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Dokumentenidentifikation DE3506942C2 02.09.1993
Titel Farbfernsehkamera mit digitaler Signalverarbeitung
Anmelder RCA Corp., Princeton, N.J., US
Erfinder Dischert, Robert Adams, Burlington, N.J., US
Vertreter von Bezold, D., Dr.rer.nat.; Schütz, P., Dipl.-Ing.; Heusler, W., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 27.02.1985
DE-Aktenzeichen 3506942
Offenlegungstag 05.09.1985
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.09.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.09.1993
IPC-Hauptklasse H04N 9/09

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbfernsehkamera mit digitaler Signalverarbeitung, insbesondere eine Kamera mit mehreren Bildaufnehmern zur Erzeugung mehrerer Signalkomponenten, die im Multiplex einem einzigen Analog/Digital-Wandler zugeführt werden, der den Signalkomponenten gemeinsam ist.

Tragbare Fernsehkameras sind für den Zweck der elektronischen Reportage allgemein üblich und werden auch für den Heimgebrauch zunehmend verwendet. Die Verarbeitung der Videosignale erfolgt bei diesen Kameras gewöhnlich in Analogtechnik. Die Synchronisierschaltungen bestehen üblicherweise fast ganz aus Binärschaltungen, in denen Signalpegel binärer Signale zur Darstellung von "Eins" und "Null" verwendet werden und die auch als Digitalschaltungen bezeichnet werden. Es ist bekannt, Videosignale beim Fernsehen mit Hilfe von Digitalschaltungen zu verarbeiten, die in Kombination eine große Anzahl möglicher Amplituden darzustellen gestatten und nicht nur zwei, wie bei den eben erwähnten Synchronisierschaltungen. So können beispielsweise verschiedene Kombinationen von acht Binärsignalen bis zu 28 mögliche Amplituden repräsentieren, womit es gelingt, das Videosignal mittels stabiler Digitalschaltungen darzustellen. Zu dem Vorteil der Stabilität kommt noch hinzu, daß manche Signalverarbeitung, die in Analogform schwer oder überhaupt nicht zu realisieren ist, in Digitalform leicht möglich wird. So lassen sich z. B. in der Digitaltechnik Schaltungen realisieren, die eine lange Signalverzögerung ohne Änderung der Signalamplitude bringen sollen.

Der erste Schritt der Erzeugung eines Videosignals in einer Kamera geschieht mit Hilfe von Bildwandlern, die das Licht einer Szene in ein Signal umwandeln. Moderne Fernsehkameras verwenden farbzerlegende Prismen und mehrere Festkörper- Bildwandler, um zeitlich gequantelte analoge Videosignale zu erzeugen, die den roten, grünen und blauen Anteil der aufgenommenen Szene darstellen. Die US-PS 41 67 755 offenbart eine Kamera mit drei Festkörper-Bildwandlern in Form von CCD- Bildwandlern, die unter Steuerung durch einen Takt- oder Impulsgenerator die Signale für die Farben Rot, Blau und Grün erzeugen. Die von den Bildwandlern erzeugten Videosignale werden in bekannter Weise unter Steuerung durch den Taktgenerator in rauscharmen Verstärkerschaltungen oder in doppelt-korrelierten Abfrage- und Halteschaltungen verarbeitet.

Ferner ist aus der US 39 75 760 eine Farbfernsehkamera mit drei Festkörper-Bildwandlern bekannt, die mit drei jeweils um 120° gegeneinander phasenverschobenen Taktimpulsfolgen ausgelesen werden. Bei einer weiterhin aus der US 43 45 270 bekannten Farbfernsehkamera ist einem Festkörper-Bildwandler über einen A/D-Wandler ein digitaler Farbmodulator nachgeschaltet.

Wenn eine digitale Signalverarbeitung gewünscht ist, erfolgt die dazu notwendige Analog/Digital-Umwandlung an einem Punkt in der Schaltung, wo das analoge Signal auf einen genügend hohen Wert verstärkt ist. A/D-Wandler sind im allgemeinen problematisch hinsichtlich der Linearität und des Arbeitsbereichs und neigen zu Offset-Erscheinungen.

Um den sogenannten Aliasing- oder Umfalteffekt zu vermeiden, muß die zur Analog/Digital-Umwandlung gehörende zeitliche Quantelung oder Abfrage mit einer Geschwindigkeit erfolgen, die mindestens doppelt so hoch wie die höchste Frequenz des darzustellenden Eingangssignals ist. Praktische Überlegungen, wie z. B. der Gedanke an endliche Filter-Grenzfrequenzen, lassen es zweckmäßig erscheinen, den A/D-Wandler mit Geschwindigkeiten zu betreiben, welche die höchste Frequenz des Eingangssignals um das Drei- oder Vierfache oder noch mehr übersteigen. Handelt es sich bei dem Eingangssignal um ein zusammengesetztes Farbfernsehsignal, in welchem die Farbinformation einem Farbträger aufmoduliert ist, der dem Leuchtdichtesignal bei einer hohen Frequenz hinzugefügt ist (3,58 MHz beim NTSC-Fernsehen), dann wird man den A/D-Wandler üblicherweise mit 14,3 MHz betreiben. Bei solchen Frequenzen neigen A/D-Wandler zusätzlich zu einem großen Leistungsverbrauch mit entsprechender Wärmeentwicklung.

Es ist bekannt, zur Analog/Digital-Umwandlung mehrerer Kanäle, die einzelne Komponenten eines Farbfernsehsystems übertragen, einen einzigen A/D-Wandler zu verwenden, wie es z. B. in den US-PS 41 50 397, 41 63 248, 42 40 103 und 43 64 080 beschrieben ist. Im Falle der beiden erstgenannten Patentschriften wird ein Farbfernsehsignalgemisch in einzelne Komponenten decodiert (im Falle der dritten Patentschrift kommen die Komponenten von den Bildwandlern einer Kamera), und diese Komponenten werden dann im Zeitmultiplex einem A/D-Wandler zugeführt und weiterverarbeitet. Im Falle der letztgenannten Patentschrift erhält ein digitaler Video- Analysator das Videosignal aus einer externen Quelle, formt es in einzelne Komponenten um und legt diese Videokomponenten im Zeitmultiplex an einen A/D-Wandler zur weiteren Verarbeitung. Wie in der zweitgenannten US-Patentschrift zugegeben wird, führt die Zeitmultiplex-Aufteilung zu Informationsverlusten. Diese Verluste resultieren daher, daß während des Intervalls, in welchem der Multiplexer den A/D-Wandler mit einer bestimmten Signalkomponente koppelt, die gleichzeitig mit dieser gerade umgewandelten Komponente ankommenden Signalkomponenten verlorengehen. Der Informationsverlust führt zwangsläufig zu einem Verlust in der Auflösung.

Um die Auflösungsverluste zu vermeiden, die sich dadurch ergeben, daß ein im Multiplex betriebener A/D-Wandler die Signale der gerade nicht angekoppelten Kanäle nicht umwandeln kann, könnte man einem A/D-Wandler ein einziges Signal zuführen, welches die Gesamtheit der Leuchtdichte- und Farbinformation der Szene enthält, wie es in der US-PS 44 22 094 beschrieben ist. Dies läßt sich in Verbindung mit einer Kamera z. B. dadurch erreichen, daß man einen einzigen Bildwandler in bekannter Weise mit einem Farbstreifen- oder Schachbrett-Filter verwendet, um ein Signal zu erzeugen, das von Bildpunkt zu Bildpunkt jeweils eine andere Farbe wiedergibt. Solche Farbkameras, die mit einem einzigen Bildwandler arbeiten, haben sich jedoch wegen Kolorimetrieproblemen als nicht erfolgreich für Qualitätsfernsehen erwiesen, und außerdem ist die Auflösung solcher Kameras relativ gering, weil der Abstand zwischen den Bildpunkten, die jeweils dieselbe Farbe darstellen, relativ groß ist. Wenn z. B. das Farbmuster in Horizontalrichtung rot-grün-blau-rot-grün-blau ist, dann liegen zwischen den Grün-Bildpunkten (die den Hauptanteil der Leuchtdichte ausmachen) jeweils zwei andere Bildpunkte.

Um also Auflösungsverluste zu vermeiden, könnte man drei Bildwandler verwenden und für den Signalkanal jeder Farbe jeweils einen A/D-Wandler vorsehen, wie es in der US-PS 36 17 626 beschrieben ist. Man könnte denken, daß sich die erforderliche Betriebsfrequenz jedes A/D-Wandlers vermindern ließe, wenn man jeweils einen Wandler für jeden Kanal anstatt einen Wandler für ein Signalgemisch verwendet, womit der Leistungsverbrauch jedes Wandlers geringer wäre. Nun erzeugen die Bildwandler einer Farbkamera normalerweise aber Rot-, Grün- und Blau-Primärsignale R, G und B, die anders als die In-Phase- und Quadratur-Farbsignale I und Q breitbandig sind (da alle drei Primärfarbsignale zur Bildung des breitbandigen Leuchtdichtesignals benötigt werden). Somit hat die Verwendung von drei Bildwandlern, einen für jeden Kanal, keinen wesentlichen Einfluß auf die erforderliche Betriebsfrequenz.

Außerdem können die oben erwähnten Nichtlinearitäten und Offsets der A/D-Wandler Anlaß zu Kolorimetrieproblemen geben, wenn man gesonderte A/D-Wandler für jeden Kanal einer Kamera verwendet. Wenn z. B. gleiche analoge Eingangssignale R, G und B an die drei A/D-Wandler gelegt werden (einen für jeden Verarbeitungskanal), dann können die Nichtlinearitäten dazu führen, daß die erzeugten Digitalsignale für R, G und B ungleich sind. Diese ungleichen Digitalsignale bringen dann Kolorimetrieprobleme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fernsehkamera mit digitaler Signalverarbeitung zu schaffen, die auch bei hoher Auflösung nur einen einzigen A/D-Wandler benötigt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß in Verbindung mit einer tragbaren Fernsehkamera die Anwendung digitaler Signalverarbeitung wegen ihrer relativ hohen Stabilität besonders vorteilhaft erscheint, wenn man an die Umgebungseinflüsse wie Kälte, Wärme und Stoßbelastung denkt, denen tragbare Kameras ausgesetzt sind. Außerdem ist wegen der Batteriespeisung tragbarer Kameras eine geringe Leistungsaufnahme erwünscht, so daß die Verwendung eines einzigen A/D-Wandlers zweckmäßig ist, selbst wenn mehr als ein Signalwandler vorhanden ist. In einer festen Studiokamera ist die digitale Signalverarbeitung ebenfalls vorteilhaft, da hierbei weniger Ausrichtmaßnahmen erforderlich sind. In diesem Fall wird die Verwendung eines einzigen A/D-Wandlers die Anzahl von Bauteilen in der Kamera vermindern, was aus Gründen der Zuverlässigkeit und der Kosten zweckmäßig ist. Der Auflösungsverlust, der sich beim oben erwähnten Stand der Technik infolge der dortigen Verwendungsart eines einzigen A/D- Wandlers ergibt, ist jedoch für Qualitätsfernsehen unannehmbar.

Eine weitere Erkenntnis ist, daß nicht nur A/D-Wandler begrenzte Arbeitsgeschwindigkeit haben, sondern daß die Geschwindigkeit von Ferstkörper-Bildwandlern, wie z. B. den CCD- Wandlern, noch mehr begrenzt ist und daß diese Bildwandler zusätzlich beschränktes Auflösungsvermögen haben. Somit nutzt eine Kamera mit mehreren CCD-Bildwandlern, deren jeder einen gesonderten A/D-Wandler ansteuert, nicht den Vorteil der möglichen Geschwindigkeit jedes der Wandler, und außerdem ist ihre Auflösung durch die endliche Anzahl lichtfühlender Bereiche auf dem Bildwandler begrenzt. Die Erfindung beruht schließlich noch auf der Erkenntnis, daß mit Ladungsübertragung arbeitende Festkörper-Bildwandler, wie z. B. CCD-Bildwandler, naturgemäß eine taktsteuerbare Speicherfunktion haben, die in vorteilhafter Weise mit einer einfachen Taktsteuerung ausgenutzt werden kann, um eine Zeitverzögerung zu bewirken, was die Zeitmultiplex-Aufteilung vereinfacht.

Eine erfindungsgemäß ausgestattete Farbfernsehkamera enthält mehrere Bildwandler, die unter dem Einfluß eines Steuersignals getrennte Signale erzeugen, welche die Information eines Bildes enthalten. Ein Zeitmultiplexer koppelt die Signale von den Bildwandlern auf einen A/D-Wandler. Um Auflösungsverluste zu vermeiden, erfolgt die Taktsteuerung der im folgenden als Bildaufnehmer bezeichneten Bildwandler so, daß Signale aus ihnen jeweils dann ausgelesen werden, wenn der A/D-Wandler verfügbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen naher erläutert.

Fig. 1 und 6 zeigen in vereinfachten Blockschaltbildern erfindungsgemäße Fernsehkameras, einmal mit drei Bildaufnehmern und einmal mit zwei Bildaufnehmern, wobei Einzelheiten eines Bildaufnehmers in Fig. 1b dargestellt sind;

Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Amplitude verschiedener Taktsignale in der Anordnung nach Fig. 1 während des Betriebs;

Fig. 3 ist ein vereinfachtes Logikschaltbild eines Taktgenerators zur Erzeugung von Signalen, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind;

Fig. 4 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Multiplexerschaltung zur Verwendung in der Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 5a bis 5c zeigen jeweils in Blockform Einzelheiten von Teilen der Anordnung nach Fig. 1.

In der Kamera nach Fig. 1 bildet eine Linse 10 ein Bild (nicht dargestellt) über ein farbzerlegendes Prisma 18 auf einen rotempfindlichen Bildaufnehmer 12, einen grünempfindlichen Bildaufnehmer 14 und einen blauempfindlichen Bildaufnehmer 16 ab. Ein Takt- und Synchronsignalgenerator 20 steuert die Taktschritte der Bildaufnehmer 12 bis 16, bei denen es sich um Typen handeln kann, die mit Teilbild- Übertragung (Halbbildübertragung) arbeiten. Jeder Bildaufnehmer hat ein lichtintegrierendes "A"-Register, ein gegenüber Licht abgeschirmtes Teilbild-Speicherregister "B" und ein Zeilen-Speicherregister "C", die alle durch mehrphasige Taktsignale gesteuert werden. Bei der dargestellten Ausführungsform werden das A-, das B- und das C-Register jeweils durch ein dreiphasiges Taktsignal gesteuert, d. h. zu jedem Bildaufnehmer führen jeweils insgesamt neun Steuerleitungen.

Jeder Festkörper-Bildaufnehmer kann ein ladungsübertragendes Bauelement vom CCD-Typ sein, wie es vereinfacht in Fig. 1b dargestellt ist. Auf das A-Register 90 des Bildaufnehmers wird Licht fokussiert, woraufhin in seinen Oberflächen Photoelektronen erzeugt werden. Die Photoelektronen werden durch Kanalbegrenzungen 94 an einer Bewegung in Horizontalrichtung gehindert (d. h. innerhalb vertikaler Kanäle gehalten). Somit ist die Anzahl von Bildpunkten in der Horizontalrichtung durch die Anzahl der Kanalbegrenzungen gegeben. Die Kanalbegrenzungen sind schmal, so daß die maximal mögliche Anzahl von Bildpunkten in der Horizontalrichtung untergebracht werden kann; mit der derzeitigen kommerziellen Technik bleibt es jedoch bei weniger als 500 Bildpunkten pro Horizontalzeile. Im Bildaufnehmer nach Fig. 1b wird die Vertikalbewegung der angesammelten bildrepräsentativen Ladung durch mehrphasige Taktspannungen gesteuert, die an Steuerelektroden 96 angelegt werden. Nach einer Integrationszeit werden diese Taktsignale eingeschaltet, um zu bewirken, daß sich die Elektronen in entsprechende Teile des B-Speicherregisters 98 bewegen, das frei von Lichteinflüssen ist. Die Ladung in jedem Paket jeder Horizontalzeile wird in Parallelform aus dem B-Register 98 in das C-Register 99 getaktet, aus dem die bildpunktcharakteristischen Ladungspakete dann in Serienform mit Hilfe von Taktsignalen, angelegt an zugehörige Taktelektroden 97, hinausgeschleust werden. Beim Fehlen eines Taktsignals bleiben die Signale im B- und im C-Register gespeichert.

Die Arbeitsgeschwindigkeit eines mit Ladungsübertragung arbeitenden Bildaufnehmers ist in der Vertikalrichtung begrenzt, weil im Normalbetrieb Ladungspakete von einer in eine andere Potentialmulde (gleichsam Kondensator) über Stromwege bewegt werden, die einen ohmschen Widerstand haben. Eine solche Struktur ist gleichwertig mit einer ohmisch/kapazitiven Verzögerungsleitung (RC-Leitung), bei welcher es einer endlichen Zeitspanne bedarf, um einen Kondensator zu entladen, während der nächste aufgeladen wird.

Die Arbeitsgeschwindigkeit in der Horizontalrichtung ist begrenzt durch die mit der Photolithographie erzielbaren Mindestgröße der Gateelektroden. Je größer die Gateelektrode ist (d. h. je länger in Richtung der Ladungsübertragung), desto kleiner sind die im Bereich zwischen den Gateelektroden vorhandenen elektrischen Randfelder, welche die Kräfte reduzieren, die ein zwischen den Potentialmulden befindliches Elektron unter Steuerung durch die Taktsignale zur gewünschten Potentialmulde beschleunigen. Die Geschwindigkeit in der Horizontalrichtung kann außerdem durch die oben erwähnte RC-Zeitkonstante beeinträchtigt werden.

Die Ausgangssignale jedes Bildaufnehmers 12 bis 16 werden auf eine jeweils zugeordnete doppelt-korrelierte Abfrageschaltung 22 bzw. 24 bzw. 26 gegeben, wie es an sich bekannt ist. Die Abfrageschaltungen 22 bis 26 werden vom Taktsignalgenerator 20 mit einer Taktfrequenz gesteuert, um Pakete elektrischer Ladung von den Bildaufnehmern zu empfangen und ein rauscharmes Videosignal daraus zu erzeugen. Die Taktfrequenz der doppelt-korrelierten Abfrageschaltungen 22 bis 26 entspricht derjenigen Frequenz, mit welcher einzelne Signalproben (Ladungspakete) aus den Bildaufnehmern 12 bis 16 getaktet werden. Die von den Abfrageschaltungen 22 bis 26 abgeleiteten Signale werden auf Verstärker 28 bis 32 gegeben, um sie auf das erforderliche Maß zu verstärken, und die so verstärkten bildrepräsentativen Signale werden dann an die Eingänge 34, 36 und 38 einer Zeitmultiplexerschaltung 40 gegeben, deren Umschaltfrequenz vom Taktsignalgenerator 20 gesteuert wird. Die vom Zeitmultiplexer 40 ausgewählten Signale werden einem Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 42 zugeführt, um sie in Digitalform umzuwandeln. Die digitalen bildrepräsentativen Signale gelangen vom A/D-Wandler 42 zu Digitalschaltungen, die durch zwei Blöcke 44 und 46 dargestellt sind, deren erster mit "individuelle Korrektur der Kanäle" und deren zweiter mit "gemeinsame Korrektur aller Kanäle"H beschriftet ist. Die von diesen Korrekturschaltungen 44 und 46 behandelten Signale werden an einen Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler) 48 gelegt. Das die Farbkomponenten sequentiell enthaltende Ausgangssignal des D/A-Wandlers 48 wird einem Demultiplexer zugeführt, der als Umschalter 50 dargestellt ist. Der Demultiplexer 50 ist ähnlich aufgebaut wie der Multiplexer 40 und wird synchron mit diesem betrieben, um die Komponenten aus der Signalverarbeitung nacheinander auf zugeordnete Abfrage und Halteschaltungen, Zeitverzögerungseinrichtungen oder Speicherschaltungen zu geben, die in der Zeichnung als Kondensatoren 52 bis 56 dargestellt sind. Im dargestellten Fall handelt es sich um die Farbkomponenten Y, I und Q, die aus den Komponenten R, G und B durch Matrizierung im Laufe der digitalen Signalverarbeitung gewonnen wurden. Alternativ kann es sich auch um die Komponenten R, G und B handeln, in diesem Fall wäre eine analoge Matrizierschaltung nach den Filtern 52 bis 56 erforderlich. Die Signale Y, I und Q werden einem herkömmlichen NTSO-Codierer zugeführt, der als Block 58 dargestellt ist und worin die Signale I und Q einzeln den in Quadratur stehenden Phasen eines Hilfsträgers aufmoduliert werden und das daraus resultierende Farbartsignal mit dem Leuchtdichtesignal summiert wird, um ein herkömmliches NTSO-Signal (oder PAL- Signal) zu erzeugen, das am Ausgangsanschluß geliefert wird.

Wie oben beschrieben, werden die von den Bildaufnehmern simultan erzeugten Analogsignale durch Zeitmultiplex in sequentielle Form gebracht, dann in Digitalform umgewandelt und digital in zeitlich sequentieller Form verarbeitet. Nach der Verarbeitung werden die zeitlich sequentiellen Digitalsignale in Serienform auf einen D/A-Wandler gegeben und in zeitlich sequentielle Analogsignale umgewandelt. Durch Zeitverzögerungen hinter dem Demultiplexer werden die Signale wieder in Simultanform zurückgebracht, um sie weiter zu verarbeiten. Die Zeitsequenz (d. h. die sequentielle Einteilung) der Farbsignale kann vollbildweise, teilbildweise, zeilenweise oder bildpunktweise sein. Es ist anzunehmen, daß ein mit Bildpunktfrequenz erfolgender Betrieb die beste Kombination von Eigenschaften bringt.

Um die Gefahr unerwünschter Schwebungen zwischen den Abfragefrequenzen der verschiedenen Schaltungen und dem Hilfsträger zu vermindern, sollte der Taktgeber, der die Verarbeitungsgeschwindigkeiten und die Schaltgeschwindigkeiten steuert, mit dem Farbhilfsträgersignal SC synchronisiert sein. So ist es z. B. üblich, die digitale Signalverarbeitung mit einer Frequenz von 4·SC (d. h. dem Vierfachen der Farbhilfsträgerfrequenz) zu betreiben, was einer Frequenz von ungefähr 14,3 MHz entspricht. Aus diesem Grund legt der Taktsignalgenerator 20 (4·SC)-Taktsignale an den A/D-Wandler 42 und an die anderen Schaltungen wie z. B. die Korrektureinrichtungen 44 und 46 und dergleichen. Um während jedes Taktimpulses ein Signal an den digitalen Signalverarbeitungsteil der Kamera zu legen, müssen die Multiplexschalter 40 und 50 mit der gleichen Frequenz betrieben werden, nämlich mit dem Vierfachen der Hilfsträgerfrequenz. Der Schalter 40 durchläuft also einen vollständigen Schaltzyklus (Verbindung des Anschlusses 39 nacheinander mit den Anschlüssen 34, 36 und 38) mit einer Frequenz gleich dem 4/3fachen des Hilfsträgers (für den Fall, daß drei Signale multiplexiert werden), was beim NTSG-Fernsehen einer Frequenz von ungefähr 4,77 MHz entspricht. In ähnlicher Weise werden die Bildaufnehmer 12, 14 und 16 und die ihnen zugeordneten doppelt-korrelierten Abfrageschaltungen 22, 24 und 26 mit einer Geschwindigkeit entsprechend dem 4/3fachen der Hilfsträgerfrequenz betrieben (d. h. die Lesung der Bildpunkte erfolgt mit dieser Geschwindigkeit). Um jedoch zu verhindern, daß durch simultane Taktsteuerung der Bildaufnehmer bei jedem Takt 2/3 der Bildpunkte aus jedem Bildaufnehmer verlorengehen und dadurch ein Verlust an Auflösung entsteht, steuert der Taktsignalgenerator 20 die Bildaufnehmer mit einer gegenseitigen Phasenversetzung von jeweils 120°. Diese Taktsteuerung bewirkt, daß die Bildaufnehmer während derjenigen Zeit ausgelesen werden, in welcher der Multiplexer den A/D-Wandler verfügbar zur Signalverarbeitung macht.

Bei einer Taktfrequenz von 4/3·SC und einer aktiven Zeilendauer von 53,55 µs kann jeder Bildaufnehmer 256 Bildpunkte pro Zeile liefern. Diese Anzahl von Bildpunkten entspricht der Bildpunktmenge, die von gewöhnlichen Festkörper-Bildaufnehmern geliefert wird. Das heißt, die Signale aus drei Festkörper-Bildaufnehmern des derzeit handelsüblichen Typs passen, nach Vereinigung im Zeitmultiplex, im allgemeinen zu den Betriebseigenschaften leicht erhältlicher A/D-Wandler.

Die Auslesung von bildpunktcharakteristischen Signalen aus jedem der drei Bildaufnehmer mit einer relativ niedrigen Frequenz von 4,77 MHz steht im Einklang mit dem Geschwindigkeitsvermögen des Bildaufnehmers, und für die Phasenverschiebung (Verzögerung der Auslesung) wird in vorteilhafter Weise das Speicherungsvermögen des Festkörper-Bildaufnehmers ausgenutzt, um drei sequentielle Signale zu erzeugen, die im Zeitmultiplex vereinigt werden können, so daß ein Signal mit einer Frequenz von etwa 14,3 MHz erzeugt wird, welches wiederum in Einklang mit dem Geschwindigkeitsvermögen eines Video-A/D-Wandlers steht.

Mit einer derartigen Ausnutzung der Speicherfähigkeit des Bildaufnehmers entfällt die Notwendigkeit zusätzlicher Abfrage- und Halteschaltungen, wie sie in der weiten oben erwähnten US-Patentschrift 41 50 397 beschrieben sind. Die horizontale Auflösung, d. h. die Anzahl von Bildpunkten pro Horizontalzeile, jedes Bildaufnehmers ist infolge der Abfragefrequenz von 4,77 MHz auf 256 begrenzt, jedoch entspricht diese Zahl der effektiven Anzahl lichtempfindlicher Bereiche in jeder Horizontalzeile, wie sie durch die Anzahl von Kanalbegrenzungen in jedem Bildaufnehmer bestimmt ist. Somit zieht das beschriebene System Vorteil aus der im Vergleich zur Geschwindigkeit eines A/D-Wandlers begrenzten Geschwindigkeit und Auflösung jedes Festkörper-Bildaufnehmers, um eine Kamera zu erhalten, welche die Vorteile eines einzigen A/D-Wandlers hinsichtlich der Linearität, der Leistungsaufnahme und der Kosten hat, aber ohne Verschlechterung der durch das Vorhandensein von mehreren Bildaufnehmern erzielbaren Qualität.

Die Fig. 2 zeigt, wie die Steuerung der Bildaufnehmer und der doppelt-korrelierten Abfrageschaltungen zeitlich zueinander abgestimmt ist. Im einzelnen zeigt die Fig. 2a das (4·SC)-Taktsignal 200, das dem ganzen System zugeführt wird, z. B. auf der Leitung f in Fig. 1. Die Fig. 2b zeigt das Abfragetaktsignal 210, das der Abfrageschaltung 22 angelegt wird und repräsentativ für die zeitliche Lage derjenigen Taktsignale ist, die dem Bildaufnehmer 12 angelegt werden, um die Auslesung von Signalen aus dem C- Register dieses Bildaufnehmers taktzusteuern. Es sei erwähnt, daß die Fig. 2b, 2c und 2d lediglich die Zeitbeziehung veranschaulichen, nicht das tatsächliche Taktsignal zeigen, weil die an die C-Register angelegten Taktsignale mehrphasige Signale sind. Die Fig. 2c und 2d veranschaulichen die zeitliche Lage der Taktsignale 212 und 214, die an die Abfrageschaltungen 24 bzw. 26 gelegt werden, und außerdem die zeitliche Lage der entsprechenden Taktsignale für die Bildaufnehmer 14 und 16, so daß jede Abfrageschaltung in dem Augenblick aktiv wird, zu dem das Signal vom betreffenden Bildaufnehmer zur Verfügung gestellt wird.

Die Fig. 3 zeigt teils in Blockform und teils als elektrisches Schaltbild ein Ausführungsbeispiel des Taktsignalgenerators 20 nach Fig. 1. Gemäß der Fig. 3 ist ein mit dem Vierfachen der Hilfsträgerfrequenz (4·SC) schwingender Oszillator 310 mit einem im Verhältnis 1 : 3 frequenzteilenden Zähler (1 : 3-Untersetzer) 312 gekoppelt, der zwei Ausgangsklemmen 314 und 316 hat, die während fortschreitender Zählung periodisch die Zustände 01; 10; 11 annehmen. Diese Zustände werden benutzt, um den jeweils taktzusteuernden Bildaufnehmer auszuwählen und den Zustand der Multiplexschalter sowie den Zustand derjenigen Digitalsignalverarbeitung zu steuern, die den Kanälen individuell zugeordnet ist. Der Ausgang des Oszillators 310 ist außerdem mit einem 1 : 4-Untersetzer 318 zur Erzeugung des an den Codierer 58 zu legenden Hilfsträgersignals SC und mit einer Leitung f für die Taktsteuerung der verschiedenen Digitalschaltungen verbunden. Die (4·SC)-Taktsignale werden jeweils einem Eingang dreier UND-Glieder 320 bis 324 angelegt, um Taktsignale auf die Leitungen b bis d durchzuschleusen, und zwar abhängig vom Zustand der Logiksignale an den Klemmen 314 und 316. Das UND-Glied 320 wird aktiviert, wenn seine Eingangsklemme 326 "hohen" Zustand hat, was dann der Fall ist, wenn das UND-Glied 328 aktiviert ist, was seinerseits dann eintritt, wenn die Ausgangsklemme 316 hoch und die Klemme 314 niedrig ist. Wenn also die Klemmen 314 und 316 gleichzeitig hoch sind, ist das UND-Glied 330 aktiviert, um ein hohes Ausgangssignal zu erzeugen, das zu einem invertierenden Eingang des UND-Gliedes 328 gelangt, um dieses Glied zu sperren. Für alle anderen Bedingungen an den Klemmen 314 und 316 aktiviert das UND-Glied 330 das UND-Glied 328. Wenn also die Klemme 316 hoch und die Klemme 314 niedrig ist, kann das UND-Glied 320 einen Impuls 210 (dargestellt in Fig. 2b) auf die Leitung b durchgeben. In ähnlicher Weise befähigen die mit 335 und 340 bezeichneten Logikglieder das UND-Glied 322 zur Durchgabe von Taktimpulsen 212 und das UND-Glied 324 zur Durchgabe von Taktimpulsen 214. Da die Zustandskombination an den Ausgangsklemmen des Zählers 312 den jeweils adressierten bzw. taktgesteuerten Bildaufnehmer eindeutig identifiziert, sind zwei Ausgangsleitungen e, auf denen diese Zustandskombination erscheint, in der gesamten Kamera mit denjenigen Schaltungen gekoppelt, die gemäß der Reihenfolge der Bildaufnehmer synchronisiert werden müssen, so daß das dort jeweils verarbeitete Signal identifiziert werden kann. Es müssen geeignete Verzögerungseinrichtungen verwendet werden, um das Taktsignal an das gerade verarbeitete Signal laufzeitmäßig anzupassen, d. h. die Laufzeiten der vorangehenden Schaltungen auszugleichen.

Die Fig. 4 zeigt Einzelheiten des Multiplexschalters 40, der eine erste, eine zweite und eine dritte Torschaltung 410 bzw. 412 bzw. 414 enthält, die zwischen eine jeweils zugeordnete Eingangsklemme 34 bzw. 36 bzw. 38 und eine Ausgangsklemme 39 des Multiplexschalters gekoppelt sind. Jede dieser Torschaltengen wird durch ein Logiksignal an ihrem Steuereingang durchgeschaltet. Eine Logikschaltung, die insgesamt mit 420 bezeichnet ist und vier UND- Glieder enthält, schaltet die Torschaltung 410 durch, wenn die Leitung e1 hoch und die Leitung e2 niedrig ist; im Falle e2 = hoch und e1 = niedrig wird die Torschaltung 412 durchgeschaltet, und wenn beide Leitungen e1 und e2 hoch sind, erfolgt das Durchschalten der Torschaltung 414. Die Anordnung nach Fig. 4 kann auch für den Demultiplexer 50 benutzt werden, indem man die Durchverbindungen zu den Torschaltungen einfach umkehrt.

Die Fig. 5a zeigt in Blockform eine Anordnung, die bei derjenigen Verarbeitung der Signale verwendet werden kann, wo es einer individuellen Korrektur für jeden Kanal bedarf, entsprechend dem Block 44 in Fig. 1. Die individuellen Korrekturen sind in der Zeichnung als "Schattierungskorrektur" angegeben, können aber auch andere Arten von Korrekturen enthalten einschließlich der Korrektur von Signaldefekten. In der Anordnung nach Fig. 5a werden die Farbsignale für Rot, Blau und Grün (R, B und G), die Bildpunkt für Bildpunkt jeweils sequentiell erscheinen und in Digitalform vom A/D-Wandler 42 geliefert werden, einem Addierer 501 angelegt, wie er an sich bekannt ist, um eine additive Beeinflussung des Schwarzwertes zu bewirken (Schattierungskorrektur), und das Ausgangssignal des Addierers 501 wird einem mit Festwertspeicher (ROM) arbeitenden digitalen Hochgeschwindigkeitsprozessor 502 angelegt, um eine Behandlung im Sinne einer Beeinflussung des Verstärkungsfaktors für die Regelung des Weißwertes durchzuführen. Der Prozessor 502 kann so realisiert sein, wie es in Blockform in der Fig. 5b dargestellt ist, die beispielshaft für einen ROM-gestützten Prozessor (Multiplizierer) ist, der eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung oder Multiplikation von zwei Videosignalen mit einem relativ kleinen Speicher durchführt, wie es in der US- Patentschrift 44 70 125 beschrieben ist.

Die Anordnung 502 nach Fig. 5b bewirkt mit Videogeschwindigkeit eine bildpunktweise Regelung, die sich für kanalabhängige Korrekturen in einer Mehrkanal-Kamera eignet, z. B. für die erwähnten Schattierungskorrekturen zur Ausräumung von Ungleichmäßigkeiten im Bildschwarz. Um die Schattierung zu regeln, wenn sich die Videosequenz von Bildpunkt zu Bildpunkt gemäß einer Folge wie RGBRGB... ändert, ist es notwendig, an Steuerklemmen 510 des Multiplizierers 502 nach der Fig. 5b ein Steuersignal zu legen, welches das passende Schattierungs-Korrektursignal für jeden der Bildpunkte repräsentiert.

Die Fig. 5c zeigt in einem vereinfachten Blockschaltbild Einzelheiten einer Ausführungsform des Steuersignalgenerators 503 der Fig. 5a, die sich zur Erzeugung eines Hochgeschwindigkeits-Steuersignals für den Prozessor 501 eignet. Der Aufbau der Steuersignalgeneratoren 503 und 504 ist gleich, so daß nur der Generator 503 beschrieben zu werden braucht. In der Anordnung nach Fig. 5c speichern mehrere Speicher mit wahlfreiem oder direktem Zugriff (sogenannte Randomspeicher oder abgekürzt RAM) 532, 542 und 552 Informationen betreffend die Schattierung in Horizontalrichtung. Die Information ist in 8 Bits aufgelöst, kann jedoch gewünschtenfalls auch eine andere Auflösung haben. Die "Horizontal"-Randomspeicher 532, 542 und 552 werden durch einen Horizontal-Adressengenerator 576 adressiert, der Taktsignale über eine Leitung a empfängt und nacheinander die Speicherplätze der Horizontal-Randomspeicher adressiert, um an den Ausgängen dieser Speicher Informationen darüber zu liefern, welche Schattierungskorrektur an verschiedenen Horizontalpositionen erforderlich ist, und zwar sowohl für den Rot-, als auch den Blau- und den Grün- Bildaufnehmer. Der Horizontaladressengeneratur 576 wird durch einen horizontal synchronisierenden Impuls wie z. B. einen Horizontalaustastimpuls zurückgesetzt, so daß er die Adressierung der Horizontal-Randomspeicher 532, 542 und 552 am Anfang jeder Horizontalzeile beginnt. Die Horizontal-Randomspeicher 532, 542 und 552 brauchen maximal nur so viele Wörter speichern zu können, wie es der Anzahl von Bildpunkten in einer Horizontalzeile entspricht. Um die Speichergröße zu vermindern und weil die Auflösung des menschlichen Auges nicht so groß ist, daß kleine Unterschiede in der Schattierung über kleine horizontale Abstände erfaßt werden können, ist es möglich, den Horizontaladressengenerator 576 so auszulegen, daß er die Adressen in den Horizontal-Randomspeichern 532, 542 und 552 nur mit jedem vierten Bildpunkt ändert, wodurch die erforderliche Speicherkapazität wesentlich herabgesetzt wird. Auf diese Art erfolgt die Schattierungskorrektur positionsmäßig gequantelt, wobei jedes Quantum über eine vorbestimmte Anzahl von Bildpunkten geht. Der Horizontaladressengenerator 56 kann außerdem dazu verwendet werden, entsprechende Horizontal-Randomspeicher im anderen Steuersignalgenerator 504 zu adressieren (in der Fig. 5c nicht dargestellt).

Der Steuersignalgenerator 503 enthält außerdem "Vertikal"- Randomspeicher 534, 544 und 554, welche die vertikale Schattierungsinformation für Rot, Blau und Grün speichern. Die Vertikal-Randomspeicher 534, 544 und 554 werden von einem Vertikaladressengenerator 578 adressiert, der horizontalsynchronisierte Signale wie z. B. die Horizontalaustastsignale zählt, um auf diese Weise jeden Bildpunkt in der vertikalen Richtung zu identifizieren, und der durch einen an einem Rücksetzeingang anzulegenden Vertikalaustastimpuls zurückgesetzt wird. Die Ausgangsgröße der Vertikal-Randomspeicher ist eine Information über die Schattierung in Vertikalrichtung für jede der drei Farben. Die Vertikal- und Horizontal-Information für den Rot-, den Blau- und den Grünkanal wird auf einen jeweils zugeordneten Addierer 536 bzw. 546 bzw. 556 gegeben, worin die betreffenden Signale miteinander addiert werden und dann auf einen Multiplexer 560 (als gestrichelter Rahmen dargestellt) gegeben werden. Der Multiplexer 560 hat die Form eines einpoligen Dreiweg-Umschalters für Mehrbit-Signale, und sein gemeinsamer Ausgang ist mit den Steuereingängen des Prozessors 501 verbunden. Der Multiplexer 560 wird gesteuert durch ein 2-Bit-Eingangssignal, das vom Taktgenerator über die Leitungen e1 und e2 geliefert wird, wie es weiter oben in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde. Da im Signalverarbeitungsweg Verzögerungen vorkommen, kann eine Phasenjustierung des 2-Bit-Signals erforderlich sein, wozu im dargestellten Fall der mit 561 bezeichnete Block dient.

Die Vertikal- und Horizontal-Randomspeicher 532 bis 554 werden während eines Einstellvorgangs vor dem eigentlichen, bildaufnehmenden Betrieb der Kamera mit Information beschickt. Diese Information hängt zum großen Teil von den Eigenschaften der Bildaufnehmer ab, die über die Zeit hinweg relativ zuverlässig und gleichmäßig arbeiten. Daher wird die in die Randomspeicher 532 bis 554 einmal eingegebene Information aller Wahrscheinlichkeit nach für eine sehr lange Zeitdauer brauchbar sein. Aus diesem Grund ist eine Lebenserhaltungsschaltung 580 vorgesehen, die eine Batterie 581 enthält, um die Randomspeicher auch dann aktiv zu lassen, wenn die Gleichstromspeisung aus dem Hauptbatteriepack der Kamera abgeschaltet wird. Die erforderliche Information für die Randomspeicher 532 bis 554 wird über einen Mikroprozessor 570 aus einer Tastatur 572 geholt, die von einem Kamera-Einstelltechniker betätigt wird, der die verschiedenen Adressen und das Maß der Schattierungskorrektur für jede Adresse eingibt. Für manche Zwecke kann es wünschenswert sein, einen Analog/Digital-Wandler in Form einer Codierscheibe 574 zu verwenden, um das Maß der an den bezeichneten Stellen durchzuführenden Schattierungskorrektur anzuzeigen.

Einzelheiten einer digitalen Anordnung für die Regelung der Verstärkung, des Schwarzwertes, des Gamma und dergleichen, sind in der US-Patentschrift 43 96 938 beschrieben. Eine solche Anordnung kann für diejenigen Korrekturen verwendet werden, die allen Kanälen gemeinsam sind, d. h. für den Block 46. Wie in der eben genannten US-Patentschrift beschrieben, wird das digitale Signal abwechselnd zur Adressierung zweier Randomspeicher angelegt, und das Ausgangssignal wird durch die Inhalte des Randomspeichers an den betreffenden Adressen dargestellt. Während derjenigen Intervalle, in denen der eine Randomspeicher durch das eingangsseitige Videosignal adressiert und ausgelesen wird, kann der andere Randomspeicher mit neuen Programmwerten beschickt werden, die repräsentativ für den Schwarzwert, die Verstärkung und das Gamma sind. Diese Anordnung läßt sich für diejenigen Korrekturen verwenden, die allen Kanälen gemeinsam sind, d. h. für den Block 46.

Die Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher zwei Bildaufnehmer verwendet werden. Gemäß der Fig. 6 fokussiert eine Linse 610 das Licht von einem Bild (nicht dargestellt) über ein Prisma 618 derart ab, daß die Grünkomponente des Lichts auf einen Bildaufnehmer 614 und der Rest des Lichts über ein Damebrett- oder Streifen- Farbfilter 612 auf einen zweiten Bildaufnehmer 616 fällt. Die Ausgangssignale vom Bildaufnehmer 614 werden einer doppelt-korrelierten Abfrageschaltung 624 und die Ausgangssignale des Bildaufnehmers 616 einer ähnlichen Schaltung 626 zugeführt. Wie im Falle der Fig. 1 werden die Signale in Verstärkern 630 und 632 verstärkt.

Würden die Bildaufnehmer 614 und 616 simultan taktgesteuert werden, dann würde der Bildaufnehmer 614 für jeden Taktzyklus einen Abfragewert (Signalprobe) liefern, der die Grünkomponente des Lichts vom Bildaufnehmer darstellt. Gleichzeitig würde der Bildaufnehmer 616 abwechselnd Bildpunkte liefern, welche die Farben Rot, Blau, Rot, Blau darstellen. Ein Taktgenerator 620 steuert die Bildaufnehmer so, daß die Proben in der zeitlichen Reihenfolge GRGBGRGB . . . erscheinen, wozu es erforderlich ist, daß die Bildaufnehmer abwechselnd ausgelesen werden (d. h. mit einer Phasenverschiebung von 180° anstatt 120° wie im Falle der Fig. 1) und daß außerdem der Multiplexer 634 mit der gleichen Geschwindigkeit umschaltet, um das jeweils passende Signal auszuwählen. Dieser Abwechselbetrieb wird einem Fachmann aufgrund der vorstehenden Beschreibung des Taktsignalgenerators nach Fig. 1 ohne weiteres deutlich und braucht daher nicht näher beschrieben zu werden.

Das Grünsignal vom Verstärker 630 und die abwechselnden Rot- und Blausignale vom Verstärker 632 werden mittels eines Multiplexers 634 in sequentielle Form gebracht und in einem A/D-Wandler 642 umgewandelt, so daß man sequentielle RGBGRGBG...-Signale erhält, die von Digitalsignal- Prozessoren 644 und 646 verarbeitet werden können. Die geringfügigen Änderungen in der Adressenlogik, die wegen der etwas anderen Zeitfolge der Signalkomponenten erforderlich sind, kann jeder Fachmann von sich aus erkennen. Die sequentielle Digitalinformation wird dann einem D/A- Wandler und einer Abfrage- und Halteschaltung (insgesamt mit 648 bezeichnet) zugeführt, um Analogsignale zu erzeugen, die einem Codierer 658 angelegt werden, der ein zusammengesetztes Signal zur Beaufschlagung einer Verwertungseinrichtung erzeugt. Der Hilfsträger, auf den der Codierer 658 das Farbsignal aufmoduliert, wird mittels eines Frequenzteilers 670 erzeugt, der das (4·SC)-Taktsignal teilt. Wenn der A/D-Wandler 642 mit 4·SC taktgesteuert wird (14,3 MHz), dann erfolgt die Taktsteuerung jedes Bildaufnehmers mit 2·SC (also mit 7,16 MHz). Mit dieser Taktfrequenz von 7,16 MHz können etwa 358 Bildpunkte während eines aktiven Intervalls von 53,56 µs ausgelesen werden.

Wie beschrieben, erfolgt bei der Anordnung nach Fig. 6 die Taktsteuerung in abwechselnder Weise derart, daß die Grüninformation (die nahezu repräsentativ für die Leuchtdichte ist) abwechselnd mit der Rot- oder der Blauinformation (wobei diese wiederum abwechseln) mit niedriger Geschwindigkeit aus dem Speicherregister der Bildaufnehmer ausgelesen wird. Der Multiplexer verdoppelt die Geschwindigkeit der an einen einzigen A/D-Wandler gelegten Signale, um das Geschwindigkeitsvermögen des Wandlers besser auszunutzen und einen einzigen Wandler zur Verarbeitung mehrerer Signale benutzen zu können, damit Kosten, Leistungsverbrauch und Fehler vermindert werden. Die Verarbeitung digitaler Signale innerhalb eines einzigen Kanals, wie es oben in Verbindung mit den Figuren beschrieben wurde, ist besonders bei der Verwendung eines einzigen A/D-Wandlers vorteilhaft, weil dadurch kein Demultiplexer notwendig ist, um die Ausgangssignale des A/D- Wandlers auf mehrere Digitalsignal-Verarbeitungskanäle aufzuteilen, und weil die Anzahl von Bauteilen stark herabgesetzt wird, was die Zuverlässigkeit steigert. Eine solche einkanalige Digitalverarbeitung hat außerdem noch den großen Vorteil, daß Farbfehler, die sich ergeben können aufgrund von Differenzen zwischen einzelnen D/A-Wandlern, vermieden werden. So könnte es z. B. ansonsten vorkommen, daß drei einander gleiche Digitalsignale für R, G und B nicht zu einander gleichen analogen Ausgangssignalen führen, hingegen erzeugt ein einziger, im Multiplex betriebener D/A-Wandler immer gleiche Ausgangssignale aus gleichen Eingangssignalen, so daß hier keine Farbfehler entstehen können.

Neben den beschriebenen Anordnungen, die nur Beispiele darstellen, sind auch andere Ausführungsformen der Erfindung möglich. So müssen die Video-Abfragewerte nicht unbedingt, wie vorstehend beschrieben, durch 8-Bit-Signale dargestellt werden, sondern können auch Wörter mit mehr oder weniger Bits sein, und die verschiedenen Farbkanäle können unterschiedliche Anzahlen von Bits verwenden (z. B. 8 Bits für Grün, 4 Bits für Blau und 6 Bits für Rot). Die tatsächlich verwendeten Taktfrequenzen sind eine Konstruktionsfrage und werden davon abhängen, welche Geschwindigkeiten mit dem jeweiligen technologischen Entwicklungsstand zu erzielen sind. Die Videosignal-Umschalter, die in den Zeichnungen zum leichteren Verständnis wie mechanische Schalter dargestellt sind, können natürlich aus Festkörperelementen bestehen, die sich für die tatsächliche Betriebsgeschwindigkeit eignen. Die Verzögerungsschaltungen können durch Multivibratoren, Glas- oder CCD-Verzögerungsleitungen, Hochfrequenzleitungen oder dergleichen gebildet sein. Während in den dargestellten und beschriebenen Fällen doppelt-korrelierte Abfragetechnik zur rauscharmen Extraktion von Signalen aus den Bildaufnehmern angewandt wird, sind in der Praxis natürlich auch andere geeignete Techniken anwendbar.

Es sei noch erwähnt, daß zusätzlich andere Signale wie z. B. Tonsignale mit den Videosignalen im Multiplex vermischt werden können. Solche anderen Signale können auch Überwachungssignale sein (z. B. für die Energieversorgungsspannung, die Temperatur oder dergleichen), die am Aufnahmeort erzeugt werden und an irgend einer anderen Stelle angezeigt werden sollen.


Anspruch[de]
  1. 1. Farbfernsehkamera mit digitaler Signalverarbeitung, gekennzeichnet durch:

    eine Vielzahl N von Bildaufnehmern (12, 14, 16), deren jeder eine Anordnung von Bildpunkten enthält und unter dem Einfluß von Taktsignalen ein Bildsignal liefert;

    einen Analog/Digital-Wandler (42), der zum Empfang analoger Bildsignale an seinem Eingang ausgelegt ist, um an einem Ausgang Digitalsignale zu liefern, die repräsentativ für die analogen Eingangssignale sind;

    einen Zeitmultiplexer (40), der mit dem Eingang des Analog/Digital-Wandlers und mit der Vielzahl von Bildaufnehmern gekoppelt ist;

    einen Steuersignalgeber (20), der mit der Vielzahl der Bildaufnehmer, mit dem Analog/Digital-Wandler und mit dem Zeitmultiplexer gekoppelt ist, um diese Einrichtungen derart zu steuern,

    daß jeder der Bildaufnehmer mit einer ersten Geschwindigkeit arbeitet;

    daß der Zeitmultiplexer mit einer zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die gleich dem N-fachen der ersten Geschwindigkeit ist, um die für Bildpunkte repräsentativen Bildsignale aus allen Bildaufnehmern sequentiell derart zu ordnen, daß sich eine Folge von N verschachtelten Signalproben ergibt, die mit der zweiten Geschwindigkeit zur Beaufschlagung des Analog/Digital-Wandlers erscheinen;

    daß der Analog/Digital-Wandler mit der zweiten Geschwindigkeit arbeitet;

    eine Signalverarbeitungseinrichtung (44), die mit dem Ausgang des Analog/Digital-Wandlers gekoppelt ist, um die von diesem Wandler erhaltenen Digitalsignale zu verarbeiten.
  2. 2. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    daß mit der Signalverarbeitungseinrichtung (44) ein Codierer (58) gekoppelt ist, um ein farbrepräsentatives Signal einem Farbhilfsträger aufzuprägen und diesen Farbhilfsträger mit einem Leuchtdichtesignal zu kombinieren;

    daß N gleich 3 ist;

    daß die erste und die zweite Geschwindigkeit in Relation zur Frequenz des Farbhilfsträgers stehen.
  3. 3. Farbfernsehkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Geschwindigkeit gleich 4/3 der Frequenz des Farbhilfsträgers ist und daß die zweite Geschwindigkeit gleich dem Vierfachen der Farbhilfsträgerfrequenz ist.
  4. 4. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    daß mit der Signalverarbeitungseinrichtung (644, 646) ein Codierer (658) gekoppelt ist, um ein farbrepräsentatives Signal einem Farbhilfsträger aufzuprägen und diesen Farbhilfsträger mit einem Leuchtdichtesignal zu kombinieren;

    daß N gleich 2 ist;

    daß die erste und die zweite Geschwindigkeit in Relation zur Frequenz des Farbhilfsträgers stehen.
  5. 5. Farbfernsehkamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Geschwindigkeit gleich dem Zweifachen der Farbhilfsträgerfrequenz ist und daß die zweite Geschwindigkeit gleich dem Vierfachen der Farbhilfsträgerfrequenz ist.
  6. 6. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem der N Bildaufnehmer (12, 14, 16) jeweils ein gesondertes Exemplar von N Signalverstärkungseinrichtungen (28, 30, 32) gekoppelt ist, deren jede eine Abfrage- und Halteschaltung enthält, um das Bildsignal vom betreffenden Bildaufnehmer abzufragen und das abgefragte Signal für eine Dauer zu halten, die mindestens so lang ist wie die Zeit eines Zyklus der ersten Geschwindigkeit.
  7. 7. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgeber (20) folgendes aufweist:

    eine mit den Bildfühlern (14, 16, 18) gekoppelte Logikschaltung, welche die N Bildaufnehmer nacheinander in der ersten Geschwindigkeit zur Auslesung aktiviert;

    eine weitere Logikschaltung, die mit dem Zeitmultiplexer (40) gekoppelt ist, um diesen Multiplexer mit der zweiten Geschwindigkeit derart zu betreiben, daß er die Bildsignale von jedem der Bildaufnehmer während desjenigen Intervalls, in welchem der betreffende Bildaufnehmer ausgelesen wird, auf den Analog/Digital- Wandler (42) koppelt.
  8. 8. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Signalverarbeitungseinrichtung (44) ein Digital/Analog-Wandler (48) gekoppelt ist, um die verarbeiteten digitalen Signale in analoge Ausgangssignale umzuwandeln.






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