beeldvorming in aanmerking komende inrichtingen van dit type kunnen naar hun wijze van uit-voering in twee types worden onderscheiden, welke resp.

15 worden aangeduid als het "frame-transfer"-type en het "interline-transfer "-type. Het eerstgenoemde type vertoont een bepaalde rangschikking van volgens horizontale en vertikale lijnen aangebrachte lichtopneemeenheden, waaraan een gelijk aantal inrichtingen voor tijdelijke ladingsopslag is toege-20 voegd voor opslag en overdracht van de in de lichtopneemeenheden geaccumuleerde lading naar een schiiifregister, dat de lading sequentieel van de opslaginrichtingen krijgt toegevoerd en een, het opgenomen beeld vertegenwoordigend signaal afgeeft. Bij een als beeldvormer dienende, ladings-25 gekoppelde inrichting van dit type (frame-transfer) doet zich het verschijnsel- voor, dat wanneer de lichtopneemeenheden tijdens de hiervoor genoemde ladingsoverdracht naar de opslaginrichtingen aan bestraling door licht blootstaan, een ongewenste lading of stoorlading terechtkomt bij en 30 gemengd wordt met de overgedragen lading, welke het beeld vertegenwoordigt. Dit verschijnsel kan tot gevolg hebben, dat in een uiteindelijk zichtbaar gemaakt beeld een heldere vertikale lijn zichtbaar wordt, welke wel wordt aangeduid 8202902 * » -2- als "smear”.

Bij een voor beeldvorming toegepaste ladings- gekoppelde £nribchtirig van het "interlihe-transfer"-type is tussen iedere lichtopneemeenheid en bijbehorende ladings- • 5 overdrachtinrichting een poortschakeling opgenomen, welke , tijdens de ladingsoverdrachtperiode wordt geblokkeerd, zodat de hiervoor genoemde ladingslek, welke bij een inrichting van het "frame-transfer"-type optreedt, zich niet voordoet.

Daar staat echter tegenover, dat bij een ladingsgekoppelde | 10 inrichting van het "interline-transfer"-type de lichtopneem- i eenheden, de poortschakeling en de ladingsoverdrachtinrich- S tingen alle in eenzelfde halfgeleidermassa zijn gevormd, \ m .

, met als gevolg, dat van een helder beeld afkomstig licht van grote golflengte via de lichtopneemeenheden betrekkelijk 15 diep in deze halfgeleidermassa binnendringt en daarin een lading opwekt, welke zich in horizontale richting verspreidt en naar de ladingsoverdrachtinrichting weglekt. Hieruit resulteert eveneens een "smear"-verschijnsel.

In het Amerikaanse octrooischrift 4.010.319 20 is reeds een stelsel voor vermindering van dit verschijnsel beschreven. Volgens dat octrooischrift worden de lichtopneemeenheden voor een aantal horizontale lijnen gemaskeerd, het op de gemaskeerde lijnen betrekking hebbende uitgangs-signaal gedetecteerd en het daarbij bereikte detectie-25 uitgangssignaal van dat van de beeldopneeminrichting afge-trokken. Een dergelijk stelsel heeft echter het nadeel, dat speciale hulpelementen; zoals maskers, dienen te worden toegepast, waarvan de vervaardiging en de hier genoemde toepassing tot ongewenste kostenstijgingen leidt.

30 De ondekrhavige uitvinding stelt zich ten doel, een met een beeldopneeminrichting van het "solid state"-• type uitgeruste televisiecamera te verschaffen, welke vrij is van de hiervoor genoemde nadelen van bekende televisie-camera's van dit type.

35 Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een dergelijke televisiecamera te verschaffen, waarbij op een-voudige wijze een aanzienlijke vermindering van "smear"-verschijnselen wordt verkregen.

8202902 ‘ i -3-

Een ander doel van de uitvinding is het ver-schaffen van een televisiecamera met een beeldopneeminrich-ting van het "solid state"-type, waarbij ongewenste ladings-weglek wordt gedetecteerd tijdens de vertikale onderdruk-5 kingsperiode, waarin geen op van een beeld afkomstig licht ; betrekking hebbende lading wordt gevormd.

Daartoe gaat de uitvinding uit van een . ; - ' televisiecamera met een beeldopneeminrichting van het "solid state"-type, welke is uitgerust met een aantal volgens 10 horizontale beeldregels en vertikale rijen gerangschikte, afzonderlijke lichtopneemeenheden voor sequentiele vorming en afgifte van een, een opgenomen beeld vertegenwoordigend signaal door overdracht van een door de lichtopneemeenheden gevormde lading, waarbij de televisiecamera voorts bevat: 15 A) een synchronisatiesignaalgenerator voor opwekking en afgifte van horizontale en vertikale synchroni-; satiesignalen en B) een klokimpulsgenerator voor opwekking en afgifte van met de horizontale synchronisatiesignalen over-20 eenkomende klokimpulsen voor besturing van de sequentiele : overdracht van de, een beeldregel van een opgenomen beeld vertegenwoordigende lading.

Volgens de uitvinding dient een dergelijke televisiecamera voorts te zijn gekehmerkt door: 25 hat feit, dat het aantal voor de sequentiele ladingsoverdracht toegevoerde klokimpulsen gelijk is aan de som van het aantal horizontale beeldregels en een ' voorafbepaald getal, detectiemiddelen voor detectie van het tijdens 30 en ha de periode, waarin het op een opgenomen beeld betrekking hebbend signaal is verkregen, en gedurende een deel van de vertikale onderdrukkingsperiode vallende periode ter lengte van een aan het genoemde getal gelijk aantal klokimpulsen afgegeven signaal, 35 een compensatiesignaalgenerator voor ontvangst van het uitgangssignaal van de detectiemiddelen,en voor opwekking en afgifte van een compensatiesignaal, en door 8202902 -4- een compensatieschakeling yoor verwijdering met behulp van het compensatiesignaal yan een ongewenst t signaal dat is gebaseerd op een tijdens overdracht van een, een beeldvertegenwoordigende lading daarmee vermengde ; 5 stoorlading.

• De uitvinding 2al worden verduidelijkt in de nuvolgende beschrijving aan de hand van de bijbeborende tekening van enige uitvoeringsvormeri, waartoe de uitvinding ! zich echter niet beperkt. In de tekening toneri: ,10 Fig. .1 een schematische weergave ter verdui- delijking van een bekende beeldopneeminrichting van het ! ,,frame-transferM-type,

Fig. 2A-2D enige golfvormen ter verduidelijking van de werking yan de bekende beeldopneeminrichting volgens . '15 fig.l,

Fig. 3 een schema ter verduidelijking van een bekende beeldopneeminrichting van het "interline-transfer type/

Fig. 4A-4E enige golfvormen ter verduidelijking 20 van de werking van de bekende beeldopneeminrichting volgens fig. 3,

Fig. 5 een principeblokschema van een uit-voeringsvorm volgens de uitvinding van een televisiecamera met een beeldopneeminrichting van het "interline-transfer"-:25 type,

Fig. 6A-6G enige golfvormen ter verduidelijking : van de werking van de in fig. 5 weergegeven uitvoerings- vorm volgens de uitvinding,

Fig. 7 een principeblokschema van een andere 30 uitvoeringsvorm volgens de uitvinding van een televisiecamera met een beeldopneeminrichting van het "frame-transfer"-type, en

Fig. 8A-8F enige golfvormen ter verduidelijking van de werking van de in fig. 7 weergegeven uitvoeringsvorm .35 volgens de uitvinding.

Voor een goed begrip van de uitvinding zal eerst een beschrijying van twee verschillende types beeldopneeminrichting van het "solid state"-type worden gegeven.

8202902 '6 fc

1 I

-5-

De schematische weergave volgens fig. 1 heeft betrekking op een dergelijke beeldopneeminrichting van het "frame-transfer"-type.

In fig.l heeft het verwijzingsgetal 10 betrek-5 king op een ladingsgekoppelde inrichting in zijn geheel; deze vertoont een beeldopneemgebied 1 met een aantal licht-opneemeenheden of -elementen la, welke ieder &en beeld-element bepalen en volgens een matrixverdeling zijn aange-bracht. Deze beeldopneemeenheden la zijn in de vertikale.

10 richting sequentieel met elkaar gekoppeld. De ladings- gekoppelde inrichting 10 bevat voorts een ladingsopslaggebied met een aantal eveneens volgens een matrixverdeling aange-brachte elementen of inrichtingen 2a voor tijdelijke opslag van de door het beeldopneemgebied 1 gevormde signaalladingen; 15 de resp. opslagelementen 3a zijn in dezelfde vertikale richting als de beeldopneemeenheden la en daaropvolgend met elkaar gekoppeld.

Aan de bovenzijde in fig. 1 vertoont de ladingsgekoppelde inrichting 10 een schuifregister 3 voor 20 ladingsoverdracht in horizontale richting; de verschillende registerelemeriten 3a van het schuifregister 3 zijn in de horizontale richting met elkaar gekoppeld en voorts ieder met een bijbehorende (vertikale) rij van elkaar in vertikale richting opyolgende beeldopneemeenheden la en opslagelementen 25 2a. Zoals fig. 1 verder laat zien, zijn aan de ladings gekoppelde inrichting 10 een synchronisatiesignaalgenerator 11 en een kloksignaalgenerator 12 toegevoegd, welke de in aanmerking komende kloksignalen aan de ladingsgekoppelde inrichting 10 leveren.

3Q Een dergelijke beeldopneeminrichting van het "frame-transfer"-type volgens fig. 1 kan op de volgende wijze worden bedreven. De synchronisatiesignaalgenerator 11 levert synchronisatiesignalen volgens fig. 2A, waarbij de referentieletter h betrekking op een horizontaal synchroni-35 satiesignaal en de referentieletter v, betrekking op een vertikaal synchronisatiesignaal heeft, terwijl TBLK de vertikale onderdrukkingsperiode en TE de effectieve beeld-periode aanduiden. Bij ontvangst van dergelijke synchronisa- 8202902

* X

-6- tiesignalen volgens fig. 2A van de synchronisatiesignaal-generator XI vormt de kloksignaalgenerator 12 daaruit ver-schillende kloksignalen, welke aan de in aanmerking komende onderdelen van de ladingsgekoppelde inrichting 10 worden : 5 toegevoerd.

Zo ontvangt het beeldopneemgebied 1 het klok-signaal volgens fig. 2B. Gedurende de periode T^2, waar-' in het kloksignaal {$g^ een laag niveau vertoont, wordt het oppervlak van ieder van de beeldopneemeenheden la in de ‘ 10 accumulatietoestand gebracht, zodat een uit een elektron i en een (positief) gat bestaand paar, gevormd door bestraling | met van een beeld afkomstig licht, wordt gerecombineerd, ’ zodat zich onder de elektroden van de ladingsgekoppelde inrichting geen lading verzameld en de passieve toestand 15 van de inrichting behouden blijft. Gedurende de periode T^, waarin het kloksignaal φβ^ een hoog niveau vertoont, ver-zamelt de door bestraling met opgenomen beeldlicht gevormde lading zich wel onder de elektroden van de ladingsgekoppelde inrichting. Gedurende de met de eerste hel'ft van de vertikale 20 onderdrukkingsperiode T__„ overeenkomende periode T , van het kloksignaal φwordt bovendien door de kloksignaalgenerator 12 een met het aantal horizontale lijnen of regels van het beeldopneemgebied 1 overeenkomend aantal N impulsen geleverd voor overdracht in vertikale richting van resp.

25 beeldsignaalladingen van het beeldopneemgebied 1 naar het ladingsopslaggebied 2.

Het opslaggebied 2 krijgt van de kloksignaalgenerator 12 een kloksignaal toegevoerd/ dat gedurende de effectieve beeldperiode T£ bestaat uit de opeenvolging ;30 van het genoemde aantal N impulsen, zoals fig. 2C laat zien. Dit kloksignaal φ^ dient voor sequentiele overdracht in vertikale richting van de in iedere horizontale regel yan het ladingsopslaggebied 2 verzamelde beeldsignaalladingen naar het voor overdracht in horizontale richting dienende 35 schuifregister 3.

Het schuifregister 3 krijgt van de kloksignaalgenerator 12 een kloksignaal φtoegevoerd, dat bestaat uit impulsen welke zijn gevormd door deling van de duur van een 8202902 ϊ ·.

' ί -7- beeldregelaftastperiode door het aantal beeldelementen ter horizontale lijn of aftastbeeldregel. In fig. 2D is ter wille van een beter beeld de tijdbasis in schaal vergroot. Door het kloksignaal wordt het in het schuifregister 3 5 opgeslagen signaal in horizontale richting overgedragen, zodanig, dat de beeldelementen §en voor £en worden uitge-lezen, resp. ter heschikking komen.

Bij de beeldopneeminrichting van bekend type volgens fig. 1 ondervindt het beeldopneemgebied 1 echter 10 tijdens de ladingsoverdracht in vertikale richting, <dat wil zeggen gedurende de periode T^, een voortdurende bestra-ling door van het opgenomen beeld afkomstige licht. Wanneer tijdens de ladingsoverdracht in vertikale richting het kloksignaal een hoog niveau aanneemt, verzamelt zich 15 een ongewenste lading of stoorlading, welke met de over te dragen beeldsignaallading vermengd raakt, waardoor de beeldkwaliteit daalt. Indien het opgenomen beeld een bijzon-der helder gedeelte' vertoont, komen in de bovenste en de onderste vertikale lijnen ongewenst heldere plekken voor.

20 Een beeldopneeminrichting van het zogenaamde ,,interline-transfer”-type is in fig. 3 weergegeven, waarbij de met die volgens fig. 1 overeenkomende componenten met resp. dezelfde verwijzingssyrabolen zijn aangeduid. Bij een dergelijke beeldopneeminrichting van bekend type volgens 25 fig. 3 is het beeldopneemgebied 1 verdeeld in vertikale lijnen of rijen met beeldopneemeenheden la. Voor ladings-transport in vertikale richting dient veen schuifregister 4 met elementen 4a, welke in de vertikale richting met elkaar zijn gekoppeld en steeds via een resp. bijbehorend poort-30 gedeelte 5 met de beeldopneemeenheden la van een horizontale rij zijn gekoppeld. Eeze laatstgenoemden zijn bij een beeldopneeminrichting van het hier beschouwde type niet in'vertikale richting met elkaar gekoppeld. De elementen 4a'van het schuifregister 4 zijn in horizontale richting met de 35 resp. beeldopneemelementen la van de horizontale rijen 1 gekoppeld en uiteindelijk met de registerelementen 3a van . het voor ladingstransport in horizontale richting dienende schuifregister 3.

8202902 t f -8-

Een dergelijke beeIdopneeminrichting van het • "interline-transfer"-type heeft de volgende werking. Eerst worden, zoals fig. 4A laat zien, soortgelijke synchroni-satiesignalen als die volgens fig. 2 door de synchronisatie-5 signaalgenerator 11 aan de kloksignaalgenerator 12 geleverd. Deze levert op grond daarvan een kloksignaal φ^ volgens fig. 4B aan het beeldopneemgebied 1. Tijdens de periode T^r i waarin het genoemde kloksignaal φ 0 een hoog niveau ver-toont, wordt bij inval van door een opgenomen beeld weer- 10 kaatst licht een lading in het beeldopneemgebied gevormd.

, Het poortgedeelte 5 van de beeldopneeminrich- ting ontvangt van de kloksignaalgenerator 12 een poort-impuls volgens fig. 4C, welke bewerkstelligt, dat het poortgedeelte 5 tijdens de periode , overeenkomende met 15 de eerste helft van de vertikale onderdrukkingsperiode in zijn geleidende toestand verkeert, zodat de in het beeldopneemgebied 1 geaccumuleerde lading naar het voor ladings-overdracht in vertikale richting dienende schuifregister 4 wordt overgebracht.

20 Het schuifregister 4 krijgt van de kloksignaal generator 12 een kloksignaal φ^ toegevoerd, dat bestaat uit een met het aantal n horizontale synchronisatiesignalen h gedurende de effectieve beeldperiode TE overeenkomend aantal impulsen, zoals fig. 4D laat zien. Het kloksignaal φ^ 25 bewerkstelligt, dat de in horizontale richting naar het schuifregister 4 overgebrachte signaallading in vertikale richting sequentieel voor iedere horizontale of aftast-' beeldregel naar het andere schuifregister 3 wordt overgebracht.

30 Het voor ladingsoverdracht in horizontale richting dienende schuifregister 3 krijgt van de generator 12 een kloksignaal φ^ toegevoerd, dat met het“ kloksignaal volgens fig. 2 overeenkomt, zoals fig. 4E laat zien, en bewerkstelligt, dat de naar het schuifregister 3 overge-35 brachte signaalladingen in horizontale richting worden ver-plaatst en beeldelement voor beeldelement worden uitgelezen.

Bij een dergelijke beeldopneeminrichting van het- "interline-transfer"-type is het beeldopneemgebied 1 8202902 5 .

-9- door de poortgedeelten 5 van het overdrachtsregister 4 ge-scheiden, zodat de in het beeldopneemgebied gevormde la-dingen niet tijdens ladingsoverdracht in vertikale richting in de beeldsignaallading kunnen binnendringen, resp. deze 5 kunnen contamineren.

Daar staat echter tegenover, dat bij een beeld-: opneeminrichting van dit type (interline-transfer) het beeld- oprieem-gebied 1/ de poortgedeelten 5 en het door het schuif-register 4 voor ladingsoverdracht in vertikale richting in 10. beslag genomen gebied alle in eenzelfde halfgeleidermassa ; zijn gevormd; wanneer deze massa wordt getroffen door van een opgenomen beeld afkomstig licht, dat bijvoorbeeld een betrekkelijk grotere golflengte kan hebben, zal het des-betreffende licht van betrekkelijk grote golflengte vanaf .15 het buitenoppervlak van het beeldopneemgebied 1 betrekkelijk diep in de halfgeleidermassa binnendringen en daarin een lading opwekken, welke zich in horizontale richting verbreidt en als stoorlading in het verladingsoverdracht in vertikale richting dienende schuifregister 4 binnendringt. Een derge-20. lijk hinnenlekken van een stoorlading doet een ohgewenste, heldere vertikale lijn in het uiteindelijk zichtbaar gemaakte beeld verschijnen.

De in het voorgaande beschreven optreden van een stoorlading veroorzaken een ongewenste daling van de 25 signaal/ruis-verhouding van het beeldsignaal, welke tot gevolg heeft, dat de kwaliteit van het uit het beeldsignaal zichtbaar gemaakte beeld in aanzienlijke mate wordt vermin-derd; dit geldt in het bijzonder voor de periode of in het geval, waarin de periode ter verkorting van de 30l voor ontvangst en daarmee samenhangende ladingsaccumulatie van het van een opgenomen beeld afkomstige licht zelf wordt verkort; een dergelijke situatie wordt wel beschreven in termen van een "verhoogde sluitersnelheid".

Teneinde de hiervoor beschreven, ongewenste 35 verschijnselen tegen te gaan, is reeds voorgesteld om een betrekkelijk willekeurig geheel aantal horizontale lijnen of beeldregels van (een gedeelte van) het beeldopneemgebied 1 te maskeren en het uit het aldus gemaskeerde gedeelte van 8202902 I $ -10- het beeldopneemgebied 1 afkomstige signaal, te beschouwen als het door ongewenste lichtinstraling tijdens de ladings-overdracht teweeggebrachte stoorsignaal, in opslag te nemen en vervolgens van het afgegeven uitgangssignaal af te trek-5 ken, waardoor de ongewenste beinvloeding door licht tijdens ladingsoverdracht en het daaruit resuiterende optreden van een vertikale lijn in het zichtbaar gemaakte beeld te elirai-! neren.

Bij beeldopneeminrichting van het hier be-.10 schouwde type (interline-transfer) vereist de maskering van i een gedeelte van het beeldopneemgebied 1 echter de toepas- i sing, dat wil zeggen zowel de vervaardiging als het werke- lijke gebruik, van een betrekkelijk groot aantal masker-elementen, waaruit een niet onaanzienlijke stijging van de 15 vervaardigingskosten van de beeldopneeminrichting resulteert.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel, deze bezwaren weg te nemen en een televisiecamera met een beeldopneeminrichting van het "solid state"-type te ver-schaffen, welke door middel van detectie van een stoorladings-2Q signaal tot een betere elirainatie van een ongewenst haldere lijn in het uiteindelijk zichtbaar gemaakte beeld leidt, zonder dat de hiervoor beschreven, betrekkelijk kostbare maskering behoeft te worden toegepast.

Omtrent het optreden van de ongewenst heldere ,25 lijn, ookwel aangeduid als "smear", kan nog worden opgemerkt dat dit verschijnsel zich voordoet aan de bovenzijde en de onderzijde van een bijvoorbeeld enigszins lichter deel van het beeldscherm. Meer in het bijzonder kan worden gesteld, ! dat bij vertikale overdracht van lading, zoals bij de 3Q beeldopneeminrichting volgens de fig. 1 en 3, een dergelijke heldere lijn niet alleen onder aan de zijkant optreedt, waar de lijn zich doorheen na'ar buiten beweegt, doch ook bovenaan de zijkant. De verklaring hiervan is waarschijnlijk, dat de ongewenste of stoorsignaallading- voorafgaande aan de ontvangst 35 van op te nemen beeldlicht en daaruit volgende ladings-- accumulatie bovenaan de zijkant in de op de voorafgaande ✓ beeldopname gebaseerde ladingsoverdracht in vertikale richting binnendringt en met de desbetreffende signaallading 8202902 • t -11- wordt gemengd.

De onderhavige uitvinding stelt zich nu ten doel, een televisiecamera met een beeIdopneeminrichting van het "solid state"-type te verschaffen, welke is voorzien 5 van ladingsoverdrachtselementen, waardoor een, een beeld-vertegenwoordigende signaallading sequentieel wordt door-gegeven (overgebracht) en afgegeven; daarbij wordt het j i bij de \ladingsoverdracht werkzame aantal impulsen vergroot met een gewenst aantal, dat aanzienlijk hoger ligt dan het 10. aantal aftastbeeldregels van het beeldopneemgebied. Het ; uit de door dit gewenste aantal impulsen bestreken periode ί ; 1 afkomstig signaal, dat na afloop van het een beeld vertegen-woordigende signaal komt, wordt gedetecteerd; het aldus verkregen detectiesignaal wordt gebruikt voor eliminatie van , 15 de ongewenste of stoorlading, welke tijdens de volgende periode van de ladingsoverdracht, in de gedurende die periode overgedragen lading zou kunnen binnendringen.

In de tekeningsfiguren van uitvoeringsvormen van de uitvinding, waarop in het hiernavolgende verder zal 20 worden ingegaan, zijn zoveel mogelijk dezelfde verwijzings- , symbolen als in de bij de beschrijving van de bekende uitvoeringsvormen gebruikte tekeningsfiguren gebruikt.

Fig. 5 toont het blokschema van een uitvoerings-vorm volgens de uitvinding van een televisiecamera met een 25 beeldopneeminrichting van het ,,interline-transfer"-type. Daarbij heeft het lichaam, resp. de halfgeleidermassa, van de ladingsgekoppelde inrichting 10 weer dezelfde gedaante als in fig. 3. De werking is echter de volgende:

Fig. 6A en 6B laten zien, dat de door de klok-30 signaalgenerator 12 geleverde synchronisatiesignalen en het kloksignaal φ 0 weer dezelfden als bij de fig. 4A en 4B zijn. Yoorts laat fig. 6C zien, dat de aan de poortgedeelten 5 toe te voeren poortimpulsen φG eerst na een voorafbepaald aantal n beeldregelaftastperioden vanaf het begin van de 35 vertikale onderdrukkingsperiode beginnen te verschi.jnen.

Bovendien wordt het aantal impulsen van het aan de voor ladingsoverdracht in vertikale richting dienende schuif-register 4 toe te voeren kloksignaal φ ^ vergroot tot een 8202902 -12- aantal, dat n groter is dan het aantal N aftastbeeldregels, zoals fig. 6D laat zien. Bovendien krijgt het voor ladings-overdracht in horizontale richting dienende schuifregister 3 van de kloksignaalgenerator 2 tijdens de periode, waarin 5 de toegevoegde n beeldregelaftastperioden vallen, een zelfde . kloksignaal jz$H2 als in fig. 4E toegevoerd, hetgeen uit fig. 6E naar vorenkomt.

Bij deze beeldopneeminrichting volgens de uitvinding worden derhalve, nadat de op de N aftastbeeld-: 10 regels van het beeldopneemgebied 1 betrekking hebbende ; beeldsignalen zijn verkregen, vervolgens de op n verdere aftastbeeldregels betrekking hebbende signalen afgeleid. Aangezien deze op n aftastbeeldregels betrekking hebbende signalen niet van resp. bijbehorende beeldopneemeenheden la 15 afkomstig zijn bevatten zij niet de door opgenomen beeld- licht veroorzaakte, resp..daaraan inherente 1adingsaccumula-tie componen ten, zodat zij slechts de ongewenste of stoor-signaalcomponenten vormen, welke tijdens de ladingsoverdracht in vertikale richting in het gewenste beeldsignaal terecht 20 komen.

Zoals fig. 5 laat zien, wordt het door het voor ladingsoverdracht in horizontale richting dienende schuifregister 3 afgegeven signaal via een voorversterker 21, een operationele versterker 22 en een bewerkingsschakeling 25 23 toegevoerd aan een optelschakeling 24 voor optelling bij de van de synchronisatiesignaalgenerator 11 afkomstige synchronisatiesignalen tot een samengesteld dignaal,' dat • """ ter beschikking komt aan een. uitgangsaansluiting 25; het door de voorversterker 21 afgegeven signaal wordt voorts aan 3Q een yoor detectie van het ongewenste of stoorsignaal dienende detectieschakeling 26 toegevoerd.

In deze detectieschakeling 26 wordt het van de voorversterker 21 afkomstige signaal via een poortschake-ling 31 toegevoerd aan een analoog/digitaal-omzetter 32, 35 waarvan het uitgangssignaal via een optelschakeling 33 Wordt toegevoerd aan een schuifregister 34. Het schuifregister 34 heeft een capaciteit voor opname van de met het aantal beeld-elementen van een horizontale of aftastbeeldregel vermenig- 8202902 * » -13- vuldigt de som van het aantal bits van het uitgangssignaal van de omzetter 32 en het genoemde aantal n (bits), zodat het uitgangssignaal van de optelschakeling 33 in het schuif-register 34 wordt ingevoerd, daar binnen wordt doorgeschoven 5 en daardoor wordt afgegeven op basis van steeds een beeld-element, waarbij het schuifregister voor besturing daarvan het kloksignaal φ^ van de kloksignaalgenerator 12 krijgt toegevoerd. Het aldus verkregen uitgangssignaal van het schuifregister 34 wordt via een poortschakeling 35 toege-;1Q·' voerd aan de optelschakeling 33 en voorts via een bereke-ningsschakeling 36 voor deling door n aan een digitaal/ analoog-omzetter 37, waarvan het uitgangssignaal wordt toegevoerd aan de omkeeringangsaansluiting van de operationele versterker 22.

15 In deze detectieschakeling 26 ontvangt de poortschakeling 31 van de kloksignaalgenerator poortimpulsen volgens fig. 6F, waarvan de impulsduur overeenkomt met de duur van de periode, waarin de genoemde n beeldre^elaftast-perioden zich uitstrekken, zodat de poortschakeling 31 2Q tijdens een dergelijke periode in zijn doorlaattoestand i verkeert. De poortschakeling 35 krijgt van de klokimpuls-generator negatieve poortimpulsen toegevoerd, waarvan de impulsduur overeenkomt met de duur van de eerste van de genoemde n aftastbeeldregels, zodat de poortschakeling 35 25 tijdens deze laatstgenoemde duur in zijn blokkeringstoestand verkeert.

De detectieschakeling 26 werkt derhalve zo-

V

danig, dat tijdens de eerste van nIbeeldregelaftastperioden het signaal van de eerste aftastbeeldregel slechts uit het 3Q ongewenste of stoorsignaal bestaat; dit signaal wordt dan aan analoog/digitaal-omzetting onderworpen en in die vorm toegevoerd aan het schuifregister 34; gedurende de daarop-volgende beeldregelaftastperiode wordt het uit het schuifregister 34 uitgelezen signaal bij het signaal omtrent de 35 daaropvolgende aftastbeeldregel opgeteld en aan het schuifregister 34 toegevoerd. Aangezien dit proces zich over n aftastbeeldregels uitstrekt, ontvangt het schuifregister 34 een signaal, dat is gevormd door optelling van de ongewenste 8202902 * » -14- stoorsignalen van n aftastbeeldregels en het signaal van ieder beeldelement in de horizontale richting.

Daarna wordt dit somsignaal.steeds opnieuw aan het schuifregister 34 toegevoerd. Het door het schuif-5 register 34 afgegeven signaal wordt door de berekenings-schakeling 36 door n gedeeld. Dit aan deling door n onder-worpen signaal wordt vervolgens aan digitaal/analoog-omzet- \ ! ting onderworpen en in de aldus verkregen vorm aan de operationele versterker 22 toegevoerd voor aftrekking van ; 10 het oorspronkelijke signaal.

Het schuifregister 34 produceert derhalve de som van de ongewenste of stoorsignalen van n aftastbeeldregels, welke som dan door n wordt gedeeld ter verkrijging van de gemiddelde waarde van de stoorsignalen van de n af-15 tastbeeldregels; deze gemiddelde waarde van de stoorsignalen wordt dan gebruikt voor eliminatie van deze signalen uit het oorspronkelijke signaal.

Voor n wordt een kleinere ^waarde gekozen dan voor het aantal binnen een vertikale onderdrukkingsperiode 20 Τ_τττ vallende beeldregelaftastperioden.

SJjJa ^

Indien voor n een waarde 2 wordt gekozen, kan de deling door n worden vergemakkelijkt door het uit-gangssignaal over x bits in de richting van de laagste bits te verschuiven. Bovendien kan de waarde van n gelijk 1 zijn. 25 Bij toepassing van de gemiddelde waarde van het stoorsignaal voor eliminatie daarvan is eliminatie van ongewenste stoor-verschijnselen van buitenaf mogelijk. „

Zoals in het voorgaande is beschreven, ver-schaft de uitvinding de mogelijkheid om een tijdens over-30 dracht in vertikale richting van beeldsignaallading daarin doorgedrongen stoorsignaal te elimineren. Aangezien de overdracht van lading in vertikale richting een aanzienlijk groter aantal keren plaatsvindt dan het aantal aftastbeeldregels van het beeldopneepigebied bedraagt en het ongewenste 35 of stoorsignaal uit het door de hiervoor beschreven overdracht van extra lading gevormde signaal wordt gedetecteerd, kan zonder toepassing van maskering van gedeelten van hdt beeldopneemgebied 1 een bevredigende detectie en eliminatie 8202902 > t -15- van het stoorsignaal worden verkregen.

Fig. 7 toont de toepassing van de uitvinding op een televisiecamera met een beeldopneeminrichting van het ”frame-transfer,,-type. Duidelijk is te zien, dat het 5 beeldopslaggebied 2 .van de ladingsgekoppelde inrichting 10 is uitgebreid met opslagelementen 2a voor n aftastbeeldregels. De werking van deze beeldopneeminrichting volgens de uitvinding is de volgende.

‘ Fig. 8A toont dezelf.de synchronisatiesignalen 1 10 als fig. 2A. Het door de kloksignaalgenerator 12 aan het i beeldopneemgebied 1 geleverde kloksignaal bevat tijdens de periode Ta^ een aantal N + n impulsen, zoals fig. 8B laat zien. Ook het door de generator 12 aan het opslaggebied 2 toegevoerde kloksignaal bevat een aantal N + n impulsen 15 zoals fig. 8C laat zien. Bovendien ontvangt het voor ladings- overdracht in horizontale richting durende schuifregister 3 van de kloksignaalgenerator 12 eenzelfde kloksignaal : volgens fig. 2D, zoals fig. 8D laat zien.

Bij de beeldopneeminrichting volgens fig. 7 20 wordt, nadat een op N aftastbeeldregels van het beeldopneemgebied 1 betrekking hebbend beeldsignaal is afgeleid, een met n verdere aftastbeeldregels overeenkomende signaal gevormd en voor eliminatie van het ongewenste signaal of stoorsignaal (smear) uit het beeldsignaal gebruikt. De 25 detectieschakeling 26 voor detectie van het stoorsignaal is op soortgelijke wijze als volgens fig. 5 uitgevoerd.

De poortschakelingen 31 en 35 ontvangen van de kloksignaalgenerator de poortimpulsen volgens resp. de fig. 8E en 8F.

Zoals in het voorgaande is besbhreven, ver-30 schaft de uitvinding met behulp van eenvoudige maatregelen, resp. een eenvoudige uitvoeringseonstructie, de mogelijk-heid de eliminatie van het ongewenste of stoorsignaal.

De uitvinding beperkt zich niet tot de in het voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven uit-35 voeringsvormen; verschillende wijzigingen kunnen in de be-’ schreven details en in hun onderlinge samenhang worden aan-gebracht, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

8202902

Claims

1. Televisiecamera met een beeldopneeminrich-ting van het "solid state"-type, welke is uitgerust met‘een aantal volgens horizontale beeldregels en vertikale rijen en gerangschikte, afzonderlijke lichtopneemeenheden voor : 5 sequentiele vorming en afgifte van een, een opgenomen beeId \ i [ vertegenwoordigend signaal voor overdracht van een door de lichtopneemeenheden gevormde lading, waarbij de televisiecamera voorts bevat: i A) een synchronisatiesignaalgenerator voor 10. opwekking en afgifte van horizontale en vertikale synchroni-satiesignalen en B) een klokimpulsgenerator voor opwekking en afgifte van met de horizontale synchronysatiesignalen over-eenkomende klokimpulsen voor bestirring van de sequentiele 15 overdracht van de, een beeldregel van een opgenomen beeld vertegenwoordigende lading, met het kenmerk, dat het aantal voor de sequentiele ladings-overdracht toegevoerde klokimpulsen gelijk is aan de som 20 van het aantal horizontale beeldregels en een voorafbepaald getal, detectiemiddelen voor detectie van het tijdens en na de periode, waarin het op een opgenomen beeld betrek-king hebbend signaal is verkregen, en gedurende een deel 25 van de vertikale onderdrukkingsperiode vallende periode ter lengte van een aan het genoemde getal .gelijk aantal klokimpulsen afgegeven signaal, een compensatiesignaalgenerator voor ontvangst van het uitgangssignaal van de detectiemiddelen en voor 30 opwekking en afgifte van een compensatiesignaal, en door een coinpensatieschakeling voor verwijdering met behulp van het compensatiesignaal van een ongewenst signaal dat is gebaseerd op een tijdens overdracht van een, een beeldvertegenwoordigende lading daarmee vermengde ;35 stoorlading.

2. Televisiecamera volgens conclusie 1, waarbij de beeldopneeminrichting van het (frame-transfer)- 8202902 i * -17- type is, waarvan het lichtontvangstgebied de volgens hori-zontale beeldregels en vertikale rijen gerangschikte, afzonderlijke lichtopneemeenheden bevat en een opslaggebied een aantal volgens horizontale en vertikale rijen gerang-5 schikte opslagelementen bevat, met het kenmerk, dat het aantal vertikale rijen van het opslaggebied gelijk is aan het aantal vertikale rijen met lichtopneemeenheden, terwijl het aantal horizontale rijen van het opslaggebied met het ! voorafbepaalde getal groter .is dan het aantal horizontale 10 beeldregels met lichtopneemeenheden.

| ’ 3. Televisiecamera volgens conclusie 1, i j waarbij de beeldopneeminrichting van het "interline-transfer"-; type is en voorts het aantal afzonderlijke lichtopneemeenheden, resp. daarmee gekoppelde poortschakelmiddelen, met 15 de resp. poortschakelmiddelen gekoppelde ladingsoverdracht-middelen en een schtiifregister voor sequentiele opname, doorschuiving en afgifte van een met een opgenomen beeld-overeenkomend signaal bevat, met het kenmerk, dat de capa-citeit van het schuifregister in evenredigheid met het 20 voorafbepaalde getal is vergroot.

4. Televisiecamera volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen een tijdens de periode van het met het voorafbepaalde getal overeenkoraende aantal beeldregels in zijn doorlaattoestand gebrachte poort- . 25 schakelingen omvatten, terwijl de compensatiesignadlgenera-tor een geheugen voor geheugenopslag van het uitgangssignaal van de poortschakeling bevat.

5. Televisiecamera volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen een analoog/digitaal-30 omzetter voor omzetting van het uitgangssignaal van de detectiemiddelen in een digitaal signaal bevatten, het geheugen een schuifregister is, waarvan het uitgangssignaal bij het uitgangssignaal van de analoog/digitaal-omzetter wordt opgeteld tot een signaal dat aan de ingang van het schuif-35 register wordt toegevoegd, terwijl voorts een middelschake-ling aanwezig is voor middeling van het uitgangssignaal van het schuifregister, benevens een digitaal/analoog-omzetter voor omzetting van het uitgangssignaal van de 8202902 » «ί -18“ middel^chakeling in een, het genoemde compensatiesignaal vormend, analoog signaal.

6. Televisiecamera volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de compensatieschakeling een verschil-5 versterker bevat, welke dient voor aftrekking van het uitgangssignaal van de digitaal/analoog-omzetter van het uitgangssignaal van de beeldopneeminrichting. i 8202902