DE29520865U1 - CCD area sensors with color mosaic filter - Google Patents

CCD area sensors with color mosaic filter

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CCD-Flächensensoren mit Farbmosaik-FilterCCD area sensors with color mosaic filter

Die Erfindung betrifft CCD-Flächensensoren mit Farbmosaik-Filter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to CCD area sensors with color mosaic filters according to the preamble of claim 1.

Für die elektronische Bildaufnahme in elektronischen Kameras haben sich Mehrfachanordnungen von ladungsgekoppelten Sensoren, nachfolgend CCD-Flächensensoren genannt, weitgehend durchgesetzt, die matrizenartig angeordnete, lichtempfindliche, photoelektrische Bildelemente aufweisen. Die einzelnen Bildelemente, die auch als Pixel bezeichnet werden, sind nur für jeweils eine Farbe des sichtbaren Lichts bzw. einen Spektralbereich empfindlich. Zur Aufnahme von farbigen Strukturen müssen jeweils drei Bildelemente, die für die drei Grundfarben Rot, Grün bzw. Blau empfindlich sind, einander zugeordnet werden, um eine Bildzelle eines Farbbildes zu erhalten.For electronic image recording in electronic cameras, multiple arrangements of charge-coupled sensors, hereinafter referred to as CCD area sensors, have become widely accepted. These have light-sensitive, photoelectric image elements arranged in a matrix-like manner. The individual image elements, also referred to as pixels, are only sensitive to one color of visible light or one spectral range. To record colored structures, three image elements that are sensitive to the three primary colors red, green or blue must be assigned to one another in order to obtain an image cell of a color image.

Bei der Verwendung von drei getrennten CCD-Flächen-Sensoren mit vorgeschalteten, farbselektiven Teiler-Spiegeln, liegen die einer Bildzelle zugeordneten drei Bildelemente auf getrennten Bauteilen, so daß an die gegenseitige Justierung hohe Anforderungen gestellt werden. Ferner sind die Kosten sehr hoch, da jeweils drei CCD-Sensoren benötigt werden.When using three separate CCD area sensors with upstream color-selective splitter mirrors, the three image elements assigned to an image cell are located on separate components, so that high demands are placed on mutual adjustment. Furthermore, the costs are very high because three CCD sensors are required in each case.

In vielen Fällen werden daher als Flächensensoren sogenannte Mosaik-Filter-Flächensensor-CCDs verwendet, bei denen jeweils drei nebeneinander 0 angeordnete, ein Bildeiement-Tripel bildende, photoelektrische Bildelemente durch mikroskopisch kleine, ebenfalls matrizenförmig angeordnete Farbfilter jeweils nur für einen der drei Spektraibereiche (Rot, Grün, Blau) empfindlich sind. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß keine besonderen Objektive oder zusätzliche optische Elemente zwischen dem Objektiv und dem Sensor erforderlich sind.In many cases, so-called mosaic filter area sensor CCDs are used as area sensors, in which three photoelectric image elements arranged next to each other, forming an image element triple, are sensitive to only one of the three spectral ranges (red, green, blue) through microscopically small color filters, also arranged in a matrix. Such an arrangement has the advantage that no special lenses or additional optical elements are required between the lens and the sensor.

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Nachteilig ist, daß die verschiedenen empfindlichen Bildelemente zwangsläufig nebeneinander, das heißt nicht am gleichen Ort liegen. Bei Strukturen, die kleiner als die Breite eines derartigen Bildelement-Tripels sind, besteht die Gefahr, daß Farbverfälschungen auftreten, die insbesondere bei periodischen Strukturen als sogenannte Farb-Moire-Störungen in Erscheinung treten.The disadvantage is that the various sensitive image elements are necessarily next to each other, i.e. not in the same place. With structures that are smaller than the width of such a triplet of image elements, there is a risk of color distortions occurring, which appear as so-called color moiré disturbances, particularly with periodic structures.

Es ist deshalb vorgeschlagen worden, durch optische Mittel innerhalb des Objektivs bzw. in dem Raum zwischen dem Objektiv und dem Sensor eine Verbreiterung der Bildstrukturen in Richtung des Bildelement-Tripeis herbeizuführen, wodurch diese Farbverfälschung verringert werden kann. Dies bringt jedoch zwangsläufig eine Verschlechterung der Auflösung von Einzelheiten bei den Bildelement-Tripeln mit sich. Diese erstrecken sich üblicherweise in Zeilenrichtung.It has therefore been proposed to use optical means within the lens or in the space between the lens and the sensor to widen the image structures in the direction of the pixel triplets, which can reduce this color distortion. However, this inevitably results in a deterioration in the resolution of details in the pixel triplets. These usually extend in the line direction.

Es ist auch vorgeschlagen worden, alle Bildelemente der einzelnen Zeilen spektral gleichartig empfindlich auszubilden (sogenannte Zeilen-Filter-Flächen-Sensoren), so daß sich die Bildelement-Tripel in Spaltenrichtung erstrecken. Weiterhin ist vorgeschlagen worden, die in Zeilenrichtung regelmäßige Bildelement-Abfolge (R-G-B) durch andere Abfolgen (z. B. R-G-G-B) sowie eine Versetzung der Farbmuster in den aufeinanderfolgenden Zeilen oder sogar durch eine quasi-stochastische Anordnung zu ersetzen.It has also been suggested that all image elements of the individual lines should be spectrally sensitive (so-called line-filter-area sensors), so that the image element triplets extend in the column direction. It has also been suggested that the regular image element sequence (R-G-B) in the row direction should be replaced by other sequences (e.g. R-G-G-B) and that the color patterns in the successive lines should be shifted or even by a quasi-stochastic arrangement.

0 Obgleich sich hierdurch eine strukturabhängig unterschiedlich große Verringerung der Bäldelement-Störungen erreichen läßt, weisen diese Anordnungen eine Reihe von Nachteilen auf. Diese zeigen sich vor allem bei einer pseudo-stochastischen Filteranordnung, da beim Auslesen der Bildelementsignale auf relativ aufwendige Weise durch Vergleich mit einer zugeordneten Muster-Tabeiie für jedes Bildelement 5 ermittelt werden muß, ob das betreffende Signal einem rot-, grün- oder blau-empfindlichen Bildelement zugeordnet ist.0 Although this can achieve a reduction in the field element interference that varies depending on the structure, these arrangements have a number of disadvantages. These are particularly evident in a pseudo-stochastic filter arrangement, since when reading out the image element signals, it is necessary to determine in a relatively complex manner by comparing with an associated pattern table for each image element 5 whether the signal in question is assigned to a red, green or blue-sensitive image element.

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Noch wesentlich größer ist der erforderliche Aufwand, wenn von einem Vergleich der Signale benachbarter Büdelemente auf die Struktur in dem Bild und damit auf die vorzunehmende Korrektur des fehlerhaft erfaßten Farbanteils geschlossen werden soll.The effort required is even greater if a comparison of the signals of neighboring image elements is to be used to draw conclusions about the structure in the image and thus about the correction to be made for the incorrectly captured color component.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen CCD-Flächensensoren mit Farbmosaik-Filter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß mit relativ einfachen Mitteln eine Verringerung der unerwünschten Farbverfälschungen erreicht werden kann.It is the object of the invention to further develop a CCD area sensor with color mosaic filter according to the preamble of claim 1 in such a way that a reduction in undesirable color distortions can be achieved with relatively simple means.

1Ö Diese Aufgabe wird bei einem CCD-Flächensensoren mit Farbmosaik-Filter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.1Ö This object is achieved in a CCD area sensor with color mosaic filter according to the preamble of claim 1 by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Vorteilhafterweise wird durch die Erfindung eine Verringerung der unerwünschten Farbverfälschungen und damit eine Verbesserung des Bildes erreicht. Die Büdelemente des CCD-Flächensensors sind nämlich nicht streng matrizenförmig sondern in benachbarten Zeilen um eine Teilbreite der Bildelementbreite in Zeilenrichtung versetzt angeordnet. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist, daß jeweils drei Büdelemente, die benachbart sind, aus mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zeilen einer Bildzelle zugeordnet werden. Bevorzugt werden 0 zwei benachbarte Büdelemente aus einer Zeile und ein drittes, nahe liegendes bzw. benachbartes Bildelement aus einer angrenzenden Zeile einer Bildzelle zugeordnet Dadurch wird ein dreieckförmiges Bildeiement-Tripel erhalten. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß die Büdelemente über drei benachbarte Zeilen verteilt sind. Welche Zuordnung auch gewählt wird, so sollte jeder Bildzelle jeweils ein eng 5 benachbartes Sensorelement der Grundfarbe Rot, Grün bzw. Blau zugeordnet werden.The invention advantageously reduces undesirable color distortions and thus improves the image. The image elements of the CCD area sensor are not strictly matrix-shaped, but are arranged in adjacent rows offset by a partial width of the image element width in the direction of the row. A key idea of the invention is that three adjacent image elements from at least two consecutive rows are assigned to an image cell. Preferably, two adjacent image elements from one row and a third, nearby or neighboring image element from an adjacent row are assigned to an image cell. This creates a triangular image element triple. However, it is also possible for the image elements to be distributed over three adjacent rows. Whichever assignment is chosen, each image cell should be assigned a closely adjacent sensor element of the primary color red, green or blue.

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Als Folge der Anordnung mit auf jeweils zwei benachbarte Zeilen verteilten Büdelementen einer Bildzelle ergeben sich Bildelement-Tripel, die die Form eines von einem Objektiv entworfenen, im Regelfall kreisförmigen Bildpunktes besser annähern als es bei der bisher verwendeten Anordnung der Fall ist, bei der drei nebeneinander angeordnete Elemente vorgesehen sind. Infolgedessen werden keine zusätzlichen optischen Mittel zur Verformung des Punktbildes benötigt.As a result of the arrangement with image elements of an image cell distributed over two adjacent rows, image element triplets are created that better approximate the shape of a generally circular image point designed by a lens than is the case with the arrangement used previously, in which three elements are arranged next to one another. As a result, no additional optical means are required to deform the point image.

Mit dreieckförmigen Bildeiement-Tripeln ergibt sich eine dichterere und gleichmäßigerere Überdeckung der Bildebene. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die einzelnen Bildelemente nicht quadratisch sondern rechteckig mit beispielsweise einem Seitenverhältnis von etwa 3:4 ausgebildet sind, wobei die längere Kante in Richtung der Zeile ausgerichtet ist.Triangular image element triplets result in a denser and more even coverage of the image plane. This is particularly the case when the individual image elements are not square but rectangular with, for example, an aspect ratio of around 3:4, with the longer edge aligned in the direction of the line.

Bei der Zuordnung einzelner Bildelemente zu Bildzellen, kann dasselbe Bildelement auch mehr als einer Bildzelle zugeordnet werden.When assigning individual image elements to image cells, the same image element can also be assigned to more than one image cell.

Der Ladungstransport in Zeilenrichtung erfolgt wie bei herkömmlichen CCDs. Mit auf jeweils zwei benachbarte Zeilen verteilten Büdelementen einer Bildzelle und einer 4-phasigen Ansteuerung treten die Ladungen am Ausgang für die geraden und ungeraden Zeilen um jeweils zwei Phasentakte versetzt auf. Während bei einer Anordnung der Bildelemente, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, die 0 einzelnen Ladungen der Zeilen innerhalb des Ausleseregisters unterschiedliche Farben darsteilen, sind im vorliegenden Fall gemäß der Erfindung alle Signale einer Spalte chromatisch gleich. Dies erleichtert das Auslesen bzw. die Weiterverarbeitung wesentlich. Insbesondere entfällt die bei einer quasi-stochastischen Anordnung erforderliche Korrelation mit einer Farb-Muster-The charge transport in the row direction is carried out as with conventional CCDs. With image elements of an image cell distributed over two adjacent rows and a 4-phase control, the charges at the output for the even and odd rows appear offset by two phase clocks. While in an arrangement of the image elements as known from the prior art, the individual charges of the rows within the readout register represent different colors, in the present case according to the invention all signals of a column are chromatically the same. This makes reading and further processing much easier. In particular, the correlation with a color pattern required in a quasi-stochastic arrangement is eliminated.

25 Tabelle.25 Table.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the subject matter of the invention are specified in the subclaims.

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Reinschrift Seite 5Fair copy page 5

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Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The subject matter of the invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawings. It shows:

Fig. 1Fig.1

Fig.Fig. 2a,b2a,b Fig.Fig. 33 Fig.Fig. 44 Fig.Fig. 55 Fig.Fig. 66

ein Beispiel einer Anordnung der Biidelemente und deren Zuordnung zu einer Bildzelle nach der Erfindung,an example of an arrangement of the image elements and their assignment to an image cell according to the invention,

eine andere Zuordnung von Bildelementen nach der Erfindung,another allocation of image elements according to the invention,

eine Anordnung von rechteckigen Bildelementen und deren Zuordnung zu Bildzeilen nach der Erfindung,an arrangement of rectangular image elements and their assignment to image lines according to the invention,

eine schematische Darstellung einer Ausleseeinrichtung für die Bildelemente nach der Erfindung,a schematic representation of a readout device for the picture elements according to the invention,

eine schematische Darstellung einer anderen Auslöseeinrichtung nach der Erfindung,a schematic representation of another triggering device according to the invention,

Bildelemente mit abgeschrägten Ecken.Image elements with bevelled corners.

In Fig. 1 ist schematisch ein Bereich eines CCD-Flächensensors mit Mosaik-Filter dargestellt, der zeilenmäßig angeordnete Bildelemente aufweist. Die Biidelemente sind entsprechen ihrer Empfindlichkeit für Rot, Grün und Blau mit R, G bzw. B bezeichnet. Jede Zeile enthält eine regelmäßige, sich wiederholende Abfolge von Bildelementen mit der Sequenz R, G und B. Die aufeinanderfolgenden Zeilen sind 0 hier gegeneinander um die halbe Breite eines Bildelements versetzt. Betrachtet man die Büdelemente, die jeweils in einer Spalte liegen, so erkennt man, daß in jeder Spalte nur jeweils chromatisch gleiche Büdelemente liegen, nämlich nur die Bildelemente R oder nur G oder nur B.Fig. 1 shows a schematic of a CCD area sensor with a mosaic filter, which has image elements arranged in rows. The image elements are labeled R, G and B, respectively, according to their sensitivity to red, green and blue. Each row contains a regular, repeating sequence of image elements with the sequence R, G and B. The successive rows are offset from each other by half the width of an image element. If you look at the image elements that are each in a column, you can see that each column only contains chromatically identical image elements, namely only the image elements R or only G or only B.

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In Fig. 1 sind verschiedene mögliche Zuordnungen der jeweiligen Biidelemente R, G und B zu Bildzellen dargestellt. Die Biidelemente einer Biidzelle sind mit einer LinieIn Fig. 1, various possible assignments of the respective image elements R, G and B to image cells are shown. The image elements of an image cell are marked with a line

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eingefaßt Man sieht, daß jedes Bildeiement einer Bildzelle zugleich auch Biidelement einer weiteren Zelle ist. Insbesondere sind hier jeweils zwei benachbarte Bildelemente nur in jeder zweiten Zeile einer Bildzelle zugeordnet, während das dazugehörende dritte aus der dazwischen liegenden Zeile genommen wird.You can see that every image element of an image cell is also an image element of another cell. In particular, two adjacent image elements are only assigned to an image cell in every second row, while the corresponding third is taken from the row in between.

Es sei angenommen, daß die Bildelemente quadratisch sind und der gegenseitige Abstand in Zeilenrichtung a ist. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Zeilen sei a. Bei einer zeilenweisen Versetzung der Bildelemente um die halbe BiIdelementbreite beträgt dann der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spalten für Bildelemente mit der gleichen Farb-Empfindlichkeit 1,5a, das heißt für Spalten nur mit R, G bzw. B.It is assumed that the picture elements are square and the mutual distance in the row direction is a. The distance between two adjacent rows is a. If the picture elements are shifted row by row by half the picture element width, the distance between two consecutive columns for picture elements with the same color sensitivity is 1.5a, i.e. for columns with only R, G or B.

Fig. 2a und Fig. 2b zeigen eine Anordnung der Bildelemente, die sich von der der Fig. 1 durch eine andere Art der Zuordnung der Bildelemente zu den Bildzellen unterscheiden. Auch hier sind die Bildeiemente einer Bildzelle mit einer Linie eingefaßt. Fig. 2a and Fig. 2b show an arrangement of the image elements that differs from that of Fig. 1 due to a different type of allocation of the image elements to the image cells. Here too, the image elements of an image cell are enclosed by a line.

In Fig. 2a ist die Zuordnung der Bildelemente zu den Bildzellen derart, daß aus jeder Zeile jeweils zwei benachbarte Bildelemente für eine Bildzelle gewählt werden und daß das dritte zu dieser Bildzelle gehörende Bildelement aus der benachbarten 0 Zeile ausgewählt wird. Ferner ist jedes Bildelement einer Bildzelle gleichzeitig Bildelement zweier weiterer, nämlich benachbarter Bildzellen. Wenn die Bildelemente als quadratisch mit der Seitenlänge a angenommen werden, ist der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Bildzellen in Zeilenrichtung ebenfalls gleich a.In Fig. 2a, the allocation of the picture elements to the picture cells is such that two neighboring picture elements are selected from each row for a picture cell and that the third picture element belonging to this picture cell is selected from the neighboring row. Furthermore, each picture element of a picture cell is simultaneously a picture element of two further, namely neighboring, picture cells. If the picture elements are assumed to be square with side length a, the distance between the centers of the picture cells in the row direction is also equal to a.

In Fig. 2b ist die Zuordnung der Bildelemente zu den Bildzellen verschieden, nämlich derart, daß aus jeder Zeile jeweils zwei benachbarte Bildelemente einer Bildzeile gewählt werden, das dritte zu dieser Bildzelle gehörende Bildelement aus der benachbarten Zeile ausgewählt wird und zwei in Zeilenrichtung benachbarte Bildzellen jeweils zwei gemeinsameIn Fig. 2b, the allocation of the picture elements to the picture cells is different, namely in such a way that two adjacent picture elements of a picture line are selected from each line, the third picture element belonging to this picture cell is selected from the adjacent line and two adjacent picture cells in the row direction each have two common

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Bildelemente haben. Diese Topologie hat zur Folge, daß die Mittelpunkte solcher benachbarten Biidzeüen in Zeilenrichtung einen Abstand a/2 aufweisen, wenn a der gegenseitige Abstand der Bildelemente und derjenige der Zeilen ist und die Bildelemente quadratisch sind. Man erhält also eine bessere Auflösung, ohne die Bildelementabstände verkleinern zu müssen.picture elements. This topology means that the centers of such adjacent picture lines have a distance of a/2 in the line direction, if a is the mutual distance between the picture elements and that between the lines and the picture elements are square. This means that a better resolution is obtained without having to reduce the distances between the picture elements.

Andere Topologien sind möglich und können aus den vorstehenden abgeleitet werden. Beispiels weise kann ein Bildelement einer Bildzelle gleichzeitig fünf weiteren benachbarten Bildzellen zugeordnet werden.Other topologies are possible and can be derived from the above. For example, a picture element of a picture cell can be assigned to five other neighboring picture cells at the same time.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung von rechteckförmigen Bildelementen, die in Zeilenrichtung die Abmessung a und in Spaitenrichtung die Abmessung 0,75 a aufweisen, das heißt das Seitenverhältnis beträgt 3:4. Bei dieser Anordnung sind die Abstände zwischen den Mittelpunkten benachbarter Bildelemente gleicher Farb-Empfindlichkeit in etwa gleich groß, d.h. sowohl in Zeilenrichtung als auch in Spaltenrichtung. Dadurch werden die bei bekannten regelmäßigen Anordnungen mit Elementen nur in Zeilen-Richtung auftretenden Auflösungs-Unterschiede in der horizontalen und vertikalen Richtung verringertFig. 3 shows an arrangement of rectangular image elements that have the dimension a in the row direction and the dimension 0.75 a in the column direction, i.e. the aspect ratio is 3:4. In this arrangement, the distances between the centers of neighboring image elements with the same color sensitivity are approximately the same, i.e. both in the row direction and in the column direction. This reduces the differences in resolution in the horizontal and vertical directions that occur in known regular arrangements with elements only in the row direction.

In Fig. 4 ist ein Beispiel einer allgemein mit 1 bezeichneten Ausleseeinrichtung dargestellt, mit der die erfindungsgemäß angeordneten Bildelemente R, G, B eines 0 CCD-Flächensensors mit Mosaik-Filter 2 ausgelesen werden können. Es sind drei Ausleseregister 3, 4 und 5 jeweils für die Bildeiemente R, B und G vorgesehen. Jedes Ausleseregister 3,4 und 5 ist jeweils mit einem Analog/Digital-Umwandler 6, bzw. 8 verbunden, an deren Ausgängen digitale Signale für die Farbe Rot, Grün bzw. Blau zur weiteren Verarbeitung erhalten werden.Fig. 4 shows an example of a readout device, generally designated 1, with which the image elements R, G, B of a 0 CCD area sensor with mosaic filter 2 arranged according to the invention can be read out. Three readout registers 3, 4 and 5 are provided for the image elements R, B and G. Each readout register 3, 4 and 5 is connected to an analog/digital converter 6 or 8, at the outputs of which digital signals for the colors red, green and blue are obtained for further processing.

5 Man erkennt in Fig. 4, daß, wenn der CCD-Flächensensor 2 in Richtung der Zeilen ausgelesen wird, in jedem Ausleseregister 3,4 bzw. 5 die "Lage" der jeweiligen Biidelemente in der gerade ausgelesenen Spalte des CCD-Flächensensors wiedergespiegelt wird.5 It can be seen in Fig. 4 that when the CCD area sensor 2 is read out in the direction of the lines, the "position" of the respective image elements in the column of the CCD area sensor that has just been read out is reflected in each readout register 3, 4 or 5.

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Fig. 5 zeigt eine Ausleseeinrichtung, die sich von der in Fig. 4 dargestellten im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß sie nur ein einziges Ausleseregister 11 und nur einen Analog/Digital-Umwandler 12 aufweist. In diesem Fall werden die einzelnen Spalten des CCD-Flächensensors 2 nacheinander in dieses Ausleseregister 11 eingelesen und anschließend durch den Analog/Digital-Umwandler 12 in digitale Signale umgewandelt. Diese werden, um die zutreffende Zuordnung der Ausgangswerte der Bildelemente zu den einzelnen Farb-Bildzellen zu erreichen, in einen Speicher 13 eingelesen, aus dem sie mit Hilfe einer zentralen Verarteitungseinrichtung CPU 14 ausgelesen und in Signale umgewandelt werden, die für eine weitere Verarbeitung geeignet sind.Fig. 5 shows a readout device that differs from that shown in Fig. 4 in that it has only a single readout register 11 and only one analog/digital converter 12. In this case, the individual columns of the CCD area sensor 2 are read into this readout register 11 one after the other and then converted into digital signals by the analog/digital converter 12. In order to achieve the correct assignment of the output values of the image elements to the individual color image cells, these are read into a memory 13, from which they are read out with the help of a central processing device CPU 14 and converted into signals that are suitable for further processing.

Fig. 6 zeigt in der linken Hälfte eine beispielhafte Anordnung gemäß der Erfindung von Biidelementen in Form von Quadraten. Die rechte Hälfte der Fig. 6 zeigt quadratische Elemente, deren Ecken abgeschrägt worden sind. Hierdurch kann das unerwünschte Überfließen von Ladungen zwischen den Bildelementen günstig beeinflußt werden. Eine Abschrägung der Ecken kann auch bei rechteokförmigen Büdelelementen vorgenommen werden.The left half of Fig. 6 shows an exemplary arrangement according to the invention of image elements in the form of squares. The right half of Fig. 6 shows square elements whose corners have been bevelled. This can have a positive effect on the undesirable overflow of charges between the image elements. The corners can also be bevelled in the case of rectangular bundle elements.

Der Bildaufbau wurde durch Auslesen eines das vollständige Bild aufnehmenden CCD-Flächensensors dargestellt. Es ist selbstverständlich auch möglich, mit dem 0 erfindungsgemäßen Grundaufbau eines zweizeiligen CCD-Flächensensors das Bild abzuscannen.The image structure was shown by reading a CCD area sensor that records the entire image. It is of course also possible to scan the image using the basic structure of a two-line CCD area sensor according to the invention.

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Claims (14)

1. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor mit einem farbselektiven Mosaik-Filter und matrizenförmig angeordneten, für die drei Grundfarben Rot, Grün bzw. Blau empfindlichen, photoelektrischen Bildelementen, die in Zeilennchtung in einer regelmäßigen, sich wiederholenden Abfolge der drei Grundfarben Rot,1. Charge-coupled area sensor with a color-selective mosaic filter and matrix-shaped photoelectric image elements sensitive to the three primary colors red, green and blue, which are arranged in a regular, repeating sequence of the three primary colors red, Grün und Blau angeordnet sind dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente (R, G, B) zweier aufeinanderfolgender Zeilen jeweils um eine Teilbreite eines Bildelements in Zeüenrichtung gegeneinander versetzt sind.Green and blue are characterized in that the picture elements (R, G, B) of two consecutive lines are each offset from one another by a partial width of a picture element in the line direction. 2. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach Anspruch 1, dadurch 2. Charge-coupled area sensor according to claim 1, characterized gekennzeichnet, daß jeweils ein für Rot, Blau und Grün empfindliches Bildelement einer Bildzelle zugeordnet ist, wobei die Bildelemente einander benachbart sind und mindestens zwei von ihnen in aufeinanderfolgenden Bildelementzeilen angeordnet sind. characterized in that a picture element sensitive to red, blue and green is assigned to each picture cell, the picture elements being adjacent to one another and at least two of them being arranged in successive picture element rows. 3. Ladungsgekoppeiter Flächen-Sensor nach Anspruch 2, dadurch 3. Charge-coupled area sensor according to claim 2, characterized gekennzeichnet, daß zwei Bildelemente (z.B. R und G) aus einer Zeile und ein Bildelement (z.B. B) aus einer benachbarten Zeile derselben Bildzelle zugeordnet sind. characterized in that two picture elements (eg R and G) from one row and one picture element (eg B) from an adjacent row are assigned to the same picture cell. 4. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach einem der vorhergehenden 0 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der4. Charge-coupled area sensor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the Bildelemente, die einer Bildzelle zugeordnet sind, mindestens einer weiteren Bildzelle zugeordnet ist.Image elements that are assigned to an image cell are assigned to at least one other image cell. B 3160 DE-11.01.1996 , .,B 3160 DE-11.01.1996 , ., ■ · · t · 4■ · · t · 4 • · · 9 · · 9 11 5. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach Anspruch 4, dadurch 5. Charge-coupled area sensor according to claim 4, characterized gekennzeichnet, daß zwei Bildelemente, die einer Bildzeile zugeordnet sind, auch mindestens einer weiteren Bildzelle zugeordnet sind.characterized in that two image elements assigned to an image line are also assigned to at least one further image cell. 6. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach einem der vorhergehenden6. Charge-coupled area sensor according to one of the preceding Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente rechteckig ausgebildet sind, wobei die längere Seite in Zeilenrichtung ausgerichtet ist.Claims, characterized in that the picture elements are rectangular, the longer side being aligned in the line direction. 7. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Längenverhältnis der Rechtecksseiten 3:4 beträgt. 7. Charge-coupled area sensor according to claim 6, characterized in that the length ratio of the rectangular sides is 3:4. 8. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitten-Abstand zwischen zwei benachbarten Bildelementen in Zeilenrichtung im wesentlichen gleich dem Abstand zweier benachbarter Bildelemente in Spaltenrichtung ist.8. Charge-coupled area sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the center distance between two adjacent picture elements in the row direction is substantially equal to the distance between two adjacent picture elements in the column direction. 9. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente im wesentlichen rechtwinklig viereckig sind und ihre Ecken abgeschrägt oder abgerundet sind.9. Charge-coupled area sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the picture elements are substantially rectangular and their corners are bevelled or rounded. 10. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach einem der vorhergehenden10. Charge-coupled area sensor according to one of the preceding 0 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente (R1 G, B)0 claims, characterized in that the picture elements (R 1 G, B) zweier aufeinanderfolgender Zeilen jeweils um die halbe Bildelementbreite in Zeilenrichtung gegeneinander versetzt sind.two consecutive lines are offset from each other by half the picture element width in the line direction. 11. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der11. Charge-coupled area sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the outputs of the i I:\word\Ku\AN\B3160DE.doc i I:\word\Ku\AN\B3160EN.doc B3160DE-11.01.1996 . .. ..B3160DE-11.01.1996 . .. .. Bildelement-Zeilen mit drei Auslese-Schieberegistern (3,4, 5) verbunden sind, in denen in sequentieller Folge jeweils die Ladungen benachbarter Spalten speicherbar und alternierend auslesbar sind, wodurch am Ausgang von jedem Schieberegister (3,4, 5) jeweils nur ein Signal für Rot, Grün bzw.Picture element rows are connected to three readout shift registers (3, 4, 5) in which the charges of adjacent columns can be stored and read out alternately in sequential order, whereby at the output of each shift register (3, 4, 5) only one signal for red, green or blue is available. Blau erhaltbar ist.Blue is available. 12. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach Anspruch 11, dadurch 12. Charge-coupled area sensor according to claim 11, characterized gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Schieberegister (3,4, 5) jeweils mit dem Eingang eines Analog/ Digital-UmwandSers (6, 7, 8) verbunden sind. characterized in that the outputs of the shift registers (3,4, 5) are each connected to the input of an analog/digital converter (6, 7, 8). 13. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Ausgängen der Büdelement-Zeüen ein Auslese-Schieberegister (3, 4, 5) nachgeschaltet ist, in dem in sequentieller Folge jeweils die Ladungen benachbarter Spalten speicherbar und alternierend auslesbar sind.13. Charge-coupled area sensor according to one of claims 1 to 10, characterized in that the outputs of the image element rows are followed by a readout shift register (3, 4, 5), in which the charges of adjacent columns can be stored and read out alternately in sequential order. 14. Ladungsgekoppelter Flächen-Sensor nach Anspruch 13, dadurch 14. Charge-coupled area sensor according to claim 13, characterized gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schieberegisters mit dem Eingang eines Analog/Digitai-Umwandlers verbunden ist und diesem ein Speicher zum Speichern der Signale von mindestens drei aufeinanderfolgenden Spalten nachgeschaltet ist, dessen Speicherinhalt durch einen characterized in that the output of the shift register is connected to the input of an analogue/digital converter and that a memory for storing the signals of at least three consecutive columns is connected downstream of the analogue/digital converter, the memory content of which is determined by a 0 Mikrocomputer zu einem digitalen Bildsignal für Rot, Grün und Blau: 0 microcomputer to a digital image signal for red, green and blue : zusammensetzbar ist.can be assembled. tr:\word\Ku\AN\B3160DE.doctr:\word\Ku\AN\B3160EN.doc
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