[发明专利]成象电路

说明书

本发明涉及连续输出由众多光接收单元产生的光接收信号的成象电路。

目前，已有广泛使用的成象装置，其中扫描安排在二维基础上的光接收单元产生的光接收信号，以获得二维影象，用作电视广播及家用电视摄象机，以及工业用影象处理装置的摄象机。

尤其是最近，按照先进的半导体工艺研制了采用固态成象器件，设计得能够获得大量象素并能实现高速处理的电视摄象机用的成象电路，可以得到高分辨率影象数据。另外，将A／D(模拟／数字)转换器加入成象电路，以获得数字影象数据。这样，高级的数据处理就成为可能。

但是，上述采用固态成象器件的成象电路涉及这样的问题，即所得影象数据的动态范围狭窄。一般说来，广泛用来记录影象的照相底片，不论是静止画面，还是动态影象，其动态范围均约为80分贝。但用一般的电视摄象机进行分析时，只能得到55分贝的分辨率。相应地，对数据的分析能力是由所用的电视摄象机的分辨率，或信噪比确定的。因而，在许多情况下，即使打算用电视摄象机对照相底片进行拍照，对其输出数据进行影象处理，照相底片所含的信息内容大部分都丢失了，因而无法得出满意的处理结果。

让我们来考虑这样一种情况，即将电视摄象机用在照片显像处理装置上，以这样的方法确定适合各影象的印相条件，例如，分析每一帧显影的照相底片影象的曝光条件，在作为雪景的整体全白的影象的情况下，减少曝光以强调白色，或者在人像背光，影象黑呼呼的情况下，加强曝光以弥补曝光不足。具有一般狭窄的动态范围的电视摄象机无法跟上具有宽阔动态范围的照相底片。这样就希望提供一种动态范围大的能用于这种用途的成象电路。

另外，最近开发了诸如用电视摄象机拍照片等新用途，以快相(INDEX PRINT)的形式提供硬拷贝，将电视影象数字化，并储存在软磁盘等储存介质中。在这种用途的情况下，需要的不仅是动态范围的问题，而且还有高分辨率。

顺便指出，作为这种电视影象处理系统所要求的性能，除了分辨率和动态范围之外，处理速度也是很重要的。但是，要想实现能满足所有的性能特点的成象电路是困难的。例如，如果打算获得高动态范围和高处理速度，就要牺牲分辨率。另一方面，如果打算获得高分辨率和高动态范围，就要牺牲处理速度。

因此，迄今为止，除了预先准备多台电视摄象机，各摄象机具有适配于各自用途的成象电路，并按用途选择摄象机之外，别无他途。

所以，鉴于上述情况，本发明的一个目的是，提供一种具有高动态范围输出模式和高分辨率输出模式的成象电路，其中所述成象电路能够按不同的用途，通过简单的模式选择操作，进行模式选择。

为了达到上述目的，按照本发明，提供了一种成象电路，它包括固态成象器件，其中各自由众多的排列在预定的第一方向上的光接收单元组成的众多的扫描线排列在与第一方向相交的第二方向上，所述固态成象器件响应预定的第一时钟信号，顺序地输出排列在同一扫描线上的光接收单元产生的光接收信号，从而连续地输出光接收信号；A／D转换器按照预定的第二时钟信号，将固态成象器件输出的光接收信号转换成数字信号。

其中，所述固态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众多相邻的扫描线上众多光接收单元的光接收信号，彼此相加，并在众多扫描线的基础上输出；而在第二模式下，逐条扫描线地，顺序输出排列在一条扫描线上众多的光接收单元的光接收信号，所述第一模式和第二模式可以按照预定的模式选择信号来任意选择。

所述固态成象器件包括一个驱动装置，其中当固态成象器件选择第一模式作为操作模式时，将具有预定的第一重复频率的时钟信号，作为第一时钟信号发送给所述固态成象器件，另外还有一个具有较第一重复频率低的第二重复频率的时钟信号，作为第二时钟信号，发送给A／D转换器；而当所述固态成象器件选择第二模式作为操作模式时，将具有预定的重复频率的时钟信号，作为所述第一时钟信号和所述第二时钟信号发送给所述固态成象器件和所述A／D转换器。

在上述成象电路中，当固态成象器件选择第二模式作为操作模式时，准备作为第一时钟信号和第二时钟信号而发送给所述固态成象器件和所述A／D转换器的重复频率，最好等于当固态成象器件选择第一模式作为操作模式时，准备作为第二时钟信号发送给所述A／D转换器的重复频率。

图1是按本发明一个实施例的成象电路的框图；

图2是按本发明一个实施例的成象电路中用的旋转滤光片的平面视图；

图3是有助于理解按本发明一个实施例的成象电路中用的位置传感器检测定时的，以及固态成象器件输出的影象信号的输出定时的时序图；