DE2904813A1

DE2904813A1 - Monolithische farbbild-aufnahme-einrichtung

Info

Publication number: DE2904813A1
Application number: DE19792904813
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Akiyama; Morishi Izumita; Seiichi Mita; Shusaku Nagahara; Kazuhiro Sato; Kenji Takahashi; Masuo Umemoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-02-10
Filing date: 1979-02-08
Publication date: 1979-08-16
Also published as: GB2014397A; US4246601A; FR2417227A1; DE2904813C2; GB2014397B; FR2417227B1; NL7900899A; CA1137621A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtungen, auch als Pestkörper-Farbbild-Aufnahme-Einrichtungen bezeichnet, und insbesondere eine monolithisehe Farbbildaufnahmeeinrichtung, bei der mehrere Photosensoren mit unterschiedlichen spektralen Empfindlichkeitseigenschaften periodisch in vertikaler und horizontaler Richtung angeordnet sind.

In den vergangenen Jahren wurden monolithische Bildaufnahme-Einrichtungen unter Verwendung von CCDs (ladungsgekoppelten Speichern) und MOSTs (Metalloxid-Halbleitertransistoren) mit grossem Nachdruck entwickelt. Beispielsweise ist eine monolithische Bildaufnahme-Einrichtung mit ladungsgekoppelten Speichern in der US-PS 3 801 884 und eine monolithische Bildaufnahme-Einrichtung mit Metalloxid-Halbleitertransistoren in dem Aufsatz "A low-Light-Level Self-Scanned MOS Image Sensor" von J. D. Plummer et al, 1972, beschrieben, der in IEEE, International Solid-State Circuits Conference erschienen ist. Es wurden auch Anstrengungen unternommen, um diese monolithischen Bidlaufnahme-Einrichtungen in Farbbild-Einrichtungen zu verwenden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die US-PS 3 971 065 verwiesen.

Die bis jetzt bekannten monolithischen Farbbild-Aufηahme-Einrichtungen weisen jedoch zahlreiche Nachteile auf. Insbesondere ist der Lichtausnutzungsgrad klein, die Auflösung ist gering, es tritt in hohem Masse der sogenannte Moire-Effekt auf, und die dafür benötigte Signalverarbeitungsschaltung ist sehr aufwendig und kompliziert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung zu schaffen, die

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einen hohen Liehtausnutzungsgrad sowie ein hohes Auflösungsvermögen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit der in Anspruch 1 angegebenen monolithischen Farbbild-Aufnahme-Einrichtung gelöst.

Mit der in Anspruch 7 angegebenen monolithischen Farbbild-Aufnahme-Einrichtung ist es auch möglich, die gestellte Aufgabe zu lösen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorzugsweise ist das erste Bereichsdurchlässigkeitsfilter ein Rot durchlässiges Filter (R-Filter), das zweite Bereichsdurchlässigkeitsfilter ein Grün durchlässiges Filter (G-Filter), das dritte Bereichsdurchlässigkeitsfilter ein Blau durchlässiges Filter (B-Filter), und die komplementären Farbfilter sind ein Cyan durchlässiges Filter (C-FiIter), ein Magenta durchlässiges Filter (Mg-Filter) und ein Gelb durchlässiges Filter (Ye-Filter). Das panchromatisch durchlässige Filter (W-Filter) sollte einen Zustand bzw. eine Lage aufweisen, in dem bzw. in der im wesentlichen kein Filter angeordnet ist.

Das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass dann, wenn jeweils vier nebeneinander angeordnete Filterelemente eines Mosaikfarbfilters herausgegriffen werden, diese Filterelemente von unterschiedlichen Arten von Filtern gebildet werden, wobei eines dieser Filterelemente unbedingt das W-Filter, und ein anderes dieser Filter eines der R-, G- oder B-Filter ist, sowie die übrigen beiden Filter bzw. Filterelemente einander unterschiedliche komplementäre Farbfilter sind und die Durchlässigkeit s-Lichtkomponente des Filters durchlassen,' das

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aus den R-, G- und B-Fiitern ausgewählt ist. Das heisst, irgend vier nebeneinander liegende Photosensoren, oder mit anderen Worten, das Mosaikfarbfilter über der gesamten Fläche der monolithischen Bildaufnahme-Einrichtung können bzw. kann die Rot-Komponente, dieGrün-Komponente oder die Blau-Komponente gemeinsam ohne Einschränkung und ohne Schwierigkeiten durchlassen. Daher kann der Lichtausnutzungsgrad wesentlich verbessert werden. Darüberhinaus erhält man ein (2R + G + B)-Signal, ein (R + 2G + B)-Signal oder ein (R + G + 2B)-Signal immer durch Addition der Ausgangssignale von jeweils zwei benachbarten Horizontalleitungen. Insbesondere dann, wenn eines der vier nebeneinander liegenden Filter das W-Filter, ein weiteres Filter das G-Filter, und die übrigen beiden Filter das Cy- Filter und das Ye-FiIter ist bzw. sind, empfangen alle vier Photosensoren die grüne Komponente, so dass die Auflösung in einer schrägen Richtung wesentlich verbessert wird.

Die vorliegende Erfindung schafft also eine monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung mit mehreren Photosensoren, die in horizontaler und vertikaler Richtung angeordnet sind, sowie einem Mosaikfarbfilter, das aus Filterelementen besteht, die entsprechend den jeweiligen Photosensoren angeordnet sind. Irgendwelche vier benachbarte Filterelemente umfassen einen ersten Filter, der aus einem panchromatisch durchlässigen Filter besteht, einen zweiten Filter, der in vertikaler Richtung neben dem ersten Filter liegt und ein Grün durchlässiger Filter ist, einen dritten Filter, der ein die Cyanfarbe durchlässiger Filter ist, sowie ein vierter Filter, der ein Gelb durchlässiger Filter ist. Die monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung weist Anordnungen, die optischeSignale zweier in vertikaler Richtung nebeneinander liegender Photosensoren gleichzeitig auslesen, sowie Anordnungen auf, die die beiden Ausgangssignale addieren.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Mosaikfarbfilters darstellt, welches bei einer herkömmlichen monolithischen Farbbild-Aufnahme-Einrichtung verwendet wird,

Fig. 2 ein Diagramm, das der Erläuterung der Eigenschaft des in Fig. 1 dargestellten Mosaikfarbfilters dient,

Fig.3 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Mosaikfarbfilters in einer erfindungsgemassen monolithischen Farbbild-Aufnahme-Einrichtung wiedergibt,

Fig.4-(a) und ^(b) Diagramme, die der Erläuterung von Signalen, dienen, die von der monolithischen Bildaufnahme-Einrichtung erzeugt werden, bei der das in Fig. 3 dargestellte Mosaikfarbfilter verwendet wird,

Fig. 5 ©in Diagramm, das eine Ausführungsform einer Signal-Verarbeitungsschaltung für die monolithische Bildaufnahme-Einrichtung wiedergibt,bei der das in Fig» 3 dargestellte Mosaikfarbfilter verwendet wird,

Fig. 6 ein Diagramm, das ein Beispiel für eine monolithische Bildaufnahmeeinrichtung wiedergibt, die bei der

vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, Fig.y(a) bis 7(e) Diagramme, die jeweils abgewandelte Ausführungsformen des Mosaikfarbfilters in der erfindungsgemässen monolithischen Farbbild-Aufnahme-Einrichtung darstellen,

Fig. 8 ein Diagramm, das eine weitere Ausführungsform eines Mosaikfarbfilters in einer erfindungsgemässen monolithischen Farbbild-Aufnahme-Einrichtung wiedergibt, Fig. 9 ©in Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eiaer Signalverarbeitungsschaltung für die monolithische

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Farbbild-Aufnahme-Einrichtung mit dem in Pig. 8 darstellten Mosaikfarbfilter wiedergibt, Fig.10(a) und 1O(b) Diagramme, die der Erläuterung eines Effektes der monolithischen Farbbild-Aufnahme-Einrichtung mit dem in Fig. 8 dargestellten Mosaikfarbfilter dient,

Fig.11(a) und 11(b), sowie 13(a) bis 13(d) Diagramme, die jeweils eine weitere Ausführungsform eines Mosaikfarbfilters in einer erfindungsgemässen mono-Iithisehen Farbbild-Aufnahme-Einrichtung wiedergeben ,

Fig.12 ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Signalverarbeitungsschaltung für die monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung mit dem in Fig. 11(a) dargestellten Mosaikfarbfilter wiedergibt,

Fig. 14· ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Signalverarbeitungsschaltung für die monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung mit dem in Fig. 13(a) dargestellten Mosaikfarbfilter wiedergibt, Fig.15 ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Signalverarbeitungsschaltung für die monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung wiedergibt, bei der das in Fig. 13(c) dargestellte Mosaikfarbfilter verwendet wird,

Fig.16 ein Diagramm, das eine weitere Ausführungsforra

eines Mosaikfarbfilters in einer erfindungsgemässen monolithischen Farbbild-Aufnahme-Einrichtung wiedergibt,
Fig.17(a) bis 17(d) Diagramme, die der Erläuterung von Signalen dienen, die von der monolithischen Farbbild- Aufnahme-Einrichtung bereitgestellt wird, bei der das in Fig. 16 dargestellte Mosaikfarbfilter verwendet wird,
Fig.18 ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Signal verarbeitungsschaltung für die monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung wiedergibt, bei der das in Fig. 16 dargestellte Mosaikfarbfilter verwendet

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wird,

Fig.19(a) bis 19(s) Diagramme, die eine abgewandelte Ausführungsform des Mosaikfarbfilters der erfindungsgemassen, monoliethisehen Farbbild-Aufnahme-Einrichtung wiedergeben, und

3Fig.2O ein Diagramm, das eine weitere Ausführungsform einer Signalverarbeitungsschaltung für die monolithische Bildaufnahmeeinrichtung wiedergibt, bei der das erfindungsgeraässe Mosaikfarbfilter verwendet wird.

Bevor die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im einzelnen beschrieben werden soll, wird zunächst ein Beispiel für eine monolithische Bildaufnahmeeinrichtung mit einem herkömmlichen Mosaikfarbfilter anhand von Pig» 1 erläutert« Die herkömmliche Einrichtung ist in der US-PS 3 971 065 beschrieben. Figur 1 zeigt das Mosaikfarbfilter in einer modellhaften Ausbildung in Aufsicht. In Fig. 1 geben ein Bereich R, ein R- (Rot)-Filter, ein Bereich G, ein G- (Grün)-Filter und ein Bereich B ein B- (Blau)-Filter an. Diesen Filterelementen sind jeit?eils einzeln voneinander unabhängige Photosensoren zugeordnet, die in horizontaler und senkrechter Richtung angeordnet sind.

Das Merkmal des in Fig. 1 dargestellten Mosaikfarbfilters besteht darin, dass die G-Filter jeweils alle zweite Elementpositionen in sowohl der horizontalen als auch der vertikalen Sichtung und die R-Filter und B-Filter jeweils alle zweite -Zeilen bzw. alle zweite Spalten abwechselnd zu den G-Filtern auftreten. Gemäss dieser Ausbildung treten die Photosensoren, auf die die Helligkeitskomponenten auffallen, alle zweite Bildelemente in sowohl der horizontalen als auch der vertikalen Richtung auf, so dass eine Bildabtastung erreicht werden kann, bei der die Helligkeit ssignale in sowohl der horizontalen als auch der vertikalen Richtung vorherrschen bzw. überwiegen.

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Bei der monolithischen Bildaufnahmeeinrichtung mit dem Mosaikfarbfilter ist der Licht-Ausnutzungsgrad jedoch gering, weil die Filterelemente, die entsprechend den jeweiligen Photosensoren angeordnet sind, das R-Filter, das G-Filter und das B-Filter sind, die jeweils Licht zum entsprechenden Photosensor nur mit einem Faktor von etwa 1/3 der Gesamtlichtkomponente durchlassen können. Darüberhinaus ist das Auflösungsvermögen der Einrichtung, insbesondere das Auflösungsvermögen in schräger Richtung gering. Oder genauer ausgedrückt, die die Helligkeitskomponente durchlassenden Filter, die zum Auflösungsvermögen am stärksten beitragen, nämlich die G-Filter sind nur alle zweite Bildpositionen sowohl in der horizontalen als auch der vertikalen Richtung vorhanden. Wenn d der Abstand der Photosensoren in horizontaler oder vertikaler Richtung ist, können die G-Filter nur in einem Abstand von -yf? d in schräger Richtung auftreten. Diese Situation ist in Fig. 2 dargestellt, in der die schraffierten Quadrate die Lagen angeben, in denen die G-Filter vorhanden sind.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Eine erste Gruppe von erfindungsgemässen Ausführungsformen ist in den Fig. 3, 4(a) und 4(b), 56 6 und 7(a) bis 7(e) dargestellt. Die Merkmale der ersten Gruppe von Ausführungsformen wird nachfolgend erläutert. Wenn vier benachbarte Photosensoren in zwei Zeilen und zwei Spalten betrachtet werden, so ist ein Filter, das einem der Photosensoren entspricht, ein W- (panchromatisch durchlässiges)-Filter, ein Filter, das dem Photosensor in horizontaler Richtung neben dem Photosensor entspricht, für das das W-Filter vorgesehen ist, eines der R-, G- oder B-Filter, und es sind die Filter, die den übrigen beiden Photosensoren entsprechen, zwei Komplementär-Farbfilter, die sich voneinander unterscheiden und so aisgewählt sind, dass sie das durchgelassene Licht der ausgewählten Filter durchlassen.

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Fig. 3 zeigt ein Diagramm eines Beispiels für die erste Gruppe von Ausführungsbeispielen. In I¹Xg. 3 ist ein Mosaikfarbfilter wie in Fig. 1 schematisch in Aufsicht dargestellt. Ein Bereich Ye gibt ein Gelb durchlässiges Filter, ein Bereich Cy ein Cyan durchlässiges Euter, ein Bereich G ein Grün durchlässiges Filter und ein Bereich W ein panchromatisch durchlässiges Filter an. Die jeweiligen Farbfilterelemente sind entsprechend den einzelnen Photo sensoren angeordnet. In der Figur sind, die Lagen der Filterelemente in horizontaler und vertikaler Richtung auf der Lichtauftreffläche einer monolith!sehen Bildaufnahmeeinrichtung mit η, η + 1, bzw. m, m + 1 angegeben.

Das von einem Objektbild kommende Licht wird räumlich durch die Mosaifarbfilter abgetastet bzw. aufgenommen und dann einer photoelektrischen Umsetzung unterzogen.

Aus den dabei sich ergebenden Ausgangssignalen als Eigenschaften bzw. Charakteristika der komplementären Farbfilter Ye, Cy und Mg (Magenta) ergibt sich, dass das Ye-Signal = dem (G + R)-Signal, das Cy-Signal = (G + B)-Signal und das Mg-Signal = dem (R + B)-Signal ist. Für das blaue Licht sind die Phasen der η-ten Zeile und der (n -h 1)-ten Zeile in Fig. 4-(a) angegeben,, und diese Phasen sind einander gleich. Bei dem roten Licht weist die n~te Zeile eine Trägerschwingung auf,, wie sie in Fig. 4(b) dargestellt ist, wogegen die (n + 1)-te Zeile die in Fig. 4(a) dargestellte Trägerwelle besitzt«. Das grüne Licht wird überhaupt nicht aufgenommen bzw. abgetastet, und ein Grundbandbreiten- bzw. Modulationsfrequenzband-Signal (base-band signal) wird bereitgestellt.

Diese multiplexweise auftretenden Signale werden in eine Modulationsfrequenzband-Komponente und eine Trägerkomponente unter Verwendung eines Tiefpaß™ und eines Bandpaßfilters aufgeteilt«. Ein Signal (R + 2G + B) kann- aus des» Ausgangssignal des Tiefpaßfilters und ein Signal B, soviie ein Signal R aus dem Ausgangssignal des Bandpaßfalters

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durch Addition und Subtraktion der Signale der n-ten Zeile und der (n + 1)-ten Zeile erhalten werden. Mit dieser Filteranordnung kann die Tatsache ausgenutzt werden, dass die Phasen der Trägerschwingungen der n-ten und der (n + i)-ten Zeile betreffs des Ε-Signals invers sind und dass die Phasen betreffs des B-Signals identisch sind. Die Trägerschwingungen werden frequenzmässig einander gleich. Da die R-Filter und die B-Filter jeweils alle zweite Photosensoren angeordnet sind, können die Trägerfrequenzen der R- und B-Signale hoch gemacht werden. Da die Bandbreite des (R + 2G + B)-Signals des Modulationsfrequenzbandes gross ist, wird dariiberhinaus auch das Auflösungsvermögen gross. Natürlich ist der Lichtausnutzungsgrad auf Grund der Verwendung des Cy-Filters, des Ye-Filters und des W-Filters hoch. Da die G-Signale, die für die Helligkeitskomponente am wichtigsten sind, von allen Photosensoren erhalten werden können, wird drüberhinaus das Auflösungsvermögen in schräger Richtung am höchsten.

Die vorliegende Erfindung ist für eine monolithische Bildaufnahmeeinrichtung geeignet, die eine so grosse Anzahl an vertikalen Bildelementen für ein Vollbild aufweist, dass das Zeilensprungsverfahren voll durchgeführt werden kann. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit der in Fig. 6 dargestellten monolithischen Bildaufnahraeeinrichtung geeignet, bei der zwei benachbarte Zeilen gleichzeitig über jeweils einzelne Ausgangsleitungen ausgelesen werden. Fig. 6 zeigt eine Horizontal-Abtastschaltung 11, eine Vertikal-Abtastschaltung 12, eine Schaltstufe für den Zeilensprung, Schaltungseinrichtung 14, beispielsweise ein Flip-Flop, der ein Signal für den Zeilensprung erzeugt, einen Horizontal-Ausleseschalter 15, eine Ausgangsleitung 16, die den Zeilen auf einer Seite geraeinsam ist, eine Ausgangsleitung 17, die den Zeilen auf der anderen Seite gemeinsam ist, ein

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Vertikal-Ausleseschalter 18, sowie ein Photosensor (eine Photodiode) 19- Bei dieser Schaltungsanordnung wird für jedes Halbbild ein Steuersignal an einen Steueranschluss 14* gelegt, um die zwei Zeilen auszuwählen.

Diese Anordnung wird deshalb verwendet, weil sie hinsichtlich des Nachbildes bzw. des Nachleuchtens und des Signal-Rausch- Verhältnisses vorteilhaft ist« Bei Verwendung dieser Schaltungsanordnung werden Signale der Ausgangsleitungen 16 und 17 an die Anschlüsse (n) und (n + 1) gelegt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist» In Fig. 6 stellt die Ausgangsleitung 16 Ausgangssignale von nur den ungeradzahligen Zeilen und die Ausgangsleitung 17 immer nur Ausgangssignale der geradzahligen Zeilen bereit» Die an den Anschlüssen auftretenden Signale gelangen zu Tiefpaßfiltern 1 und 1" sowie zu Bandpaßfiltern 2 und 2°» Die Ausgangssignale der Filter 1 und 1" werden in einer Addierstufe addiert und am Anschluss 8 tritt ein Signal 2'» (R + 2G + B) auf, das das Modulationsfrequenz-Bandsignal ist. Die Ausgangssignale der Bandpaßfilter 2 und 2" werden in einer Addierstufe 4- addiert, und das sich dabei ergebende Signal wird in einem Demodulator 6 demoduliert, so dass am Ausgang 9 das B-Signal auftritt«. Die Ausgangssignale der Bandpaßfilter 2 und 2' werden einer Subtrahierstufe 5 zugeleitet, dessen Ausgangssignal in einem Demodulator demoduliert wirdο Dann tritt das R-Signal am Ausgang 10 auf-

Hier wird das R=-Signal zwischen der η-ten und der (n 4- 1)-ten Zeile invertiert, jedoch kann das B-Signal auch invertiert werdenο Obgleich das R-Signal und das B-Signal als Trägerschwingungen ausgewählt werden, kann auch das R-Signal und das G-Signal oder das G-Signal und das B-Signal auch dafür gewählt werden«, Fig. 7(a) zeigt eine Ausführungsform, bei der das B-Signal zwischen der n-ten Zeile und der (n + 1)-ten Zeile invertiert wird«. Die

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Fig. 7(b) und 7(c) zeigen die Fälle, bei denen die R- und G-Signale als Trägerschwingungen gewählt werden. In Fig. 7(b) wird das R-Signal zwischen der η-ten und der (n + 1)-ten Zeile invertiert und ist das G-Signal in Fig..7(c). In diesen Fällen ist ein Signal (R + G + 2 B) die Modulations-Frequenzbandkomponente. Die Fig. 7(d) und )(e) zeigen die Fälle, bei denen die G- und B-Signale als Trägerschwingungen gewählt werden. In Fig. 7(d) wird das B-Signal zwischen der η-ten und der (n + 1)-ten Zeile invertiert und ist das G-Signal in Fig. 7(e). In diesem Fällen ist natürlich ein Signal (2 R + G + B) die Modulationsfrequenzband-Komponente. Schaltungsanordnungen, die der in Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung entsprechen, können für die zuvor beschriebenen fünf Modifikationen hergestellt werden.

Nachfolgend soll eine abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung beschrieben werden. Bei der in Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung sind die Tiefpaßfilter 1 und 1' jeweils mit einem von zwei Eingängen verbunden, und die Ausgangssignale dieser Tiefpaßfilter 1 und 1¹ werden in einer Addierstufe 4 addiert. Es ist jedoch auch möglich, die Addition vorher auszuführen, und das sich dabei ergebende Signal danach durch ein Tiefpaßfilter zu schicken. TJm das R-Signal zu erhalten, können die Signale auf den Ausgangsleitungen 16 und 17 mittels einer Subtrahierstufe einer Subtraktion unterzogen werden, und danach wird das sich ergebende Signal in einem Demodulator demoduliert. Das R-Signal wird auch in der Weise gehalten, dass die Signale der Ausgangsleitungen 16 und 17 mit einer Zeitspanne, die einem Photosensor entspricht, mit Verzögerungselementen verzögert wird, derart, dass die verzögerten Signale jeweils mit den unverzögerten Signalen einer Subtraktion unterzogen werden, so dass ein Signal (B - R) und ein Signal (B + R) erzeugt wird, und dass diese Signale einer Subtraktion unterzogen werden, wobei die Differenz dieser Signale festgestellt bzw. demo-

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duliert wird. Natürlich kann das JR-Signal auch in einer solchen Weise dadurch erzeugt werden, dass sie verarbeitet bzw. Rechenoperationen unterzogen werden, nachdem die jeweiligen Signale Cy, Xe, W und G abgetastet und über eine Komponente von zwei Photosensoren mittels einer Abfrage- und Speicherschaltung abgefragt bzw. abgetastet und gehalten werden. Bezüglich der B-Signals kann die in Fig. dargestellte Schaltungsanordnung in entsprechender Weise durch eine Schaltung ersetzt werden, bei der nach der Addierung der Signale an den Ausgangsleitungen 16 und 17 in einer Addierstufe das Summensignal durch ein Bandpaßfilter demoduliert wird. Das B-Signal kann derart erzeugt werden, dass die Signale der Ausgangsleitungen 16 und 17 um einen Zeitraum, der einem Photosensor entspricht mittels Verzögerungselementen verzögert werden, dass die verzögerten Signale mit den unverzögerten Signalen einem Subtraktionsvorgang unterzogen werden, so dass ein Signal (B ä R) und ein Signal (B + R) erzeugt wird, und dass diese Signale addiert werden, so dass das Summensignal demoduliert wird.

Das B-Signal kann derart erzeugt werden, dass nach Abtasten und Halten der jeweiligen Signale Gy, Ye, ¥ und G über eine Komponente der beiden Photosensoren mittels einer Abfrage- und Speicherstufe diese Signale einem Rechen™ vorgang unterzogen bzw» verarbeitet werden.

Pig» 8 zeigt eine Ausführungsform in einer zweiten Gruppen von Ausführungsbeispielen» Die zweite Groppe von Ausführung sb ei spiel en ist eine Modifikation der ersten Gruppe en Ausführungsbeispielen» Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die vorgegebenen Euter für die vier benachbarten Photosensoren in zwei Zeilen und zwei Spalten alle zwei Photosensoren in horizontaler und vertikaler Richtung periodisch angeordnet» Bei der vorliegenden Ausführungsform dagegen weisen die Filter für jeweils vier benachbarte Photosensoren in zwei Zeilen und zwei Spalten den zuvor beschriebenen Aufbau auf und sind

alle zwei Photosensoren in horizontaler Richtung periodisch angeordnet, wogegen die Filterelemente der m-te'n und der (m + 1)-ten Spalte abwechselnd alle zwei Photosensoren in vertikaler Richtung sind. Oder genauer ausgedrückt, sind Filter in der η-ten und (n + i)-ten Zeile die Filter, die in den jeweiligen Zeilen in Fig. 3 angeordnet sind, wogegen die Filter, die in der (n + 2)-ten Zeile und der (n + 3)-ten Zeile angeordnet sind, einen Aufbau haben, bei dem die in der η-ten und der (n+ 1 )-ten Zeile jeweils abwechselnd angeordnet sind (vgl. Fig. 8). Auf Grund dieser Anordnung ist es zusätzlich zu den Wirkungen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen möglich, das Moire bei Auslesen mittels des Zeilensprungverfahrens wesentlich zu reduzieren.

Das (R + 2 G + B)-Signal und das R- sowie das B-Signale können auch von einer Bildaufnahmeeinrichtung erzeugt werden, die das Mosaikfilter gemäss dem Aufbau der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform aufweist. Eine Signalverarbeitungsstufe ist die in Fig. 9 dargestellte Schaltungsanordnung mit einer einfachen Verbesserung der in Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung. In Fig. 9 sind Inverterstufen (invertierende Schalter) 20 und 21 zusätzlich hinzugekommen, und die übrige Schaltungsanordnung ist genau so wie in Fig. 5 aufgebaut.' Ein Steuersignal je nachdem, ob die Inversion durchgeführt wird oder nicht, wird an die Steuereingänge 22 und 23 der jeweiligen Inverterstufen 20 und 21 bei jeder Horizontal-Abtastperiode, oder im Falle der Anordnung von Fig. 6 bei jedem Halbbild angelegt. Dieses Signal kann beispielsweise das Ausgangssignal der Schaltstufe 13 für den Zeilensprungvorgang in Fig. 6 sein.

Die Fig. 10(a) und 10(b) zeigen als ungeradzahlige Halbbild- und geradzahlige Halbbild-Bildelemente, an denen das B-Signal die Trägerschwingung und das R-Signal die Trägerschwingung bei Verwendung des in Fig. 8 dargestellten

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Mosaikfarbfilters sind, die monolithische Bildaufnahmeeinrichtung in Pig. 6 und die Signalverarbeitungsschaltung in Fig. 9· Das "ungeradzahlige Halbbild" und das "geradzahlige Halbbild" bezeichnen die Fälle, gleichzeitiger Auslesung einer Gruppe von zwei horizontalen Zeilen, die aus der η-ten und der (n + i)-ten Zeile bzw. aus der (n + 1)-ten und der (n + 2)-ten Zeile bestehen. Fig. 1O(a) entspricht dem Fall des B-Signals und Fig. 1O(b) entspricht dem Fall das ß-Signals, und die ausgezogenen Linien entsprechen dem Fall des ungeradzahligen Halbbilds und die gestrichelten Linien entsprechen dem Fall des ungeradzahligen Halbbilds.

Aus den Figuren wird deutlich, dass die Ausführungsform geraäss Fig. 8 zusätzlich zu den Wirkungen der ersten Gruppe an Ausführungsbeispielen das Moire bei Ausführung des Zeilensprungverfahrens sehr klein hält. Es muss nicht extra noch erwähnt werden, dass als weitere Ausführungsbeispiele der zweiten Gruppe Ausführungsformen entsprechend den jeweiligen Fig. 7(a) bis 7(e) ausgebildet werden können.

Nachfolgend soll eine dritte Gruppe an Ausführungsbeispielen gemäss dieser Erfindung anhand der Fig. 11(a) und 1i(b), der Fig. 12, der Fig. 13(a) bis 13(d), der Fig. 14 und der Fig. 15 erläutert werden. Ein Merkmal dieser Gruppe an Ausführungsbeispielen wird nachfolgend angegeben. Wenn man vier benachbarte Photosensoren in zwei Zeilen und zwei Spalten betrachtet, ist ein Filterelement, das einem der Photosensoren entspricht, das W-Filter, ein Filterelement, das dem Photosensor in vertikaler Richtung neben dem Photosensor entspricht, für den das ¥-Filter vorgesehen ist, ist eine Sorte von Filter, die unter dem E-Filter, dem G-Filter und dem B-Filter ausgewählt wurde, und die Filterelemente, die den anderen zwei Photosensoren entsprechen, sind zwei komplementäre Farbfilter, die sich voneinander unterscheiden, und deren Durchlässigkeitskomponenten das

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durchgelassene Licht des ausgewählten Filters sind.

Fig. 11(a) zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Gruppe von Ausführungsbeispielen. Bei periodischer Anordnung des Mosaikfarbfilters in Fig. 11(a), werden die Signale (E + G) und G von der η-ten Zeile und die Signale (G + B) und (R + G + B) von der (n + i)-ten Zeile in abwechselnder Weise erhalten. Daher kann ein Signal (R + 2 G + B) lediglich durch Addition der Signale der η-ten und der (n + 1)-ten Zeile und bei Durchgang des sich ergebenden Signals durch ein Tiefpaßfilter immer pro Photo sensor in. ,horizontaler Richtung erhalten werden, und es kann das Videosignal mit hoher Auflösung erzeugt werden.

Fig. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungsschaltung, wenn das Mosaikfarbfilter gemäss Fig. 11(a) verwendet wird. Da die Horizontallinien der η-ten und der (n + 1)-ten Zeile beim vorliegenden Ausführung sb ei spiel zeitlich nacheinander ausgelesen werden, sind Verzogerungselemente 31 vorhanden, die das Ausgangssignal der η-ten Zeile für eine Horizontal-Abtastperiode (1 H) verzögert , und es ist eine Signalschaltstufe 32 vorgesehen. Die Signalschaltstufe 32 schaltet die Signale, so dass am Ausgang 32a immer das (R + G)- und das G-Signal und am Ausgang 32b immer das (G + B)-Signal und das (R + G + B)-Signal auftreten. Beide Ausgangssignale der Signalsehaltstufe 32 werden in-einer Addierstufe 33 addiert, und das Summensignal gelangt durch ein Tiefpaßfilter 40, so dass ein Helligkeitssignal Y erhalten werden kann. Da das Helligkeitssignal Y immer das (2 G + R + B)-Signal wird, kann ein Bild mit guter Auflösung wiedergewonnen werden. Das Modulationsfrequenzband-Signal B kann mit einer Subtrahierstufe 34 und einem Tiefpaßfilter 41 erzeugt werden. Unter Verwendung der Signal (R + G), G, (G + B) und (R + G + B), die mit den Synchron-Demodulatorstufen 35 und 36 getrennt werden, kann das R-Signal mit

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Addierstufen 37 und 38, einer Subtränierstufe 39 und einem Tiefpaßfilter 42 erzeugt werden. Weiterhin ist ein Synchron-Impulsgenerator 43 dargestellt.

Wenn bei der in Fig. 11(b) dargestellten Filteranordnung die in Fig» 12 dargestellte Schaltung verwendet wird, ergibt sich das Helligkeitssignal X als Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 40, das Modulationsfrequenzband-Signal (auch base-band-signal genannt) R als Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 41, und das B-Signal als Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 42. Wenn etwa 250 Bildelemente in vertikaler Richtung vorliegen, werden die Verzögerungsstufe 31 und die Signalschaltstufe 32 erforderlich. Die Verzögerungsstufe 31 und die Signalschaltstufe 32 in Fig. 12 sind jedoch dann nicht erforderlich, wenn eine monolithische Bildaufnahmeeinrichtung verwendet wird, bei der etwa 500 Bildelemente in vertikaler Richtung vorhanden sind, und die Signale der beiden Horizontal-Zeilen können gleichzeitig gelesen werden, wie dies beispielsweise in Fig. 6 der Fall ist»

Die Fig. 13(a) bis 13(d) zeigen weitere Ausführungsfortnen der dritten Gruppe. In den Fig» 13(a) und 13(c) weisen alle vier Bildeleraente Rot als ihre Durchlässigkeitskomponente auf, und in den Fig. 13(b) und 13(d), weisen die vier Bildelemente Blau als Durchlässigkeitskomponente auf«. Immer dann, wenn die Signale der η-ten und (n +1)™ten-Zeile addiert werden, erhält man ein Signal (2 E + G + B) bzw. ein Signal (R + G ψ 2 B).

Eine Ausführungsform der Signalverarbeitungsschaltung für die in Fig. 13(a) dargestellte Ausführungsform ist in Fig. 14 angegeben» Von einer monolithischen Bildaufnahmeeinrichtung, die mit dem in Fig. 13(a) dargestellte Mosaikfarbfilter ausgerüstet ist, x^erden das (G + R)-Signal und das R-Signal an der η-ten Zeile und das (R +■ B)-Signal und das (R + B + G)-Signal an der (n + 1)-ten Zeile erzeugt«,

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Das (2 R + G + B)-Signal wird daher derart erzeugt, dass nach Trennen der Signale der η-ten und der (n + i)-ten . Zeile unter Verwendung der Verzögerungsstufe 31 und einer Signalsehaltstufe 32, diese Signale in einer Addierstufe 33 addiert werden, wobei das Summensignal dann durch ein Tiefpaßfilter 40 hindurchgeht. Das Modulationsfrequenzband- bzw. Basisband-Signal B kann dadurch erzeugt werden, dass die Differenz der getrennten Signale in einer Subtrahierstufe 34- gebildet und das sich ergebende Signal dann durch ein Tiefpaßfilter 41 geschickt wird. Das R-Signal kann derart erzeugt werden, dass die Signale der η-ten Zeile, d. h. das (G + R)-Signal und das R-Signal synchron in einem Synchron-Demodulator 44 demoduliert wird, und das demodulierte Signal dann durch ein Tiefpaßfilter 45 gelangt. Das Ausgangssignal der Tiefpaßfilters 40 kann direkt als Helligkeitssignal verwendet werden. Da dieses Helligkeitssignal jedoch im Mischungsverhältnis der R-, G- und B-Signale von dem in der NTSC-Farbfernsehnorm vereinbarten Helligkeitssignal erheblich abweicht, tritt eine Helligkeitsstörung auf. Daher ist es erforderlich, ein von Helligkeitsstörungen freies Helligkeitssignal Ϊ¹ durch Subtraktion niederfrequenter Komponenten des R- und des B-Signals (die unterhalb 500 EHz liegen) mit einer Matrixschaltung 46 zu bilden.

Bei der in Pig. 13(b) dargestellten Filteranordnung kann auch die vorliegende Signalverarbeitungsschaltung verwendet werden. Dabei wird das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 40 das (R + G + 2 B)-Signal, das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 41 das Modulationsfrequenzband-Signal R und das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 45 das B-Signal.

Eine Ausführungsform der Signalverarbeitungsschaltung bei Verwendung des in Fig. 13(c) dargestellten Mosaüfarbfilters ist in Fig. 15 wiedergegeben. In dieser Figur geben die Blöcke mit denselben Bezugszahlen wie in Figdieselben Schaltungsteile wie in Fig. 14 an. Bei Fig.13(c)

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werden das (G + R)- und das (R + G + B)-Signal von der η-ten Zeile, und das (R + B)-Signal sowie das R-Signal von der (n + i)-ten Zeile erhalten. Daher wird das (2 B + G + B)-Signal als Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 40 erzeugt. Das (R +£)-und das R-Signal werden immer mit der Signalschaltstufe 32 in den Synchron-Demodulator 44 geleitet, so dass das (R + B)- und das R-Signal getrennt werden. Das R-Signal tritt am Ausgang des Tiefpaßfilters 45 auf. Das (R + B)-Signal tritt am Ausgang des Tiefpaßfilters 47 auf, und das B-Signal wird durch Subtraktion in einer Subtrahierstufe 48 erzeugt. Auch in diesem Falle tritt eine Helligkeitsstörung auf, wenn das (2 R + G + B)-Signal als Helligkeitssignal verwendet wird. Daher kann ein von der Hellig™ keitsstörung befreites Signal durch Subtrahieren der niederfrequenten Komponenten (die unterhalb 500 KHz liegen) des R- und des B-Signals mit der Matrixschaltung 45 wiedergewonnen werden.

Aach bei der in Fig. 13(d) dargestellten Filteranordnung kann die vorliegende Signalverarbeitungsschaltung verwendet werdenο Dabei wird das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 40 das (R + G + 2 B)-Signal, das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 45 das B-Signal und das Ausgangssignal der Subtrahierstufe 48 das R-Signal» Die Signale der n-ten Zeile, d. h» das (R + B)-Signal und das B-Signal werden dem Synchron-Demodulator 44 augeleitet» -

Eine abgei-jaadelte Ausführungsform der in Fig„ 12 darge- ^ stellten Signalverarbeitungsschaltung soll nachfolgend erläutert werden» Zum Abtrennen des R-Signals gibt es ein Verfahren, bei dem die jeweiligen an den Ausgängen 32a uaa 32b auftretenden Ausgangssignale in Fig«. 12 durch Bandpaßfilter geführt, danach demoduliert und addiert werden, und es gibt ein Verfahren, bei dem die an den Ausgängen 32a und 32b auftretenden Ausgangssignale subtrahiert, die

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Differenz davon demoduliert werden, usw. Obgleich, verschiedene Abwandlungen für die Separatorschaltung für das B-Signal vorgesehen sein können, werden diese Abwandlungen hier nicht weiter erläutert.

Die Fig. 16, 17(a) bis 17(d), 18 und I9(a) bis 19(e) zeigen eine vierte Gruppe von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Gruppe an Ausführungsbeispielen kann als Abwandlung der Ausführungsbeispiele der dritten Gruppe angesehen werden. Als Merkmal der vorliegenden Gruppe an Ausführungsbeispielen weisen die Filter benachbarter vier Spalten und zweier Reihen (vier Filter in horizontaler Richtung) in einem Mosaikfarbfilter, das an der Frontfläche der Photosensoren angeordnet ist, den folgenden Aufbau auf. Das W-Filter wird als erstes Filter, das R-FiIter, das G-FiIter und das B-Filter wird als zweites Filter verwendet. Diejenigen zwei Filter unter den drei Sorten von komplementären Farbfiltern des Ye-Filters, des Cy-Filters und des Mg-Filters, die das durchgelassene Licht des zweiten Filters durchlassen, werden als dritte und vierte Filter verwendet. Jeweils zwei vom ersten, zweiten, dritten und vierten Filter sind für die Photosensoren in benachbarten zwei Zeilen und vier Spalten enthalten, und diejenigen zwei Filter sind an Stellen angeordnet, die durch zwei Photosensoren in horizontaler Richtung und durch einen Photosensor in vertikaler Richtung verschoben sind. Bei der dritten Gruppe von Ausführungsbeispielen werden mit anderen Worten die vorgegebenen Filter für die benachbarten vier Photosensoren in zwei Zeilen und zwei Spalten alle zwei Photosensoren sowohl ia der Horizontal- als auch in der Vertikalrichtung periodisch angeordnet, wogegen bei der vorliegenden Gruppe von Ausführungsbeispielen die Filter für die benachbarten vier Photosensoren in irgend zwei Reihen und zwei Spalten den Aufbau der dritten Gruppe von Ausführungsbeispielen aufweisen und periodisch alle zwei Photosensoren in vertikaler Richtung angeordnet sind, jedoch sind die Mosaik-

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filter der η-ten Zeile und der (η + 1 )-ten Zeile alle zwei Photosensoren in horizontaler Richtung ersetzt worden.

Fig. 16 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Gruppe von Ausführungsformen. Dabei weist das Ausgangssignal der η-ten Zeile für rotes Licht eine in Pig. 17(a) dargestellte Trägerschwingung und für blaues Licht eine in Fig. 17(b) dargestellte Trägerschwingung auf, und für grünes Licht wird keine Abtastung ausgeführt, und dies wird ein Modulationsfrequenzband-Signal (base-band signal). Das heisst, die Trägerschwingungen für rotes Licht und blaues Licht haben die gleichen Frequenzen und sind um 90° phasenverschoben. Das Ausgangssignal der (n + i)-ten Zeile ist entsprechend, jedoch wird es für rotes Licht die in S¹Xg. 17 (c) dargestellte Trägerschwingung und für blaues Licht die in Fig. 17 (d) dargestellte Trägerschwingung, wobei der Zustand so ist, dass die Phasen der geweiligen Ausgangssignale der n-ten-Zeile invertiert sind.

Durch Anlegen des Ausgangssignals der monolithischen Bildaufnahraeeinrichtung an ein Tiefpaßfilter und ein Bandpaßfilter erhält man das (E + 2 G + B)-Signal als Ausgangssignal des Tiefpaßfilters, und die Trägerschwingungen des R- und B-Signals erhält man als Ausgangssignal des Bandpaßfilters. Durch Synchron-Demodulation der Trägerschwingungen kann man die R- und B-Signale erhalten. Da die Phasen der Trägerschwingungen- des R- und B-Signals bei dieser Filteranordnung in den jeweiligen Zeilen invertiert sind, besteht der Vorteil, dass das Modulationsfrequenzband-Signal (base-band-signal) nicht in den Trägerschwingungen des R- und des B-Signals eingemischt sind. Darüberhinaus ist die Summe der Signale der η-ten und der (n + 1)-ten Zeile immer das (E + 2 G + B)-Signal". Wenn es für die Helligkeit benutzt wird, wird daher ein Helligkeitssignal von jedem Photosensor entnommen, so dass

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sich ein gutes Auflösungsvermögen ergibt- Diese Ausführungsform weist diese Merkmale bzw. Vorteile auf.

Ein Beispiel für eine Signalverarbeitungsschaltung für das vorliegende Ausführungsbeispiel ist in Fig. 18 dargestellt. Diese Fig. 18 zeigt eine Ausführungsform in dem Falle, dass beispielsweise das Mosaikfarbfilter gemäss S¹Xg. 16 in der in Fig. 6 dargestellten monolithischen Bildaufnahmeexnrichtung angeordnet ist. Die Ausgangssignale der η-ten und der (n + 1)-ten Zeile werden zu den Tiefpaßfiltern 1 und V und zu den Bandpaßfiltern 2 und 2' geführt. Die Ausgangssignale der Tiefpasfilter 1 und 1' werden in einer Addierstufe 3 addiert, um das Modulationsfrequenzband- bzw. Basisband-Ausgangssignal (R + 2 G + B) zu erhalten. Die Ausgangssignale der Bandpaßfilter 2 und 2' werden in Synchron-De modul at oren 51 bis 54· demoduliert, die jeweils durch Bezugssignalschwingungen 37 bis 60 angesteuert werden, welche Phasen von O (Null) bis 4 If aufweisen. Die Ausgangssignale der Synchrondemodulatoren 51 und 53 werden in einer Addierstufe 55, und die Ausgangssignale der Synchron-Demodulatoren 52 und 54 werden in einer Addierstufe 56 addiert, so dass das R- und das B-Signal erzeugt wird. Das (R + 2 G + B)-Signal, das R-Signal und das B-Signal können zu einem Farbvideosignal zusammengefasst werden.

Als weitere Ausführungsform ist es möglich, die Ausgangssignale der Bandpaßfilter 2 und 2¹ zunächst einer Subtraktion zu unterziehen, und die in Multiplexweise vorliegenden Signale der R- und B-Signale mit nur zwei Synchron-Demodulatoren zu erhalten.

Die Fig. 19(&) bis 19(e) zeigen einen weiteren Aufbau der Mosaikfarbfilter gemäss der vorliegenden Gruppe an Ausführungsbeispielen. In Fig. 19(a) werden die R- und B-Signale als Trägerschwingungen wie in Fig. 16 verwendet.

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Sowohl die Fig. I9(b) und 19(c) zeigen Ausführungsformen, bei denen die R- und G-Signale Trägerschwingungen sind, wogegen das (R + G + 2 B)-Signal ein Modulationsfrequenzband-Signal bzw. ein sogenanntes Base-Band-Signal ist. Beide Fig. 19(cL) und I9(e) zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die G- und B-Signale Trägerschwingungen sind, und das (2 R + G + B)-Signal ein Modulationsfrequenzband-Signal bzw. ein sogenanntes Base-Band-Signal ist. Die in Fig. 18 dargestellte Signalverarbeitungsschaltung ist natürlich auch für diese Ausführungsformen geeignet.

Im Falle der Filteranordnungen der dritten und vierten Gruppe können auch andere Ausführungsformen als Signalverarb eitungs schalt ungen verwendet werden. Eine Ausführungsform im Falle der Filteranordnung gemäss Fig. 11(a) wird nachfolgend anhand von Fig. 20 erläutert. Wie bereits beschrieben, erhält- man das (R + 2 G + B)-Signal in irgendeiner Spalte lediglich durch Addition der Signale der η-ten und der (n + 1 )-ten Zeile. Wenn die Signale benachbarter Photosensoren in derselben Zeile Subtraktionsvorgängen unterzogen werden, so ist (Ye - G) = R und (Cy - W) = -R, und wenn die Signale der Photosensoren in diagonaler Richtung subtrahiert werden, so ist (Ye - W) = -B und (Cy - G) = B. Die vorliegende Ausführungsform macht von dieser Tatsache Gebrauch. In Fig. 20 werden die Signale, die durch Tiefpaßfilter 1 und 1* gelaufen sind, in einer Addierstufe 33 addiert und es entsteht das (R + 2 G + B)-Signal. Verzögerungsstufen bis 64- sind für eine Komponente entsprechend einem Photosensor vorgesehen. In der η-ten und der (n + i)-ten Zeile werden die Signale, die von der Komponente entsprechend einem Photosensor verzögert sind, und die unverzögerten Signale Jeweils in Subtrahierstufen 65 und 66 subtrahiert, so dass das R- und das -R-Signal entsteht. Nach Vereinheitlichung der Polaritäten dieser Signale mit Polaritätsinverterstufen 69 und 70 werden die sich ergebenden Signale in einer Addierstufe 73 addiert, so dass man das R-Signal

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erhält. In entsprechender Weise werden die Signale der Photosensoren in diagonaler Richtung in Subtrahierstufen 67 und 68 subtrahiert, die Differenzsignale weisen Polaritäten auf, die durch Polaritätsinverterstufen 71 und 72 vereinheitlicht werden, und die sich ergebenden Signale werden in einer Addierstufe 74· addiert, so dass man das B-Signal erhält. Wenn die Filter für die vier Photosensoren in Fig. 11(a) und in Fig. 11 (b) periodisch abwechselnd in. horizontaler Richtung angeordnet sind, kann die zuvor beschriebene Schaltung verwendet werden, und darüberhinaus wird eine Verringerung des Moires erreicht. Obgleich der Fall gemässs Fig. 11(a) in der zuvor beschriebenen Erläuterung beispielsweise beschrieben wurde, kann die vorliegende Signalverarbeitungsschaltung auch für die Ausführungsform gemäss Fig. 11(b) und die Ausführung sformen der vierten Gruppe verwendet werden.

Als Abwandlungen der vierten Gruppe sei das nachfolgende ausgeführt. Wenn F die Filteranordnung ist, die durch die dritte Gruppe angegeben wurde, und wenn F" eine Anordnung bezeichnet, in der die Spalten der Filterelemente der Filteranordnung F miteinander vertauscht werden, und wenn IF eine Anordnung bezeichnet, in der die Zeilen miteinander vertauscht werden, wird die Filteranordnung der vierten Gruppe als F·|F dargestellt. Als Abwandlung dieser Anordnung kann Folgendes eine hohe Auflösung erzielen :

_ _ F. ■ F, IF F-F, F-F, j , j|r' und Jr

In entsprechender Weise erhält man mit den nachfolgenden Anordnungen, bei denen F, F und IF willkürlich gewählt und aneinander grenzen, hohe Auflösungen erreichen:

F-F" F-F" F- JF F- IF , , IF-F . . . . . . und . .

¥*F·, |F-F, Jf- f , If- f, 7· If

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Claims

PATENTANWÄl TE

SCHIFF v. FÜNER STREHL SCHÜBEI.-HOFF F.B'.MNGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O ^ 3 Ü A Ö I

POSTADRESSE: POSTFACH 95 016O, D-8OOO MÖNCHEN 95

HITACHI, LTD. 8. Februar 1979

DEA-5798

Monolithische F arbbild- Auf nähme-Einrichtung

Patentansprüche

Qy Monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung mit mehreren Photosensoren, die" in horizontaler und vertikaler Richtung angeordnet sind, und einem Mosaikfarbfilter, das aus Filterelementen zusammengesetzt ist, die entsprechend den jeweiligen Photosensoren angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils vier benachbarte Filterelemente, die das Mosaikfarbfilter bilden, ein erstes Filter, das ein panchromatisches durchlässiges Filter ist, ein zweites Filter, das ein erstes spektralbereich-durchlässiges Filter, ein zweites spektralbereich-durchlässiges Filter oder ein drittes spektralbereich-durchlässiges Filter, die voneinander unterschiedliche Durchlässig-

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keitswerte besitzen, ist, und dritte, sowie vierte Filter umfassen, die aus komplementären Farbfiltern bestehen, eine durchgelassene Komponente des zweiten Filters durchlassen und voneinander unterschiedliche Durchlässigkeitskomponenten aufweisen.
2. Monolithische Farbild-Aufnahme-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Filter ein Grün durchlassendes Filter, das dritte Filter ^ei^Q die Cyanfarbe durchlassendes Filter und das vierte Filter ein Gelb durchlassendes Filter ist.
3- Monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Filter in horizontaler Richtung nebeneinander liegen.
4. Monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filter und das zweite Filter in ihren Lagen alle zwei Photosensoren in vertikaler Sichtung und das dritte und das vierte Filter in ihrem Lagen alle zwei Photosensoren in vertikaler Richtung ausgewechselt sind.
5- Monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Filter in vertikaler Richtung nebeneinander liegen.
6. Monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filter und das zweite Filter in ihren Lagen alle zwei Photosensoren in horizontaler Richtung und das dritte Filter und das vierte Filter in ihren Lagen alle zwei Photo sensoren in horizontaler Richtung ausgewechselt sind.

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7· Monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung mit mehreren Photosensoren, die in horizontaler und vertikaler Richtung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zum gleichzeitigen Auslesen optischer Signale zweier vertikal benachbarter Photosensoren in horizontaler Richtung, ein Mosaikfarbfilter, das aus Filterelementen, die entsprechend der jeweiligen Photosensoren angeordnet sind, besteht, sowie eine Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen sind, die ein Farbsignal auf der Grundlage der zwei Ausgangssignale der Ausleseeinrichtungen erzeugen,

und dass vier benachbarte Filterelemente ein erstes Filter, das ein panchromatisch durchlässiges Filter ist, ein zweites Filter, das ein gründurchlässiges Filter ist, ein drittes Filter, das ein die Cyanfarbe durchlässiges Filter ist und ein viertes Filter umfasst, das ein gelbdurchlässiges Filter ist.
8» Monolithische Farbbild-Aufnahme-Einrichtung nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filter und das zweite Filter in vertikaler Richtung nebeneinander liegen und dass die Signalverarbeitungsschaltung Einrichtungen aufweist, die die beiden Ausgangssignale der Ausleseeinrichtungen addieren.

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