DE2652710A1

DE2652710A1 - Einrichtung zur farbbildzerlegung

Info

Publication number: DE2652710A1
Application number: DE19762652710
Authority: DE
Inventors: Paul Kessler Weimer
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1975-11-19
Filing date: 1976-11-19
Publication date: 1977-05-26
Also published as: IT1064398B; AU499574B2; FR2332665A1; JPS5263622A; NL7612834A; AU1962076A; US4001878A; FR2332665B1

Description

68934-Ks/Ri 26 5 27 ι Ο

U.S. Serial No: 633,^78 S"

Piled: November 19, 1975

RCA Corporation New York, N.Y., V.St.v.A.

Einrichtung zur Farbbildzerlegung

Die Erfindung bezieht sich auf Bildaufnahmegeräte (Bildzerleger), die mit Ladungsübertragung arbeiten, und betrifft speziell einen Farbbildzerleger, der eine Bildaufnahmematrix aus Q Spalten und R Reihen von Ladungsübertragungselementen enthält.

Erfindungsgemäß sind die Spalten der Matrix in Gruppen zu jeweils N benachbarten Spalten angeordnet, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 entsprechend der Anzahl verschiedener Farbkomponenten ist, in die ein auf die Matrix projiziertes Bild aufzulösen ist, derart, daß die N Spalten innerhalb einer Reihe die Breite eines Auflösungselements der Matrix ausmachen. Das erfindungsgemäße Gerät enthält eine an der Bildempfangsfläche befindliche Anordnung aus Farbfiltern derart, daß vor verschiedenen Spalten jeder Spaltengruppe Filter unterschiedlicher Farbe liegen und vor einander entsprechenden Spalten verschiedener Gruppen jeweils Filter gleicher Farbe liegen. Ferner ist eine Umsetzeinrichtung vorgesehen, um jede aus der Matrix geschobene Reihe von LadungsSignalen in N Gruppen von Ladungssignalen umzusetzen, wobei jede Gruppeein

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N-tel einer Reihe von Signalen umfaßt und die Ladungssignale innerhalb einer Gruppe die Ladungssignale aus den Q/N Spalten umfassen, welche ein Strahlungsbild durch Filter derselben Farbe empfangen, und wobei jedes N-tel einer gegebenen Reihe von Signalen eine andere der besagten Farbkomponenten darstellt. Ferner sind N Zwischenspeicherregister vorgesehen, deren jedes ein anderes N-tel einer Reihe von Signalen empfängt, um es vorübergehend zu speichern· Eine Ausleseeinrichtung sorgt schließlich dafür, gleichlaufend die jeweiligen N Zwischenspeicherregister in serieller Folge auszulesen, um für jedes Auflösungselement der Matrix N Signale zu erzeugen, welche die N Farbkomponenten des betreffenden Auflösungselements darstellen·

Die Erfindung und verschiedene Ausgestaltungen werden nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert·

Fig. 1 zeigt schematisch einen mit ladungsgekoppelten Elementen (CCD) aufgebauten Farbbildzerleger gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Figuren 2 und 3 sind Schnittansichten gemäß den Linien 2-2 bzw. 3-3 der Fig. 1 zur Offenbarung von Einzelheiten der Elektrodenstruktur des C-Registers nach Fig. 1;

Fig. 4- zeigt schematisch einen Teil eines nach dem Eimerkettenprinzip arbeitenden Farbbildzerlegers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Der Farbbildzerleger nach Fig. 1 enthält eine matrixartige Anordnung 10 aus lichtfühlenden Elementen (Bildaufnahmematrix), die im folgenden mit Α-Register bezeichnet wird, ferner eine Zwischenspeichermatrix 12, die mit B-Register bezeichnet wird, sowie ein Ausgangsregister 14, das im folgenden mit C-Register bezeichnet wird. Die aufzunehmende Szene wird auf das A-Register 10 projiziert, und zwar entweder durch die Elektroden hindurch (Beleuchtung von der Vorderseite her) oder durch das Halbleitersubstrat hindurch (Beleuchung von der Rückseite her). Das B- und das C-Register sind "abgedunkelt",

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d.h. durch irgendwelche geeignete Maßnahmen ist dafür gesorgt, daß keines dieser Register von Strahlungsenergie getroffen werden kann.

Das A- und das B-Register enthalten jeweils Kanalbegrenzungen, die sich in Spaltenrichtung erstrecken, um die "Kanäle" (d.h. die Spalten der ladungsgekoppelten Anordnung) voneinander zu irennen. Die schematisch dargestellten Elektroden können in der üblichen Weise einschichtig aus Polysilizimn ausgebildet sein oder aus sich überlappenden Polysiliziumgliedern bestehen, sie können auch eine Anordnung aus mit Metallgliedern überlappten Polysiliziumgliedern bilden oder irgend eine andere bekannte Elektrodenstruktur für dreiphasige Ansteuerung sein. Als Beispiel sei im vorliegenden Fall eine einschichtige Polysilizium-Elektrodenstruktur gewählt. Sie kann beispielsweise aus hochdotierten Zonen bestehen, welche die Leiter bilden und die durch eigenleitende Zonen, welche die Isolierung zwischen benachbarten Elektroden bilden, voneinander getrennt sind. Das Bildaufnahmegerät sei im hier speziell beschriebenen Pall mit Hilfe dreier Phasen betrieben, es kann jedoch auch zweiphasig betrieben werden (vorausgesetzt, daß geeignete Elektroden zur Sicherstellung einer Signalfortpflanzung in einer einzigen bestimmten Richtung verwendet werden), oder es kann mit Hilfe von vier oder noch mehr Phasen betrieben werden.

Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung enthält das A-Register 10 über den verschiedenen Spalten in jeder Gruppe von jeweils drei Spalten jeweils Filter für verschiedene Farben. So seien beispielsweise alle a-Spalten mit einem Rotfilter versehen, durch welches ein Bild auf die Matrix projiziert wird; alle b-Spalten seien mit jeweils einem entsprechenden Grünfilter ausgestattet, und alle c-Spalten seien mit jeweils einem entsprechenden Blaufilter versehen. Zur Veranschaulichung sind nur neun Spalten dargestellt, die in drei Gruppen 20, 22 und 24· unterteilt sind, wobei jede Gruppe (wie z.B. die Gruppe 20) drei Spalten umfaßt (z.B. 20a, 20b und 20c). Die Breite eines einzelnen Auflösungselements ist gleich den über drei benachbarten Spalten liegenden Teilen eines Zeilenleiters wie

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z.B. den Teilen 26a, 26b und 26c. (Unter einem vollständigen Auflösungselement sei ein Gebiet verstanden, welches sich über die von drei Spalten und drei Beinen bedeckte Fläche erstreckt, wie es weiter unten noch erläutert wird.) Jeder Teil eines Leiters wie z.B. der Teil 26a wirkt als eine einzelne Elektrode und wird dementsprechend im folgenden als Elektrode bezeichnet.

Die Filteranordnung selbst ist nur schematisch durch die Großbuchstaben R, G und B dargestellt. Jedes Filter kann ein mehrschichtiges Interferenzfilter oder einfach ein getöntes Absorptionsfilter z.B. aus Kunststoff sein; beide Filtertypen sind an sich bekannt. Die Filterstreifen liegen über der Bildaufnahmefläche des A-Registers. Im Falle eines von der Rückseite her beleuchteten Bildauf-Eäimegeräts beispielsweise befinden sich die Filterstreifen auf der rückwärtigen Oberfläche des Substrats.

Das C-Register besteht aus drei Abschnitten C., Op und C.,. Der Abschnitt G* grenzt unmittelbar an das B-Register. Jede Elektrode des Abschnitts CL ist jeweils mit einem anderen Kanal des B-Registers ausgerichtet. Einzelheiten einer Elektrode des C-Registers im Querschnitt gehen aus den Figuren 2 und 3 hervor. Die Elektrode ist gegenüber dem Substrat 30 durch eine dünne Isolierschicht 32 aus Siliziumdioxid (SiOg) isoliert. Unter dem linken Rand jeder Elektrode ist im Substrat ein ionenimplantiertes Gebiet 34 gebildet, welches vom selben Leitfähigkeitstyp wie das Substrat ist, jedoch eine höhere Ströstoffkonzentration als das Substrat hat. Ein ähnliches ionenimplantiertes Gebiet befindet sich unter dem oberen Rand jeder Elektrode, wie es die Fig. 3 zeigt. Diese Gebiete haben den Zweck, beim Anlegen einer positiven Spannung an die Elektrode eine flachere Verarmungszone als unter dem übrigen Teil der Elektrode zu bilden und dadurch sicherzustellen, daß die Signalfortpflanzung in einseitige Richtung geht, wie es kurz noch erläutert werden wird.

Der Ausgangsteil des C-Registers ist herkömmlicher Art. Jeder Abschnitt enthält eine potentialfreie Diffusionszone (floating diffusion) wie z.B. 40 von einem dem Substrat entgegengesetzten

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Leitungstyp sowie eine Rückstellelektrode wie z.B. 42. Außerdem ist noch eine Drain-Diffusionszone 44 vorgesehen, deren Leitfähigkeitstyp demjenigen des Substrats entgegengesetzt ist und die den drei Abschnitten des C-Registers gemeinsam sein kann. Jede Steuerelektrode wie z.B. 42 überlappe die potentialfreie Diffusionszone und die Drain-Diffusionszone. Letztere sei auf einem festen Potential Y_D gehalten, welches positiv ist, falls es sich um eine ladungsgekoppelte Anordnung mit Flächenladungskanal und P-leitendem Substrat handelt, wo die Ladungsträger Elektronen sind.

Beim Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung wird während der sogenannten Integrationszeit eine Szene oder ein anderes Bild auf das Α-Register projiziert. Das einfallende Licht hat zur Folge, daß an verschiedenen Stellen des Α-Registers Ladungen erzeugt werden, und zwar entsprechend der Intensität und der Farbe des auf die jeweiligen Stellen treffenden Lichts. Die Farbfilter gewährleisten, daß die verschiedenen Farbkomponenten in unterschiedlichen Spalten jeder dreiteiligen Spaltengruppe gespeichert werden.

Nach dem Ablauf der Integrations zeit (während des ■Vertikalaustastintervalls beim kommerziellen Fernsehen) werden die bis dahin angesammelten Ladungssignale (ein "Teilbild") durch Anlegen der Mehrphasenspannungen 0_A1, 0_A2, 0_A5 und 0_B,j, 0_B2 und 0^ parallel in Spaltenrichtung aus dem Α-Register in das B-Register übertragen. Während dieser Zeit haben die 0.- und 0^-Spannungen dieselbe Frequenz und laufen synchron. Anschließend werden die 0.-Spannungen in einem solchen Sinne angelegt, daß die "Integration" eines neuen Teilbildes stattfinden kann. Hierzu kann man beispielsweise entweder nur die Spannung 0.. oder aber die beiden Spannungen 0.,. und 0_A2 auf positiven Werten halten, um Verarmungsgebiete im Substrat zu bilden, wobei im ereteren Fall 0.« und 0^-. oder im zweitgenannten Fall nur 0.,, auf einem weniger positiven Wert oder auf einem negativen Wert gehalten werden, um zwischen den Yerarmungsgebieten im Substrat Potentialschwellen zu bilden. Somit ist der kleinste auflösbare Bildteil derjenige Ausschnitt, der auf eine von neun Elektroden (drei Spalten und drei Reihen) eingenommene Fläche projiziert wird, d.h. neun Elektroden bilden ein Auflösungselement. -

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Gleichzeitig mit der im Α-Register stattfindenden Integration werden die 0^-Mehrphasenspannungen an das B-Register gelegt, um die im B-Register vorübergehend gespeicherten Ladungssignale in das C-Register zu übertragen. Hierbei wird jeweils ein Drittel einer Zeile auf einmal übertragen (während des Horizontalrücklaufs beim kommerziellen Fernsehen), und zwar auf folgende Weise· Es sei angenommen, daß eine Zeile mit Bildinformation unter den Elektroden 46 der letzten Reihe vorhanden ist· Dies bedeutet, daß 0~-, relativ positiv ist· Ferner sei angenommen, daß gleichzeitig 0q^ relativ positiv ist. Die Übertragung einer Zeile vom B-Register zum C-Register erfolgt sehr schnell; während 0_ß^ hoch ist, erscheinen alle drei Phasen der 0_c-Mehrphasenspannung. Wenn 0_ hoch ist, werden die Elektroden 50-I» 52-1 und 54-1 auf eben diesen hohen Pegel gebracht, und die in den Spalten 20c, 22c und 24c vorhandenen Ladungssignale laufen unter die Elektroden 50-1 bzw· 52-1 bzw· 54-1. Hiermit ist also ein Drittel eines Wortes — das die Blauinformation (B) enthaltende Drittel des Bildes — aus der Reihe 46 in den Registerabschnitt C_x. übertragen worden. 0_C>. sei genügend weit positiver als 0d^» damit eine vollständige oder praktisch vollständige Ladungsübertragung sichergestellt wird·

Als nächstes wird 0_β2 hoch, während 0„- niedrig wird. Hierdurch übertragen sich die unter den Elektroden 50-1, 52-1 und 54-1 vorhandenen Ladungssignale unter die Elektroden 50-2, 52-2 und 54-2. Die ionenimplantierten Gebiete unter den oberen Rändern der Elektroden 50-I, 52-1 und 54-I stellen sicher, daß die Fortpflanzung der Ladungssignale in einseitiger Richtung erfolgt (nach unten in Fig. 1), Das heißt, wenn die Spannung an einer Elektrode wie 50-I weniger positiv und die Spannung an einer Elektrode wie 50-2 mehr positiv wird, fließt die Ladung eher unter die Elektrode 50-2 als zurück unter die Elektrode 46, auch wenn letztere noch auf einem relativ hohen (positiven) Pegel liegt. Das ionenimplantierte Gebiet unter dem linken Rand einer Elektrode wie 50-1 und das Fehlen eines solchen Gebiets am unteren Rand dieser Elektrode hat zur Folge, daß die unter der Elektrode 50-I befindliche Ladung bevorzugt nach unten zur Elektrode 50-2 undnicht zur Elektrode 56-1 fließt.

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Während der Übertragung eines Drittels eines Wortes vom Registerabschnitt C. zum Registerabschnitt C₂ wird gleichzeitig ein anderes Drittel eines Worts von der Elektrode 4-6 zum Registerabschnitt O. übertragen. Die im Kanal 20b vorhandene Ladung wird also unter die Elektrode 56-1 übertragen; die im Kanal 22b befindliche Ladung läuft unter die Elektrode 58-1_s und die im Kanal 24b befindliche Ladung läuft unter die Elektrode 60-1· Dieses Drittel des Worts enthält Informationen über Grünkomponenten (G) des Bildes·

Als nächstes wird 0q-, hoch, während 0«₂ niedrig wird. Es läßt sich zeigen, daß in ähnlicher Weise wie oben nun das ©rste Drittel eines Worts unter die Elektroden 50-3» 52-3 und 54-3 im Registerabschnitt C, übertragen wird. Gleichzeitig wird das zweite Drittel eines Worts unter die Elektroden 56-2, 58-2 und 60-2 des Segisterabschnitts Cp übertragen· Schließlich läuft das letzte Drittel des Worts, welches Informationen über Rotkomponenten (R) enthält,.von den Kanälen 20a, 22a und 24a unter die Elektroden 62-1 bzw. 64-1 bzw. 66-1. Im C-Reigster ist somit nun die gesamte Farbinforsiation gespeichert, die sich vorher in der Reihe 46 befand« Der Abschnitt C_x. speichert die Rotinformation, der Abschnitt C^ speichert die Grüninformation, und der Abschnitt C-, speichert die Blauinformation«

Nun beginnt die Auslesung des C-Registers. Diese Auslesung muß erfolgt, d.h. das C-Register muß geleert sein, bevor die nächste Reihe der Bildinformation in die letzte Matrixreihe 46 geschoben wird, und die Frequenz der 0^-Spannungen wird entsprechend eingestellt. Für das kommerzielle Fernsehen bedeutet dies, daß die besagte Aus-Iesung während der Zeit der Horizontalzeile stattfindet. Außerdem wird bei der dargestellten Ausführungsform während der Auslesung die Reihenfolge der Mehrphasenspannungen geändert, d.h. diese Spannungen erscheinen nun in der Reihenfolge 00*» ^02· ^81^β

Die Auslesung des C-Registers geschieht auf folgende Weise· Es sei angenommen, daß sich das letzte Drittel der Reihe von Ladungssignalen im Registerabschnitt C^ befindet und daß 0^ hoch ist. Ein Blau-Farbsignal ist unter der Elektrode 54-3 vorhanden, d.h.. unter

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λ%

derjenigen Elektrode des Abschnitts C^, die mit dem Kanal 24c ausgerichtet ist. Nun wird 0_C2 hoch, wahrend 0^ niedrig wird. Dies bewirkt eine Ladungsübertragung um eine Stelle nach rechts in allen Abschnitten des C-Registers. Die Blaukomponente (B) unter der Elektrode 54—3 wird also unter die Elektrode 70-3 übertragen, die unter der Elektrode 60-2 befindliche Grünkomponente (G) läuft unter die Elektrode $4—2, und die unter der Elektrode 66-1 befindliche Rotkomponente (E) läuft unter die Elektrode 60-1. Die Spannung 0_C^ wird weniger positiv, während 0_C2 laehr positiv wird, und die ionenimplantierten Bereiche unter den oberen Rändern der verschiedenen durch 0Q-Z angesteuerten Elektroden verhindern jedwede Ladungsübertragung in Richtung nach oben. Dieses Spiel läuft weiter, und wenn 0„y, wieder hoch wird, sind alle Ladungssignale im C-Register um drei Elektroden nach rechts übertragen worden, wobei sich nun das erste Blau-Farbsignal (welches vorher in der Spalte 24-e vorhanden war,} unter der Elektrode 72-3 befindet. Dieses Signal läuft zum potentialfreien Diffusionsgebiet 4-0-3, an welches die mit B bezeichnete Ausgangsleitung angeschlossen ist. Somit steht das aus dem Kanal 24-e gekommene Blau-Farbsignal als Ausgangssignal zur Verfügung. Dieses Ausgangssignal kann einem Ausgangsverstärker (nicht dargestellt) zugeführt und anschließend auf eine Verbraucherschaltung (nicht dargestellt) gegeben werden. Nachdem dieses Ausgangssignal zum Verstärker gelangt ist, wird ein Steuersignal V, positiv gemacht, um das potentialfreie Diffusionsgebiet 4-0-3 in herkömmlicher Weise ungefähr auf das Potential des Draingebiets 44 zu bringen.

Nachdem 0_σ, hoch gegangen ist, wird 0_σ2 hoch und 0_C_ niedrig. Hierdurch wird der Inhalt aller Abschnitte des C-Registers um eine Stelle nach rechts verschoben. Im einzelnen wird das vom Kanal 24-b abgeleitete Grün-Farbsignal, welehes unter der Elektrode 71-2 des Registerabschnitts O₂ gespeichert war, unter die Elektrode 72-2 und von dort zum Ausgangs-Diffusionsgebiet 4-0-2 geschoben. Wie im vorstehend beschriebenen Fall kann das dadurch erhaltene Ausgangssignal verstärkt und auf eine Verbraucherschaltung gegeben werden, worauf die Steuerspannung V₂ hoch gemacht wird, um das fotential-

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freie Diffusionsgebiet 4-0-2 auf das Potential des Draingebiets 44 zu bringen.

Als nächstes wird 0_Gy] hoch und 0_Qp niedrig. Dadurch verschiebt sich wiederum der Inhalt des O-Registers um eine weitere Stelle nach rechts. Kurz bevor 0„* hoch ging, war unter der Elektrode 71-1 das Rot-Farbsignal aus dem Kanal 20c gespeichert. Wenn 0„. hoch und 0^ niedrig wird, bewegt sich dieses Ladungssignal unter die Elektrode 72-1 und dann zum potentialfreien Diffusionsgebiet 4-0. Auch dieses Ausgangssignal kann wieder verstärkt und einer Verbraucherschaltung zugeführt werden, worauf V. eingeschaltet wird, um das potentialfreie Diffusionsgebiet 40 auf Drainpotential zurückzustellen. In jedem der vorstehend beschriebenen Fälle wird nach dem Zurückstellen des potentialfreien Diffusionsgebiets die Steuerspannung (Y^ oder V^ oäuex Y~) auf ihren Ruhewert zurückgebracht, d.h. auf einen weniger positiven Pegel.

Mit der vorstehendenSchilderung des Betriebsablaufs wurde gezeigt, wie die Rot-, Grün- und Blausignale in einem Auflösungselement — dem am weitesten rechts liegenden Element 24- — aus der letzten Reihe des Registers ausgelesen wurde. Indem mit Ansteuerung durch die 0_c-Mehrphasenspannungen fortgefahren wird, gelangen die nachfolgenden Auflösungselemente in der Reihe zur Auslesung. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Farbkomponenten jedes Auflösungselements nacheinander in der Reihenfolge Blau, dann Grün und dannRot ausgelesen. Gewünschtenfalls können jedoch alle drei Komponenten jedes Elements gleichzeitig ausgelesen werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Blaukomponente vorübergehend für zwei Drittel einer Periode von 0_Q gespeichert wird, daß die Grünkomponente vorübergehend für ein Drittel der Periode von 0Q gespeichert wird und daß anschließend, wenn die Rotkomponente während des nächsten Drittels der Periode von 0_Q einläuft, die drei Farbkomponenten gleichzeitig ausgegeben werden. Die Speicherung kann außerhalb des O-Registers erfolgen, beispielsweise an drei gesonderten Speicherkondensatoren oder, bei geeigneter Konstruktion und Taktsteuerung der Schaltung, in den potentialfreien Diffusions-

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gebieten selbst. Bei dieser letztgenannten Betriebsart können die Gate elektroden 4-2, 4-2-2 und 4-2-3 aus einer einzigen Struktur bestehen, die nach der simultanen Auslesung der Rot-, Grün- und Blaukomponenten durch eine einzige Steuerspannung beaufschlagt werden.

Es ist auch noch eine dritte Konstruktion und Betriebsart möglich, um gleichzeitig die Blau-, Grün- und Rot-Farbsignale zu erhalten. Bei diesem dritten Weg sind die drei potentialfreien Diffusionsgebiete gestaffelt angeordnet, d.h. sie werden etwa an die Stellen gelegt, wo sich im vorliegenden Fall die Elektroden 70-1, 71-2 und 72-3 befinden . Hierdurch wird es möglich, für die Rückstellung eine gemeinsame Steuerelektrode (statt der gezeigten drei Elektroden 4-2, 4-2-2 und 4-2-3) zu verwenden. Wenn nun im Betrieb 0™ positiv wird, gelangen alle drei Farbsignale gleichzeitig zu den drei potentialfreien Diffusionsgebieten, um die drei Ausgangssignale des C-Eegisters gleichzeitig zu erzeugen. Anschließend können alle drei Diffusionsgebiete auf das Potential des Draingebiets 44 zurückgestellt werden, indem eine Steuerspannung an die gemeinsame Steuerelektrode gelegt wird.

Zur Veranschaulichung wurde vorstehend eine ganz spezielle Ausführungsform des C-Registers beschrieben. Es können jedoch stattdessen auch C-Register anderer Formen verwendet werden, z.B. die aus drei Abschnitten bestehende Register- und Gateelektrodenstruktur nach Fig. 8 der USA-Patentschrift 3 971 003. Auch sind andersartige Ausführungsformen des C-Registers möglich, die einen ersten Abschnitt enthalten, um ein N-tel (1/K^-) eines Worts auf einmal vom B-Register zu empfangen, sowie N-1 weitere Registerabschnitte, deren jeder zur vorübergehenden Speicherung eines ihm vom ersten Registerabschnitt zugeschobenen N-tels des Worts dient, wobei geeignete Steuer- oder Gatestrukturen zum Schieben der Teilreihen in das C-Register und geeignete Steuerschaltungen zum Auslesen des C-Registers vorgesehen sind.

Bei den bisher beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung werden die drei Farbkomponenten für jedes Auflösungselement vor den drei Farbkomponenten des folgenden Auflösungsele-

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ments ausgelesen. Bei den zur Veranschaulichung beschriebenen Beispielen werden also zunächst die drei Farbkomponenten für ein Auflösungselement in der Spaltengruppe 24- ausgelesen, dann die drei Farbkomponenten für ein Auflösungselement in der Spaltengruppe 22, dann die drei Farbkomponenten für ein Auflösungselement in der Spaltengruppe 20· Es ist aueh möglich, den Bildzerleger "teilbildsequentiell" zu betreiben. Hierbei kann die Ausgäbestruktur einfacher als im gezeigten Fall ausgebildet sein und braucht beispielsr weise nur ein Ausgangsregister mit einem einzigen Abschnitt wie z.B. C. zu enthalten. Bei dieser Ausführungsform wird zunächst die eine Farbkomponente in ihrer Gesamtheit aus einer Reihe ausgelesen, dann die nächste Farbkomponente und dann die dritte Farbkomponente. Beispielsweise wird als Antwort auf 0^ dasjenige Drittel eines Worts aus dem B-Register in das Ck-Register übertragen, welches die Blaukomponente enthält. Dann wird dieses Drittel eines Worts in seiner Gesamtheit aus dem C^-Register ausgelesen und ζ.3· dazu verwendet, das Blau-Farbsignal für eine Reihe zu liefern, die auf einem Schirm einer Bildröhre dargestellt werden soll. Anschließend kann als Antwort auf 0^ das zweite Drittel eines Worts, welches die Grünkomponente des Signals enthält, in das CL-Register übertragen und dann in seiner Gesamtheit aus diesem Register ausgelesen werden. Dieses zweite Drittel eines Worts mag dazu dienen, die Grünkomponente für eine auf einer Bildröhre darzustellende Zeile oder Reihe zu liefern. In ähnlicher Weise kann das letzte Drittel des Worts, welches die Rotkomponente enthält, zum C^-Register übertragen und dann in seiner Gesamtheit aus diesem Register ausgelesen werden. Bei dieser Ausführungsform baut man darauf, daß das Auge die während dreier aufeinanderfolgender Drittel einer Zeilenzeit erzeugten drei verschiedenen Farben "integriert", wie es die Erfahrungen in der einschlägigen Technik lehren.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das sogenannte "Eimerkettenprinzip" (bucket brigade) angewendet wird. In der Figur sind die letzten drei Elektroden des B-Registers dargestellt, welches dem B-Register 12 der Fig. 1 entspricht, jedoch vom zweiphasig gesteuerten Typ ist. Die Eimerkettenelemente an

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sich sind herkömmlich, jedes besteht aus zwei Elektroden und einem Diffusionsgebiet, welches sich von einem Bereich unterhalb der einen Elektrode bis zum Bereich unterhalb des vorderen Randes der nächstweiteren Elektrode erstreckt, d.h. bis unter den vorderen Randteil der nächsten in Richtung der Ladungsübertragung liegenden Elektrode· Die Diffusionsgebiete sind als gestrichelte Quadrate dargestellt. Das C-Register hat im dargestellten Fall drei Abschnitte, einen Abschnitt G₁₀. zur Speicherung des Rotsignals, einen Abschnitt 02 zur Speicherung des Grünsignals und einen Abschnitt C, zur Speicherung des Blausignals·

Die Arbeitsweise der Ausführungsform nach Fig· 4· ist analog der Ausführungsform nach Pig· 1 und braucht daher nicht näher beschrieben zu werden. Wie im Falle der Fig. 1 muß nach der Übertragung einer Informationsreihe in die drei Abschnitte des O-Registers die Frequenz der 0g-Mehrphasenspannungen ausreichend hoch gemacht werden, um sicherzustellen, daß das C-Register geleert ist, bevor die nächste Informationsreihe zur letzten Elektrode 80 des B-Registers geschoben wird.

Die verschiedenen Kodifikationen, die weiter oben für das in Fig. 1 dargestellte ladungsgekoppelte Bildaufnahmegerät beschrieben wurden, sind ebenso gut bei dem in Fig. 4- dargestellten nach dem Eimerkettenprinzip arbeitenden Gerät möglich·

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Claims

Patentansprüche

(jy Mit Ladungsübertragung arbeitender IParbbildzerleger, der eine Bildaufnahmematrix aus Q Spalten und E Reihen von Ladungsübertragungselementen enthält, dadurch gekennzeichnet,

daß die Spalten in Gruppen zu jeweils N benachbarten Spalten angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl (z.B. 3) größer als 1 entsprechend der Anzahl verschiedener Farbkomponenten (Blau, Gün, Rot) ist, in die ein auf die Matrix projiziertes Bild aufzulösen ist, und wobei die N Spalten einer Reihe die Breite eines Auflösungselements der Matrix ausmachen;

daß sich an der Bildempfangsfläche der Matrix eine Anordnung aus Farbfiltern (B, G, R) befindet, derart, daß vor verschie denen Spalten jeder Spaltengruppe Filter unterschiedlicher Farbe Hegen und vor einander entsprechenden Spalten verschiedener Gruppen jeweils Filter gleicher Farbe liegen;

daß eine Umsetzeinrichtung (12 mit 46, 0™ 50-1, 56-1, 62-1, usw., 0Q1» 002» $03^ vorgesehen ist, um jede aus der Matrix geschobene Reihe von Ladungssignalen in N- Gruppen von Ladungssignalen umzusetzen, wobei jede Gruppe ein N-tel einer Reihe von Signalen ist und die Ladungssignale innerhalb einer Gruppe die Ladungssignale aus den Q/N Spalten umfassen, welche ein Strahlungsbild durch Filter derselben Farbe empfangen, und wobei jedes N-tel einer gegebenen Reihe von Signalen eine andere der besagten Farbkomponenten darstellt;

daß N Zwischenspeicherregister (C,., C^» ®x) vorgesehen sind, deren jedes ein anderes N-tel einer Reihe von Signalen empfängt, um es vorübergehend zu speichern;

daß eine Ausleseeinrichtung (40, 40-2, 40-3, 42, 42-2, 42-3, 0Q3* ^02» ^Cp vorgesehen ist, welche gleichlaufend die

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geweiligen N Zwischenspeicherregister seriell ausliest, um für Jedes Auflösungselement der Matrix N Signale (B, G, B) zu erzeugen, welche die N Farbkomponenten des betreffenden Auflösungselements wiedergeben.
2. Farbbildzerleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmematrix (10) aus einer Matrix ladungsgekoppelter Elemente besteht.
3. Farbbildzerleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmematrix eine nach dem Eimerkettenprinzip arbeitende Matrix ist.
4·. Farbbildzerleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ganze Zahl Ii gleich 3 ist und daß die Farbfilteranordnung Filter für die Farben Rot, Blau und Grün enthält.
5. Farbbildzerleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleseeinrichtung zum seriellen Auslesen der N Zwischenspeicherregister eine Anordnung enthält, um für Jedes Auflösungselement der Matrix die besagten N" Signale sequentiell zu erzeugen (wie in Verbindung mit Fig. 1 erläutert).
6. Farbbildzerleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleseeinrichtung zum seriellen Auslesen der N Zwischenspeicherregister eine Anordnung enthält, welche für Jedes Auflösungselement der Matrix die besagten Ή Signale gleichzeitig erzeugt (wie in der Beschreibung von Seite 8 , Zeile 29 bis Seite 9 , Zeile 24 erläutert^
7. Mit Ladungsübertragung arbeitender Farbbildzerleger, der eine Bildaufnahmematrix aus Q Spalten und R Reihen von Ladungsübertragungselementen enthält, dadurch gekennzeichnet,

daß die Spalten in Gruppen zu Jeweils N benachbarten Spalten angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl (z.B. 3) größer

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als 1 entsprechend der Anzahl verschiedener Farbkomponenten (Blau, Grün, Rot) ist, in die ein auf die Matrix projeziertes Bild aufzulösen ist, und wobei die N Spalten einer Reihe die Breite eines Auflösungselements der Matrix ausmachen;

daß sich an der Bildempfangsfläche der Matrix eine Anordnung aus Farbfiltern (B, G, R) befindet, derart, daß vor verschiedenen Spalten jeder Spaltengruppe Filter unterschiedlicher Farbe liegen und vor einander entsprechenden Spalten verschiedener Gruppen jeweils Filter gleicher Farbe liegen;

daß ein Ausgangsregister (C^, Q^ ^) vorgesehen ist;

daß eine Schiebeeinrichtung (12, 4-6) vorgesehen ist, die jede Reihe von LadungsSignalen aus der Matrix in das Ausgangsregister schieben kann und eine Anordnung aufweist (0Q,., 0Q2» 0(33^* ^³^ «J^e<^^{e Re}ik^e 3-ⁿ N Teile zu unterteilen, wobei jeder dieser Teile die Ladungssignale aus den Q/N Spalten umfaßt, welche ein Strahlungsbild durch Filter derselben Farbe empfangen, und wobei jeder dieser Teile einer gegebenen Informationsreihe eine andere der besagten Farbkomponenten darstellt;

daß eine Ausleseeinrichtung (40, 40-2, 40-3, 4-2, 42-2, 42-3» 44) vorgesehen ist, die das Ausgangsregister seriell ausliest, um für jede aus der Matrix ausgelesene Reihe Signale (B, G, R) zu erzeugen, welche die zur Wiedergabe dieser Reihe benötigten IT Farbkomponenten angeben·
8. Farbbildzerleger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsregister N Abschnitte (C^, Q^ ⁰^) aufweist und daß die Schiebeeinrichtung eine Anordnung (Verbindungen unter den Elektroden wie z.B. unter den Elektroden 62-1, 56-2 und 50-3) aufweist, um jedes N-tel einer Reihe von Ladungssignalen

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ORIGINAL INSPECTED

in einen anderen der N Abschnitte zu schieben.

9· Farbbildzerleger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausleseeinrichtung zum seriellen Auslesen des Ausgangsregisters Mittel vorgesehen sind (R/N Perioden von 0n-?· 0^o« $L während einer Horizontalzeilenzeit), um die N Abschnitte gleichlaufend seriell auszulesen und dadurch die N Farbkomponentensignale für jedes Auflösungselement zu erhalten, bevor die N Farbkomponentensignale für das folgende Auflösungselement derselben Reihe erhalten werden.

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