專利名稱：成象電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)輸出由眾多光接收單元產(chǎn)生的光接收信號的成象電路。
目前，已有廣泛使用的成象裝置，其中掃描安排在二維基礎(chǔ)上的光接收單元產(chǎn)生的光接收信號，以獲得二維影象，用作電視廣播及家用電視攝象機(jī)，以及工業(yè)用影象處理裝置的攝象機(jī)。
尤其是最近，按照先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝研制了采用固態(tài)成象器件，設(shè)計得能夠獲得大量象素并能實(shí)現(xiàn)高速處理的電視攝象機(jī)用的成象電路，可以得到高分辨率影象數(shù)據(jù)。另外，將A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器加入成象電路，以獲得數(shù)字影象數(shù)據(jù)。這樣，高級的數(shù)據(jù)處理就成為可能。
但是，上述采用固態(tài)成象器件的成象電路涉及這樣的問題，即所得影象數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍狹窄。一般說來，廣泛用來記錄影象的照相底片，不論是靜止畫面，還是動態(tài)影象，其動態(tài)范圍均約為80分貝。但用一般的電視攝象機(jī)進(jìn)行分析時，只能得到55分貝的分辨率。相應(yīng)地，對數(shù)據(jù)的分析能力是由所用的電視攝象機(jī)的分辨率，或信噪比確定的。因而，在許多情況下，即使打算用電視攝象機(jī)對照相底片進(jìn)行拍照，對其輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行影象處理，照相底片所含的信息內(nèi)容大部分都丟失了，因而無法得出滿意的處理結(jié)果。
讓我們來考慮這樣一種情況，即將電視攝象機(jī)用在照片顯像處理裝置上，以這樣的方法確定適合各影象的印相條件，例如，分析每一幀顯影的照相底片影象的曝光條件，在作為雪景的整體全白的影象的情況下，減少曝光以強(qiáng)調(diào)白色，或者在人像背光，影象黑呼呼的情況下，加強(qiáng)曝光以彌補(bǔ)曝光不足。具有一般狹窄的動態(tài)范圍的電視攝象機(jī)無法跟上具有寬闊動態(tài)范圍的照相底片。這樣就希望提供一種動態(tài)范圍大的能用于這種用途的成象電路。
另外，最近開發(fā)了諸如用電視攝象機(jī)拍照片等新用途，以快相(INDEX PRINT)的形式提供硬拷貝，將電視影象數(shù)字化，并儲存在軟磁盤等儲存介質(zhì)中。在這種用途的情況下，需要的不僅是動態(tài)范圍的問題，而且還有高分辨率。
順便指出，作為這種電視影象處理系統(tǒng)所要求的性能，除了分辨率和動態(tài)范圍之外，處理速度也是很重要的。但是，要想實(shí)現(xiàn)能滿足所有的性能特點(diǎn)的成象電路是困難的。例如，如果打算獲得高動態(tài)范圍和高處理速度，就要犧牲分辨率。另一方面，如果打算獲得高分辨率和高動態(tài)范圍，就要犧牲處理速度。
因此，迄今為止，除了預(yù)先準(zhǔn)備多臺電視攝象機(jī)，各攝象機(jī)具有適配于各自用途的成象電路，并按用途選擇攝象機(jī)之外，別無他途。
所以，鑒于上述情況，本發(fā)明的一個目的是，提供一種具有高動態(tài)范圍輸出模式和高分辨率輸出模式的成象電路，其中所述成象電路能夠按不同的用途，通過簡單的模式選擇操作，進(jìn)行模式選擇。
為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種成象電路，它包括固態(tài)成象器件，其中各自由眾多的排列在預(yù)定的第一方向上的光接收單元組成的眾多的掃描線排列在與第一方向相交的第二方向上，所述固態(tài)成象器件響應(yīng)預(yù)定的第一時鐘信號，順序地輸出排列在同一掃描線上的光接收單元產(chǎn)生的光接收信號，從而連續(xù)地輸出光接收信號；A/D轉(zhuǎn)換器按照預(yù)定的第二時鐘信號，將固態(tài)成象器件輸出的光接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
其中，所述固態(tài)成象器件具有第一模式和第二模式，在第一模式下，排列在第二方向上的眾多相鄰的掃描線上眾多光接收單元的光接收信號，彼此相加，并在眾多掃描線的基礎(chǔ)上輸出；而在第二模式下，逐條掃描線地，順序輸出排列在一條掃描線上眾多的光接收單元的光接收信號，所述第一模式和第二模式可以按照預(yù)定的模式選擇信號來任意選擇。
所述固態(tài)成象器件包括一個驅(qū)動裝置，其中當(dāng)固態(tài)成象器件選擇第一模式作為操作模式時，將具有預(yù)定的第一重復(fù)頻率的時鐘信號，作為第一時鐘信號發(fā)送給所述固態(tài)成象器件，另外還有一個具有較第一重復(fù)頻率低的第二重復(fù)頻率的時鐘信號，作為第二時鐘信號，發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換器；而當(dāng)所述固態(tài)成象器件選擇第二模式作為操作模式時，將具有預(yù)定的重復(fù)頻率的時鐘信號，作為所述第一時鐘信號和所述第二時鐘信號發(fā)送給所述固態(tài)成象器件和所述A/D轉(zhuǎn)換器。
在上述成象電路中，當(dāng)固態(tài)成象器件選擇第二模式作為操作模式時，準(zhǔn)備作為第一時鐘信號和第二時鐘信號而發(fā)送給所述固態(tài)成象器件和所述A/D轉(zhuǎn)換器的重復(fù)頻率，最好等于當(dāng)固態(tài)成象器件選擇第一模式作為操作模式時，準(zhǔn)備作為第二時鐘信號發(fā)送給所述A/D轉(zhuǎn)換器的重復(fù)頻率。


圖1是按本發(fā)明一個實(shí)施例的成象電路的框圖；圖2是按本發(fā)明一個實(shí)施例的成象電路中用的旋轉(zhuǎn)濾光片的平面視圖；圖3是有助于理解按本發(fā)明一個實(shí)施例的成象電路中用的位置傳感器檢測定時的，以及固態(tài)成象器件輸出的影象信號的輸出定時的時序圖；圖4是由固態(tài)成象裝置輸出的隔行掃描系統(tǒng)掃描線信號視圖，在二維的基礎(chǔ)上說明；圖5是按本發(fā)明一個實(shí)施例的成象電路用的驅(qū)動段部分的框圖；下面將介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是按本發(fā)明一個實(shí)施例的成象電路的框圖。
在圖1中，用點(diǎn)劃線圈起來的成象電路100分析顯像后照相底片11每一幀影象的曝光狀態(tài)。成象電路100包括一個用來確定各自最佳條件的照片顯像處理裝置10。
照片顯像處理裝置10除成象電路100外還包括將光照在負(fù)片11上的光源12；一幀幀地移動負(fù)片或使其停止用的卷片裝置13；控制卷片裝置13的操作用的卷片控制裝置13c；用變焦透鏡將負(fù)片11上的影象放大到要求的放大倍數(shù)用的變焦透鏡裝置14；調(diào)整變焦透鏡的放大倍數(shù)用的馬達(dá)14m；控制馬達(dá)14m用的變焦控制裝置14c；對通過透鏡裝置14的影象進(jìn)行分色用的旋轉(zhuǎn)濾光片15；驅(qū)動旋轉(zhuǎn)濾光片15用的馬達(dá)15m；檢測旋轉(zhuǎn)濾光片15的位置以確定影象攝入的定時用的位置傳感器16；控制馬達(dá)15m操作用的濾光片控制裝置15c；整體操縱照片顯影處理裝置10用的操縱裝置17。
成象電路100包括固態(tài)成象器件110、圈在雙點(diǎn)劃線框內(nèi)的驅(qū)動裝置120、采樣與保持裝置(S/H)130、放大器140及A/D轉(zhuǎn)換器150。
固態(tài)成象器件110由眾多的掃描線構(gòu)成，而每條掃描線又由沿水平方向排列的眾多光接收單元構(gòu)成，眾多的掃描線沿垂直方向排列。按照本發(fā)明，固態(tài)成象器件110利用電荷藕合器件(CCD)，其中按垂直方向排列494條掃描線，每條掃描線由按水平方向排列的768個光接收單元組成。固態(tài)成象器件110以這樣的方法順序輸出光接收信號，即響應(yīng)從驅(qū)動裝置120接收的時鐘信號，連續(xù)地輸出排列在同一條掃描線上的光接收單元所得到的光接收信號。
固態(tài)成象器件110具有兩個可以由后面將要介紹的模式選擇信號15S任選的輸出模式。第一模式是一種輸出模式，在此模式下，涉及494條掃描線的每一條上的768光接收單元的光接收信號彼此相加后輸出。第二模式是一種輸出模式，在此模式下，順序輸出排列在一條掃描線上的768光接收單元所涉及的光接收信號，然后再順序輸出排列在下一條掃描線上的768光接收單元所涉及的光接收信號。
驅(qū)動裝置120包括固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121、A/D驅(qū)動裝置122、時鐘選擇器123及基本時鐘發(fā)生器124。下文將要介紹驅(qū)動裝置120的細(xì)節(jié)。
采樣保持裝置130對固態(tài)成象器件110輸出的768個象素的光接收信號進(jìn)行采樣保持，將其變成連續(xù)的視頻信號，提供給其后的A/D轉(zhuǎn)換器150中的將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程。
放大器140把采樣保持裝置130輸出的模擬視頻信號放大至A/D轉(zhuǎn)換器150的A/D轉(zhuǎn)換過程所必需的電平。
A/D轉(zhuǎn)換器150按照從A/D驅(qū)動裝置122接收的時鐘信號，將放大后的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
操縱裝置17輸出一個用來控制卷片裝置13的卷片控制信號13s、一個控制變焦透鏡裝置14用的放大信號14s、以及一個選擇固態(tài)成象器件110模式用的模式選擇信號15s。
負(fù)片11裝在照片顯像處理裝置10的卷片裝置13上，其結(jié)構(gòu)如下。在這種條件下，當(dāng)負(fù)片11上影象的幀按操縱裝置7輸出的卷片控制信號13s，被送到預(yù)定的光接收位置上時，負(fù)片11被光源12發(fā)出的光照射。透過負(fù)片11的影象達(dá)到變焦透鏡裝置14，影象在這里被按照操縱裝置17輸出的放大信號14s調(diào)整到預(yù)定的放大倍數(shù)的變焦透鏡放大，然后被傳送到旋轉(zhuǎn)濾光片15。
圖2是按本發(fā)明一個實(shí)施例的成象電路中用的旋轉(zhuǎn)濾光器的平面視圖；如圖2所示，旋轉(zhuǎn)濾光片15包括園盤形濾光片框15f和黑、紅、綠和蘭4種類型的濾光片板15d，15r，15g及15b，分別裝在4個濾光片框15f的開孔內(nèi)。濾光片框15f設(shè)有旋轉(zhuǎn)位置傳感用的缺口15n。
旋轉(zhuǎn)濾光片15按模式選擇信號15s受濾光片控制裝置15c的控制，并被馬達(dá)15m驅(qū)動。按本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)濾光片15的旋轉(zhuǎn)周期，在第一模式下約為152.3m/sec，而在第二模式下約為446m/sec。
旋轉(zhuǎn)濾光片15被馬達(dá)15m驅(qū)動，沿箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)濾光片15每轉(zhuǎn)一圈，位置傳感器16就檢測缺口15n。結(jié)果，位置傳感器16產(chǎn)生位置傳感信號16s，然后位置傳感信號16s被送到固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121。
達(dá)到旋轉(zhuǎn)濾光片15的影象，只要旋轉(zhuǎn)濾光片15旋轉(zhuǎn)，就被順序地被4種類型的濾光片板15d，15r，15g及15b分色。4種類型的濾光片板15d，15r，15g及15b中，第一種濾光片板15d是遮光板，用來向成象電路100提供黑的基準(zhǔn)信號，第二、三及四種濾光片板15r，15g及15b是透光的薄膜，分別用來將影象分色成紅、綠和蘭。隨后，從影象框被分別分色成黑、紅、綠及蘭的四種類型的影象，順序提供給固態(tài)成象器件110。
圖3是有助于理解按本發(fā)明一個實(shí)施例的成象電路中用的位置傳感器檢測定時的，以及固態(tài)成象器件輸出的影象信號的輸出定時的時序圖；如圖3所示，在旋轉(zhuǎn)濾光片15轉(zhuǎn)一圈的過程中，從位置傳感器16產(chǎn)生位置傳感信號到下一個位置傳感信號，被分別分色成黑、紅、綠及蘭的四種類型的影象順序提供給固態(tài)成象器件110，于是固態(tài)成象器件110按圖3所示的定時中影象信號的各自的顏色，順序輸出四種類型的影象信號。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)濾光片15轉(zhuǎn)一圈，使負(fù)片分色幀結(jié)束，卷片控制裝置13c使卷片裝置13響應(yīng)操縱裝置17輸出的卷片控制信號13s啟動送片動作，將下一幀送到預(yù)定的受光位置。
固態(tài)成象器件110產(chǎn)生的輸出信號，根據(jù)被稱為逐行掃描及隔行掃描的兩種掃描模式讀出。按隔行掃描模式時，第一次，每隔一條掃描線掃描光接收單元，讀出信號，從而形成粗糙的總體影象(場影象)，第二次，以這樣的模式每隔一條掃描線掃描光接收單元，使得與第一次的掃描線錯開，讀出信號，從而形成完整的影象(幀影象)。另一方面，按逐行掃描模式時，輪流掃描多條掃描線，讀出信號，從而形成一個影象。
圖4是隔行掃描系統(tǒng)由固態(tài)成象裝置輸出的掃描線信號視圖，在二維的基礎(chǔ)上說明。
在圖4中，顯示了525條掃描線200a，200b，200c，…(實(shí)線)，201a，201b，201c，…(虛線)。
如上所述，按照本發(fā)明，固態(tài)成象器件110采用CCD(電荷藕合器件)，其中有494條掃描線，按垂直方向排列，每條有768個光接收單元，按水平方向排列。CCD總共輸出525個掃描線信號，包括494個以涉及光接收單元的光接收信號為基礎(chǔ)的掃描線信號，以及31個掃描線信號，用于15.5塊影象上、下兩側(cè)無數(shù)據(jù)的黑區(qū)。
現(xiàn)參照圖4，描述隔行掃描。第一次，每隔一條掃描線，順序輸出的涉及排列在每條掃描線200a，200b，200c，…(實(shí)線)上的768個光接收單元的光接收信號，構(gòu)成場影象。第二次，每隔一條掃描線，穿插在第一次兩條掃描線之間，順序輸出涉及排列在每條掃描線201a，201b，201c，…(虛線)上的768個光接收單元的光接收信號，構(gòu)成幀影象。這樣，就可以在屏幕上得到閃爍較少的影象。
順便指出，當(dāng)固態(tài)成象器件110按照模式選擇信號15s將操作模式切換為第二模式時，固態(tài)成象器件110順序地產(chǎn)生按上述隔行掃描模式掃描的信號。
另一方面，當(dāng)固態(tài)成象器件110將操作模式切換為第一模式時，固態(tài)成象器件110的光接收單元是按逐行掃描模式掃描的，使固態(tài)成象器件110以這樣的模式輸出光接收信號，使得在垂直方向排列的494條掃描線的每一條上的768個光接收單元所涉及的光接收信號，分別與相鄰掃描線上的768個光接收單元所涉及光接收信號中相關(guān)的一個相加。具體地說，參照圖4，固態(tài)成象器件110以這樣的模式輸出光接收信號，使得掃描線200a(實(shí)線)上768個光接收單元所涉及的光接收信號，分別與相鄰掃描線201b(虛線)上768個光接收單元所涉及光接收信號中相關(guān)的一個相加。然后，掃描線200b(實(shí)線)上768個光接收單元所涉及的光接收信號，分別與相鄰掃描線201c(虛線)上768個光接收單元所涉及光接收信號中相關(guān)的一個相加。此后，相鄰兩條掃描線上光接收單元所涉及的光接收信號分別彼此相加。
下面，將要描述按本發(fā)明一個實(shí)施例(參見圖1)成象電路用的驅(qū)動裝置120。如上所述，驅(qū)動裝置120包括固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121、A/D驅(qū)動裝置122、時鐘選擇器123及基本時鐘發(fā)生器124。
首先，以固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121的功能為中心，描述成象電路100。
圖5是按本發(fā)明一個實(shí)施例的成象電路用的部分驅(qū)動裝置的框圖；在驅(qū)動裝置120中，圖5表示固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121、時鐘選擇器123以及基本時鐘發(fā)生裝置124。在圖5中，A/D轉(zhuǎn)換器驅(qū)動裝置122未示出。
基本時鐘發(fā)生裝置124產(chǎn)生第一時鐘信號，供給時鐘選擇器123，產(chǎn)生第二時鐘信號提供給A/D驅(qū)動裝置122(未示出)。致于第一時鐘信號，有兩種類型的時鐘信號，一種是時鐘信號124a的第一重復(fù)頻率(14.3MHz)，另一種是時鐘信號124b的第二重復(fù)頻率(7.15MHz)。致于第二時鐘信號，則只有一種類型，時鐘信號124c的重復(fù)頻率為(7.15MHz)。
當(dāng)模式選擇信號15s設(shè)置第一模式時，時鐘選擇器123從基本時鐘發(fā)生裝置124提供的兩種第一時鐘信號中，選擇第一重復(fù)頻率(14.3MHz)的時鐘信號124a，并將其提供給固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121。另一方面，當(dāng)時鐘選擇器123從基本時鐘發(fā)生裝置124提供的兩種第一時鐘信號中，選擇第二重復(fù)頻率(7.15MHz)的時鐘信號124b，并將其提供給固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121。
固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121包括兩種類型的輸出控制電路，其中一種是第一輸出控制電路121a，用來以這樣的模式控制固態(tài)成象器件110的輸出，使得固態(tài)成象器件110的輸出模式設(shè)置成第一模式，而零一個是第二輸出控制電路121b，用來以這樣的模式控制固態(tài)成象器件110的輸出，使得固態(tài)成象器件110的輸出模式設(shè)置成第二模式。
當(dāng)模式選擇信號15s是用于指令選擇第一模式的信號時，固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121以第一重復(fù)頻率(14.3MHz)驅(qū)動固態(tài)成象器件110，并選擇第一輸出控制電路121a。另一方面，當(dāng)模式選擇信號15s是用于指令選擇第二模式的信號時，固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121以第二重復(fù)頻率(7.15MHz)驅(qū)動固態(tài)成象器件110，并選擇第二輸出控制電路121b。
A/D驅(qū)動裝置122(圖1)不管模式選擇信號15s，用來向A/D轉(zhuǎn)換器150提供重復(fù)頻率(7.15MHz)的第二時鐘信號，并驅(qū)動A/D轉(zhuǎn)換器150。
按模式選擇信號15s所作的模式選擇指示，成象電路100按如下模式運(yùn)行。
(在第一模式的情況下)在指示選擇第一模式的模式選擇信號15s被送到成象電路100(圖1)時，用來驅(qū)動固態(tài)成象器件110的固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121的輸出控制電路切換到第一輸出控制電路121a，從而使固態(tài)成象器件110切換到第一模式，在這種模式下，將排列在垂直方向上的兩條相鄰的掃描線上的光接收元素(每條768個)的光接收信號分別彼此相加并輸出。
固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121，根據(jù)位置傳感器16輸出的位置檢測信號16s，將攝取影象的時序初始化，然后把由基本時鐘發(fā)生器124發(fā)生并由時鐘選擇器123選擇的第一重復(fù)頻率(14.3MHz)的時鐘信號124a發(fā)送給固態(tài)成象器件110。響應(yīng)該時鐘信號124a，固態(tài)成象器件110以這樣的方式順序輸出光接收信號，即，連續(xù)地輸出通過排列在同一條掃描線上的光接收元素所得到的光接收信號。
這樣，設(shè)置成第一模式的固態(tài)成象器件110，將排列在垂直方向上的相鄰兩個光接收元素所得的光接收信號分別彼此相加并將結(jié)果輸出，這樣，相鄰兩個相近的信號成分的輸出電平彼此相加，形成一個平均大一倍的電平。另一方面，相鄰兩個信號的噪聲成分原來應(yīng)是彼此獨(dú)立的，因此，即使兩個信號彼此相加，但噪聲電平并不增大，大體上仍為相加之前的同一電平。結(jié)果，信噪比大約增大6分貝。換句話說，動態(tài)范圍約增大6分貝。這使負(fù)片的影象分析變得容易。在這種情況下，水平掃描線的數(shù)量減為原來(494)的一半(247)，因而垂直方向的分辨率也減半。但是，對于像負(fù)片曝光狀態(tài)分析這樣的用途并不成為問題。
這樣，設(shè)置成第一模式的固態(tài)成象器件110向采樣保持裝置130每幀水平方向輸出768個象素、垂直247個象素的光接收信號。采樣保持裝置130對固態(tài)成象器件110輸出的光接收信號進(jìn)行采樣保持，并以模擬視頻信號的形式輸出。放大器140將采樣保持裝置130輸出的模擬視頻信號放大到A/D轉(zhuǎn)換所必需的電平，然后將放大后的模擬視頻信號輸出給A/D轉(zhuǎn)換器150。
不論模式選擇信號15s設(shè)置何種模式，A/D驅(qū)動裝置122一律將重復(fù)頻率(7.15MHz)的時鐘信號124c發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換器150。
A/D轉(zhuǎn)換器150按A/D驅(qū)動裝置122發(fā)送的時鐘信號124c的重復(fù)頻率(7.15MHz)將放大后的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
以重復(fù)頻率(14.3MHz)驅(qū)動的固態(tài)成象器件110輸出的768個水平象素，以重復(fù)頻率(7.15MHz)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，這是固態(tài)成象器件110重復(fù)頻率(14.3MHz)的一半，所以水平象素的數(shù)目減半成384。
之所以要這樣做，是因?yàn)锳/D轉(zhuǎn)換器150的采樣次數(shù)是由固態(tài)成象器件110的水平象素數(shù)目768確定的，采樣次數(shù)高達(dá)14MHz，這使信噪比降低3-6分貝。為了防止出現(xiàn)這個問題，應(yīng)減少A/D轉(zhuǎn)換器150的采樣次數(shù)。
這樣，如果水平方向的分辨率減半，則信噪比可提高6分貝。于是，如前所述，按讀兩條掃描線的方法，除了得到信噪比約6分貝的改善以外，最后獲得的數(shù)字信號的動態(tài)范圍還可改善12分貝。
(在第二模式的情況下)在指示選擇第二模式的模式選擇信號15s被送到成象電路100(圖1)時，用來驅(qū)動固態(tài)成象器件110的固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121的輸出控制電路切換到第二輸出控制電路121b，從而使固態(tài)成象器件110切換到第二模式，在這種模式下，順序輸出一條掃描線上的光接收元素的光接收信號，然后順序輸出下一條掃描線上的光接收元素的光接收信號。
固態(tài)成象器件驅(qū)動裝置121，根據(jù)位置傳感器16輸出的位置檢測信號16s，將攝取影象的定時初始化，然后向固態(tài)成象器件110發(fā)送由基本時鐘發(fā)生器124發(fā)生并由時鐘選擇器123選擇的第二重復(fù)頻率(7.15MHz)的時鐘信號124b。響應(yīng)該時鐘信號124b，固態(tài)成象器件110以這樣的模式順序輸出光接收信號，即，連續(xù)地輸出通過排列在同一條掃描線的光接收元素所得到的光接收信號。
不論模式選擇信號15s為何，A/D驅(qū)動裝置122(圖1)一律將重復(fù)頻率(7.15MHz)的時鐘信號124c發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換器150。
這樣，設(shè)置成第二模式的固態(tài)成象器件110向采樣保持裝置130輸出光接收信號，每幀水平方向768個象素，垂直494個象素。采樣保持裝置130將固態(tài)成象器件110輸出的光接收信號進(jìn)行采樣保持，并將其作為模擬視頻信號輸出。放大器140將采樣保持裝置130輸出的信號放大至A/D轉(zhuǎn)換所必需的電平，并將這樣放大之后的模擬視頻信號輸出給A/D轉(zhuǎn)換器150。
A/D轉(zhuǎn)換器150按A/D驅(qū)動裝置122發(fā)送的時鐘信號124c的重復(fù)頻率(7.15MHz)將放大后的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
在第二模式的情況下，既然固態(tài)成象器件110和A/D轉(zhuǎn)換器150為相同的頻率所驅(qū)動，作為在第二模式下獲得數(shù)字信號，在水平方向上的象素數(shù)，就是固態(tài)成象器件110在水平方向上的光接收元素的光接收信號數(shù)768。作為在第二模式下獲得數(shù)字信號，在垂直方向上的象素數(shù)，就是固態(tài)成象器件110在垂直方向上的光接收元素數(shù)494。
為重復(fù)頻率(14.3MHz)所驅(qū)動的固態(tài)成象器件110輸出的輸出信號，雖然具有原有的諸如768×494高分辨率，但解象能力低。為了在不降低信噪比的情況下提高解象能力，可以降低固態(tài)成象器件110的時鐘信號的重復(fù)頻率。按照本實(shí)施例，固態(tài)成象器件110的重復(fù)頻率為7.15MHz，這是原有重復(fù)頻率14.3MHz的一半。
如上所述，當(dāng)固態(tài)成象器件110切換到第一模式作為操作模式時，所得數(shù)字信號的實(shí)際象素數(shù)為384H×247V。盡管分辨率比第二模式低，但能以高的動態(tài)范圍和高的處理速度進(jìn)行影象處理。
當(dāng)固態(tài)成象器件110切換到第二模式作為操作模式時，可以獲得高分辨率的數(shù)字信號，實(shí)際象素數(shù)為768H×494V。但是，在這種情況下，處理速度降到第一模式的一半。
順便指出，按照本實(shí)施例，有一個例子指出，在第一模式下，A/D轉(zhuǎn)換器150的時鐘信號的重復(fù)頻率為固態(tài)成象器件110的時鐘信號的重復(fù)頻率的一半。但是在第一模式下A/D轉(zhuǎn)換器150的時鐘信號的重復(fù)頻率，并不限制為固態(tài)成象器件110的時鐘信號的重復(fù)頻率的一半，而且可以按照成象電路的目的和用途，降低到比固態(tài)成象器件110的時鐘信號的重復(fù)頻率還低。
另外，按照本實(shí)施例，有一個例子，在第二模式下，固態(tài)成象器件110和A/D轉(zhuǎn)換器150的時鐘信號的重復(fù)頻率，為固態(tài)成象器件110的時鐘信號的重復(fù)頻率的一半。但是A/D轉(zhuǎn)換器150的時鐘信號的重復(fù)頻率，在第二模式下并不限制為固態(tài)成象器件110的時鐘信號的重復(fù)頻率的一半，而且可以按照成象電路的目的和用途，降低到比固態(tài)成象器件110的時鐘信號的重復(fù)頻率還低。
順便說一句，如果有這樣的一種設(shè)計，其固態(tài)成象器件110和A/D轉(zhuǎn)換器150在第二模式下的時鐘信號重復(fù)頻率，與第一模式下A/D轉(zhuǎn)換器150的時鐘信號的重復(fù)頻率相同，就有可能簡化成象電路的電路配置。從降低成本的角度來看，這是有利的。
另外，按照本實(shí)施例，有一個例子，在第一模式下，固態(tài)成象器件110同時讀相鄰兩條掃描線。但是，同時讀的掃描線數(shù)并不限于兩條。作同時讀三條或更多的掃描線的安排也是可以接受的。這樣，同時讀出的掃描線數(shù)增加，可使處理速度提高3倍或更多。
另外，盡管按本實(shí)施例有一個例子表明，成象電路中包括了采用旋轉(zhuǎn)濾光片作為分色裝置，但按本發(fā)明的成象電路并不限于彩色影象處理。從按本發(fā)明的成象電路去掉分色裝置，就很容易安排一種黑白影象處理用的成象電路。
如上所述，按本發(fā)明的成象電路，單一的成象電路備有高動態(tài)范圍的輸出模式和涉及高分辨率的輸出模式，并且，可以實(shí)現(xiàn)僅用簡單的模式選擇操作，就可以在兩個模式中進(jìn)行選擇的成象電路。這樣，對于需要高動態(tài)范圍來分析影象的情況，和需要高分辨率硬拷貝供觀賞和保存的情況，就不需要準(zhǔn)備幾部不同的電視攝象機(jī)。因此，可以預(yù)期它有很高的可操作性。另外，加入了本發(fā)明的成象電路的影象處理裝置，其電路安排可以簡化，這也有助于降低成本。
本發(fā)明盡管是針對特定的說明性的實(shí)施例來描述的，但并不限于這些實(shí)施例，而僅受后附的權(quán)利要求書的限制?？梢灶A(yù)期，本專業(yè)的普通技術(shù)人員可以在不越出本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對這些實(shí)施例作出改變或修改。
權(quán)利要求
1.一種成象電路，它包括固態(tài)成象器件，其中各自由眾多的排列在預(yù)定的第一方向上的光接收單元組成的眾多的掃描線排列在與第一方向相交的第二方向上，所述固態(tài)成象器件響應(yīng)預(yù)定的第一時鐘信號，順序地輸出排列在同一掃描線上的光接收單元產(chǎn)生的光接收信號，從而連續(xù)地輸出光接收信號，以及A/D轉(zhuǎn)換器，它用于按照預(yù)定的第二時鐘信號，將固態(tài)成象器件輸出的光接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，其特征在于所述固態(tài)成象器件具有第一模式和第二模式，在第一模式下，排列在第二方向上的眾多相鄰的掃描線上眾多光接收單元的光接收信號，彼此相加，并在眾多掃描線的基礎(chǔ)上輸出，而在第二模式下，逐條掃描線地，順序輸出排列在一條掃描線上眾多的光接收單元的光接收信號，所述第一模式和第二模式可以按照預(yù)定的模式選擇信號來任意選擇，所述固態(tài)成象器件還包括驅(qū)動裝置，其中，當(dāng)固態(tài)成象器件選擇第一模式作為操作模式時，將具有預(yù)定的第一重復(fù)頻率的時鐘信號作為第一時鐘信號發(fā)送給固態(tài)成象器件，而將具有比第一重復(fù)頻率低的預(yù)定的第二重復(fù)頻率的時鐘信號作為第二時鐘信號發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換器，而當(dāng)固態(tài)成象器件選擇第二模式作為操作模式時，將具有預(yù)定的重復(fù)頻率的時鐘信號作為第一時鐘信號和第二時鐘信號發(fā)送給固態(tài)成象器件和A/D轉(zhuǎn)換器。
2.按權(quán)利要求1的成象電路，其特征在于作為發(fā)送給所述固態(tài)成象器件和所述A/D轉(zhuǎn)換器的第一時鐘信號和第二時鐘信號的時鐘信號的重復(fù)頻率，在固態(tài)成象器件選擇第二模式作為操作模式時，與在固態(tài)成象器件選擇第一模式作為操作模式時發(fā)送給所述A/D轉(zhuǎn)換器的第二時鐘信號的重復(fù)頻率相同。
全文摘要
成象電路包括固態(tài)成象器件、A/D轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動裝置。固態(tài)成象器件具有第一模式和第二模式。第一和第二模式可以按照預(yù)定的模式選擇信號任意選擇。在驅(qū)動裝置中，當(dāng)固態(tài)成象器件選擇第一模式時，將具有預(yù)定的第一重復(fù)頻率的時鐘信號發(fā)送給固態(tài)成象器件，而將具有比第一重復(fù)頻率低的預(yù)定的第二重復(fù)頻率的另一個時鐘信號發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換器，而當(dāng)固態(tài)成象器件選擇第二模式時，將具有預(yù)定的重復(fù)頻率的時鐘信號發(fā)送給固態(tài)成象器件和A/D轉(zhuǎn)換器。
文檔編號H04N5/343GK1155808SQ9612264
公開日1997年7月30日 申請日期1996年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月17日
發(fā)明者長谷川孝美, 梅本長司 申請人:普羅特克日本株式會社, 諾日士鋼機(jī)株式會社