DE2740795A1 - Einrichtung zur beseitigung von abtastfehlern bei festkoerperfernsehkameras - Google Patents

Description

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

Dr. rer. not. W. KÖRBER Dipl.-In₉. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

-H-

.8000 MÖNCHEN 2 2 Steinsdorfstraße 10 'S¹ (089) * 29 66 84

9. September 1977

SONY CORPORATION

7-35, Kitashinagawa 6-chome,

Shinagawa-ku, Tokyo, Japan

Patentanmeldung

Einrichtung zur Beseitigung von Abtastfehlern bei Festkörperfernsehkameras

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Festkörperfernsehkamera und insbesonder auf eine Festkörperfarbfernsehkamera,bei welcher Farbdifferenzsignale, welche aus einem Raumfarbfilter zeilensequentiell erhalten sind, gleichzeitig in ein Normalfarbsignal umgesetzt werden.

Hinsichtlich des Standes der Technik ist zu bemerken, daß verschiedene Festkörperfarbfernsehkameras vorgeschlagen worden sind, bei welchen ein Halbleiterelement, wie z.B. eine Auffängerbrigadenvorrichtung, ladungsgekoppelte Vorrichtung oder dgl., als Festkörper- bzw. Halbleiterbildsensoreinrichtung oder -bildabtastvorrichtung verwendet wird. Verschiedene Farbfilter, welche an der Vorderseite der Festkörperbildsensoreinrichtung angeordnet sind, sind auch allgemein bekannt. Einer der allgemein bekannten Farbfilter, beispielsweise ein sog. Doppelgrünfilter, welcher eine größere Menge der Grünfarbkomponente enthält, um dem Auge mehr ansprechend zu sein, als jene der anderen Farbkomponenten, welche das Helligkeitssignal bilden, wird zur Verbesserung der Auflösung verwendet .

Dieser Doppelgrünfarbfilter hat eine Anzahl oder Vielzahl von durchsichtigen oder transparenten bzw. lichtdurchlässigen Bereichen, deren Bereichseinheiten einem Bildelement jeweils entsprechen. In diesem Falle ist der einer ungeraden Horizontalabtastzeile entsprechende Bereiche so ausgewählt, daß er die Grünfarbkomponente G im Vergleich mit den ruht - und Blaufarbkomponenten R und B zweimal enthält. Die durchsichtigen

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Bereiche von G, R und B sind beispielsweise in einer Horizontalabtastzeile in der Reihenfolge G-R-G-B angeordnet, welche sich sequentiell wiederholt.

Infolge des nachfolgend beschriebenen Signalprozesses sind für die gerade Horizontalabtastzeilen die Stellungen der durchlässigen Bereiche so gewählt, daß die Grün farbkomponente G in bezug auf die ungerade Horizontalabtastzeile phasenumgekehrt ist.

Wenn demgemäß ein Gegenstand durch eine Kammer unter Verwendung des obigen Filters aufgenommen wird, so wird das Spektrum- und Phasenverhältnis der entsprechen den Farbkomponenten wie folgt.

Falls die Abtastfrequenz in der Horizontalabtastrichtung als f_ und das Band der Grünfarbkomponente G mit einer Abtastfrequenz f„ von 4,5 MHz gewählt ist, so enthält die Abtastausgangsleistung relativ zum Grünsignal zusätzlich zu einer Modulationssignalkomponente (Gleichstrom- oder Basis- bzw. Modulationsfrequenzbandkomponenten) S_DG eine Seitenbandkomponente (Wechselstromkomponente) S_M, deren Träger die Abtastfrequenz f ist. Falls die Abtastfrequenz f-, wie oben festgestellt, etwa 4,5 MHz ist, so wird das Verhältnis der Signalbänder derart, daß die Seitenbandkomponente S„„ in die Modulationssignalkomponente S„._ hineingemischt wird, um einen Abtastfehler zu verursachen. Dieser Abtastfehler, welcher durch die Seitenbandkomponente S verursacht ^t, verschlecht das wiedergegebene Bild. Dieser Abtastfehler wird beseitigt, indem das Vertikalkorrelationsverfahren verwendet wird. D.h., da die Phase der Träger, welche aus den benach-

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barten Horizontalabtastzeilen erhalten sind, entgegengesetzt sind, so kann der Abtastfehler durch die Vertikalkorrelation beseitigt werden.

Die Träger der betreffenden Rotfarbkomponente R und der Blaufarbkomponente B sind gerade die Hälfte jener der Grünfarbkomponente G, so daß bei der Grünkomponente G die Seitenbandkomponenten nicht durch das Vertikalkorrelationsverfahren beseitigt werden können, da die Phasen der Träger nicht entgegengesetzt sind.

Es ist schwierig, das Paßband von nur einem gewünschten Farbsignal durch eine optische Vorrichtung zu begrenzen, d.h. einen optischen Tiefpaßfilter zum Zwecke der Beseitigung der unerwünschten Wirkungen der Seitenbandkomponenten zu bilden.

Demgemäß ist das Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung einer Festkörperfarbfernsehkamera, welche die Nachteile oder Mängel des Standes der Technik nicht aufweist.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung einer Festkörperfarbfernsehkamera, bei welcher ein Flattern des wiedergegebenen Bildes infolge des Abtastfehlers, welcher durch die Abtastung der Ausgangsleistung einer Festkörperbildsensorvorrichtung verursacht ist, vermieden wird.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung einer Festkörperfarbfernsehkamera, bei welcher sogar ohne Vertikalkorrelation bei einem Schwarz-

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weißbild das Bild ohne Farbe wiedergegeben und somit jeweilige Verschlechterung des wiedergegebenen Bildes vermieden.

Nach einem erfindungsgemäßen Aspekt ist eine Festkörperfarbfernsehkamera vorgesehen, welche eine Festkörperbildsensorvorrichtung aufweist, die eine Vielzahl von einzelnen Lichtsensoreinheiten aufweist, die sowohl in Horizontal- als auch in Vertikalreihen angeordnet sind; die Festkörperfernsehkamera weist dabei eine optische Vorrichtung auf, um eine Bildlichtbahn zum Projizieren eines Bildes eines Gegenstandes auf der Bildsensorvorrichtung zu bilden. Eine Vielzahl von Farbfilterelementen sind in Horizontalreihen innerhalb der besagten Lichtbahn angeordnet; die Farbfilterelemente haben dabei Durchlässigkeiten, welche so ausgewählt sind, daß durch die Elemente eine erste Primärfarbinformation und eine Helligkeitssignalinformation aufeinanderfolgend in einer ersten Horizontal linie sowie eine zweite Primärfarbinformation und eine Helligkeitssignalinformation aufeinanderfolgend in einer zweiten Horizontalzeile durchgelassen werden. Eine Schaltung zur Entwicklung eines Helligkeitsbildsignals aus jedem der Farbfilterelemente sowie eine Schaltung zur Entwicklung eines ersten und eines zweiten Farbdifferenzsignals aus jedem der Farbfilterelemente in Abhängigkeit von entsprechenden Reihenteilen eines Bildes, das gezeigt wird, sind vorgesehen. Es ist ferner eine Schaltung vorgesehen, um die besagten ersten und zweiten Farbdifferenzsignale in ein gewünschtes Farbvideosignal zu verarbeiten oder aufzubereiten, um mit dem entwickelten Helligkeitsbildsignal gemischt zu werden.

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Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erhellen aus der nachfolgenden näheren Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen für eine bevorzugte Ausführungsform verwendet werden; darin zeigen

Figur 1: eine Teilvorderansicht eines optischen Farbfilters, welcher zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Figur 2A Wellenformbilder, welche zur Erläuterung des bis 2D: in Figur 1 gezeigten Farbfilters verwendet werden;

Figur 3: eine Teilvorderansicht eines optischen Farbfilters, welcher bei einer Fernsehkamera nach dem Stand der Technik bzw. bei einer Fernsehkamera nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Figur 4: ein Blockschaltbild der Schaltung einer

Festkorperfernsehkamera nach dem Stand der Technik;

Figur 5: eine Vorderansicht einer Festkörperbildsensorvorrichtung, welche bei der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;

Figur 6: ein Blockschaltbild der Schaltung der erfindungsgemäßen Festkörperfarbfernsehkamera;

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Figur 7: ein Wellenformbild, welches zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Kamera nach Figur verwendet wird;

Figur 8, Blockschaltbilder weiterer erfindungsgemäßer 10, 11 Ausführungsbeispiele; und 12: und

Figur 9: eine Vorderansicht eines weiteren erfindungsgemäßen beispielhaften Ausführungsform der Festkörperbildsensorvorrichtung.

Wenn ein Gegenstand durch eine Fernsehkamera unter Verwendung eines Doppelgrünfarbfilters 1 gemäß Figur 1 aufgenommen wird, ist im allgemeinen das Spektrum und Phasenverhältnis der Farbsignalkomponenten der Kamera in den Figuren 2A bis 2D gezeigt.

Falls angenommen wird, daß die Abtastfrequenz in der Horizontalabtastrichtung als f_c und das Band einer Grünfarbkomponente G als die Abtastfrequenz f_c (4,5 MHz) gewählt ist, so weist das abgetastete Ausgangssignal in Relation zum Grünfarbsignal (beispielsweise dem Grünsignal in der n-zigsten Zeile) in dem Ausgangssignal aus einer Festkörperbildsensorvorrichtung zusätzlich zu den Modulationssignalkomponenten (Gleichstromkomponenten oder Basisbandkomponenten) S_n- Seitenbandkomponenten (Wechselstromkomponenten) S„„ auf, deren Träger bei einer Abtastfrequenz f_c gemäß Figur 2A liegt. Falls die Abtc>Fcfrequenz f_, etwa 4,5 MHz, wie zuvor eiwähnt, ist, so ist das Verhältnis der Signalbänder wie in Figur 2A gezeigt, worin die Seitenbandkomponenten S _ in Modulationssignal-

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komponenten S gemischt sind. Somit wird ein Abtastfehler verursacht, welcher das wiedergegebene Bild verschlechtert. Im allgemeinen wird der Abtastfehler durch Verwendung der Vertikalkorrelationstheorie oder Vertikalkorrelationsprozesses beseitigt. Dh. die Phase des aus einer benachbarten Horizontalabtastzeile (beispielsweise der n-zigäten + 1 Zeile) erhaltenen Trägers ist jener aus der n-zigsben Horizontalabtastzeile, wie aus Figur 1 ersichtlich, entgegengesetzt, so daß die in Figur 2B gezeigten Ausgangsspektren von der (n-zigsten + 1)-Zeile erhalten werden. Somit wird ein sog. Vertikalkorrelationsprozeß zum Mischen benachbarter Zeilen wird durchgeführt, wobei der Abtastfehler dementsprechend beseitigt wird.

Da die betreffenden Träger der Rotkomponente R und der Blaukomponente B direkt die Hälfte der Grünkomponente G ausmachen, ist das Verhältnis zwischen den Modulationssignalkomponenten S , S und den Seitenband-

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komponenten S_MD, S.._n zu den entsprechenden Rot- und Blaukomponenten R und B in Figur 2C gezeigt. D.h. der Träger der Rotkomponente R in einer vorbestimmten Horizontalzeile steht in entgegengesetztem Phasenverhältnis zum Träger der Blaukomponente B, wobei die Träger der Rot- und Blaukomponenten in der aufeinanderfolgenden Zeile ebenso in einem entgegengesetzten Phasenverhältnis stehen. Obwohl in diesem Falle die Rot- und Blaukomponenten S aus jeder Horizontalabtastzeile erhalten sind, stehen die aufeinanderfolgenden gleichen Farbsignalinformationen in der Horizontal- oder Zeilenperiode nicht in entgegengesetztem Phasenverhältnis (um 90° vorgeschoben), so daß es unmöglich ist, Seitenbandkomponenten S (S ) durch

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A*

den Vertikalkorrelationsprozeß wie in dem Falle der Grünkomponente G zu beseitigen. In Figur 2C sind die Farbkomponenten bei der (n-zigsten + 1)-Zeile durch Bezugszeichen in Klammern bezeichnet.

Falls der Pegel der Gleichstromkomponenten, welche in die Tief- oder Niederbandseite der Seitenbandkomponenten im Vergleich mit jenem der Modulationssignalkomponenten ausreichend nieder ist, so können keine ernsthafte Probleme auftreten. Falls jedoch die Träger der Komponenten R und B niedrig sind, wie z.B.

"2 fp, wie bei dem obigen Beispiel, so ist das Pegelverhältnis der Seitenbandkomponenten, die in das Niederband der Gleichstromkomponenten gemischt sind, groß, so daß entsprechend die Wirkung der Seitenbandkomponenten auf das wiedergegebene Bild nicht übersehen werden kann.

Um die obige Wirkung auf das wiedergegebene Bild zu eliminieren, falls die Bänder der R- und B-Komponenten niedriger als 2 * infolge von optischen Mitteln

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sind, so wird das Verhältnis zwischen den Modulationsund Seitenbandkomponenten wie in Figur 2D gezeigt, worin die Seitenbandkomponente sich nicht mit der Modulationskomponente mischt. Es ist jedoch nicht leicht, das Paßband einer optisch erwünschten Wellenlänge zu begrenzen oder einen optischen Tiefpaßfilter der Wellenlängenabhängigkeitsart, wie oben erwähnt, zu schaffen.

Um den obigen Abtastfehler zu beseitigen oder zu eliminieren, und zwar ohne Verwendung des oben erwähnten

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optischen Tiefpaßfilters kann in Erwägung gezogen werden, daß die Lichttrenncharakteristik des Farbfilters 1 gemäß Figur 3 so ausgewählt ist, daß eine Lichtkomponente Y, welche bei dem Standardsystem das Helligkeitssignal genannt wird, aus einem gewünschten durchlässigen oder transparenten Bereich erhalten wird. D.h. in diesem Farbfilter 1 ist die ungerade Zeile aus den durchlässigen Bereichen Y-R-Y-R ... ausgewählt oder gebildet, wobei die gerade Zeile aus den durchsichtigen Bereichen B-Y-B-Y ... gebildet ist. Falls die durchsichtigen Bereiche Y so ausgewählt sind, daß sie bei jeder Zeile phasenumgekehr oder in bezug auf Phase entgegengesetzt sind, so wird die Helligkeitskomponente Y bei jeder Zeile phasenumgekehrt werden. Somit kann ein Abtastfehler infolge der Helligkeitskomponente Y durch den Vertikalkorrelationsprozeß wie den Prozeß der Grünsignalkomponenten gemäß Figur 1 beseitigt werden.

Da der Träger der Komponenten R und B entsprechend dieselbe Frequenz wie jene der Komponenten Y hat und da ihre Paßbänder nicht eingeschränkt sind, so wird das Verhältnis zwischen den Modulationskomponenten und den Seitenbandkomponenten in R und B dasselbe, wie das in Figur 2A gezeigte. Was die Seitenbandkomponenten anbetrifft, die sich auf die Komponenten R und B beziehen, so kann die Vertikalkorrelation nicht Anwendung finden, so daß die Seitenbandkomponente innerhalb der entsprechenden Modulationskomponenten verbleiben. Der Pegel der Seitenbandkomponenten in der Tiefbandseite der Modulationskomponente in dem in Figur 2A verbleibenden Zustand ist jedoch viel tiefer oder niedriger als jener des Standes der

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Technik gemäß Figur 2C, so daß die Wirkung der verbliebenen Seitenbandkomponente auf das wiedergegebene Bild bei der praktischen Verwendung kein Problem darstellt.

Figur 4 zeigt die Schaltung einer Fernsehkamera, bei welcher der Farbfilter gemäß Figur 3 verwendet und ein CCD- des beispielsweise in Figur 5 gezeigten Halbbildübertragungssystems als Festkörperbildsensorvorrichtung 10 verwendet wird. Diese Festkörperbildsensorvorrichtung Oder CCD 10 besteht aus einer Bildsensoranordnung 10A, welche eine Vielzahl von Bildsensorzellen, Bildelementen oder Lichtsensoreinheiten 2 aufweist, welche in Reihen und Spalten angeordnet sind, auf welche ein Bild eines Gegenstandes O durch ein optisches Linsensystem L und einen Farbfilter 1 projiziert wird. Eine Zwischenergebnisspeicheranordnung 10B, welche die in Abhängigkeit von dem Bild des Gegenstandes O induzierten Träger speichert und ein Horizontalschieberegister 10C zum Auslesen der gespeicherten Träger mit einer Ausgangsklemme 3 sind ebenso dargestellt.

Die Festkörperbildsensorvorrichtung oder CCD 10 wird mit einem Antriebs- oder Steuerimpulssignal Pa aus einem Synchronisier- oder Synchronsignalgeber 11 gespeist. Dieser Steuerimpuls Pa weist eine Vielzahl von Impulsen auf, welche notwendig sind, um Träger in Abhängigkeit von dem Bild des Gegenstandes O zu induzieren, die Träger zu übertragen und die Träger entsprechend auszulesen. Das Felligkeitssignal Y in dem aufgenommenen Ausgangssignal, das an der Klemme 3 erhalten wird, wird dem Vertikalkorrelationspro^eß unterworfen. Zu diesem Zwecke wird das Ausgangssignal

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aus der Klemme 3 einer Abtasthalteschaltung 12 und ein Helligkeitssignal Y., das aus der Abtasthalteschaltung 12 ausgelesen wird, einer Vertikalkorrelationsprozeßschaltung 20 zugeführt. Bei der Schaltung gemäß Figur 4 zur Vermeidung einer Verschlechterang der Auflösung in der Vertikalrichtung wird die Tiefbandkomponente des Helligkeitssignals Y. nicht dem Vertikalkorrelationsprozeß unterworfen, mit Ausnahme an ihrem Hochbandende. Bei der Vertikalkorrelationsprozeßschaltung 20 wird dementsprechend das Helligkeitssignal Y. zunächst einem Tiefpaßfilter 13 zugeführt, durch welchen eine Tiefbandkomponente Y (etwa 500 1000 KHz) des Helligkeitssignals Y. abgeleitet wird. Da die Tiefbandkomponente Y_ und das Helligkeitssignal Y. einer Subtraktionsstufe 14 zugeführt werden, erzeugt diese Subtraktionsstufe 14 nur eine Hochbandkomponente Y„ des

Helligkeitssignals Y.. Die Hochbandkomponente Y„ wird durch eine Verzögerungsleitung oder -schaltung 15 von 1H (H ist die Horizontalzeilenperiode) einer Addierstufe zugeführt, welche ebenso mit der Komponente Y„ gespeist wird, die nicht verzögert ist.

Da das Phasenverhältnis zwischen den Trägern der benachbarten Horizontalabtastzeilen entgegengesetzt ist, werden die Seitenbandkomponenten durch den obigen Signalprozeß beseitigt. Als Ergebnis und falls das Ausgangssignal aus der Addierstufe 16 und die Tiefbandkomponente Y_T der nächsten Stufe der Addierstufe 17 zugeführt werden, so erzeugt diese Addierstufe 17 ein Helligkeitssignal Y_Q, von welchem die Seitenbandkomponenten beseitigt werden. Eine Verzögerungsleitung oder -schaltung 18 ist an der Eingangsseite der Subtraktionsstufe 14 vorgesehen, welche dazu

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dient, um die Inkonsistenz der Ubertragungszeit zu korrigieren, welche durch die Zeitverzögerung des Tiefpaßfilters 13 verursacht wird.

Da die Rotkomponente R und die Blaukomponente B bei jeder 2H erhalten werden, ist zum Erhalt eines gewünschten Farbfernsehsignals S notwendig, daß diese Komponente R und B wie das Helligkeitssignal Y gleichzeitig und aufeinanderfolgend erhalten werden. Nun wird die Schaltung zu diesem Zwecke beschrieben werden.

Das Ausgangssignal aus der Klemme 3 wird einer Abtasthalteschaltung 21 zugeführt, welche ein Rotfarbsignal R (oder Blaufarbsignal B) erzeugt und dasselbe durch den Tiefpaßfilter 22 einer Simultanschaltung 23 zuführt, welche aus einer Verzögerungsleitung oder -schaltung 24 von 1H und einem Schaltkreis 25 gebildet ist. Der Schaltkreis 25 ist so gebildet, daß er stets ein Rotfarbsignal R einer seiner Ausgangsklemmen und ein Blaufarbsignal B der anderen seiner Ausgangsklemmen liefert. Das heißt, falls der Schaltkreis 25 mechanisch dargestellt ist, so würde er als ein Wechselkontaktumschalter 25 gemäß Figur 4 ausgebildet sein. In diesem Falle wird ein verzögertes Ausgangssignal aus der Verzögerungsschaltung 24 und ein nichtverzögertes Ausgangssignal aus dem Tiefpaßfilter 22 dem Schaltkreis 25 an seinen gewünschten Anschlußklemmen zugeführt. Zwei Schalter SW und SW, des Schaltkreises 25 werden durch ein Steuersignal P^ aus dem Signalgeber 11 bei jeder 1H umgeschaltet.

Somit werden die Primärfarbsignale R und B (abgetasteten Ausgangssignale), welche bei jeder 1H abwechselnd erhalten werden, gleichzeitig angelegt und dann der

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Ausgangsseite des Schaltkreises 25 zugeführt. Die gleichzeitigen Primärfarbsignale R und B zusammen mit dem Helligkeitssignal Y_n werden dem Farbcoder zugeführt, welcher an seiner Ausgangsklemme 27 das Farbfernsehsignal S des Normalsystems erzeugt, wie z.B. des NTSC-Systems (NTSC = National Television System Committee = US-amerik. nationaler Fernsehausschuß) . In diesem Falle wird der Farbcoder 26 und die Abtasthalteschaltung 12 bzw. 21 mit den gewünschten Steuerimpulsen Pc und Pd aus dem Geber 11 gespeist.

Wenn die Primärfarbsignale R und B gleichzeitig erzeugt werden und das gewünschte Farbfernsehsignal S_Q wie oben erzeugen wird, so können zwar die durch den Abtastfehler verursachten Mangel beseitigt werden, wobei jedoch das nachfolgende neue Problem auftritt. Da die Primärsignale gleichzeitig erzeugt und die Abtastausgangssignale an benachbarten Horizontalzeilen gleichzeitig verwendet werden, so kann dann, wenn die Ausgangs signale an der N-zigsten Zeile (beispielsweise der ungeraden Zeile) und die N-zigste + 1)-Zeile in Betracht gezogen werden, die Farbdiffrenzausgangssignale ^E _rR ^ECRiN+1l ^an ^^{en ents}P^recnenc^^en Zeilen durch die nachfolgenden Gleichungen ausgedrückt werden:

^ECR(N) ^{= a} \^R(N) " ^YO(N) J

) ⁼ V^{1 R}(N) " ^Y0(N + DJ ⁺

^Y0(N
worin a und b Konstanten sind.

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Mit dem Farbdifferenzsignal enthält dementsprechend jede Zeile das Primärfarbsignal, das dann, wenn ein Bild, welches keine Vertikalkorrelation hat, aufgenommen wird, insbesondere ein Schwarzweißbild, werden die Farbdifferenzsignale, die asugedrückt wurden, nicht zu "Null". Als Ergebnis wird das Bild mit Farbe wiedergegeben, so daß die Bildwiedergabe verschlechtert ist. Mit anderen Worten enthält das Farbdifferenzsignal E_n .. an der N-zigsten Zeile auch das Primärfarbsignal B,„ ... und das Farbdifferenzsignal E_n^. ... an der (N-zigsten + 1) Zeile das Primärfarbsignal R/_Nl· Wenn somit die Inhalte eines Bildes bei jeder Zeile unterschiedlich sind, sind die Primärfarbsignale B._N_... und R/_N» nicht stets bei dem richtigen Pegel.

Ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Festkörperfarbfernsehkamera, bei welcher die Verschlechterung des wiedergegebenen Bildes, welche durch die Seitenbandkomponenten verursacht ist, ohne Verwendung des optischen Tiefpaßfilters, beseitigt und auch jede Wirkung eliminiert wird, welche durch die Abwesenheit der Vertikalkorrelation verursacht ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 6 und 7 beschrieben, worin Bauelemente, welche jenen gemäß Figur 4 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Erfindungsgemäß werden die Primärfarbsignale nicht gleichzeitig verarbeitet bzw. aufbereitet, sondern werden die Farbdifferenzsignale gleichzeitig verarbeitet oder aufbereitet. In dieeem Falle ist es möglich, daß Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y von den Seitenbandkomponenten bzw. den Modulationskomponenten extrahiert werden.

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Ein Beispiel der in Figur 6 gezeigten Erfindung ist der Fall, bei welchem die Farbdifferenzsignale von den Seitenbandkomponenten extrahiert werden. In diesem Falle, da der in Figur 3 gezeigte Farbfilter verwendet wird, ist das Verhältnis zwischen der Modulationskomponente und der Seitenbandkomponente wie in Figur 7 gezeigt. Was die Seitenbandkomponente anbetrifft, an einer ungeraden Zeile, werden das Helligkeitssignal Y. und das Primärfarbsignal R in entgegengesetzter Phase erhalten, wobei auf ähnliche Weise bei jeder geraden Zeile das Helligkeitssignal Y. und das Primärfarbsignal B in entgegengesetzter Phase erhalten werden. Die gewünschten Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y können somit von den Seitenbandkomponenten an entsprechenden Zeilen in einer zeilensequentiellen Weise erhalten werden.

Wie somit in Figur 6 gezeigt, werden erfindungsgemäß die entsprechenden abgetasteten Ausgangssignale der Komponenten Y und R (oder B), die von der Abtasthalte-Schaltung 21 erhalten sind, einem Bandpaßfilter 30 zugeführt, von welchem eine Seitenbandkomponente mit einem gewünschten Band (500 KHz bis 1 MHz) mit der Trägerfrequenz f_c als Mittelpunkt (wie in Figur 7 mit gestrichelten Linien gezeigt), abgeleitet. In diesem Falle unterscheidet sich die Synchronisation des Impulses, der von dem Signalgeber 11 der Abtasthalteschaltung 21 zugeführt, von jenem gemäß Figur 4, wobei der Steuerimpuls Pd¹, welcher sämtliche Signale aus jedem Bildelement abtastmäßig halten kann, der Abtasthalteschaltung 21 aus dem Geber 11 zugeführt wird.

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Falls die Seitenbandkoinponenten aus dem Bandpaßfilter 30 an die Schaltung 30 angelegt werden, um gleichzeitig gemacht zu werden, so können die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y von dem Schaltkreis 25 gleichzeitig erhalten werden. Diese Signale R-Y und B-Y werden den Demodulatoren 31 und 32 zugeführt, um demoduliert zu werden. Die demodulierten Ausgangssignale aus den Demodulatoren 31 und 32 werden durch die Tiefpaßfilter 33 und 34 einem Farbcoder 26 zugeführt. Obwohl die Seitenbandkomponente, die durch den Bandpaßfilter 30 extrahiert sind, die Hochbandkomponente der Modulationskomponente enthalten, wie in Figur 7 gezeigt, ist der Pegel dieser Hochbandkomponente sehr niedrig, so daß die Hochbandkomponente außer acht gelassen werden kann.

Falls die Farbdif ferenzausgangssignale E_,_R._N. und ^ECR(N+1l' ^{die erfin}dungsgemäß erhalten werden, auf ähnliche Weise wie die Gleichungen (1) und (2) ausgedrückt werden, so werden entsprechend die nachfolgenden Gleichungen (3) und (4) erhalten:

" ^YO(N-1)J---⁽³⁾

O(N-1)J O(N+1) V... (4

^ECR(N+1) ^{= a}\.^R(N) " ^YO(N) T ^{+ b}|^B(N+1) " ^YO(N+1) V... (4)

Die Farbdifferenzsignale, die durch die Gleichungen (3) und (4) ausgedrückt sind, enthalten auch die Primärfarbsignale, wobei jedoch die obigen Primärfarbsignale die Helligkeitssignale enthalten. Sogar dann, wenn keine Vertikalkorrelation besteht, insbesondere wenn ein Schwarzweißbild aufgenommen wird, werden somit die Ausdrücke mit Konstanten a und b in den Gleichungen (3)

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und (4) entsprechend zu "Null". Als Ergebnis enthält das wiedergegebene Bild keine Farbe wie bei dem Stand der Technik-

Wie zuvor beschrieben, werden erfindungsgemäß die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y, die aus der Bildsensorvorrichtung 10 erhalten werden, gleichzeitig gemacht, wobei diese gleichzeitigen Farbdifferenzsignale und Helligkeitssignale verwendet werden, um das gewünschte Farbvideosignal zu erhalten, so daß ein Vorteil erzielt wird, der darin besteht, daß eine Verschlechterung des wiedergegebenen Bildes ungeachtet der Verwendung einer Vertikalkorrelation und ohne Verwendung eines optischen Tiefpaßfilters vermieden werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Beispiel gemäß Figur 6 werden die entsprechenden Farbdifferenzsignale R-X und B-Y aus den Seitenbandkomponenten erzeugt, wobei jedoch möglich ist, daß dieselben Farbdifferenzsignale aus der Gleichstromkomponente oder der Basisbandkomponente erzeugt werden.

Figur 8 ist ein Blockschaltbild, welche ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden das Helligkeitssignal Y. und das Primärfarbsignal R oder B, welche von den Abtasthalteschaltungen 12 und 21 unabhängig erhalten werden, einer Subtraktionsschaltung 36 zugeführt, um einem SubtraktionsVorgang unterworfen zu werden. Die Substraktionsschaltung 36 erzeugt somit das Farbdifferenzsignal R-Y. oder B-Y.. Falls dieses Signal durch einen

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Tiefpaßfilter 37 einer Simultanschaltung 23 zugeführt wird, so können die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y daraus gleichzeitig erhalten werden.

Bei dem in Figur 6 und 8 gezeigten erfindungsgemäßen Beispiel werden zwei Verzögerungsschaltungen 15 und 24 vorgesehen, wovon jede eine 1H-Verzögerungsperiode hat (obwohl sie in Figur 8 nicht gezeigt sind), wobei eine einzige Verzögerungsschaltung ausreicht. In diesem Falle kann eine weitere Verzögerungsschaltung an der Seite der Festkörperbildsensorvorrichtung 10 vorgesehen werden. D.h. wie in Figur 9 gezeigt, kann ein Verzögerungselement 40, dessen Bitzahl so ausgewählt ist, daß sie dieselbe ist, wie jene des Horizontalschieberegisters 10C der Festkörperbildsensorvorrichtung 10, auf einer Halbleiterunterlage gebildet ist, auf welcher das Horizontalschieberegister 10C gebildet ist. Ein Ausgangssignal, welches einer Ausgangsklemme 3A des Horizontalschieberegisters 10C geliefert ist, wird dem Verzögerungselement 40 zugeführt, wobei das Signal durch einen Taktimpuls ausgelesen wird, der dem Horizontalschieberegister 10C zugeführt wird. Ein Ausgangssignal, welches durch ein 1H verzögert wird, ist somit an einer Ausgangsklemme 3B erhalten.

Figur 10 ist ein Blockschaltbild, welches ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt, bei welchem die Festkörperbildsensorvorrichtung 10 gemäß Figur 9 verwendet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine /erzögt-rungsleitung oder Verzögerungsschaltung 18 mit der Verzö«jerungszeit von 1H in dem Helligkeitssignal-Ubertragungssystem vorgesehen,

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wobei jedoch das Verzögerungselement 40 in dem Farbdifferenzsignal vom übertragungssystem verwendet wird. Aus diesem Grunde werden die Ausgangssignale an die Klemmen 3A und 3B durch die Abtasthalteschaltungen 21A und 21B den Bandpaßfiltern 30A und 3OB zugeführt, aus welchen zeilensequentielle Farbdifferenzausgangssignale erhalten werden, welche jenen im Falle der Figur 6 ähnlich sind. Wenn das Farbdifferenzsignal R-Y an der Klemme 3A erhalten wird, so wird das Farbdifferenzsignal B-Y an der Klemme 3B erhalten. Falls diese Farbdifferenzsignale der Simultanschaltung 23 zugeführt werden, welche nur aus einem Schaltkreis 25 gebildet ist, so können somit die Farbdifferenzsignale gleichzeitig gemacht werden. Andere Teile der Schaltungskonstruktion gemäß Figur 10 sind jenen gemäß Figur 6 im wesentlichen gleich.

Bei dem in Figur 10 gezeigten Helligkeitssignalübertragungssystem wird eine derartige Schaltungskonstruktion verwendet, daß zwei Helligkeitssignale, welche an den Klemmen 3A und 3B erhalten werden, einem Korrelationsvorgang unterzogen werden. Eine neuerdings vorgesehene Addierstufe 42 wird mit zwei Helligkeitssignalen aus den Abtasthalteschaltungen 12A und 12B gespeist, um die Seitenbandkomponenten derselben, wie zuvor beschrieben, zu beseitigen. Falls jedoch das Ausgangssignal selbst aus der Addierstufe 42 als ein Helligkeitssignal Y_n genommen wird, so wird in diesem Falle die Auslösung in der Vertikalrichtung verschlechtert. In diesem Falle wird daher bei diesem Beispiel die Hochbandkomponente des Ausgangssignals aus der Addierschaltung 42 als die Hochbandkomponente des Helligkeitssignals Y_ verwendet. Die Tiefband-

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komponente eines der Ausgangssignale aus den Klemmen 3A und 3B wird als die Tiefbandkomponente des Helligkeitssignals Y₀ verwendet. Bei dem Beispiel gemäß Figur 10 wird das Ausgangssignal an der Klemme 3A verwendet. In Figur 12 zeigt 41 einen Tiefpaßfilter zum Erhalt der obigen Tiefbandkomponente Y_T, wie mit dem Ausgangssignal aus einer Abtasthalteschaltung 12B gespeist, die ihr Ausgangssignal Y_T einer Addierstufe

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16 zuführt. Eine Verzögerungsleitung 43 wird, falls erforderlich, zur Feinver- bzw. -einstellung verwendet. Die Beschreibung der anderen Schaltungselemente entfällt, da sie im wesentlichen jenen gemäß Figur 6 gleich sind.

Figur 11 ist ein Blockschaltbild, welches ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt, wobei eine gewöhnliche Festkörperbildsensorvorrichtung gemäß Figur 5 so verwendet wird, daß die Anzahl der Verzögerungsschaltungen herabgesetzt wird. Bei dem Beispiel gemäß Figur 11 wird eine Fang- oder Trapschaltung 45 mit dem Ausgangssignal aus der Abtasthalteschaltung 12 gespeist, um das Helligkeitssignal zu erzeugen, welches eine Trägerfrequenz f_c hat, die gefangen wird. Dieses Helligkeitssignal aus der Trapschaltung 45 und die Seitenbandkomponente des Primärfarbsignals aus dem Bandpaßfilter 30 werden einer Addierstufe 36 zugeführt, um addiert zu werden. Das Ausgangssignal aus der Addierstufe 46 wird durch eine Verzögerungsschaltung 47 von 1H einer Addierstufe 48 zugeführt, welche auch mit dem Ausgangssignal aus der Addierstufe 46 unmittelbar gespeist wird, so daß die Seitenbandkomponente in der Addierstufe 48 aufgehoben werden. Da das Ausgangs-

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signal aus der Addierstufe 48 die Seitenbandkomponenten relativ zu den Farbsignalen R und B enthält, ist eine Farbschaltung 4 9 an der Rückwärtsstufe der Addierstufe 48 vorgesehen, um somit die obigen Seitenbandkomponenten zu beseitigen.

Was das Farbsignalübertragungssystem anbetrifft, falls eine Schaltung unter Verwendung des Ausgangssignals selbst aus der Addierstufe 46 und jenes aus der Verzögerungsschaltung 4 7 ähnlich der Schaltung gebildet ist, die in Figur 10 gezeigt ist, so kann das Farbdifferenzsignal gleichzeitig gemacht werden.

In Figur 5 bzw. 9 ist die CCD (ladungsgekoppelte Vorrichtung) eine sog. Halbbildübertragungseinrichtung; es ist selbstverständlich möglich, daß auch eine CCD (ladungsgekoppelte Vorrichtung) nach der Art einer allgemein bekannten Zwischenzeileneinrichtung erfindungsgemäß Verwendung findet.

Bei der obigen Beschreibung, wird ferner der Fall erläutert, bei welchem nur eine CCD- (ladungsgekoppelte Vorrichtung) verwendet, wobei jedoch die vorliegende Erfindung auch bei einem solchen Fall Anwendung finden kann, bei welchem zwei oder mehrere CCD-Einrichtungen (ladungsgekoppelte Vorrichtungen) verwendet werden.

Figur 12 ist ein schematisches Blockschaltbild, das ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt, bei welchem zwei Festkörperbildsensoivorrichtungen oder CCD-Einrichtungen (ladungsgekoppelte Vorrichtungen)10 A und 10 B verwendet werden. Bei

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dem in Figur 12 gezeigten Beispiel wird ein Bild eines Gegenstandes O durch ein Linsensystem L, einen Halbspiegel H und einen geeeigneten Filter 1A zur

λ
CCD 1OA projiziert, woraus nur das Helligkeitssignal abgeleitet wird. Das Bild des Gegenstandes O wird auch durch das Linsensystem L, den Halbspiegel H., einen Spiegel H_D und einen Farbfilter 1B (der aus Streifenfarbfilterelementen R und B besteht, wovon jedes in der Horizontalrichtung länglich und abwechselnd in der Vertikalrichtung angeordnet ist), der anderen CCD 10B projiziert, woraus die Primärfarbsignale R und B zeilensequentiell erhalten werden. Die Ausgangssignale, die an den Ausgangsklemmen 3A und 3B erhalten werden, werden durch die Schaltung aufbereitet oder verarbeitet, welche jener ähnlich ist, die in Figur 8 gezeigt ist, um die Farbdifferenzsignale zu erzeugen.

Es ist ersichtlich, daß viele Abwandlungen und Abänderungen der erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsformen seitens der Fachleute innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Patentansprüche durchgeführt werden können.

Der Patentanwalt

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Le

e r s e i t e

Claims (6)

1. Ansprüche

   -Λ
   ΛJ Einrichtung zur Beseitigung von Abtastfehlern bei Festkörperfernsehkameras mit einer Festkörperbildsensorvorrichtung mit einer Vielzahl einzelner Lichtsensoreinheiten, welche sowohl in horizontalen als auch in vertikalen Reihen angeordnet sind, gekennzeichnet durch

   (a) eine Einrichtung zum Bilden einer Bildbahn zum Projizieren eines Bildes eines Gegenstandes (0) auf die Bildsenstorvorrichtung (10), (b), eine Vielzahl von Farbfilterelementen (1), welche in horizontalen Reihen innerhalb der Lichtbahn angeordnet sind, wobei eine Horizontalreihe Farbfilterelemente unterschiedlicher Durchlässigkeiten aufweist und wobei gewisse davon Licht einer Primärfarbe und gewisse davon aufeinanderfolgend Licht durchlassen, das sämtliche Farben darstellt, wobei eine benachbarte Horizontalreihe Farbfilterelemente unterschiedlicher Durchlässigkeiten aufweist, wobei gewisse davon Licht einer zweiten Primärfarbe und gewisse davon aufeinanderfolgend Licht durchlassen, das sämtliche Farben darstellt, sowie durch eine Einrichtung zum Entwickeln von Trägern, die das Primärlicht und das (Helligkeits)-Licht in bezug auf alle Farben darstellen,

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   ORIGINAL INSPECTED

   274079$

   (c) eine Einrichtung zum Entwickeln eines Helligkeitssignals aus jedem der Farbfiltere lernen te (1),

   (d) eine Einrichtung zum Entwickeln eines ersten und eines zweiten Farbdifferenzsignals aus jedem der Farbfilterelemente in Abhängigkeit von Teilen entsprechender Reihen eines Bildes, die dort gezeigt wird, und

   (e) durch eine Einrichtung zur Verarbeitung oder Aufbereitung der ersten und zweiten Farbdiffrenzsignale als ein gewünschtes Simultanfarbvideosignal, um mit dem besagten entwickelten Helligkeitssignal gemischt zu werden.
2. 2. Festkörperfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbfilterelemente so angeordnet sind, daß sie Licht durchlassen, das sämtliche Farben in entgegengesetztem Phasenverhältnis wie z.B. zwischen aufeinanderfolgender Reihen darstellt und welche die erste und zweite Primärfarbinformation in entgegengesetztem Phasenverhältnis wie zwischen aufeinanderfolgenden Reihen durchlassen.
3. 3. Festkörperfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Primärfarbe rote (R) und blaue (B) Farben aufweist.

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4. 4. Festkörperfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger, welche die Primärfarbsignale und Helligkeitssignale darstellen, dieselbe Frequenz und entgegengesetzte Phasen haben, wenn das Bildlicht entlang einer vorbestimmten Horizontalreihe der Bildsensorvorrichtung projiziert wird.
5. 5. Festkörperfernsehkamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Helligkeitssignalverarbeitungsschaltung zur Vermeidung eines Abtastfehlers des Helligkeitssignals, das aus der Bildsensorvorrichtung entwickelt wird, indem eine Vertikalkorrelation verwendet wird, wobei die entwickelten Helligkeitssignale zwischen aufeinanderfolgenden Horizontalabtastzeilen miteinander gemischt werden.
6. 6. Festkörperfernsehkamera nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzkomponenten der entwickelten Helligkeitssignale, die aus aufeinanderfolgenden Horizontalabtastzeilen erhalten sind, miteinander gemischt werden.

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