DE69316408T2 - Videokamera - Google Patents

Description

• Die US-A 4 855 829 beschreibt beispielsweise eine Blendenkorrekturschaltung, die bei einer Videokamera angewandt wird. Bekanntlich wird die Blendenkorrekturschaltung dazu verwendet, um eine Ansprechverschlechterung einer Bildabtasteinrichtung zu kompensieren und die Schärfe bei der Videokamera zu betonen.
• Es sind seit einiger Zeit im Handel Videokameras erhältlich, die eine CCD (ladungsgekoppelte Einrichtung) besitzen, die aus 400 000 Pixeln besteht. Diese 400 000-Pixel-CCD wird mit einer Horizontal-Ansteuerfrequenz von 14,3 MHz angesteuert. Bei der obigen Videokamera wird ein Ausgangssignal von der 400 000-Pixel-CCD in ein Digitalsignal, welches als Hauptzeilensignal dient, durch einen Analog-Digital-Umsetzer (A/D) umgesetzt. Ein Blenden- oder Aperturkorrektursignal wird aus einem so umgesetzten Digitalsignal durch eine Blendensignalerzeugungsschaltung gebildet. Das gebildete Blendensignal und das Digitalsignal, welches als Hauptzeilensignal dient, wird addiert, um ein korrigiertes Digitalsignal bereitzustellen. Das korrigierte Digitalsignal wird durch eine Videosignalerzeugungsschaltung in ein digitales Luminanzsignal und digitale Farbdifferenzsignale oder ein digitales zusammengesetztes Videosignal umgesetzt.
• Bei der derart aufgebauten herkömmlichen Videokamera wird der A/D-Umsetzer, die Blendensignalerzeugungsschaltung und die Videosignalerzeugungsschaltung mit einer Taktfrequenz von 14,3 MHz angesteuert, die die gleiche Frequenz wie eine Horizontal-Ansteuerfrequenz der 400 000-Pixel-CCD ist. In diesem Fall gibt es 560 Fernsehzeilen als horizontale Grenzauflösung.
• Als horizontale Grenzauflösung für einen hochauflösenden Fernsehempfänger müssen ungefähr 700 Fernsehzeilen oder mehr vorgesehen sein. Daher werden bei der herkömmlichen Videokamera, um eine horizontale Grenzauflösung zu steigern, ein Pixel G räumlich von Pixeln R und B um eine halbe Pixelteilung versetzt, wobei die 400 000-Pixel-CCD und der A/D-Umsetzer mit der Taktfrequenz von 14,3 MHz angesteuert werden, und die Blendenöffnungserzeugungsschaltung, die Videosignalerzeugungsschaltung usw. werden mit einer Taktfrequenz von 28,6 MHz angesteuert. Mit dieser Anordnung kann die horizontale Grenzauflösung auf 900 Fernsehzeilen angehoben werden. Wenn jedoch die Videokamera wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird der elektrische Leistungsverbrauch der Schaltungen, insbesondere der elektrische Leistungsverbrauch der Videosignalerzeugungsschaltung beträchtlich vergrößert.
• Die EP-A 0 368 354 beschreibt eine Bildabtasteinrichtung, bei der die CCD für grüne Pixel um eine halbes Pixel gegenüber den roten und blauen Pixel-CCDs versetzt ist. Es ist eine Blendenkorrekturschaltung vorgesehen, die mit der zweifachen Frequenz der CCDs arbeitet.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Videokamera bereitgestellt, die drei Bildabtasteinrichtungen hat, bei denen ein Pixel eines Kanals von Kanälen, die drei Primärfarben bilden, räumlich von den anderen Pixeln der beiden Kanäle um ein halbes Pixel versetzt ist, mit:
• einer Analog-Digital-Umsetzungseinrichtung zum Umsetzen der drei analogen Primärfarbsignale, die von drei Bildabtasteinrichtungen ausgegeben werden, in drei digitale Primärfarbsignale;
• einer Blendenkorrektursignalerzeugungseinrichtung, die mit Ausgangssignalen der A/D-Umsetzungseinrichtung beliefert wird und die ein Blendenkorrektursignal aus den drei digitalen Primärfarbsignalen bildet;
• einer ersten Addiereinrichtung, um das Blendenkorrektursignal, welches von der Blendenkorrektursignalerzeugungseinrichtung ausgegeben wird, mit den drei digitalen Primärfarbsignalen zu addieren, die von der A/D-Umsetzungseinrichtung ausgegeben werden; und
• einer Erzeugungseinrichtung, um Farbdifferenzsignale und ein erstes Luminanzsignal auf der Basis eines Ausgangssignals der ersten Addiereinrichtung zu bilden;
• gekennzeichnet durch
• einen zweiten Addierer, um das Blendenkorrektursignal zum ersten Luminanzsignal zu addieren, welches von der Erzeugungseinrichtung ausgegeben wird, um ein zweites Luminanzsignal zu bilden;
• eine Abwärts-Abtasteinrichtung, um vorher das Blendenkorrektursignal nach unten abzutasten, um das Blendenkorrektursignal zur ersten Addiereinrichtung zu liefern; und
• einen Ratenumsetzer, um vorher das erste Luminanzsignal bezüglich der Rate umzusetzen, um das erste Luminanzsignal zum zweiten Addierer zu liefern;
• und dadurch gekennzeichnet ist, daß
• die Taktfrequenz der Blendenkorrektursignalerzeugungseinrichtung so eingestellt ist, daß sie die zweifache der Taktfrequenz der Erzeugungseinrichtung ist, und die Taktfrequenz des zweiten Addierers so eingestellt wird, daß sie die zweifache der Taktfrequenzen der Bildabtasteinrichtungen, des A/D-Umsetzers und der Erzeugungseinrichtung ist.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Hilfe eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1, die aus Fig. 1A und 1B besteht, eine Blockdarstellung ist, die eine Videokamera zeigt, die nicht eine Ausführungsform der Erfindung, wie diese beansprucht ist, ist;
• Fig. 2A bis 2F Frequenzkennlinien sind, die dazu verwendet werden, die Wirkungsweise der in Fig. 1 gezeigten Videokamera zu erklären;
• Fig. 3A bis 3G Frequenzkennlinien sind, die dazu verwendet werden, die Wirkungsweise der in Fig. 1 gezeigten Videokamera zu erklären;
• Fig. 4, die aus Fig. 4A und 4B besteht, eine Blockdarstellung ist, die eine Videokamera nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
• Fig. 5A bis 5D Frequenzkennlinien sind, die dazu verwendet werden, die in Fig. 4 gezeigte Videokamera zu erklären.
• Wie in Fig. 1, die aus den Figuren 1A und 1B besteht, die auf zwei Zeichnungsblättern gezeichnet sind, um einen geeigneten großen Maßstab zu ermöglichen, gezeigt ist, sind zweidimensionale Bildabtasteinrichtungen 1 bis 3 vorgesehen, die CCDs sind, die entsprechend entsprechenden Kanälen der drei Primärfarben zugeteilt sind. Bei diesen CCDs 1 bis 3 ist ein Pixel (in diesem Fall das Pixel G), die die drei Primärfarbenpixel bilden, räumlich (optisch) gegenüber den verbleibenden zwei Pixeln (Pixel R und B) um eine halbe Pixelteilung versetzt. Jede dieser CCDs 1 bis 3 umfaßt 500 000 Pixel und wird mit einer Horizontal-Ansteuerfrequenz von 18 MHz angesteuert.
• Analoge Drei-Primärfarbsignale Go, Ro Bo von den CCDs 1 bis 3 werden über Verstärker 4 bis 6 zu A/D-Umsetzern 7 bis 9 geliefert, die jeweils eine Taktfrequenz von 18 MHz haben. Die A/D-Umsetzer 7 bis 9 setzen die elektrischen Signale, die zu ihnen von den CCDs 1 bis 3 geliefert werden, in digitale Drei- Primärfarbsignale G&sub1;, R&sub1; bzw. B&sub1; um. In Fig. 1 sind die Taktfrequenzen (MHz) der jeweiligen Schaltungen in Klammern gezeigt, beispielsweise (18 MHz), (18) oder dgl., in Blockschaltungen oder in der Nähe der Signalleitungen.
• Fig. 2A zeigt eine Frequenzkennlinie des Signals G&sub1; (die Abszisse stellt die Frequenz f (MHz) dar und die Ordinate stellt eine normierte Amplitude A dar). In Fig. 2A stellt eine Frequenzkennlinie 101, die durch eine durchgehende Linie dargestellt ist, von einem Strom mit der Frequenz 0 (anschließend als 0 MHz bezeichnet, wenn notwendig), d.h. von 0 bis 18 MHz eine Basisbandkomponente dar, und eine Frequenzkennlinie 102, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, von 0 bis 18 MHz eine Spiegelkomponente dar. Da bei dieser Ausführungsform das Band des analogen Videosignals, welches letztlich erforderlich ist, auf 9 MHz beschränkt ist, braucht eine Frequenzkomponente, die höher als 18 MHz ist, nicht in Betracht gezogen werden. Der Grund, daß das Frequenzband der Signale G&sub1;, R&sub1; und B&sub1; bis zu 18 MHz betrachtet werden, besteht darin, daß eine Kennlinie eines optischen Tiefpaßfilters LPF, welches nicht gezeigt ist, welches zwischen den CCDs 1 bis 3 und einer Linse (nicht gezeigt) angeordnet ist, ein Band von 0 bis 18 MHz hat. Das obige optische Tiefpaßfilter besitzt eine geringe Dämpfungscharakteristik, so daß, wenn ein optisches Tiefpaßfilter, welches ein Band von 0 bis 9 MHz hat, verwendet wird, eine Signalkomponente bis zu 9 MHz zu stark reduziert wird und damit ein Signal-Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) verschlechtert wird. Aus diesem Grund wird ein optisches Tiefpaßfilter, welches ein Band von 0 bis 18 MHz hat, verwendet.
• Fig. 2B zeigt die Frequenzkennlinie der Signale R&sub1; und B&sub1;. In Fig. 2B stellt eine Frequenzkennlinie 103, die durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, von 0 bis 18 MHz eine Basisbandkomponente dar, und eine Frequenzkennlinie 104, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, zeigt eine Spiegelkomponente.
• Die Spiegelkomponenten, die die obigen Frequenzkennlinien 102, 104 haben, werden durch die Abtastverarbeitung in den A/D-Umsetzern 7 bis 9 erzeugt. In Fig. 2A und 2B sind die Frequenzkennlinien 102, 104 der Spiegelkomponenten um die Frequenzachse invertiert. Der Grund dafür ist wie folgt. Da die CCDs 1 bis 3 räumlich um eine halbe Pixelteilung versetzt sind, wird eine Hilfs-Nyquist-Abtastung ausgeführt, so daß ein Abtastzyklus in den A/D-Umsetzern 8, 9 von der des A/D-Umsetzers 7 um eine Phase π versetzt ist.
• Die Taktfrequenz (Abtastfrequenz) von 18 MHz ist durch einen Pfeil 105 in positiver Richtung in Fig. 2A dargestellt, und die Taktfrequenz (Abtastfrequenz) von 18 MHz ist durch einen Pfeil 106 in negativer Richtung dargestellt. Der Pfeil 106 in negativer Richtung wird dazu verwendet, um auszudrücken, daß die Phase um π gegenüber der Periode der Taktfrequenz versetzt ist, die durch den Pfeil 105 in positiver Richtung angedeutet ist.
• Die Signale G&sub1;, R&sub1;, B&sub1;, die die obigen Frequenzkennlinien haben, werden zu einer Vorverarbeitungsschaltung 25 geliefert. Die Vorverarbeitungsschaltung 25 verarbeitet die Signale G&sub1;, R&sub1;, B&sub1; in einer geeigneten Verarbeitungsweise, beispielsweise einer Interpolation von fehlerhaften Pixeln oder dgl. und gibt dann die interpolierten Signale G&sub2;, R&sub2;, B&sub2; aus. Bei dieser Ausführungsform ist die Frequenzkennlinie der interpolierten Signale G&sub2;, R&sub2; und B&sub2; gleich der Kennlinie 101, 103 der Signale G&sub1;, R&sub1; und B&sub1;.
• Das Signal G&sub2; wird zu einem Tiefpaßfilter 26 und zu einem Eingangsanschluß eines Addierers 31 geliefert, der eine Blendensignalerzeugungsschaltung 30 bildet. Das Signal R&sub2; wird zu einem Interpolationsfilter 27 (IPF) und zu einem anderen Eingangsanschluß der Addierschaltung 31 geliefert. Das Signal B&sub2; wird zu einem Interpolationsfilter 28 (IPF) geliefert.
• Fig. 2C zeigt eine Frequenzkennlinie 106 des Tiefpaßfilters 26, welches eine Grenzfrequenz von 9 MHz hat, zu welchem das Signal G&sub2; geliefert wird. Fig. 2D zeigt die Frequenzkennlinien 107 der Interpolationsfilter 27 und 28, zu denen das Signal R&sub2; und B&sub2; geliefert wird. Jedes Interpolationsfilter 27 und 28 besitzt ein Halb-Pixel-Gruppenverzägerungselement, um die Phase des Signals B&sub2; gleich der des Signals G&sub2;, zu machen, und ein Tiefpaßfilter, welches den gleichen Aufbau wie das Tiefpaßfilter 26 hat.
• Fig. 2E zeigt eine Frequenzkennlinie eines Signals G&sub3;, welches das Ergebnis der Verarbeitung des Signals G&sub2; durch das Tiefpaßfilter 26 ist, welches die Frequenz 101 hat. Auch in Fig. 2E muß nur eine Frequenzkennlinie 109 von 0 bis 9 MHz, die durch eine durchgezogene Linie gezeigt ist, betrachtet werden. Die Frequenzkennlinie des Signals G&sub3;, die in Fig. 2E gezeigt ist, wird als Antwort auf ein Produkt von Übertragungsfunktionen des Signals G&sub1;, welches in Fig. 2A gezeigt ist, und des Tiefpaßfilters 26, welches in Fig. 2C gezeigt ist, erhalten.
• Fig. 2F zeigt die Frequenzkennlinien der Signale R&sub3;, B&sub3;, die sich aus der Verarbeitung der Signale R&sub2; und B&sub2;, die die Frequenzkennlinie 103 haben, durch die Tiefpaßfilter 27, 28 ergeben. In diesem Fall muß nur eine Frequenzkennlinie 114 von 0 bis 9 MHz, die durch eine durchgezogene Linie gezeigt ist, betrachtet werden. Die Frequenzkennlinien der Signale R&sub3;, B&sub3;, die in Fig. 2F gezeigt sind, werden in Abhängigkeit von einem Produkt der Übertragungsfunktionen der Signale R&sub1;, B&sub1;, die in Fig. 2B gezeigt sind, und der Interpolationsfilter 27, 28, die in Fig. 2D gezeigt sind, erhalten.
• Ein Studium der Fig. 2E und 2F zeigt, daß das Frequenzband auf 0 bis 9 MHz begrenzt ist und daß Spiegelkomponenten innerhalb dieses Frequenzbandes auf Frequenzkennlinien 115, 116, die durch gestrichelte Linien gezeigt sind, gedämpft sind.
• Die Signale G&sub3;, R&sub3;, B&sub3;, deren Phasenunterschiede beseitigt sind, werden durch eine Maskierungsschaltung 35 bezüglich ihrer Farbe korrigiert und als Signale G&sub4;, R&sub4;, B&sub4; geliefert. Die Signale G&sub4;, R&sub4;, B&sub4; werden jeweils zu einem Blendensignal DTL&sub3; durch Addierschaltungen 36 bis 38 addiert, so daß sie als Signale G&sub5;, R&sub5;, B&sub5; erzeugt werden. Die Signale G&sub5;, R&sub5;, B&sub5; werden bezüglich ihrer Gamma-Kennlinie und ihrer Begrenzungskennlinie durch γ-/Begrenzungskorrekturschaltungen 40 bis 42 korrigiert, so daß sie als Signale G&sub6;, R&sub6;, B&sub6; erzeugt werden. Die Signale G&sub6;, R&sub6;, B&sub6; werden zu einem Blendensignal DTL&sub4; durch Addierschaltungen 43 bis 45 addiert, um dann als Signale G&sub7;, R&sub7;, B&sub7; blenden-korrigiert erzeugt zu werden. Wenn die Blendenkorrekturverarbeitung nicht ausgeführt wird, werden die Blendensignale DTL&sub3;, DTL&sub4;, die zu den Addierschaltungen 36 bis 38 und zu den Addierschaltungen 43 bis 45 geliefert werden, auf Null gehalten, da die Mischverhältnissignale M&sub1;, M&sub2;, die über die Anschlüsse 56, 47 von einer Systemsteuerung (nicht gezeigt) zu den Addierschaltungen 32, 33 geliefert werden, dann auf Null gehalten werden.
• Die Signale G&sub7;, R&sub7;, B&sub7; werden zu einer Matrixschaltung 48 einer Videosignalerzeugungsschaltung 50 geliefert, die aus einer Matrixschaltung 48 und einem Codierer 49 besteht. Die Matrixschaltung 48 setzt die Signale G&sub7;, R&sub7;, B&sub7; in Luminanzsignale Y&sub1;, Y&sub2; und Farbdifferenzsignale (R-Y), (B-Y) um, die ein digitales Videosignal bilden.
• Fig. 3A zeigt eine Frequenzkennlinie des Luminanzsignals Y&sub1;, welches bereitgestellt wird, wenn die Blendenkorrekturverarbeitung nicht ausgeführt wird. In diesem Fall muß die Frequenzkennlinie 117 des Basisbands, die durch eine durchgezogene Linie gezeigt ist, in Betracht gezogen werden. Wie durch die Frequenzkennlinie 117 klar wird, werden Spiegelkomponenten der Frequenzkennlinien 115, 116 (siehe Fig. 2E und 2F) der Signale G&sub3;, R&sub3;, B&sub3; durch die Berechnung innerhalb der Matrixschaltung 48 gelöscht, so daß keine Spiegelkomponente in der Basiskomponente des Luminanzsignals Y&sub1; existiert.
• Wenn ein Luminanzsignal Y&sub2; bereitgestellt wird, nachdem die Blendenkorrekturverarbeitung erhalten wird, wird das Signal G&sub2; und das Signal R&sub2; mit einer zweifachen Ansteuertaktfrequenz von 36 MHz durch die Addierschaltung 31 innerhalb der Blendensignalerzeugungsschaltung addiert, um ein addiertes Signal (G&sub2; + R&sub2; zu erhalten. Der Grund dafür, daß die Signale G&sub2; und R&sub2; mit 36 MHz addiert werden, besteht darin, daß die Signalkomponente des Signals G&sub2; in der Signalkomponente des Signals R&sub2; aufgrund des obigen Versatzes um ein halbes Pixel existiert.
• Fig. 3B zeigt eine Frequenzkennlinie des addierten Signals (G&sub2; + R&sub2;). Eine Frequenzkennlinie 120 ist eine Kennlinie, die aus einer künstlichen Erzeugung der Frequenzkennlinie, die in Fig. 2A gezeigt ist, und der Frequenzkennlinie, die in Fig. 2B gezeigt ist, resultiert.
• Damit sind die Spiegelkomponenten von 0 bis 18 MHz gelöscht und existieren in der Frequenzkennlinie 120 nicht.
• Fig. 3C zeigt eine künstlich erzeugte Frequenzkennlinie eines Hochpaßfilters 32 (HPF), welches die Blendenkorrekturschaltung 30 bildet, und eines Tiefpaßfilters 33, welches mit dem Ausgang des Hochpaßfilters 32 verbunden ist, d.h., eine Bandpaßfilterkennlinie (BPF-Kennlinie) oder eine Differentialkennlinie. Im Tiefpaßfilter 33 wird, nachdem das Band des Blendensignais DTL&sub1; auf 0 bis 9 MHz durch eine Ansteuertaktfrequenz von 36 MHz begrenzt ist, ein sogenanntes Abwärtsabtasten durch eine Ansteuertaktfrequenz von 18 MHz ausgeführt, um dadurch notwendige Daten auszuwählen und die verbleibenden Daten zu beseitigen. Das Abwärts-Abtasten wird ausgeführt, um das Blendensignal DTL&sub2; zu den Signalen G&sub4;, R&sub4;, B&sub4; und den Signalen G&sub6;, R&sub6;, B&sub6; zu addieren, die Hauptzeilensignale sind, die bei 18 MHz arbeiten.
• Fig. 3D zeigt eine Frequenzkennlinie des Blendensignals DTL&sub2;, welche das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 33 ist. Diese Frequenzkennlinie wird als Antwort auf ein Produkt einer Übertragungsfunktion erhalten, die der Frequenzkennlinie 120, die in Fig. 3B gezeigt ist, entspricht, und einer Übertragungsfunktion, die der Frequenzkennlinie, die in Fig. 3C gezeigt ist, entspricht. In diesem Fall muß die Frequenzkennlinie von 0 bis 9 MHz in Betracht gezogen werden.
• Das Blendensignal DTL&sub2;, welches eine solche Kennlinie hat, wird mit Mischverhältnissen M&sub1;, M&sub2; durch die Multiplizierschaltungen 32, 33 multipliziert, wodurch Blendensignale DTL&sub3; und DTL&sub4; erzeugt werden, die vorgegebene Amplituden haben, und dann zu den Signalen G&sub4;, R&sub4;, B&sub4; bzw. den Signalen G&sub6;, R&sub6;, B&sub6; addiert.
• Fig. 3E zeigt eine Frequenzkennlinie 127 des blendenkorrigierten Luminanzsignals Y&sub2;, welches das Ausgangssignal der Matrixschaltung 48 ist. Die Frequenzkennlinie 127 zeigt eine Frequenzkennlinie des Luminanzsignals Y&sub2;, die sich aus dem Addieren des Luminanzsignals Y&sub1;, welches die Frequenzkennlinie 117 hat, die Fig. 3A gezeigt ist, mit dem Blendensignal DTL&sub2; ergibt, welches die Frequenzkennlinie 126 hat, die in Fig. 3D gezeigt ist. Die Frequenzkennlinie 127 von 0 bis 9 MHz dieses Luminanzsignals Y&sub2; enthält keine Spiegelkomponente.
• Dann wird das Luminanzsignal Y&sub2; und die Farbdifferenzsignale (R-Y), (B-Y), welche nicht blenden-korrigiert wurden, und das Luminanzsignal Y&sub2; und die Farbdifferenzsignale (R-Y), (B-Y), die blenden-korrigiert wurden, durch einen Codierer 49 in zusammengesetzte Videosignale CV&sub1; (monochrom), CV&sub2; (Farbe) umgesetzt, die digitale Videosignale sind, die durch D/A-Umsetzer 51, 52 in analoge zusammengesetzte Videosignale CV&sub3;, CV&sub4; umgesetzt werden und dann über einen Ausgangsanschluß 53 zu einem Sucher (nicht gezeigt) und über einen Ausgangsanschluß 54 nach außen geliefert werden. Da die derart umgesetzten analogen zusammengesetzten Videosignale CV&sub3;, CV&sub4; bezüglich ihres Bandes auf 9 MHz durch die analogen Tiefpaßfilter beschränkt sind, bevor sie in der Praxis verwendet werden, muß eine Signalkomponente (Rauschkomponente), die 9 MHz übersteigt, nicht in Betracht gezogen werden. Sogar wenn die Blendenkorrekturverarbeitung ausgeführt wird, wird das Blendenkorrektursignal DTL&sub3;, welches die gleiche Amplitude hat, zu den Signalen G&sub4;, R&sub4;, B&sub4; addiert, und das Blendenkorrektursignal DTL&sub4;, welches die gleiche Amplitude hat, wird zu den Signalen G&sub6;, R&sub6;, B&sub6; addiert. Daher werden die Farbdifferenzsignale (R-Y), (B-Y) nicht geändert, sogar dann nicht, wenn das Luminanzsignal Y&sub1;, welches nicht durch die Blendenkorrektur verarbeitet wurde, in das blenden-korrigierte Luminanzsignal Y&sub2; geändert wird.
• Die Luminanzsignale Y&sub1;, Y&sub2; und die Farbdifferenzsignale (R-Y), (B-Y) werden vorübergehend durch Ratenumsetzungsschaltungen 56 in 54 MHz umgesetzt, welches das kleinste gemeinsame Vielfache von 18 MHz und 13,5 MHz ist, und dann in digitale Videosignale Y&sub3;, (R-Y)&sub3;, und (B-Y)&sub3; eines sogenannten D1-Formats umgesetzt, welches aus einem Luminanzsignal Y&sub3; gebildet ist, welches eine Taktfrequenz von 13,5 MHz hat, und aus Farbdifferenzsignalen (R-Y), (B-Y) gebildet ist, die eine Taktfrequenz von 6,75 MHz haben.
• Fig. 3F zeigt eine Frequenzkennlinie 134 des Tiefpaßfilters innerhalb der Ratenumsetzungsschaltung 56. In dieser Ratenumsetzungsschaltung 56 wird das Band vorübergehend auf 6,72 MHz durch das obige Tiefpaßfilter begrenzt und die Daten werden bei jeweils vier ausgedünnt, um ein Ausgangssignal von 13,5 MHz bereitzustellen.
• Das Luminanzsignal Y&sub3; und die Farbdifferenzsignale (R- Y)&sub3; und (B-Y)&sub3;, welche digitale Videosignale sind, die in das D1-Format umgesetzt wurden, werden über Ausgangsanschlüsse 57 bis 59 zu einem Videobandrekorder (nicht gezeigt) geliefert. Fig. 3G zeigt eine Frequenzkennlinie 137 des Luminanzsignals Y&sub3;.
• Wie oben beschrieben werden gemäß dieser Ausführungsform die CCDs 1 bis 3, die jeweils 500 000 Pixel haben, die in einem räumlichen Pixelversatz angeordnet sind, so verwendet, daß die Schaltungselemente, die von der Blendensignalerzeugungsschaltung 30 sich unterscheiden, der Tiefpaßteil des Tiefpaßfilters 33 und die Ratenumsetzungsschaltung 56 mit der gleichen Taktfrequenz von 18 MHz als Horizontal-Ansteuerfrequenz der CCDs 1 bis 3 angesteuert werden. Die Häherfrequenzbandkomponenten der Signale G&sub2;, R&sub2; werden mit 36 MHz, die die zweifache der obigen Abtastfrequenz von 18 MHz ist, in der Blendensignalerzeugungsschaltung 30 addiert, und nur die Höherfrequenzbandkomponente wird durch das Hochpaßfilter 32 durchgelassen, um das Blendensignal DTL&sub1; zu bilden. Danach wird durch das Tiefpaßfilter 33 und die sogenannte Abwärtsabtastverarbeitung innerhalb des Tiefpaßfilters 32 auf die Frequenz von 18 MHz ausgedünnt, um das Blendensignal DTL&sub2; zu bilden. Anschließend werden die Blendensignale DTL&sub3;, DTL&sub4;, die dem Blendensignal DTL2 entsprechen, zu den Signalen G&sub4;, R&sub4;, B&sub4; und den Signalen G&sub6;, R&sub6;, B&sub6;, die als Hauptzeilensignale dienen, mit einer Betriebsfrequenz von 18 MHz addiert. Dann werden auf der Basis der blenden-korrigierten Signale G&sub7;, R&sub7;, B&sub7;, das Luminanzsignal Y&sub2; und die Farbdifferenzsignale (R-Y), (B-Y), die digitale Videosignale sind, und der zusammengesetzten Videosignale CV&sub1;, CV&sub2;, die digitale Videosignale sind, durch die Videosignalerzeugungsschaltung 50 gebildet.
• Damit kann bei der obigen Verarbeitung die hochauflösende Eigenschaft durch die Blendenkorrekturverarbeitung auf der Basis der Blendensignalerzeugungsschaltung 30, die mit der zweifachen Taktfrequenz von 36 MHz betrieben wird, beibehalten werden, und die horizontale Grenzauflösung des angezeigten Bildes bei den zusammengesetzten Videosignalen CV&sub1;, CV&sub2; wird ungefähr zu 720 Fernsehzeilen, die eine ausreichende Auflösung bei der gegenwärtigen Praxis bereitstellen.
• Da die Taktfrequenzen der Schaltungen mit Ausnahme der Blendensignalschaltung 30 grundsätzlich bei 18 MHz gewählt sind, was die Hälfte der Taktfrequenz 36 MHz ist, um die Blendensignalerzeugungsschaltung 30 anzusteuern, kann der elektrische Leistungsverbrauch der Schaltung, insbesondere der elektrische Leistungsverbrauch der Videosignalerzeugungsschaltung 50 beträchtlich verringert werden.
• Wie oben beschrieben wird gemäß der Videokamera nach der vorliegenden Erfindung die Ansteuertaktfrequenz der Blendensignalerzeugungsschaltung so ausgewählt, daß sie zweimal so groß ist wie die Taktfrequenz der Bildabtasteinrichtung, des A/D-Umsetzers, der Addierschaltung und der Videosignalerzeugungsschaltung. Daher kann die Hochauflösungs-Eigenschaft durch die Blendenkorrekturverarbeitung auf der Basis der Blendensignalerzeugungsschaltung beibehalten werden, die mit der zweiten Taktfrequenz angesteuert wird, und es kann die horizontale Auflösung für Fernsehzeilen so vergrößert werden, daß sie für die aktuelle Praxis ausreichend ist.
• Außerdem kann der elektrische Leistungsverbrauch der Schaltungen mit Ausnahme der Blendensignalerzeugungsschaltung im Vergleich reduziert werden und es kann der gesamte elektrische Leistungsverbrauch der Schaltungen reduziert werden.
• Eine Ausführungsform der Videokamera nach der vorliegenden Erfindung wird nun mit Hilfe von Fig. 4 (die aus den Fig. 4A und 4B besteht, die auf zwei Zeichnungsblättern gezeigt ist, um damit einen geeigneten großen Maßstab zu ermöglichen) beschrieben. In Fig. 4 sind Teile, die denjenigen von Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und müssen daher nicht mehr ausführlich beschrieben werden.
• Bei der zweiten, in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform wird das Band des analogen Videosignals, welches durch die Matrixschaltung 48 gefordert wird, auf 9 MHz begrenzt, und Komponenten, die höher als 18 MHz in der Frequenzkennlinie des Signals G&sub1; sind, welches in Fig. 2A gezeigt ist, müssen daher nicht mehr in Betracht gezogen werden. Außerdem umfaßt bei der in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsform die Videosignalerzeugungsschaltung 50 die Matrixschaltung 48, eine Ratenumsetzungsschaltung 60, eine Addierschaltung 61 und einen Codierer 49. Bei der in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsform werden die Luminanzsignale Y&sub1;, Y&sub2;, die von der Matrixschaltung 48 ausgegeben werden, durch die Ratenumsetzungsschaltung 60 in ein Luminanzsignal Y&sub4; umgesetzt, welches eine zweifache Taktfrequenz von 36 MHz hat.
• Fig. 5A zeigt eine Frequenzkennlinie (Tiefpaß-Kennlinie von 9 MHz) der Ratenumsetzungsschaltung 60. Fig. 5B zeigt eine Frequenzkennlinie 139 des Luminanzsignals Y&sub4;, welches das Ausgangssignal der Ratenumsetzungsschaltung 60 ist. Das Luminanzsignal Y&sub4; wird zu einem Eingangsanschluß der Addierschaltung 61 geliefert. Fig. 5c zeigt eine Frequenzkennlinie 140 eines Blendensignals DTL&sub5;, welches zum anderen Eingangsanschluß der Addierschaltung 61 geliefert wird.
• Das Blendensignal DTL&sub5; ist ein gedämpftes Signal, welches aus dem Multiplizieren des Blendensignals DTL&sub1;, welches durch die Blendensignalerzeugungsschaltung 30 auf der Basis der Signale G&sub2;, R&sub2; gebildet wird, mit einem Wert eines Mischverhältnissignals M3 gebildet wird, welches zu einer Multiplizierschaltung 63 über einen Anschluß von einer Systemsteuerung (nicht gezeigt) geliefert wird. Dieses Blendensignal DTL&sub5; wird zum Luminanzsignal Y&sub4;, welches als Hauptzeilensignal dient, durch die Addierschaltung 61 addiert, um ein Luminanzsignal Y&sub5; bereitzustellen, welches eine Frequenzkennlinie 141 (siehe Fig. 5D) hat, bei der die Höherfrequenzbandkomponente kompensiert ist. Eine Betriebsfrequenz des Luminanzsignals Y&sub5; ist 36 MHz.
• Das Luminanzsignal Y&sub5; und die Farbdifferenzsignale (R- Y) und (B-Y) werden zum Codierer 49 geliefert. Im Codierer 49 werden die Farbdifferenzsignale (R-Y) und (B-Y) mit Trägersignalen (nicht gezeigt) durch zwei Ausgleichmodulatoren (nicht gezeigt) gemischt, um ein Trägerchrominanzsignal (nicht gezeigt) bereitzustellen. Dieses Trägerchrominanzsignal wird durch eine Datenumsetzungsschaltung (nicht gezeigt) in ein Trägerchrominanzsignal umgesetzt, welches eine Taktfrequenz von 18 MHz bis 36 MHz hat. Dann wird das Trägerchrominanzsignal von 36 MHz und das Luminanzsignal 36 MHz durch eine Addierschaltung (nicht gezeigt) addiert, die eine Taktfrequenz von 36 MHz hat, um ein Signal bereitzustellen, bei dem Luminanzsignal Y&sub5; und das Trägerchrominanzsignal einander überlagert sind. Das überlagerte Signal wird mit einem Synchronisationssignal addiert und dadurch in das zusammengesetzte Videosignal CV&sub2; umgesetzt, welches das digitale Videosignal ist. Außerdem wird das Synchronisationssignal zum Luminanzsignal Y&sub5; addiert, um das zusammengesetzte Signal CV&sub1; (monochrom) bereitzustellen, welches das digitale Videosignal ist.
• Die zusammengesetzten Videosignale CV&sub1;, CV&sub2; werden durch die D/A-Umsetzer 51, 52 in analoge zusammengesetzte Videosignale CV&sub3;, CV&sub4; umgesetzt und dann über den Ausgangsanschluß 53 zum Sucher (nicht gezeigt) und außerdem über den Ausgangsanschluß 54 nach außen geliefert. Die umgesetzten analogen zusammengesetzten Videosignale CV&sub3;, CV&sub4; werden somit bandmäßig auf ungefähr 18 MHz durch ein analoges Tiefpaßfilter begrenzt, bevor sie verwendet werden.
• Wie oben beschrieben werden gemäß der zweiten Ausführungsform die CCDs 1 bis 3, die jeweils 500 000 Pixel haben, die in Art eines räumlichen Pixelversatzes angeordnet sind, so verwendet, daß die anderen Schaltungselemente als die Blendensignalerzeugungsschaltung 30, ein Bereich des Tiefpaßfilters 33, die Ratenumsetzungsschaltungen 56, 60, die Additionsschaltung 61 und der Codierer 49 mit der gleichen Taktfrequenz von 18 MHz als horizontale Ansteuerfrequenz der CCDs 1 bis 3 angesteuert werden. Die Höherfrequenzbandkomponenten der Signale G&sub2;, R&sub2; werden bei 36 MHz, was das zweifache der obigen Taktfrequenz von 18 MHz ist, in der Blendensignalerzeugungsschaltung 30 addiert, und es wird nur die Höherfrequenzbandkomponente durch das Hochpaßfilter 32 durchgelassen, um dadurch daraus das Blendensignal DTL&sub1; zu bilden. Danach wird durch das Tiefpaßfilter 33 und die sogenannte Abwärts-Abtastverarbeitung innerhalb des Tiefpaßfilters 33 die Frequenz auf 18 MHz ausgedünnt, um das Blendensignal DTL&sub2; zu bilden. Dann werden die Blendensignale DTL&sub3;, DTL&sub4;, die dem Blendensignal DTL&sub2; entsprechen, zu den Signalen G&sub4;, R&sub4;, B&sub4; und den Signalen G&sub6;, R&sub6;, B&sub6;, die als Hauptzeilensignale dienen, bei der Betriebsfrequenz von 18 MHz addiert. Danach werden auf der Basis der blenden-korrigierten Signale G&sub7;, R&sub7;, B&sub7; das Luminanzsignal Y&sub2; und die Farbdifferenzsignale (R-Y), (B-Y), welche digitale Videosignale sind, durch die Matrixschaltung 48 gebildet, welche die Videosignalerzeugungsschältung 50 bildet. Außerdem wird das Luminanzsignal Y&sub5;, dessen Höherfrequenzbandkomponente kompensiert wurde, durch die Ratenumsetzungsschaltung 60 und die Addierschaltung 61 gebildet. Danach werden die digitalen Videosignale CV&sub1;, CV&sub2;, welche die digitalen Videosignale sind, durch den Codierer 49 gebildet.
• Gemäß der obigen Verarbeitung kann eine Hochauflösungs- Qualität durch die Blendenkorrekturverarbeitung erhalten werden, die auf der Blendensignalerzeugungsschaltung 30 basiert, welche mit der zweifachen Taktfrequenz von 36 MHz angesteuert wird, und eine horizontale Grenzauflösung des Bildes, welches auf der Basis der zusammengesetzten Videosignale CV&sub1;, CV&sub2; angezeigt wird, wird in etwa zu 1000 Fernsehzeilen, die eine relativ hohe Auflösung bereitstellen können.
• Da außerdem die Schaltungen, die mit einer Taktfrequenz von 36 MHz arbeiten, auf die Blendensignalerzeugungsschaltung 30, die Ratenumsetzungsschaltung 60, den Codierer 49 oder dgl. beschränkt sind, kann der elektrische Leistungsverbrauch der Schaltungen insgesamt reduziert werden.
• Wie oben beschrieben ist die Taktfrequenz der Blendensignalerzeugungsschaltung und der zweiten Addierschaltung so ausgewählt, daß sie zweimal so groß sind wie die Taktfrequenzen der Bildabtasteinrichtung, des A/D-Umsetzers und der Matrixschaltung. Daher kann die Hochaufl;sungsqualitt durch die Blendenkorrekturverarbeitung auf der Basis der Blendensignalerzeugungsschaltung und der zweiten Addierschaltung beibehalten werden, die durch die obige zweifache Taktfrequenz angesteuert werden. Daher kann die horizontale Auflösung gesteigert werden.
• Da außerdem der elektrische Leistungsverbrauch der anderen Schaltung als die Blendensignalerzeugungsschaltung und der zweiten Addierschaltung relativ dazu reduziert werden kann, kann der gesamte Leistungsverbrauch der Schaltungen im Vergleich reduziert werden.
• Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung stellen zumindest bereit:
• eine Videokamera, bei der der elektrische Leistungsverbrauch einer Signalverarbeitungsschaltung reduziert werden kann; und
• eine Videokamera, die eine horizontale Auflösung von Fernsehzeilen liefert, die für die aktuelle Praxis ausreichend ist.
• Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben wurden, ist es klar, daß die Erfindung nicht auf diese genauen Ausführungsformen beschränkt ist und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen durch den Fachmann ausgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er in den Ansprüchen definiert ist.

Claims (2)

1. Videokamera, die drei Bildabtasteinrichtungen (1, 2, 3) hat, bei denen ein Pixel (G) eines Kanals von Kanälen, die drei Primärfarben bilden, räumlich von den anderen Pixeln der beiden Kanäle (R, B) um ein halbes Pixel versetzt ist, mit:

einer Analog-Digital-Umsetzungseinrichtung (7, 8, 9) (A/D) zum Umsetzen der drei analogen Primärfarbsignale (Go, Ro, Bo), die von drei Bildabtasteinrichtungen ausgegeben werden, in drei digitale Primärfarbsignale (G&sub1;, R&sub1;, B&sub1;);

einer Blendenkorrektursignalerzeugungseinrichtung (30), die mit Ausgangssignalen der A/D-Umsetzungseinrichtung beliefert wird und die ein Blendenkorrektursignal (DTL&sub1;) aus den drei digitalen Primärfarbsignalen bildet;

einer ersten Addiereinrichtung (36, 37, 38), um das Blendenkorrektursignal, welches von der Blendenkorrektursignalerzeugungseinrichtung ausgegeben wird, mit den drei digitalen Primärfarbsignalen zu addieren, die von der A/D-Umsetzungseinrichtung ausgegeben werden; und

einer Erzeugungseinrichtung (48), um Farbdifferenzsignale (R-Y, B-Y) und ein erstes Luminanzsignal (Y&sub1;, Y&sub2;) auf der Basis eines Ausgangssignals der ersten Addiereinrichtung zu bilden;

gekennzeichnet durch

einen zweiten Addierer (61), um das Blendenkorrektursignal zum ersten Luminanzsignal zu addieren, welches von der Erzeugungseinrichtung ausgegeben wird, um ein zweites Luminanzsignal (Y&sub5;) zu bilden;

eine Abwärts-Abtasteinrichtung (33), um vorher das Blendenkorrektursignal (DTL&sub1;) nach unten abzutasten, um das Blendenkorrektursignal (DTL&sub2;) zur ersten Addiereinrichtung zu liefern; und

einen Rate numsetzer (60), um vorher das erste Luminanzsignal (Y&sub1;, Y&sub2;) bezüglich der Rate umzusetzen, um das erste Luminanzsignal (Y&sub4;) zum zweiten Addierer zu liefern;

und dadurch gekennzeichnet ist, daß

die Taktfrequenz der Blendenkorrektursignalerzeugungseinrichtung so eingestellt ist, daß sie die zweifache der Taktfrequenz der Erzeugungseinrichtung ist, und die Taktfrequenz des zweiten Addierers so eingestellt wird, daß sie die zweifache der Taktfrequenzen der Bildabtasteinrichtungen, des A/D-Umsetzers und der Erzeugungseinrichtung ist.

2. Videokamera nach Anspruch 1, die außerdem eine zweite Erzeugungseinrichtung (49) umfaßt, die mit einem Ausgangssignal des zweiten Addierers und den Farbdifferenzsignalen, die von der Erzeugungseinrichtung ausgegeben werden, beliefert wird, um ein digitales zusammengesetztes Videosignal zu bilden.