DE3320706C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildaufnahmegerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Als Bildaufnahmegerät ist z. B. eine Bildübertragungs- Bildaufnahmevorrichtung bekannt. Herkömmlicherweise beträgt bei den Bildübertragungs-Bildaufnahmevorrichtungen die Anzahl vertikal angeordneter Fotozellen, d. h. die Anzahl der Zeilen des Bildwandlers 245, also ungefähr die Hälfte der 525 Horizontal-Abtastzeilen für ein Vollbild nach dem NTSC-Farbfernsehsystem. Die Fotozellen können Signale für 245 Horizontal-Abtastzeilen, d. h. für ein Teilbild speichern, da sie sowohl die Funktion der Fotowandlung als auch die Funktion der Datenübertragung haben. Nachdem die Signale für ein Teilbild ausgelesen sind, wird für die Bildaufnahme der wirksame fotoempfindliche Bereich der Fotozellen verschoben, wonach dann die nachfolgenden Signale für ein unterschiedliches Teilbild ausgelesen werden. Somit wird eine Zwischenzeilen-Abtastung zum Erzielen eines Zeilensprung-Rasterbilds ausgeführt. Das vorstehend beschriebene System ist für ein Zwischenzeilenabtastungs- Fernsehsystem gut geeignet, da trotz einer kleinen Anzahl von Fotozellen ein Bild mit hoher Auflösung erzielt werden kann. Die Größe und die Empfindlichkeit der Fotozellen ist jedoch begrenzt. Infolgedessen ist die Bildaufnahme-Empfindlichkeit des Bildsensors beschränkt.

In "IEEE Transactions on Electron Devices", Vol. ED-20, 1973, Nr. 6, Seiten 535 bis 541, ist ein dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechendes Bildaufnahmegerät beschrieben, bei dem gemäß Fig. 2b die Zusammenfassung der Bildaufnahmezeilen in den Zeilen der Speichervorrichtung durchgeführt wird. Alternativ hierzu wird gemäß Fig. 2c diese Zusammenfassung in den Bildaufnahmeelementen selbst durchgeführt. Die letztere Lösung hat jedoch den Nachteil, daß alle Bildaufnahmeelemente eine entsprechend hohe Speicherkapazität haben müssen, so daß eine Höchstintegration, wie sie für eine gute Auflösung benötigt wird, nur schwer realisierbar ist.

Die US-PS 43 14 279 zeigt ein Bildaufnahmegerät, dessen in einer Bildaufnahmevorrichtung gespeicherte Bildsignale mit Hilfe von zwei Schieberegistern zeilenweise ausgelesen werden, wobei das eine Schieberegister jeweils an alle ungeraden Zeilen der Bildaufnahmevorrichtung angeschlossen ist und deren Bildsignale ausliest, während der andere Schieberegister an alle geraden Zeilen angeschlossen ist. Die beiden Signale werden schließlich in einem Speicher verknüpft und über ein Register ausgegeben.

Die US-PS 40 81 841 zeigt ein Bildaufnahmegerät, bei dem die Bildaufnahmeelemente der Bildaufnahmevorrichtung zickzackförmig in der Weise angeordnet sind, daß zwei verschiedene Arten von Zeilensignalen ausgelesen werden können. Eine Zusammenfassung bzw. Addition dieser Signale zur Erzeugung eines Zeilensprung-Videosignals wird allerdings nicht durchgeführt.

In der DE 32 23 849 ist ein Bildaufnahmegerät offenbart, bei dem eine Bildaufnahmevorrichtung, die eine Vielzahl von in Spalten und Zeilen Matrixförmig angeordneten Bildaufnahmeelementen aufweist, bildmäßig moduliertem Licht ausgesetzt wird, wobei die Bildelemente entsprechende Bildsignale erzeugen und speichern. Diese Bildsignale werden Zeile für Zeile, d. h. in Spaltenrichtung in eine Speichervorrichtung übertragen, aus der sie mittels einer Ausgabevorrichtung in Form eines Schieberegisters ausgelesen werden. Bei diesem Bildaufnahmegerät werden zur Erzeugung eines Zeilensprung-Videosignals jeweils die Signale von zwei oder mehr benachbarten Zeilen der Bildaufnahmevorrichtung zusammengefaßt, wobei die erforderliche Verschachtelung der Zeilen durch Addition jeweils unterschiedlicher Zeilen in den Halbbildern durchgeführt wird.

Bei diesen Bildaufnahmegeräten kann bei plötzlichem starkem Lichteinfall eine Überstrahlung ("Blooming") auftreten, die dazu führt, daß das Videosignal partiell relativ lange gestört ist, bis sich die zu stark bestrahlten Bildaufnahmeelemente wieder erholt haben, was in der Praxis einige Sekunden dauern kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bildaufnahmegerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine einfache und zuverlässige Bildsignalzusammenfassung ohne unerwünschte Überstrahlungseffekte erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung weist somit eine eine Überstrahlung verhindernde Vorrichtung auf. Damit bei einer Bildsignal-Zusammenfassung hierdurch aber keine Probleme resultieren und eine einfache und zuverlässige Zusammenfassung ermöglicht ist, ist die Speicherkapazität jedes Bildaufnahmeelements einer bestimmten, nahe der Speichervorrichtung angeordneten Zeile der Bildaufnahmevorrichtung größer als die Speicherkapazität der Bildaufnahmeelemente der anderen Zeilen und es werden die Bildsignale nur in dieser bestimmten Zeile der Bildaufnahmevorrichtung zusammengefaßt. Da auch die bestimmte Zeile der Bildaufnahmevorrichtung gegen Überstrahlung geschützt ist, kann auch das in dieser Zeile zusammengesetzte Videosignal keinen Pegel annehmen, der einer Überstrahlung entspricht. Erfindungsgemäß ist daher eine Überstrahlung selbst bei einem zusammengesetzten Videosignal sicher vermeidbar, ohne daß "Überlauf"- oder Überstrahlungsschutzmaßnahmen im Bereich der Speichervorrichtung vorgesehen werden müßten. Auch die erzielbare Bildaufnahme-Empfindlichkeit ist relativ hoch.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine in einem Ausführungsbeispiel des Bildaufnahmegeräts (im folgenden Bildaufnahme-System genannt) verwendete Bildaufnahmevorrichtung zeigt.

Fig. 2 ist eine Draufsicht, die Teile eines Bildwandlers, eines Speichers und eines als Auslese/Übertragungsabschnitt dienenden Zwischenregisters der in Fig. 1 gezeigten Bildaufnahmevorrichtung zeigt, wobei der Auslese/Übertragungsabschnitt zwischen dem Bildwandler und dem Speicher ausgebildet ist.

Fig. 3 ist eine Darstellung, die einen inneren Potentialzustand der in Fig. 1 gezeigten Bildaufnahmevorrichtung zeigt.

Fig. 4 zeigt grafische Darstellungen (a) und (b) für die Erläuterung einer Betriebsablauffolge bei dem praktischen Einsatz der Bildaufnahmevorrichtung.

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die das Bildaufnahme- System gemäß dem Ausführungsbeispiel mit einer Ansteuerungsschaltung und der in Fig. 1 gezeigten Bildaufnahmevorrichtung zeigt.

Fig. 6 bis 10 sind jeweils Zeitdiagramme von Ausgangsimpulsen der in Fig. 5 gezeigten Ansteuerungsschaltung.

Fig. 11 ist ein Blockschaltbild der in Fig. 5 gezeigten Ansteuerungsschaltung.

Fig. 12 und 13 sind jeweils Darstellungen für die Erläuterung von Bedingungen für die Erzeugung von Steuersignalen.

Fig. 14 bis 17 sind jeweils Blockschaltbilder von vier in Fig. 11 gezeigten Schaltgliedern.

Fig. 18 ist eine schematische Ansicht, die eine Bildaufnahme- Einrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 19 ist eine Draufsicht, die Teile eines Bildwandlers, eines Speichers und eines als Auslese/Übertragungsabschnitts dienenden Zwischenregisters der in Fig. 18 gezeigten Bildaufnahme-Einrichtung zeigt, wobei der Auslese/Übertragungsabschnitt zwischen dem Bildwandler und dem Speicher ausgebildet ist.

Die Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau einer Bildübertragungs- Bildaufnahmevorrichtung FCD. Die Bildaufnahmevorrichtung FCD hat einen Bildwandler 1. Wenn die Bildaufnahmevorrichtung FCD bei einem NTSC-Farbfernsehsystem verwendet wird, entspricht die Anzahl von in vertikaler Richtung (nach Fig. 1) aufgereihten Fotozellen 2 (die Anzahl der längs einer jeden Spalte des Bildwandlers angeordneten Fotozellen) im wesentlichen der Anzahl von Horizontal-Abtastlinien (nämlich 490 H-Linien), die ein Bild bilden. Diese Anzahl ist ungefähr das Doppelte der Anzahl der Fotozellen einer herkömmlichen Bildübertragungs-Bildaufnahmevorrichtung. Die Anzahl der in einer Zeile des Bildwandlers 1 angeordneten Fotozellen 2 (nämlich die Anzahl der Spalten) wird im allgemeinen entsprechend der Farbhilfsträger-Frequenz zu 390, 570 oder 780 gewählt. Zur Erleichterung der Darstellung zeigt die Fig. 1 nur 36 Fotozellen (9 Vertikal- bzw. Spalten- Fotozellen mal 4 Horizontal- bzw. Zeilen-Fotozellen).

Ein Speicher 3 speichert aus dem Bildwandler 1 ausgelesene Signale. Speicherzellen 4 des Speichers 3 sind in der Form einer Matrix so angeordnet, daß die Anzahl der Zeilen-Speicherzellen die gleiche wie diejenige der Zeilen-Fotozellen ist, jedoch die Anzahl der Spalten-Speicherzellen die Hälfte derjenigen der Spalten-Fotozellen ist (ungefähr 245 H-Linien). Die Anzahl der Fotozellen und der Speicherzellen kann jedoch nach der Erfordernis verändert werden. Zur Erleichterung der Darstellung zeigt die Fig. 1 nur 20 Speicherzellen 4 (5 Vertikal- bzw. Spalten-Speicherzellen × 4 Horizontal- bzw. Zeilen-Speicherzellen). Daher ist die Anzahl der Speicherzellen 4 gleich derjenigen in dem Speicher der herkömmlichen Bildübertragungs-Ladungskopplungs- Bildaufnahmevorrichtung.

Bei dem Bildaufnahme-System gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Signale für ein Fernsehbild in dem Bildwandler 1 erzeugt, wobei die Signale für zwei Zeilen bei der Verschiebung zu dem Speicher 3 in einer Endreihe bzw. Endzeile 1 a des Bildwandlers 1 addiert werden, wie es nachfolgend beschrieben wird. Infolgedessen können Signale für Abtastzeilen gebildet werden, deren Anzahl die Hälfte der Anzahl der Abtastzeilen in einem Vollbild ist. Durch das Auslesen dieser Signale aus dem Speicher 3 kann die effektive Bildaufnahme-Empfindlichkeit des Bildwandlers 1 außerordentlich verbessert werden. Nach Überschlagsrechnung wird die Empfindlichkeit auf das Doppelte verbessert. Ferner wird jede Kombination von zwei Zeilen für das erste Teilbild von derjenigen für das zweite Teilbild unterschiedlich gemacht, wodurch die Zwischenzeilen-Abtastung herbeigeführt wird.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden die von dem Bildwandler 1 gebildeten Zeilensignale miteinander in dem Bildwandler 1 unter Verwendung der in der Endzeile 1 a angeordneten Fotozellen 2 addiert. Diese Gestaltung hat einen Vorteil insofern, daß selbst beim Auftreten eines Signalüberlaufs aufgrund der Signaladdition eine auf herkömmliche Weise in dem Bildwandler 1 zum Verhindern des Überstrahlens ausgebildeten Überstrahlungsschutzvorrichtung die Überlaufkomponente abzieht und damit das Überstrahlen verhindert, wie es im folgenden beschrieben wird.

Die Signale aus dem Speicher 3 werden mit einem Horizontal- Ausgangsregister 5 ausgelesen. Das Register 5 weist eine einzige Reihe von Ladungsübertragungszellen 6 auf, deren Anzahl gleich der Anzahl der Zellen in der Horizontalrichtung, nämlich gleich der Anzahl der Spalten des Bildwandlers 1 und der Spalten des Speichers 3 ist. Ein Verstärker 7 setzt die von dem Register 5 übertragene Ladung in eine Spannung um.

Wenn die Bildaufnahmevorrichtung FCD zur Bildaufzeichnung in dem Halbbild/Vollbild-Standbild-Videosystem verwendet wird, wird zwischen dem Bildwandler 1 und dem Speicher 3 eine Auslese/Übertragungs-Zwischenregister 8 angeordnet. Das Register 8 weist ein einzeiliges Ladungsübertragungsregister mit Ladungsübertragungszellen 9 auf, deren Anzahl gleich der Anzahl der Zellen in der Horizontalrichtung, nämlich gleich der Anzahl der Spalten des Bildwandlers 1 und der Anzahl der Spalten des Speichers 3 ist. Wenn gemäß der nachfolgenden Beschreibung die Bildaufnahmevorrichtung FCD gemäß dem Ausführungsbeispiel bei dem Halbbild/Vollbild- System eingesetzt wird, überträgt von den mittels des Bildwandlers 1 erzielten Signalen das Zwischenregister 8 abwechselnde bzw. Zwischenzeilen-Signale zu dem Speicher 3, wobei das Register 8 die abwechselnden Signale über einen Ausgangsverstärker 10 abgibt. Die Zeilensignale für das erste Halbbild werden über den Verstärker 10 abgegeben, während die Zeilensignale für das zweite Halbbild über den Verstärker 7 abgegeben werden. Infolgedessen werden während des gleichen Intervalls erzeugte Signale für ein Vollbild gesondert für zwei Teilbilder abgegeben. Daher kann das herkömmliche Problem ausgeschaltet werden, daß bei der Verwendung einer zur Bildaufzeichnung bei einem Laufbild-Videosystem verwendeten Ladungskopplungsvorrichtung für die Bildaufzeichnung in einem Standbild-Videosystem entsteht.

Es ist anzumerken, daß bei der Verwendung der Bildaufnahmevorrichtung FCD in einem Laufbild-Videosystem das Zwischenregister 8 nur dazu dient, die Speichersignale aus dem Bildwandler 1 zu dem Speicher 3 zu übertragen.

Eine Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) wird herkömmlicherweise unter Einphasen-Ansteuerung, Zweiphasen-Ansteuerung, Dreiphasen-Ansteuerung oder Vierphasen-Ansteuerung betrieben. Für die vorstehend beschriebene Bildaufnahmevorrichtung FCD kann ein beliebiges dieser Ansteuerungsverfahren angewandt werden. Zur Erleichterung der Darstellung wird ein Fall beschrieben, bei dem für die Bildaufnahmevorrichtung FCD das Einphasen-Ansteuerungsverfahren angewandt wird. Die Gestaltung des Bildwandlers 1, des Zwischenregisters 8, des Speichers 3 und des Horizontal-Ausgaberegisters 5 der in Fig. 1 gezeigten Bildaufnahmevorrichtung FCD wird in Einzelheiten anhand der Fig. 2 beschrieben. Das Einphasen- Ansteuerungsverfahren ist in der JP-OS 55-11 394 beschrieben (die der US-PS 42 29 752 entspricht). Dieses Verfahren fällt nicht in den Rahmen der Erfindung, so daß eine ausführliche Beschreibung des Verfahrens weggelassen werden kann.

Nach Fig. 2 wird ein Vermischen von Ladungssignalen zwischen Horizontal-Zellen durch Kanalbegrenzungen CF verhindert. Eine Ausbreitung bzw. Überstrahlung wird durch Überstrahlungsschutzschwellen AB verhindert. Ein Überlaufablaß- Gate OG und ein Überlauf-Drain OD bilden eine Überstrahlungsschutzvorrichtung. Die Ausbildung der Kanalbegrenzungen CS, der Überstrahlungsschutzschwellen AB, des Überlaufablaß- Gate OG und des Überlauf-Drain OD gemäß der Darstellung in der Fig. 2 ergeben eine kompakte Vorrichtung für eine gesteigerte Anzahl von Bildelementen ohne eine Herabsetzung der Bildaufnahme-Empfindlichkeit. Ferner kann auf einfache Weise ein Video- bzw. Fernsehsignal hoher Qualität erzielt werden. Die vorstehend beschriebene Gestaltung ist beispielsweise in der JP-OS 55-56 789 oder dergleichen beschrieben.

Eine Elektrode 21 aus polykristallinem Silicium des Bildwandlers 1 weist Bereiche I und II auf, die unterschiedliche Potentiale haben. Eine in der Siliciumschicht ausgebildete imaginäre bzw. Scheinelektrode 22 hat Bereiche III und IV, die unterschiedliche Potentiale haben. Die Bereiche I bis IV bilden eine einzelne Fotozelle 2 in der Vertikalrichtung.

Ein Bereich 23 entspricht dem Zwischenregister 8. In diesem Bereich ist gemäß der Darstellung durch die strichlierte Fläche eine kammartige Elektrode aus polykristallinem Silicium bzw. Poly-Si ausgebildet. Die Siliciumschicht unter der kammartigen Elektrode ist in Bereiche I′, II′ und I′a aufgeteilt, die unterschiedliche Potentiale haben. Obzwar das Potential an dem Bereich I′ das gleicher wie dasjenige an dem Bereich I′a ist, sind der Bereich I′ und der Bereich I′a voneinander durch die Kanalbegrenzung CF isoliert. Bereiche III′ und IV′ haben jeweils die gleichen Potentiale wie die Bereiche III und IV der Scheinelektrode 22 des Bildwandlers 1. Eine Elektrode 24 und eine Scheinelektrode 25 des Speichers 3 haben jeweils die gleiche Gestaltung wie die Elektrode 21 bzw. die Scheinelektrode 22 des Bildwandlers 1. Bereiche I′′, II′′, III′′ und IV′′ des Speichers 3 entsprechen jeweils den Bereichen I, II, III und IV des Bildwandlers 1. Die Bereiche I′′, II′′, III′′ und IV′′ bilden eine einzelne Speicherzelle 4.

Die Fig. 3 zeigt die inneren Potentialzustände der in Fig. 2 gezeigten Bildaufnahmevorrichtung FCD.

In der Fig. 3 entsprechen Poly-Si-Elektroden 30 des Bildwandlers 1 der in Fig. 2 gezeigten Elektrode 21. Die Poly- Si-Elektroden des Bildwandlers 1 sind miteinander verbunden. An die Elektroden 30 wird zur Ladungsübertragung eine Spannung angelegt. Das Potential an dem Bereich I der Siliciumschicht unter der Elektrode 30 ist höher als dasjenige an dem Bereich II der Schicht.

Die gestrichelte Linie in Fig. 3 zeigt an, daß die Elektrode 30 auf einer hohen negativen Spannung (von beispielsweise -15 V) gehalten ist, während die ausgezogene Linie angibt, daß die Elektrode 30 auf einem niedrigen negativen oder positiven Potential (von beispielsweise 0 V) gehalten wird.

An der in Fig. 2 gezeigten Scheinelektrode 22 ist gemäß der Darstellung in der Fig. 3 das Potential an dem Bereich III geringfügig höher als dasjenige an dem Bereich IV. Die Potentiale an den Bereichen III und IV sind nicht von der an die Elektrode 30 angelegten Spannung abhängig und werden konstant gehalten. Wenn an die Elektrode 30 eine hohe konstante negative Spannung (von beispielsweise -15 V) angelegt wird, wird in dem Bereich IV der Scheinelektrode 22 Ladung gespeichert. Wenn an die Elektrode 30 ein Spannungsimpuls angelegt wird, der für eine kurze Zeit eine niedrige negative oder positive Spannung (von beispielsweise 0 V) ergibt, wird die Ladung aus dem Bereich IV heraus übertragen.

In dem Zwischenregister 8 ist eine Elektrode 31 aus Polysilicium gebildet. Die Elektrode 31 ist gegenüber der Elektrode 30 des Bildwandlers 1 isoliert, so daß die Elektroden 30 und 31 unterschiedliche Spannungen aufnehmen können. Die Potentiale an den Bereichen des Zwischenregisters 8 sind unterhalb der Elektrode 31 dargestellt.

In dem Speicher 3 sind Elektroden 32 ausgebildet. Die Potentiale der jeweiligen Bereiche im Speicher 3 sind die gleichen wie diejenigen der entsprechenden Bereiche im Bildwandler 1.

In dem Horizontalausgabe-Register 5 ist eine Elektrode 33 aus polykristallinem Silicium ausgebildet. Die Gestaltung des Horizontalausgabe-Registers 5 ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige des Zwischenregisters 8 mit der Ausnahme, daß an einem Seitenteil 34 ein Abschluß durch eine Kanalbegrenzung CF erfolgt.

Es wird nun die Ladungsübertragung in dem Zwischenregister 8 beschrieben. Die in dem Bereich IV des Bildwandlers 1 angesammelte Ladung wird zu dem nächsten Bereich IV übertragen, wenn an die Elektrode 30 ein Spannungsimpuls angelegt wird, der die Potentiale der Bereiche I und II gemäß der Darstellung durch die ausgezogene Linie in Fig. 3 absenkt. Falls dieser nächste Bereich IV an die Bereiche I′ und II′ des Zwischenregisters 8 angrenzt und an die Elektrode 31 des Zwischenregisters 8 eine niedrige positive oder negative Spannung angelegt wird, erhalten die Bereiche I′ und I′′ Potentiale gemäß der Darstellung durch die ausgezogene Linie in Fig. 3, so daß die Ladung aus dem Bereich IV über den Bereich I′ zu dem Bereich II′′ übertragen wird. Wenn danach eine hohe negative Spannung an die Elektrode 31 angelegt wird, haben die Bereiche I′ und II′′ Potentiale gemäß der Darstellung durch die gestrichelte Linie in Fig. 3, so daß die Ladung aus dem Bereich II′ über den Bereich III′ (der ein durch die gestrichelte Linie dargestelltes vorbestimmtes Potential hat) zu dem Bereich IV′ übertragen wird, der ein durch die gestrichelte Linie dargestelltes vorbestimmtes Potential hat. Wenn bei diesem Zustand eine niedrige negative oder positive Spannung an die Elektrode 32 des Speichers 3 angelegt wird, werden gemäß der Darstellung durch die ausgezogene Linie in Fig. 3 die Potentiale an den Bereichen I′′ und II′′ so angesenkt, daß die Ladung aus dem Bereich IV′ über den Bereich I′′ zu dem Bereich II′′ übertragen wird.

Sobald sich auf das Anlegen der hohen negativen Spannung an die Elektrode 32 des Speichers 3 hin die Potentiale der Bereiche I′ und II′ ändern, wie es durch die gestrichelte Linie in Fig. 3 dargestellt ist, wird die zu dem Bereich II′′ des Speichers 3 übertragene Ladung weiter über den Bereich III′′ zu dem Bereich IV′′ übertragen. Auf diese Weise wird durch Anlegen eines Ansteuerungssignals an die Elektrode 32 die gespeicherte Ladung über die Bereiche IV′′, II′′ und IV′′ in dieser Reihenfolge zu dem Horizontalausgabe- Register 5 übertragen. Über das Horizontalausgabe-Register 5 können die Daten (nämlich die Ladungen) ausgelesen werden.

Der vorstehend beschriebene Ladungsübertragungsmechanismus ist der gleiche wie bei der herkömmlichen unter Einphasen- Ansteuerung betriebenen Übertragungs-Ladungskopplungsvorrichtung (CCD), die kein Zwischenregister 8 hat.

Es wird nun der Ladungsfluß über das Zwischenregister 8 für das Auslesen des Signals nach außen beschrieben.

Gemäß den vorstehenden Ausführungen wird die zu dem Bereich IV′′ des Zwischenregisters 8 übertragene Ladung dadurch zu dem Speicher 3 übertragen, daß an die Elektrode 32 des Speichers 3 die niedrige negative oder positive Spannung angelegt wird. Falls jedoch an die Elektrode 31 des Zwischenregisters 8 Spannungsimpulse angelegt werden, während die Elektrode 32 auf der hohen negativen Spannung gehalten wird, so daß die Potentiale der Bereiche I′′ und II′′ des Speichers 3 gemäß der Darstellung durch die gestrichelte Linie in Fig. 3 eingehalten werden, ändern sich die Potentiale an den Bereichen I′′ und II′′ abwechselnd zwischen den Zuständen gemäß der Darstellung durch die ausgezogenen und durch die gestrichelten Linien in Fig. 3. Infolgedessen wird die Ladung (das Ladungspaket) aus dem Bereich IV′ in der horizontalen Richtung (senkrecht zur Zeichnungsfläche in Fig. 3) über die Bereiche I′a, II′, III′ und IV′ in dieser Reihenfolge übertragen. Dann wird die Ladung über den in Fig. 1 gezeigten Verstärker 10 als eine Spannung abgegeben.

Hinsichtlich des Aufbaus ist der Aufbau der vorstehend beschriebenen Bildaufnahmevorrichtung FCD im wesentlichen der gleiche wie derjenige der Bildaufnahmevorrichtung gemäß der genannten Patentanmeldung (und in den Fig. 7 und 8 der Patentanmeldung gezeigt), jedoch mit der Ausnahme, daß der Bildwandler der herkömmlichen Bildaufnahmevorrichtung keine Überstrahlungsschutzvorrichtung aus dem Überlaufablaß- Gate OG und dem Überlauf-Drain OD hat.

Der praktische Betrieb der Bildaufnahmevorrichtung FCD wird nun anhand der Fig. 4 beschrieben.

In der Fig. 4 ist bei (a) eine Betriebsablauffolge bei der Verwendung der Bildaufnahmevorrichtung FCD in einem Laufbild-Videosystem dargestellt, während bei (b) eine Betriebsablauffolge bei der Verwendung der Bildaufnahmevorrichtung FCD in einem Standbild-Videosystem dargestellt ist.

Zuerst wird der in Fig. 4(a) dargestellte Fall beschrieben. In der Fig. 4(a) ist mit M -1 eine Gesamtlöschung bezeichnet, bei der die durch Dunkelstrom oder dergleichen vor der Belichtung (nämlich dem Bildaufnahmevorgang) gespeicherte Ladung über den Überlauf-Drain OD (Fig. 2) abgeleitet wird oder durch das Betreiben der Bildaufnahmevorrichtung FCD mit hoher Geschwindigkeit nach außen abgegeben wird. Es ist anzumerken, daß bei dem Laufbild-Videosystem die Gesamtlöschung M -1 nicht angewandt werden muß und weggelassen werden kann. Bei einer Speicherungs-Betriebsart M -2 werden die Daten für das erste Teilbild gespeichert, während bei einer Speicherungs-Betriebsart bzw. Speicherung M -2′ die Daten für das zweite Teilbild gespeichert werden. Bei einem Auslesen M -3 werden die Daten für das erste Teilbild (nämlich die bei der Speicherung M -2 gespeicherten Ladungen) ausgelesen, während bei einem Auslesen M -3′ die Daten für das zweite Teilbild (nämlich die bei der Speicherung M -2′ gespeicherten Ladungen) ausgelesen werden. Bei einer Vertikal-Übertragung M -4 werden die in dem Bildwandler 1 gesammelten Ladungen bzw. Ladungspakete zu dem Speicher 3 übertragen.

Da die Bildaufnahmevorrichtung FCD 490 Spalten-Fotozellen des Bildwandlers 1 und 245 Spalten-Speicherzellen des Speichers 3 hat, sind der Vorgang der Ladungsübertragung von dem Bildwandler 1 zu dem Speicher 3 und die Verschachtelung der Ladungen von denjenigen bei der herkömmlichen Ladungskopplungs-Bildaufnahmevorrichtung verschieden.

Während der in Fig. 4(a) gezeigten Speicherung bzw. Betriebsart M -2 wird die Belichtung ausgeführt. D. h., während dieser Zeitdauer werden Ladungen erzeugt und in dem Bildwandler 1 gesammelt. Danach werden bei der Betriebsart M -4 die in dem Bildwandler 1 gesammelten Ladungen bzw. Ladungspakete zu dem Speicher 3 übertragen. Im einzelnen werden den die in den Fotozellen einer jeden Zeile des Bildwandlers 1 gesammelten Ladungen zu der nächsten Zeile in den Bildwandler 1 übertragen. In diesem Fall werden keine Spannungsimpulse an das Zwischenregister 8 oder den Speicher 3 angelegt. Daher werden die in den mit (2,1), (2,2), (2,3) und (2,4) bezeichneten Fotozellen gesammelten Ladungen zu den mit (1,1), (1,2), (1,3) bzw. (1,4) bezeichneten Fotozellen übertragen. Die übertragenen Ladungen werden zu den schon in den mit (1,1), (1,2), (1,3) bzw. (1,4) bezeichneten Fotozellen gespeicherten Ladungen addiert. Zugleich werden die Ladungen aus den Zeilen der mit (3,1) bis (3,4), . . ., (9,1) bis (9,4) bezeichneten Fotozellen jeweils zu den Zeilen der mit (2,1) bis (2,4), . . ., (8,1) bis (8,4) bezeichneten Fotozellen übertragen. Es ist anzumerken, daß die Adresse einer jeden Fotozelle mit (X, Y) bezeichnet wird, während die Adresse einer jeden entsprechenden Speicherzelle nachfolgend mit [X, Y] bezeichnet wird.

Zum aufeinanderfolgenden Übertragen der Ladungen um eine Zeile werden Spannungsimpulse an den Bildwandler 1, das Zwischenregister 8 und den Speicher 3 angelegt. Die der Summe der während der Belichtung in den Zeilen der mit (1,1) bis (1,4) und (2,1) bis (2,4) bezeichneten Fotozellen angesammelten Ladungen entsprechenden Ladungen bzw. Ladungspakete aus der Zeile der mit (1,1) bis (1,4) bezeichneten Fotozellen werden zu der Zeile der mit (1) bis (4) bezeichneten Übertragungszellen des Zwischenregisters 8 übertragen. Die Ladungen aus den Zeilen der mit (3,1) bis (3,4), . . . und (9,1) bis (9,4) bezeichneten Fotozellen (nämlich die während der Belichtung in den Zeilen der mit (2,1) bis (2,4), . . ., und (8,1) bis (8,4) erzielten Ladungen werden jeweils zu den Zeilen der mit (1,1) bis (1,4), . . ., und (7,1) bis (7,4) übertragen.

Wenn wieder allein an den Bildwandler 1 Spannungsimpulse angelegt werden, werden die Ladungen aus einer jeweiligen Zeile des Bildwandlers 1 nur um eine Zeile innerhalb des Bildwandlers 1 übertragen. Die Ladungen aus der Zeile der mit (2,1) bis (2,4) bezeichneten Fotozellen, die den während der Belichtung in der Zeile der mit (4,1) bis (4,4) bezeichneten Fotozellen gesammelten Ladungen entsprechen, werden zu der Zeile der mit (1,1) bis (1,4) bezeichneten Fotozellen übertragen. An der Zeile (1,1) bis (1,4) werden diese Ladungen zu den zuvor aus der Zeile der mit (3,1) bis (3,4) bezeichneten Fotozellen übertragenen Ladungen addiert. Die gesammelten Ladungen in den Zeilen der mit (3,1) bis (3,4), . . ., und (7,1) bis (7,4), die jeweils den während Belichtung in den Zeilen der mit (5,1) bis (5,4), . . ., und (9,1) bis (9,4) bezeichneten Fotozellen erzielten Ladungen entsprechen, werden jeweils zu den Zeilen der mit (2,1) bis (2,4), . . ., und (6,1) bis (6,4) bezeichneten Fotozellen übertragen.

Wenn erneut Spannungsimpulse an den Bildwandler 1, das Zwischenregister 8 und den Speicher 3 angelegt werden, werden die Ladungen aus den jeweiligen Zeilen der Fotozellen um eine Zeile weiter übertragen. Die Ladungen, die durch Addieren der während des Belichtens in den Zeilen (1,1) bis (1,4) und (2,1) bis (2,4) der Fotozellen gesammelten Ladungen erzielt wurden und die nun in der einzigen Reihenanordnung bzw. Zeile der mit (1) bis (4) bezeichneten Übertragungszellen des Zwischenregisters 8 gespeichert sind, werden jeweils zu der Zeile der mit [5,1] bis [5,4] bezeichneten Speicherzelle des Speichers 3 übertragen. Aus der Zeile der mit (1,1) bis (1,4) bezeichneten Fotozellen werden die Ladungen, die jeweils der Summe der während der Belichtung in den Zeilen der mit (3,1) bis (3,4) und (4,1) bis (4,4) bezeichneten Fotozellen erzielten Ladungen entsprechen, werden zu der Zeile der Übertragungszellen (1) bis (4) des Zwischenregisters 8 übertragen. Die den während der Belichtung in den Zeilen der Fotozellen (5,1) bis (5,4), . . . und (9,1) bis (9,4) erzielten Ladungen entsprechenden Ladungen aus den Zeilen der Fotozellen (2,1) bis (2,4), . . . und (6,1) bis (6,4) werden jeweils zu den Zeilen der Fotozellen (1,1) bis (1,4), . . . und (5,1) bis (5,4) übertragen.

Wenn abwechselnd zwei Arten des Anlegens von Spannungsimpulsen ausgeführt werden, wobei bei der einen Art die Spannungsimpulse nur an den Bildwandler 1 angelegt werden und bei der anderen Art die Spannungsimpulse an den Bildwandler 1, das Zwischenregister 8 und den Speicher 3 angelegt werden, werden die während der Belichtung in der (2n-1)-ten und der 2n-ten Zeile (n = 1, 2, 3, . . .) der Fotozellen des Bildwandler 1 angesammelten Ladungen in der Zeile der Fotozellen (1,1) bis (1,4) addiert. Danach wird die Summe der Ladungen in der n-ten Zeile der Speicherzellen des Speichers 3 gespeichert. Beispielsweise wird die durch das Addieren der Ladungen aus den beiden Zeilen der Fotozellen (1,1) bis (1,4) und (2,1) bis (2,4) erzielten Ladungssummen in der Zeile der Speicherzellen [1,1] bis [1,4] gespeichert. Die durch Addieren der Ladungen aus den beiden Zeilen der Fotozellen (3,1) bis (3,4) und (4,1) bis (4,4) erzielten Ladungssummen werden in der Zeile der Speicherzellen [2,1] bis [2,4] gespeichert. Die durch Addieren der Ladungen aus den beiden Zeilen der Fotozellen (5,1) bis (5,4) und (6,1) bis (6,4) erzielten Ladungssummen werden in der Zeile der Speicherzellen [3,1] bis [3,4] gespeichert. Die durch Addieren der Ladungen aus den beiden Zeilen der Fotozellen (7,1) bis (7,4) und (8,1) bis (8,4) erzielten Ladungssummen werden in der Zeile der Speicherzellen [4,1] bis [4,4] gespeichert. Es ist anzumerken, daß die Ladungen aus der Zeile der Fotozellen (9,1) bis (9,4) in der Zeile der Speicherzellen [5,1] bis [5,4] gespeichert werden.

Danach schreitet der Betriebsablauf zu den Speicherungs- und Übertragungs-Betriebsarten M -2′ bzw. M -3 weiter, bei denen die Belichtung und die Speicherung der Daten für das zweite Teilbild ausgeführt werden und auch aufeinanderfolgend die auf die vorstehend beschriebene Weise in den Speicher 3 eingespeicherten Ladungen zu dem Horizontalausgabe- Register 5 übertragen werden, wo die übertragenen Ladungen ihrerseits in der Horizontalrichtung verschoben werden. Die Ladungen werden dann mittels des Verstärkers 7 zu Spannungsdaten umgesetzt. Infolgedessen werden die Daten für das erste Teilbild ausgelesen.

Wenn der Auslesevorgang für die Daten für das erste Teilbild abgeschlossen ist, werden die in dem Bildsensor 1 während der Speicherungs-Betriebsart M -2′ gesammelten Ladungen bei der Übertragung M -4 zu dem Speicher 3 übertragen. In diesem Fall werden die Ladungssummen für das zweite Teilbild aus zwei Zeilen von Fotozellen erhalten, welche gegenüber den beiden bei der Addition und der Datenübertragung für das erste Teilbild verwendeten Zeilen um eine Zeile versetzt sind.

Danach werden die Ladungssignale für das zweite Teilbild folgendermaßen gespeichert: Die Spannungsimpulse werden an den Bildwandler 1, das Zwischenregister 8 und den Speicher 3 angelegt, um so die Ladungen aus jeder Zeile um eine Zeile zu übertragen. Die während der Belichtung in der Reihe der Fotozellen (1,1) bis (1,4), (2,1) bis (2,4), . . . und (9,1) bis (9,4) erzielten Ladungen werden jeweils zu der Zeile der Übertragungszellen (1) bis (4) des Zwischenregisters 8 und zu den Zeilen der Fotozellen (1,1) bis (1,4), . . . und (8,1) bis (8,4) übertragen.

Als nächster Schritt werden die Spannungsimpulse nur an den Bildwandler 1 angelegt, um den Ladungen wieder innerhalb des Bildwandlers 1 um eine Zeile zu übertragen. Die den während der Belichtung in der Zeile der Fotozellen (3,1) bis (3,4) erzielten Ladungen entsprechenden Ladungen aus der Zeile der Fotozellen (2,1) bis (2,4) werden zu der Zeile der Fotozellen (1,1) bis (1,4) übertragen. Diese übertragenen Ladungen werden den Ladungen hinzugefügt, die während der Belichtung in der Zeile der Fotozellen (2,1) bis (2,4) erzielt wurden und die zuvor zu der Zeile der Fotozellen (1,1) bis (1,4) übertragen wurden. Auf diese Weise werden in der Zeile der Fotozellen (1,1) bis (1,4) die Summen der Ladungen gespeichert. Ferner werden die den während der Belichtung in den Zeilen der Fotozellen (4,1) bis (4,4), . . . und (9,1) bis (9,4) erzielten Ladungen entsprechenden Ladungen aus den jeweiligen Zeilen der Fotozellen (3,1) bis (3,4), . . . und (8,1) bis (8,4) jeweils zu den Zeilen der Fotozellen (2,1) bis (2,4), . . . und (7,1) bis (7,4) übertragen.

Wenn erneut Spannungsimpulse an den Bildwandler 1, das Zwischenregister 8 und den Speicher 3 angelegt werden, werden die Ladungen, die in der Zeile der Übertragungszellen (1) bis (4) des Zwischenregisters 8 gespeichert sind und die den während der Belichtung in der Zeile der Fotozellen (1,1) bis (1,4) des Bildwandlers 1 erzielten Ladungen entsprechen, in die Speicherzellen [5,1] bis [5,4] des Speichers 3 eingespeichert. Aus der Zeile der Fotozellen (1,1) bis (1,4) werden die Ladungen, die die Summen der während der Belichtung in den beiden Reihen der Fotozellen (2,1) bis (2,4) und (3,1) bis (3,4) erzielten Ladungen sind, zu der Zeile der Übertragungszellen (1) bis (4) des Zwischenregisters 8 übertragen. Die Ladungen, die in den Zeilen der Fotozellen (2,1) bis (2,4), . . ., und (7,1) bis (7,4) gespeichert sind und die den während der Belichtung in den Fotozellen (4,1) bis (4,4), . . . und (9,1) bis (9,4) erzielten Ladungssignalen entsprechen, werden jeweils zu den Zeilen der Fotozellen (1,1) bis (1,4), . . . und (6,1) bis (6,4) übertragen.

Wenn dann die Spannungsimpulse nur an den Bildwandler 1 angelegt werden, werden die Ladungen aus der Fotozellen- Zeile (2,1) bis (2,4), die den während der Belichtung in der Fotozellen-Zeile (5,1) bis (5,4) erzielten Ladungen entsprechen, zu der Fotozellen-Zeile (1,1) bis (1,4) übertragen. Diese Ladungen werden dann den Ladungen hinzugefügt, die während der Belichtung in der Fotozellen-Zeile (4,1) bis (4,4) erzielt wurden und die zuvor zu der Fotozellen- Zeile (1,1) bis (1,4) übertragen wurden. Zugleich werden die den während der Belichtung in den Fotozellen- Zeilen (6,1) bis (6,4) . . . und (9,1) bis (9,4) erzielten Ladungen entsprechenden Ladungen aus den Fotozellen-Zeilen (3,1) bis (3,4), . . . und (6,1) bis (6,4) jeweils zu den Fotozellen-Zeilen (2,1) bis (2,4), . . . und (5,1) bis (5,4) übertragen.

Wenn die beiden Arten des Anlegens der Spannungsimpulse abwechselnd ausgeführt werden, wobei bei der einen Art die Spannungsimpulse nur an den Bildwandler 1 angelegt werden und bei der anderen Art die Spannungsimpulse an den Bildwandler 1, das Zwischenregister 8 und den Speicher 3 angelegt werden, werden die während der Belichtung in der (2n-2)-ten und der (2n-1)-ten Zeile (n = 1, 2, 3, . . .) der Fotozellen des Bildwandlers 1 gesammelten Ladungen in der Fotozellen-Zeile (1,1) bis (1,4) addiert. Danach werden die Summen der Ladungen in der n-ten Zeile der Speicherzellen des Speichers 3 gespeichert. Beispielsweise werden die Ladungen aus der Fotozellen-Zeile (1,1) bis (1,4) in der Speicherzellen-Zeile [1,1] bis [1,4] gespeichert. Die Ladungssummen, die durch das Addieren der Ladungen aus den beiden Fotozellen-Zeilen (2,1) bis (2,4) und (3,1) bis (3,4) erzielt wurden, werden in der Speicherzellen- Zeile [2,1] bis [2,4] gespeichert. Die Ladungssummen, die durch Addieren der Ladungen aus den beiden Fotozellen-Zeilen (4,1) bis (4,4) und (5,1) bis (5,4) erzielt wurden, werden in der Speicherzellen-Zeile [3,1] bis [3,4] gespeichert. Die Ladungssummen, die durch Addieren der Ladungen aus den beiden Fotozellen-Zeilen (6,1) bis (6,4) und (7,1) bis (7,4) erzielt wurden, werden in der Speicherzellen-Zeile [4,1] bis [4,4] gespeichert. Es ist anzumerken, daß die Ladungssummen, die durch Addieren der Ladungen aus den Fotozellen-Zeilen (8,1) bis (8,4) und (9,1) bis (9,4) erzielt wurden, in der Speicherzellen-Zeile [5,1] bis [5,4] gespeichert werden.

Der Betriebsablauf schreitet dann zu der Speicherung M -2 und der Übertragung M -3′ weiter, bei denen das Belichten und Sammeln der Daten für das erste Teilbild sowie auch das aufeinanderfolgende Übertragen der auf die vorstehend beschriebenen Weise in den Speicher 3 eingespeicherten Ladungen zu dem Horizontalausgabe-Register 5 erfolgt, in welchem die übertragenen Ladungen in der Horizontalrichtung verschoben werden. Die Ladungssignale werden dann mittels des Verstärkers 7 zu Spannungsdaten verstärkt. Infolgedessen werden die Daten für das zweite Teilbild ausgelesen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, werden bei der Übertragung der in dem Bildwandler 1 erzeugten Ladungen zu dem Speicher 3 unter Addieren der Ladungen aus zwei Zeilen unter Verwendung der letzten Fotozellen- Zeile (1,1) bis (1,4) die beiden Zeilen in dem zweiten Teilbild um eine Zeile gegenüber den beiden Zeilen in dem ersten Teilbild versetzt, wodurch eine wirkungsvolle Verschachtelung der beiden Teilbilder erzielt wird. Die Bildaufnahmevorrichtung kann daher bei einem Laufbild-Videosystem verwendet werden. Ferner ist die Bildaufnahme-Empfindlichkeit außerordentlich verbessert. Die Addition der Ladungen erfolgt innerhalb des Bildwandlers 1, der die Überstrahlungsschutzvorrichtung aus dem Überlaufablaß-Gate OG und dem Überlauf-Drain OD für jede vorbestimmte Zeile hat. Selbst wenn ein Überlaufen auftritt, kann der Überlaufteil durch die Überstrahlungsschutzvorrichtung abgeleitet werden, wodurch das Überstrahlen ausgeschaltet wird.

Es wird nun die Funktionsweise der Bildaufnahmevorrichtung FCD bei der Anwendung in einem Standbild-Videosystem beschrieben. Eine Gesamtlöschung S -1 gemäß der Darstellung in Fig. 4(b) entspricht der Gesamtlöschung M -1 für das Beseitigen unnötiger Ladungen. Bei einer Belichtungs/Speicherungs- Betriebsart S -2 wird der Bildwandler 1 belichtet, um darin Ladungen zu speichern. Bei Auslese-Betriebsarten S -3 und S -4 werden jeweils die Daten für das erste Teilbild (ungerade Halbbild) bzw. das zweite Teilbild (gerade Halbbild) ausgelesen.

Bei der Belichtungs/Speicherungs-Betriebsart S -2 wird nach dem Beenden der Gesamtlöschung S -1 zum Belichten des Bildwandlers 1 ein (nicht gezeigter) Verschluß geöffnet, der vor dem Bildwandler 1 der Bildaufnahmevorrichtung FCD angeordnet ist. Wenn eine vorbestimmte Belichtungszeit abgelaufen ist, wird der Verschluß geschlossen und die Auslese- Betriebsart S -3 eingeleitet. Bei der Auslese-Betriebsart S -3 werden die in den Reihen bzw. Zeilen der Fotozellen des Bildwandlers 1 angesammelten Ladungen aufeinanderfolgend um eine einzelne Zeile übertragen. Im einzelnen werden jeweils einzelne Spannungsimpulse an dem Bildwandler 1, das Zwischenregister 8 und den Speicher 3 angelegt. Die in den neun Fotozellen-Zeilen (1,1) bis (1,4), (2,1) bis (2,4) . . . und (9,1) bis (9,4) gesammelten Ladungen werden jeweils zu der Zeile der Übertragungszellen (1) bis (4) des Zwischenregisters 8 und zu den Fotozellen-Zeilen (1,1) bis (1,4), . . . und (8,1) bis (8,4) des Bildwandlers 1 übertragen. Wenn danach vier aufeinanderfolgende Spannungsimpulse, deren Anzahl der Anzahl der Übertragungszellen entspricht, nur an das Zwischenregister 8 angelegt werden, werden die Ladungen, die während der Belichtung in der Fotozellen- Zeile (1,1) bis (1,4) erzielt wurden und die zuvor zu der Übertragungszellen-Zeile (1) bis (4) übertragen wurden, horizontal zu dem Ausgabeverstärker 10 übertragen. Die dem Ausgabeverstärker 10 zugeführten Ladungen werden jeweils in eine Spannung umgesetzt. Auf diese Weise wird das erste Zeilensignal für das erste Teilbild (ungerade Halbbild) erhalten.

Danach werden die Ladungen in den Fotozellen des Bildwandlers 1 um zwei Zeilen versetzt. In diesem Fall werden zwei Spannungsimpulse an den Bildwandler 1 und das Zwischenregister 8 angelegt, während an den Speicher 3 ein Spannungsimpuls angelegt wird. Die Ladungen, die während der Belichtung in der Fotozellen-Zeile (2,1) bis (2,4) erzielt wurden und die zuvor zu der Fotozellen-Zeile (1,1) bis (1,4) übertragen wurden, werden über die Übertragungszellen (1) bis (4) zu der Speicherzellen-Zeile [5,1] bis [5,4] übertragen. Dabei werden die während der Belichtung in der Fotozellen-Zeile (3,1) bis (3,4) erzielten und zuvor zu der Fotozellen-Zeile (2,1) bis 2,4) übertragenen Ladungen zu der Übertragungszellen-Zeile (1) bis (4) übertragen. Die Ladungen, die während der Belichtung in den Fotozellen- Zeilen (4,1) bis (4,4), . . . und (9,1) bis (9,4) erzielt wurden und die zuvor in die Fotozellen-Zeilen (3,1) bis (3,4), . . . und (8,1) bis (8,4) übertragen wurden, werden jeweils zu den Fotozellen-Zeilen (1,1) bis (1,4), . . . und (6,1) bis (6,4) übertragen. Danach werden auf die vorangehend beschriebene Weise vier Spannungsimpulse an das Zwischenregister 8 angelegt, so daß die während der Belichtung in der Fotozellen-Zeile (3,1) bis (3,4) erzielten Ladungen horizontal übertragen und dem Verstärker 10 zugeführt werden. Der Verstärker 10 gibt jeweils eine der Ladungen entsprechende Spannung ab.

Auf die vorangehend beschriebene Weise werden in dem Bildwandler 1 die Ladungen vertikal um zwei Zeilen versetzt, während in dem Speicher 3 die Ladungen vertikal um eine einzelne Zeile versetzt werden. Zugleich werden die in das Zwischenregister 8 übertragenen Ladungen ausgelesen. Infolgedessen werden die während der Belichtung in den Fotozellen- Zeilen (1,1) bis (1,4), (3,1) bis (3,4), (5,1) bis (5,4), (7,1) bis (7,4) und (9,1) bis (9,4) erhaltenen Ladungen aufeinanderfolgend als Spannungen ausgelesen. D. h., es werden aufeinanderfolgend die Daten für das erste Teilbild (ungerade Halbbild) ausgelesen. Dabei werden die während der Belichtung in den Fotozellen-Zeilen (2,1) bis (2,4), (4,1) bis (4,4), (6,1) bis (6,4) und (8,1) bis (8,4) erhaltenen Ladungen jeweils zu den Speicherzellen-Zeilen [2,1] bis [2,4], [3,1] bis [3,4], [4,1] bis [4,4], bzw. [5,1] bis [5,4] übertragen.

Wenn auf die vorstehend beschriebene Weise das Auslesen der Daten für das erste Teilbild bzw. Halbbild abgeschlossen ist, wird die in Fig. 4(b) gezeigte Auslese-Betriebsart S -4 eingeleitet. Die Ladungen aus jeder Zeile der Speicherzellen des Speichers 3 werden jeweils um eine Zeile versetzt und dann nacheinander aufeinanderfolgend über das Horizontalausgabe-Register 5 ausgelesen. Damit werden die während der Belichtung in den Fotozellen-Zeilen (2,1) bis (2,4), (4,1) bis (4,4), (6,1) bis (6,4) und (8,1) bis (8,4) erhaltenen Ladungen jeweils mittels des Verstärkers 7 in Spannungen umgesetzt und ausgelesen. Auf diese Weise erfolgt das Auslesen für das zweite Teilbild (gerade Halbbild).

Bei der vorstehend beschriebenen Bildaufnahmevorrichtung FCD können als eine einer Bildaufzeichnung in dem Halbbild/ Vollbild-Videosystem für Standbilder die in dem Bildwandler während eines einzigen Moments erzeugten Videosignale für ein Vollbild auf die gleiche Weise wie bei dem normalen Fernsehsystem ausgelesen werden, bei dem die Signale für das erste Halbbild und danach die Signale für das zweite Halbbild gesondert ausgelesen werden.

Eine Ansteuerungsschaltung für das Betreiben der Bildaufnahmevorrichtung FCD zum Ausführen des vorstehend beschriebenen Betriebsvorgangs wird nun anhand der Fig. 5 beschrieben. Die Fig. 5 zeigt ein Bildaufnahmesystem, das die Bildaufnahmevorrichtung FCD enthält. Zur Bezeichnung der gleichen Teile wie in Fig. 1 werden die bei der Vorrichtung FCD in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen verwendet. Eine Ansteuerungsschaltung 100 erzeugt Taktimpulse Φ _{P I}, Φ _S′ , Φ _PS und Φ _S . Es sei hier angenommen, daß die Anzahl der Horizontal- Bildelemente (Zeilen-Fotozellen) 785 ist und die Anzahl der Vertikal-Bildelemente (Spalten-Fotozellen) 490 ist. Die Impulse Φ _{P I} werden an die Poly-Si-Elektrode 30 (Fig. 3) Bildwandlers 1 angelegt. Die Impulse Φ _S , werden an die Poly-Si-Elektrode 31 (Fig. 3) des Zwischenregisters 8 angelegt, welches 785 Bits und zwei zusätzliche Blind-Bits hat. Die Impulse Φ _PS werden an die Poly-Si-Elektrode 32 (Fig. 3) des Speichers 3 angelegt, der einen 785 × 245- Matrix hat (785 Zeilen-Speicherzellen × 245 Spalten- Speicherzellen). Die Impulse Φ _S werden an die Poly-Si- Elektrode 33 des Horizontalausgabe-Registers 5 angelegt, welches 785 Bits und zwei zusätzliche Blind-Bits hat. Bei diesem Ausführungsbeispiel ändern sich die Impulse Φ _{P I}, Φ _S′ , Φ _PS und Φ _S zwischen -15 V als Bezugsspannung und 0 V.

Es sei nun angenommen, daß mit der Bildaufnahmevorrichtung FCD die Laufbild-Betriebsart zum fortgesetzten Erzielen von Vollbildsignalen mit zwei verschachtelten Halbbildern sowie die Standbild-Betriebsart zum Erzielen von Zeilensprung- Bildsignalen ausführt, deren beide Halbbilder nicht gegenseitig verzögert bzw. zeitlich versetzt sind. Bei der Laufbild- Betriebsart müssen, wenn das NTSC-Farbfernsehsystem vorausgesetzt wird, die Zeilensprung-Halbbildsignale für jeweils ¹/₆₀ s auf die gleiche Weise wie bei der üblichen Fernsehkamera erzielt werden. Andererseits müssen bei der Standbild-Betriebsart die Vollbildsignale mit zwei Halbbildern so erzielt werden, daß keine Verzögerung des geraden Halbbilds gegenüber dem unmittelbar vorangehenden ungeraden Halbbild auftritt.

Die Zeitsteuerung der von der Ansteuerungsschaltung 100 an die Bildaufnahmevorrichtung FCD angelegten Taktimpulse Φ _{P I}, Φ _S′ , Φ _PS und Φ _S wird anhand der Fig. 6, 7 und 8 beschrieben. Die Fig. 6 zeigt die Vertikal-Zeitsteuerung der Taktimpulse, die Fig. 7 zeigt die Vertikal-Zeitsteuerung derselben in Einzelheiten und die Fig. 8 zeigt die Horizontal-Zeitsteuerung der Impulse.

Die Zeitsteuerung der Impulse wird von einem Zeitpunkt T₁ an beschrieben, an dem eine Belichtungszeit von ¹/₆₀ s abgelaufen ist. Von der Ansteuerungsschaltung 100 werden an den Bildwandler 1 489 Taktimpulse Φ _{P I} angelegt, die eine Frequenz von 2,04545 MHz haben. An das Zwischenregister 8 werden 245 Taktimpulse Φ _S′ mit einer Frequenz von 1,02275 MHz angelegt, während an den Speicher 245 Taktimpulse Φ _PS mit einer Frequenz von 1,02275 MHz angelegt werden. Die Ansteuerungsschaltung 100 führt ferner dem Horizontalausgabe- Register 5 die Impulse Φ _S mit 14,318118 MHz zu. In den Speicher 3 werden die zusammengesetzten Zeilensignale eingespeichert, die durch das Addieren von jeweils zwei in der (2n-1-)-ten Zeile und der 2n-ten Zeile der Fotozellen des Bildwandlers 1 gesammelten Zeilensignalen erhalten werden und die 245 Zeilen entsprechen. Zugleich wird das Horizontalausgabe-Register 5 geleert. Es ist anzumerken, daß die Übertragungstaktimpulse die Frequenzen 2,04545 MHz und 1,02275 MHz haben, um eine Beeinflussung durch "Verwischen" zu vermindern, da der Bildwandler 1 auch während des Übertragungsvorgangs belichtet wird. Es ist vorzuziehen, für diese Frequenzen hohe Frequenzen zu verwenden. Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, ist die Frequenz der an den Bildwandler 1 angelegten Taktimpulse Φ _{P I} doppelt so hoch wie diejenigen der jeweils an das Zwischenregister 8 angelegten Taktimpulse Φ _S′ bzw. der an den Speicher 3 angelegten Taktimpulse Φ _PS . Infolge dieser Frequenz der Impulse Φ _{P I} wird während zwei Zeilenübertragungen bzw. Verschiebungen in dem Bildwandler 1 eine einzige Zeilenübertragung bzw. Zeilenverschiebung in dem Zwischenregister 8 und dem Speicher 3 ausgeführt, wodurch zu dem Speicher 3 die Summe aus Ladungen für zwei Zeilen in dem Bildwandler 1 übertragen wird.

Danach werden während eines Horizontalaustastungsintervalls das um drei Horizontalsynchronisierungs-Intervalle nach einer Vertikal-Austastung folgt, gemäß der Darstellung in der Fig. 8 von der Ansteuerungsschaltung 100 ein Taktimpuls Φ _PS an den Speicher 3 und ein Taktimpuls Φ _S an das Horizontalausgabe-Register 5 angelegt, um das ersten Zeilensignal aus dem Speicher 3 zu dem Horizontalausgabe-Register 5 zu übertragen. Wenn dann 787 Taktimpulse Φ _S mit der Frequenz 14,31818 MHz von der Ansteuerungsschaltung 100 an das Horizontalausgabe-Register 5 angelegt werden, werden die Signale für die erste Horizontalabtastzeile ausgelesen (9. Zeile des ungeraden Halbbilds im Fernsehraster).

Während der Horizontalaustastung wird jeweils von der Ansteuerungsschaltung 100 ein Taktimpuls Φ _PS an den Speicher 3 bzw. ein Taktimpuls Φ _S an das Horizontalausgabe-Register 5 angelegt und es wird das zweite Zeilensignal aus dem Speicher 3 zu dem Horizontalausgabe-Register 5 übertragen. Wenn danach auf die vorstehend beschriebene Weise von der Ansteuerungsschaltung 100 die 787 Taktimpulse Φ _S mit der Frequenz 14,31818 MHz an das Horizontalausgabe-Register 5 angelegt werden, werden die Signale für die zweite Horizontalabtastzeile ausgelesen.

Der vorstehend beschriebene Betriebsvorgang wird 245mal wiederholt. Auf diese Weise werden aus dem Horizontalausgabe- Register 5 in ¹/₆₀ s oder dergleichen die Halbbildsignale für das ungerade Halbbild ausgelesen.

Während die Halbbildsignale für das ungerade Halbbild aus dem Speicher 3 ausgelesen werden, werden von der Ansteuerungsschaltung 100 keine Taktimpulse Φ _{P I} an dem Bildwandler 1 angelegt. Daher sind in dem Bildwandler 1 die Zeilensignale für das nachfolgende gerade Halbbild gespeichert.

Zu einem Zeitpunkt T₂ (Fig. 6), an dem von dem Zeitpunkt T₁ an das Zeitintervall von ¹/₆₀ s abgelaufen ist, werden von der Ansteuerungsschaltung 100 491 Taktimpulse Φ _{P I} mit der Frequenz 2,04545 MHz an dem Bildwandler 1 angelegt, 245 Taktimpulse Φ _PS mit der Frequenz 1,02275 MHz an den Speicher 3 angelegt und 245 Taktimpulse Φ _S , mit der Frequenz 1,02275 MHz an das Zwischenregister 8 angelegt, so daß in den Speicher 3 245 zusammengesetzte Zeilensignale eingespeichert werden, die durch das Addieren von jeweils zwei Zeilensignalen gewonnen werden, welche in der (2n-1)- ten Zeile und der (2n-1)-ten Zeile gespeichert waren. In diesem Fall haben die jeweils von der Ansteuerungsschaltung 100 an den Speicher 3 und Zwischenregister 8 angelegten Taktimpulse Φ _PS bzw. Φ _S , gegenüber den zum Auslesen der Signale für das ungerade Halbbild angelegten Taktimpulsen Φ _PS bzw. Φ _S , entgegengesetzte Phasen (Fig. 7).

Wenn danach das Vertikalaustastungs-Intervall abgelaufen ist, werden synchron mit dem Horizontalsynchronisierungs- Intervall die jeweiligen Zeilensignale aus dem Speicher 3 ausgelesen und zu dem Horizontalausgabe-Register 5 übertragen. Dabei werden von der Ansteuerungsschaltung 100 an das Horizontalausgabe-Register 5 die Taktimpulse Φ _S mit der Frequenz 14,31818 MHz angelegt, um damit auf die gleiche Weise wie die Signale für das ungerade Halbbild die Signale für das gerade Halbbild auszulesen.

Die Zeitsteuerung der von der Ansteuerungsschaltung 100 an die Bildaufnahmevorrichtung FCD bei der Standbild-Betriebsart angelegten Taktimpulse Φ _{P I}, Φ _S′ , Φ _PS und Φ _S wird anhand der Fig. 9 und 10 beschrieben. Die Fig. 9 zeigt die Vertikal- Zeitsteuerung der Taktimpulse, während die Fig. 10 die Horizontal-Zeitsteuerung derselben zeigt.

Wenn mittels einer (nicht gezeigten) Belichtungssteuereinheit der Bildwandler 1 richtig belichtet wird, werden die dem Bild entsprechenden Zeilensignale in dem Bildwandler 1 gespeichert.

Danach werden zu einem Zeitpunkt T₃ gemäß Fig. 9 (nämlich während des um drei Horizontalsynchronisierungsintervalle nach dem Vertikalaustastungsintervall liegenden Horizontalaustastintervalls) von der Ansteuerungsschaltung 100 an den Bildwandler 1, des Zwischenregister 8 und den Speicher 3 ein Taktimpuls Φ _{P I}, ein Taktimpuls Φ _S′ bzw. ein Taktimpuls Φ _PS angelegt, um damit das erste Zeilensignal (das dem 9. Zeilensignal bei dem Fernsehraster entspricht) aus dem Bildwandler 1 zu dem Zwischenregister 8 zu übertragen. Wenn danach während das Horizontalsynchronisierungsintervalls 787 Taktimpulse Φ _S′ mit der Frequenz 14,31818 MHz von der Ansteuerungsschaltung 100 an das Zwischenregister 8 angelegt werden, wird über das Zwischenregister 8 das erste Zeilensignal für das ungerade Halbbild ausgelesen.

Wenn das Auslesen für eine Zeile gemäß der vorstehenden Beschreibung abgeschlossen ist und das nächste Horizontalaustastintervall beginnt, wird aus dem Bildwandler 1 das zweite Zeilensignal zu dem Speicher 3 übertragen. Dabei werden von der Ansteuerungsschaltung 100 an den Bildwandler 1, das Zwischenregister 8 und den Speicher 3 jeweils zwei Taktimpulse Φ _{P I}, zwei Taktimpulse Φ _S′ bzw. ein Taktimpuls Φ _PS angelegt, um damit das dritte Zeilensignal aus dem Bildwandler 1 zu dem Zwischenregister 8 zu übertragen.

Wenn dann 787 Taktimpulse Φ _S′ mit der Frequenz 14,31818 MHz von der Ansteuerungsschaltung 100 an das Zwischenregister 8 angelegt werden, wird das zweite Zeilensignal für das ungerade Halbbild ausgelesen.

Der vorstehend beschriebene Betriebsvorgang (nämlich das Übertragen der Signale für die ungeraden Zeilen des Bildwandlers 1 zu dem Zwischenregister 8 während des Horizontalaustastintervalls bei dem Übertragen der Signale für die geraden Zeilen zu dem Speicher 3 sowie das Auslesen der zu dem Zwischenregister 8 übertragenen Zeilensignale während des nachfolgenden Horizontalsynchronisierungsintervalls) wird wiederholt, so daß aus dem Zwischenregister 8 die Zeilensignale für das ungerade Halbbild erhalten werden. Zugleich werden die Zeilensignale für das gerade Halbbild in den Speicher 3 eingespeichert. Während dieses Betriebsvorgangs werden von der Ansteuerungsschaltung 100 an das Horizontalausgabe-Register 5 ständig die Taktimpulse Φ _S mit der Frequenz 14,31818 MHz angelegt, um damit das Horizontalausgabe- Register 5 zu leeren.

Wenn das Auslesen der Signale für das ungerade Halbbild abgeschlossen ist und drei Horizontalabtastintervalle nach dem vorbestimmten Vertikalaustastintervall eine kurze Zeitdauer abgelaufen ist, wird zu einem Zeitpunkt T₄ nach Fig. 9 das Auslesen der Signale für das gerade Halbbild begonnen. Dieses Auslesen erfolgt derart, daß ein Zeilensignal aus dem Horizontalausgabe-Register 5 ausgelesen wird, während ein weiteres Zeilensignal aus dem Speicher 3 zu dem Horizontalausgabe-Register 5 übertragen wird. Während des Horizontalaustastintervalls werden von der Ansteuerungsschaltung 100 an den Speicher 3 und das Horizontalausgabe- Register 5 jeweils ein Taktimpuls Φ _PS bzw. ein Taktimpuls Φ _S angelegt. Dadurch wird das Zeilensignal aus dem Speicher 3 zu dem Horizontalausgabe-Register 5 übertragen. Während des nächsten Horizontalsynchronisierungsintervalls werden 787 Taktimpulse Φ _S mit der Frequenz 14,31818 MHz von der Ansteuerungsschaltung 100 an das Horizontalausgabe- Register 5 angelegt. Dieser Betriebsvorgang wird so wiederholt, daß über das Horizontalausgabe-Register 5 die Signale für das gerade Halbbild erhalten werden.

Bei der Standbild-Betriebsart können während des Auslesens für das gerade Halbbild die dem nächsten Bild entsprechenden Signale in den Bildwandler 1 eingespeichert werden. Zum Belichten des Bildwandlers 1 wird der Verschluß für eine vorbestimmte Zeitdauer (von ¹/₆₀ s oder kürzer) geöffnet. Daher können danach sofort die Daten für das nächste ungerade Halbbild ausgelesen werden. D. h., es können innerhalb einer Sekunde 30 Standbild-Vollbilder erzielt werden.

Die Ansteuerungsschaltung 100 wird in Einzelheiten anhand der Fig. 11 beschrieben.

Nach Fig. 11 gibt ein Oszillator 102 ein Signal mit der Frequenz 14,31818 MHz ab (die das vierfache der Frequenz des Farbhilfsträgers bei dem NTSC-Normsystem ist). Die Frequenz des Signals aus dem Oszillator 102 wird durch einen 1 : 7-Frequenzteiler 104 durch 7 geteilt, so daß ein Taktsignal mit der Frequenz 2,04545 MHz erzeugt wird. Die Frequenz des Teilersignals aus dem 1 : 7-Frequenzteiler 104 wird in einem 1 : 2-Frequenzteiler 106 durch 2 geteilt, so daß ein Taktsignal mit der Frequenz 1,02275 MHz erzeugt wird. Mit einem 1 : 130-Frequenzteiler 108 wird das Teilersignal aus dem 1 : 7-Frequenzteiler 104 durch 130 geteilt, so daß Teilersignale für ein Horizontalsynchronisierungsintervall f _H erzeugt werden. Mit einem 1 : 525-Frequenzteiler 110 wird die Frequenz des Teilersignals aus dem 1 : 130- Frequenzteiler 108 durch 525 geteilt, so daß Teilersignale für ein Vertikalsynchronisierungsintervall f _V erzeugt werden. Ein Horizontal-Decodierer 112 erzeugt verschiedenerlei Impulse wie Horizontalsynchronisierungsimpulse, Horizontalaustastimpulse, Äquivalenzimpulse und Hilfsträgergleichlauf/ Kennungs-Impulse, die für eine bekannte Fernsehsignal- Aufbereitungsschaltung erforderlich sind. Diese verschiedenartigen Impulse werden aufgrund des Teilersignals aus dem 1 : 130-Frequenzteiler 108 erzeugt. Ein Vertikal- Decodierer 114 erzeugt verschiedenerlei Impulse wie ein Vertikalsynchronisierungssignal und Vertikalaustastsignal, die für die bekannte Fernsehsignal-Aufbereitungsschaltung erforderlich sind. Diese verschiedenartigen Impulse werden aufgrund des Teilersignals aus dem 1 : 525- Frequenzteiler 110 erzeugt. Ein Horizontal/Vertikal-Decodierer 116 erzeugt Impulse wie zusammengesetzte Synchronisierimpulse und zusammengesetzte bzw. Bildaustastimpulse, die dem Fernsehraster entsprechen, aus den Ausgangssignalen des Horizontal-Decodierers 112 und des Vertikal-Decodierers 114. Eine Decodierer-Logikschaltung 118 arbeitet gemäß den Ausgangssignalen des Horizontal-Decodierers 112 und des Vertikal-Decodierers 114, gemäß dem Schaltzustand eines Schalters 130 für das Wählen der Laufbild-Betriebsart oder der Standbild-Betriebsart und gemäß eine Speicherstartbefehl in der Weise, daß sie Schaltimpulse G 1, G 2, G 3 und G 4 für das jeweilige Steuern von Schaltgliedern 120, 122, 124 bzw. 126 sowie ursprüngliche Taktimpulse S 1 bis S 4 erzeugt. Die Schaltglieder 120 bis 126 werden auf diese Weise gemäß den Schaltsignalen G 1 bis G 4 aus der Decodierer- Logikschaltung 118 und gemäß den Teilersignalen aus dem 1 : 7-Frequenzteiler 104 sowie dem 1 : 2-Frequenzteiler 106 so betrieben, daß sie nach Erfordernis die Eingangssignale selektiv invertieren. Mit einem 1 : 4-Frequenzteiler 128 wird das Schwingungssignal aus dem Oszillator 102 durch 4 geteilt, um Farbhilfsträger SC₁ und SC₂ zu erzeugen (deren Phasen um 90° versetzt sind).

Bei der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung der Ansteuerungsschaltung 100 werden die Ausgangssignale des Horizontal-Decodierers 112, des Vertikal-Decodierers 114, des Horizontal/Vertikal-Decodierers 116 und des 1 : 4-Frequenzteilers 128 einem bekannten Videosignal-Aufbereitungssystem, einem Servoschaltungssystem, einem Aufzeichnungsschaltglied und einem Kopfwahl-Steuersystem zugeführt.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, dient die Decodierer-Logikschaltung 118 dazu, entsprechend dem Schaltzustand des Schalters 130 die Laufbild-Betriebsart oder die Standbild-Betriebsart festzulegen.

Wenn bei der Laufbild-Betriebsart die Decodierer-Logikschaltung 118 den Schaltgliedern 120 bis 126 die Taktimpulse S 1 bis S 4 und die Schaltimpulse G 1 bis G 4 zugeführt, erzeugen die Schaltglieder 120 bis 126 jeweils synchron mit dem Fernsehsignalintervall die Taktimpulse Φ _{P I}, Φ _S′ , Φ _PS und Φ _S gemäß der Darstellung in den Fig. 6 bis 8.

Andererseits führt bei der Standbild-Betriebsart die Decodierer- Logikschaltung 118 den Schaltgliedern 120 bis 126 die Taktimpulse S 1 bis S 4 und die Schaltimpulse G 1 bis G 4 so zu, daß entsprechend dem Speicherbefehl intermittierend oder kontinuierlich jeweils die Taktimpulse Φ _{P I}, Φ _S′ , Φ _PS bzw. Φ _S gemäß der Darstellung in den Fig. 9 und 10 erzeugt werden. Es ist anzumerken, daß bei der Standbild- Betriebsart einer (nicht gezeigten) Verschlußsteuerschaltung ein Verschlußsteuerungs-Synchronisiersignal zugeführt wird.

Nachstehend wird die Funktionsweise der Decodierer-Logikschaltung 118 (Fig. 11) bei der Laufbild-Betriebsart und bei der Standbild-Betriebsart beschrieben. Die Fig. 12 und 13 zeigen die Aufeinanderfolge der Taktimpulse Φ _{P I}, Φ _S′ , Φ _PS und Φ _S bei der Laufbild-Betriebsart bzw. bei der Standbild-Betriebsart.

Die Funktionsweise der Decodierer-Logikschaltung 118 bei der Laufbild-Betriebsart wird anhand der Fig. 12 beschrieben. Für das Fernsehsignal für ein Vollbild hat die Decodierer- Logikschaltung 118 sechs Betriebszustände X, Y, Z, P, P′ und X′. Bei dem ungeraden Halbbild werden die Betriebszustände in der Aufeinanderfolge X, Y, Z, P, Z, P, . . ., Z und P′ geschaltet; bei dem geraden Halbbild werden die Betriebszustände in der Aufeinanderfolge X′, Y, Z, P, Z, . . ., P und Z geschaltet. Nach Fig. 12 haben Taktimpulse 2 M eine Frequenz von 2,04545 MHz. Taktimpulse 1 M haben eine Frequenz von 1,02275 MHz. Taktimpulse sind gegenüber den Taktimpulsen 1 M um 180° phasenverschoben bzw. gegenphasig. Taktimpulse 14 M haben eine Frequenz von 14,31818 MHz. Einzelimpulse sind mit 1 P bezeichnet, während Doppelimpulse mit 2 P bezeichnet sind. Bei dem Betriebszustand X werden als Taktimpulse Φ _{P I} die Taktimpulse 2 M, als Taktimpulse Φ _S′ die Taktimpulse 1 M, als Taktimpulse Φ _PS die Taktimpulse und als Taktimpulse Φ _S die Taktimpulse 14 M erzeugt. Es wird ein durch Addieren der Signale aus der (2n-1)-ten und der 2n-ten Zeile des Bildwandlers 1 erzieltes zusammengesetztes Zeilensignal übertragen und in der n-ten Zeile des Speichers 3 eingespeichert. Die Taktimpulse 14 M werden dem Horizontalausgabe-Register 5 zugeführt, welches daraufhin geleert wird.

Bei dem Betriebszustand Y sind alle Taktimpulse Φ _{P I}, Φ _S′ , Φ _PS und Φ _S unterbrochen, so daß die Zeilensignale in dem Speicher 3 bis zu dem Beginn von drei Horizontalsynchronisierimpulsen vor dem Ende des Vertikalaustastintervalls gespeichert werden.

Bei dem Betriebszustand Z werden jeweils ein Taktimpuls Φ _PS und ein Taktimpuls Φ _S dem Speicher 3 bzw. dem Horizontalausgabe- Register 5 zugeführt, so daß ein Zeilensignal aus dem Speicher 3 zu dem Horizontalausgabe-Register 5 übertragen wird. Danach werden bei dem Betriebszustand P die Taktimpulse 14 M als Taktimpulse Φ _S dem Horizontalausgabe- Register 5 zugeführt, so daß von dem Horizontalausgabe- Register 5 die Abtastsignale für ein Horizontalsynchronisierungsintervall abgegeben werden. Die Betriebszustände Z und P werden abwechselnd wiederholt, wonach bei dem halben Horizontalsynchronisierintervall der Betriebszustand P′ eingestellt wird. Dadurch wird der Betriebsablauf für das ungerade Halbbild abgeschlossen.

Bei dem Betriebszustand X′ werden von der Decodierer-Logikschaltung 118 als Taktimpulse Φ _{P I} die Taktimpulse 2 M, als Taktimpulse Φ _S′ die Taktimpulse , als Taktimpulse Φ _PS die Taktimpulse und als Taktimpulse Φ _S die Taktimpulse 14 M erzeugt. Dabei wird das durch das Addieren der Zeilensignale in der (2n-2)-ten und der (2n-1)-ten Zeile des Bildwandlers 1 erzielten zusammengesetzten Zeilensignale zu den n-ten Zeile des Speichers 3 übertragen und dort gespeichert. Die Taktimpulse 14 M werden dem Horizontalausgabe- Register 5 zugeführt, welches dadurch geleert wird.

Die Funktionsweise bei dem geraden Halbbild nach dem Betriebszustand Y ist die gleiche wie bei dem ungeraden Halbbild, jedoch mit der Ausnahme, daß der Horizontalauslesevorgang bei dem Betriebszustand P endet, der ein ganzes Horizontalsynchronisierungsintervall hat.

Aus dem Horizontalausgabe-Register 5 werden die gültigen Signale nur bei den Betriebszuständen P und P′ ausgelesen. Wenn gemäß der Darstellung in der Fig. 12 die Schaltglieder nur bei den Betriebszuständen Z, P und P′ durchgeschaltet werden, können ungültige Signale aus dem Horizontalausgabe- Register 5 beseitigt werden. Falls andererseits für eine Prüfung im Hinblick auf die Signalverarbeitung während einer Signalübertragungspause ein Signalpegel des Horizontalausgabe-Registers 5 erforderlich ist, werden bei dem Betriebszustand Y an das Horizontalausgabe-Register 5 die Taktimpulse 14 M angelegt, so daß ein aus diesem ausgelesenes Signal zum Prüfen des Signalpegels des Registers 5 verwendet werden kann.

Die Funktionsweise der Decodierer-Logikschaltung 118 bei der Standbild-Betriebsart wird anhand der Fig. 13 beschrieben. Hierbei hat die Decodierer-Logikschaltung 118 sieben Betriebszustände Q, R, L, M, L′, N und L′′ für ein Vollbild- Fernsehsignal. Bei dem ungeraden Halbbild werden die Betriebszustände in der Aufeinanderfolge Q, R, L, M, . . ., L, M und L′ geschaltet, während bei dem geraden Halbbild die Betriebszustände in der Aufeinanderfolge Q, N, L′′, N′, . . ., N und L′′ geschaltet werden.

Wenn in dem Bildwandler 1 die Ladungsspeicherung abgeschlossen ist und eine (nicht gezeigte) Lichtabschirmvorrichtung bzw. ein Verschluß den Bildwandler 1 abdeckt, wird der Betriebszustand Q für das ungerade Halbbild eingeleitet. Dieser Betriebszustand Q dauert bis zu dem Beginn von drei Horizontalsynchronisierimpulsen vor dem Ende des Vertikalaustastintervalls an. Während dieses vorbestimmten Intervalls werden keine Taktimpulse Φ _{P I}, Φ _S′ und Φ _PS erzeugt, wogegen die Taktimpulse Φ _S erzeugt werden. Daher wird das Horizontalausgabe-Register 5 geleert.

Wenn der Betriebszustand R eingestellt wird, werden von den Schaltgliedern 120, 126 bzw. 124 jeweils ein Taktimpuls Φ _{P I}, ein Taktimpuls Φ _S bzw. ein Taktimpuls Φ _PS abgegeben. Zugleich werden als Taktimpulse Φ _S die Taktimpulse 14 M erzeugt. In diesem Fall wird das Zeilensignal aus der ersten Zeile des Bildwandlers 1 zu dem Zwischenregister 8 übertragen. Während dieser Zeit wird das Horizontalausgabe- Register 5 ständig geleert.

Bei dem Betriebszustand L werden von dem Schaltglied 122 als Taktimpulse Φ _S′ die Taktimpulse 14 M abgegeben. Daher werden von dem Zwischenregister 8 die Abtastsignale für eine Horizontalabtastperiode abgegeben.

Bei dem Betriebszustand M wird von dem Schaltglied 124 ein Taktimpuls Φ _PS abgegeben, während von den Schaltgliedern 120 bzw. 122 jeweils zwei Taktimpulse Φ _{P I} bzw. zwei Taktimpulse Φ _S′ abgegeben werden. Dadurch wird das Zeilensignal aus der zweiten Zeile des Bildwandlers 1 zu dem Speicher 3 übertragen. Zugleich wird das Zeilensignal aus der dritten Zeile des Bildwandlers 1 zu dem Zwischenregister 8 übertragen. Danach werden bei dem Betriebszustand L dem Zwischenregister 8 als Taktimpulse Φ _S′ die Taktimpulse 14 M zugeführt, um das Signal für die nächste Zeile des ungeraden Halbbilds ausgelesen. Die Betriebszustände M und L werden wiederholt abwechselnd eingestellt, bis das Auslesen der Abtastsignale für das ungerade Halbbild abgeschlossen ist.

Bei dem Auslesen für das gerade Halbbild werden von dem Schaltglied 120 der Ansteuerungsschaltung 100 dem Bildwandler 1 keine Taktimpulse Φ _{P I} zugeführt. Falls bei diesem Zustand der Verschluß geöffnet wird, kann eine Bildeinspeicherung vorgenommen werden. Dabei werden die Taktimpulse 14 M als Taktimpulse Φ _S′ ständig dem Zwischenregister 8 zugeführt, welches dadurch geleert wird.

Bei dem Betriebszustand Q werden dem Speicher 3 keine Taktimpulse Φ _PS zugeführt, während dem Horizontalausgabe- Register 5 als Taktimpulse Φ _S die Taktimpulse 14 M zugeführt werden. Infolgedessen wird das Horizontalausgabe- Register 5 geleert. Dieser Vorgang wird bis zum Beginn von drei Horizontalsynchronisierimpulsen vor dem Ende des Vertikalaustastintervalls wiederholt.

Bei dem nachfolgenden Betriebszustand N werden von den Schaltgliedern 124 und 126 jeweils ein Taktimpuls Φ _PS bzw. ein Taktimpuls Φ _S abgegeben. Dadurch wird das Zeilensignal aus der ersten Zeile des Speichers 3 zu dem Horizontalausgabe- Register 5 übertragen. Danach werden bei dem Betriebszustand L′′ als Taktimpulse Φ _S die Taktimpulse 14 M nur dem Horizontalausgabe-Register 5 zugeführt. Damit können von dem Horizontalausgabe-Register 5 die Abtastsignale für ein Horizontalsynchronisierintervall abgegeben werden. Die Betriebszustände N und L′′ werden wiederholt abwechselnd eingestellt. Nach dem Abschluß des Betriebszustands L′′ für das Auslesen des letzten Abtastsignals für die Horizontalsynchronisierperiode ist das Auslesen der Bildsignale für das gerade Halbbild abgeschlossen.

Die gültigen Signale für das ungerade Halbbild werden von dem Zwischenregister 8 nur bei den Betriebszuständen L und L′ abgegeben. Nur während des Intervalls in jedem der Betriebszustände L und L′ bzw. in jedem der Betriebszustände L, M und L′ gemäß der Darstellung in Fig. 13 wird das Ausgangssignal des Zwischenregisters 8 durchgelassen, so daß von dem Zwischenregister 8 her keine ungültigen Signale zugeführt werden. Andererseits werden die gültigen Signale für das gerade Halbbild von dem Horizontalausgabe-Register 5 nur während des Betriebszustands L′′ abgegeben. Nur während des Zeitintervalls bei diesem Betriebszustand bzw. bei jedem der Betriebszustände N und L′′ wird das Ausgangssignal aus dem Horizontalausgabe-Register 5 durchgelassen, so daß von dem Horizontalausgabe-Register 5 her keine ungültigen Signale zugeführt werden. Wenn die Ausgangssignale aus dem Horizontalausgabe-Register 5 mit den Ausgangssignalen aus dem Zwischenregister 8 gemischt werden, können die Bildsignale für ein Vollbild erreicht werden.

Zum Ausführen der vorstehend beschriebenen Betriebsvorgänge geben die Schaltglieder 120 bis 126 selektiv die Taktimpulse 2 M aus dem 1 : 7-Frequenzteiler 104, die Taktimpulse 1 M aus dem 1 : 2-Frequenzteiler 106, die Taktimpulse 14 M aus dem Oszillator 120 und die ursprünglichen Taktimpulse S 1 bis S 4 aus der Decodierer-Logikschaltung 118, zu denen das Einzelimpulssignal 1 P und das Doppelimpulssignal 2 P zählen, unter der Steuerung durch die Schaltimpulse G 1 bis G 4 aus der Decodierer-Logikschaltung 118 ab. Die Gestaltungen der Schaltglieder 120, 122, 124 und 126 sind in den Fig. 14, 15, 16 bzw. 17 gezeigt. Es ist anzumerken, daß das Einzelimpulssignal 1 P und das Doppelimpulssignal 2 P den in den Fig. 14 bis 17 gezeigten Schaltgliedern selektiv zu den in den Fig. 6 bis 10 für eine jeweilige Betriebsart gezeigten Zeiten zugeführt werden. In den Fig. 14 und 17 sind nur logische Schaltglieder gezeigt, während Schaltungen zum Steuern der Verzögerung bei dem Anstieg und dem Abfall der Taktsignale wie beispielsweise eine Synchronisiersignal- Ausgabeschaltung und eine logische Schaltung zum Unterdrücken von Spannungsspitzen weggelassen sind, da diese Schaltungsanordnungen dem Fachmann bekannt sind.

Vorstehend wurde das Bildaufnahmesystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Anhand der Fig. 18 und 19 wird nun eine Bildaufnahme-Einrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem eine Signaladdition in einem Teil des Bildwandlers in geeigneter Weise ausgeführt wird, wodurch die effektive Empfindlichkeit verbessert wird.

Die gleichen Bezugszeichen wie die in Fig. 1 und 2 benutzten bezeichnen die gleichen Teile in den Fig. 18 und 19, wobei eine ausführliche Beschreibung dieser Teile entfällt, soweit das nicht das Verstehen des zweiten Ausführungsbeispiels behindert.

Bei einer Bildaufnahmevorrichtung FCD gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel haben jeweils längs einer Endzeile 1 a eines Bildwandlers 1 angeordnete Fotozellen 2′ (nämlich die für die Signaladdition verwendeten Fotozellen) eine Speicherkapazität, die das 1,5- bis 2fache der Kapazität anderer Fotozellen 2 in dem Bildwandler 1 ist. Jede der Speicherzellen 4 des Speichers 3, jede der Übertragungszellen 9 des Zwischenregisters 8 und jede der Übertragungszellen 6 des Horizontalausgabe-Registers 5 haben im wesentlichen die gleiche Aufnahmefähigkeit bzw. Kapazität wie die Fotozellen 2′. Die Speicherkapazität der Fotozellen 2′ des Bildwandlers 1, der Speicherzellen 4 des Speichers 3 und der Übertragungszellen 6 und 9 der Register 5 bzw. 8 im Vergleich zu der Speicherkapazität der Fotozellen 2 dient wirkungsvoll dazu, die effektive Empfindlichkeit der Bildaufnahmevorrichtung FCD bezüglich des zusammengesetzten Zeilensignals zu steigern, das durch Addieren von zwei Zeilensignalen gebildet wird. Es ist anzumerken, daß die jeweiligen Abmessungen einer jeden der Fotozellen 2′, der Speicherzellen 4 und der Übertragungszellen 6 und 9 größer als diejenigen einer jeden der Fotozellen 2 dargestellt sind, um die Darstellung zu erleichtern. Die tatsächlichen Abmessungen der Zellen 2′, 4, 6 und 9 müssen nicht immer von denjenigen der Zellen 2 verschieden sein. Die größere Speicherkapazität kann mit anderen Mitteln herbeigeführt werden. Selbstverständlich kann die in den Fig. 18 und 19 gezeigte Bildaufnahmevorrichtung bei dem vorangehend beschriebenen Bildaufnahmesystem auf die gleiche Weise wie die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Bildaufnahmevorrichtung eingesetzt werden.

Als Ergebnis wird bei der in den Fig. 18 und 19 gezeigten Bildaufnahmevorrichtung FCD die effektive Empfindlichkeit in starkem Ausmaß dadurch verbessert, daß die zulässige Signaladditions-Menge gesteigert wird.

Gemäß der vorangehenden Beschreibung erfolgt die Signaladdition in dem Bildwandler 1 in der Weise, daß ein Überstrahlen durch die in dem Bildwandler 1 ausgebildete Überstrahlungsschutzvorrichtung auch dann verhindert wird, wenn sich aus der Signaladdition bzw. Überlagerung eine Überlaufkomponente ergibt. In diesem Sinne ist es leicht ersichtlich, daß die Signale nicht in der letzten Zeile 1 a des Bildwandlers 1 addiert werden müssen. Falls jedoch die Addiervorrichtung in der Mitte der Zeilen oder Reihen des Bildwandlers 1 angeordnet wird, müssen die nachfolgenden Zeilen eine größere Kapazität haben, was zu Nachteilen führt. Somit ist es ersichtlich, daß als für die Signaladdition eingesetzte Zeile vorzugsweise die letzte Zeile gewählt wird. Als eine Abwandlung hiervon können die Zeilen des Bildwandlers 1 um eine Zeile vermehrt werden, so daß diese zusätzliche Zeile als Addiervorrichtung verwendet wird und zusammen mit dem Speicher abgeschirmt wird.

Bei der Bildaufnahme-Einrichtung bzw. dem Bildaufnahme- System gemäß der vorstehenden Beschreibung wird das Überstrahlen wirkungsvoll verhindert, während die effektive Bildaufnahme-Empfindlichkeit in großem Ausmaß verbessert wird.

Hinsichtlich des Systems bzw. der Einrichtung zur Bildaufnahme besteht keine Einschränkung auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr sind im Sinne der Gestaltung verschiedenerlei Änderungen und Abwandlungen möglich. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungbeispielen werden die Bildaufnahmevorrichtungen bei einem Fernsehsystem verwendet. Die Bildaufnahmevorrichtungen bzw. die Bildaufnahme-Einrichtung oder das Bildaufnahme-System können auch bei einem anderen Bildaufnahmegerät wie einem Lesegerät eingesetzt werden.

Es wird ein System zum Erzeugen von elektrischen Signalen angegeben, welche eine Bildpunkteverteilung darstellen, wobei das System in Kombination eine Bildwandlervorrichtung mit einer Vielzahl eindimensionaler Bildwandlerreihen, die parallel zueinander angeordnet sind und die jeweils zum Erzeugen elektrischer Signale dienen, welche eine Zeilen- Bildpunkteverteilung eines Teils eines Bilds darstellen, eine Speichervorrichtung mit einer Vielzahl eindimensionaler Speicheranordnungen, die parallel zueinander angeordnet sind, und eine Steuervorrichtung aufweist, mit der die Bildwandlervorrichtung und die Speichervorrichtung derart steuerbar sind, daß die Bildwandlervorrichtung aufeinanderfolgend an einer ausgewählten Bildwandlerreihe zusammengesetzte elektrische Signale erzeugt, die jeweils aus einer gewählten Anzahl der Zeilen-Bildpunkteverteilungs- Signale zusammengesetzt sind, und daß die Speichervorrichtung aufeinanderfolgend die mittels der Bildwandlervorrichtung gebildeten zusammengesetzten elektrischen Signale speichert.

Claims (4)

1. Bildaufnahmegerät mit einer Bildaufnahmevorrichtung, die eine Vielzahl von in Spalten und Zeilen angeordneten Bildaufnahmeelementen aufweist, welche jeweils ein dem auf sie einfallenden Licht entsprechendes Bildsignal erzeugen und dieses speichern, einer Speichervorrichtung, in der die Bildsignale der Bildaufnahmevorrichtung in zeilenweiser Aufeinanderfolge speicherbar sind, einer Ausgabevorrichtung, mit der die in der Speichervorrichtung gespeicherten Bildsignale auslesbar sind, sowie mit einer Steuervorrichtung, die die Bildaufnahme-, die Speicher- und die Ausgabevorrichtung in der Weise ansteuert, daß zur Erzeugung eines zusammengesetzten Videosignals eine einer vorbestimmten Zeilenanzahl entsprechende Zahl von Bildsignalen in den Bildaufnahmeelementen zusammengefaßt wird und diese zusammengefaßten Bildsignale zeilensequentiell in die Speichervorrichtung übertragen werden, so daß sich ein aus der Ausgabevorrichtung ausgelesenes zeilensequentielles Videosignal jeweils aus der vorbestimmten Anzahl von Zeilen der Bildaufnahmevorrichtung zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmevorrichtung (1) eine eine Überstrahlung verhindernde Vorrichtung (AB, OG, OD) aufweist, daß die Speicherkapazität jedes Bildaufnahmeelementes (2) einer bestimmten, nahe der Speichervorrichtung (3) angeordneten Zeile (1 a) der Bildaufnahmevorrichtung (1) größer als die Speicherkapazität der Bildaufnahmeelemente der anderen Zeilen ist und daß die Zusammenfassung der Bildsignale nur in dieser Zeile erfolgt.

2. Bildaufnahmegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Zeile der Bildaufnahmevorrichtung direkt benachbart zur Speichervorrichtung (3) angeordnet ist.

3. Bildaufnahmegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Speicherzeilen der Speichervorrichtung ungefähr gleich der Hälfte der Anzahl der Zeilen der Bildaufnahmevorrichtung ist.

4. Bildaufnahmegerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeilenanzahl den Wert zwei hat.