DE3348327C2

DE3348327C2 -

Info

Publication number: DE3348327C2
Application number: DE3348327A
Authority: DE
Inventors: Takao Tokio/Toyko Jp Kinoshita; Shinji Yokohama Kanagawa Jp Sakai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-12-07
Filing date: 1983-12-06
Publication date: 1991-01-24
Anticipated expiration: 2003-12-07
Also published as: US4513313A; GB2134347B; NL192285B; GB2134347A; DE3344090C2; FR2537369B1; NL8304202A; GB8704369D0; DE3344090A1; GB8332366D0; GB2186151B; FR2537369A1; NL192285C; GB2186151A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladungsübertragungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Einrichtung ist z. B. bei einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und einem Bildaufnahmesystem einsetzbar, die für die Erzeugung eines Farbbildsignals geeignet sind.

Wenn beim Stand der Technik (DE-OS 26 52 710) ein Farbbildsignal mit drei oder mehr Farbsignalen mittels einer oder zwei Festkörper- Bildaufnahmevorrichtungen erzeugt werden soll, empfangen die Sensorzellen der Bildaufnahmevorrichtungen Licht über optische Farbtrennungselemente wie in Streifen- oder Mosaikform angeordnete Farbfilter, um die jeweiligen Farben darstellende elektrische Informationen zu bilden, welche über einen gemeinsamen Übertragungsweg zeitlich seriell ausgelesen werden.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer bekannten Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach dem Stand der Technik, bei der eine Bildübertragungs-Ladungskopplungsvorrichtung (FT-CCD) verwendet wird.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Bildempfangsteil mit einer Vielzahl von fotoelektrischen Wandler-Bildzellen bezeichnet, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Mit 2 ist ein Speicherteil mit einer Vielzahl von in Zeilen und Spalten angeordneten Speicherzellen für die Speicherung von Ladungsinformationen aus den Bildzellen des Bildempfangsteils 1 bezeichnet. Mit 3 ist ein Horizontal-Schieberegister bezeichnet, das als Auslese-Übertragungsweg für das Auslesen der Informationen aus dem Speicherteil 2 zu jeweils einer Horizontal- Zeile nach der anderen und zum Übertragen der Zeilen-Informationen in horizontaler Richtung für die zeitlich serielle Abgabe von Punktfolge-Signalen dient.

Bei Anordnung eines Farbtrennungsfilters in Streifenform gemäß der Darstellung in Fig. 2 vor dem Bildempfangsteil 1, wobei ein Teilungsabstand von Farbfilterteilen R (für Rot), G (für Grün) und B (für Blau) mit dem Teilungsabstand der Bildzellen des Bildempfangsteils 1 übereinstimmt, erzeugen die Bildzellen in den jeweiligen Spalten Signale, die die jeweiligen Farben darstellen, wobei von dem Horizontal-Schieberegister 3 zeitlich seriell Punktfolge- Farbsignale abgegeben werden.

Die auf diese Weise erzeugten Farbsignale werden mittels einer Signalverarbeitungsschaltung gemäß der Darstellung in Fig. 3 beispielsweise in ein Farbvideosignal nach dem NTSC- System umgesetzt.

Die Punktfolge-Bildausgangssignale eines Ladungskopplungsvorrichtungs- Verstärkers 4 werden mittels einer Signaltrennungsschaltung 8 abgefragt und gespeichert, welche drei Abfrage/Halteschaltungen 5, 6 und 7 aufweist, so daß ein Rotsignal E_R, ein Grünsignal E_G und ein Blausignal E_B getrennt werden. Die Farbsignale E_R, E_G und E_B werden hinsichtlich des Pegels mittels Verstärkern 9, 10 und 11 mit veränderbarer Verstärkung jeweils so abgeglichen, daß ein Weißausgleich eingeregelt wird. Die hinsichtlich des Pegels abgeglichenen Farbsignale werden dann mittels Verarbeitungsschaltungen 12, 13 und 14 verarbeitet, die jeweils beispielsweise eine Pegelhalteschaltung, eine Gammakorrekturschaltung, eine Blendenkorrekturschaltung und so weiter enthalten; dann werden die Signale mittels einer Matrixschaltung 15 in ein Leuchtdichtesignal und ein Farbdifferenzsignal umgesetzt, welche mittels eines Codierers 16 in das Farbvideosignal umgesetzt werden.

Bei dieser Gestaltung werden mit dem Horizontal-Schieberegister 3 aufeinanderfolgend die Signale für die drei Primärfarben ausgelesen. Zu deren Auslesen mit einem Trägersignal mit 3,58 MHz ist ein Taktsignal mit 3,58 MHz×3= 10,74 MHz erforderlich. Durch die hohe Taktfrequenz wird jedoch der Signalübertragungs-Wirkungsgrad des Schieberegisters 3 verringert und der Stromverbrauch erhöht. Infolgedessen entstehen Schwierigkeiten, wenn die Anzahl der Zellen des Horizontal-Schieberegisters oder die Anzahl der Horizontal-Bildzellen des Bildempfangsteils 1 gesteigert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ladungsübertragungseinrichtung zu schaffen, die eine einfache gruppenweise Zusammenfassung der elektrischen Ladungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Ladungsübertragungseinrichtung eignet sich für die Farbbildaufnahme und erlaubt es, gesonderte Farbsignale gleichzeitig und direkt zu erzeugen.

Ferner wird mit der Erfindung das Rauschen verringert, das Ansteuern einer Horizontalübertragungsvorrichtung mit niedriger Frequenz ermöglicht und der Signalübertragungs-Wirkungsgrad gesteigert.

Weiterhin ist es bei der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich, die Anzahl von Horizontal-Bildzellen beträchtlich zu steigern und damit die Horizontal-Auflösung beträchtlich zu verbessern.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich eine steuerbare Isoliervorrichtung zum gegenseitigen Isolieren der Ausleseabschnitte in der Ausleseeinrichtung bei dem Verschieben der Informationen in den Ausleseabschnitten vorgesehen. Auf diese Weise können die Informationen aus den m Ausleseabschnitten synchron bzw. gleichzeitig ausgelesen werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel arbeitet die Ladungsübertragungseinrichtung mit einer optischen Farbtrenneinrichtung, die das einfallende Licht in mehrere Farblichtkomponenten für das Erzeugen von elektrischen Informationen aufteilt, die die jeweiligen Farblichtkomponenten darstellen, und umfaßt eine Ausleseeinrichtung zum Auslesen der erzeugten elektrischen Informationen mit mehreren Ausleseabschnitten und eine vor der Ausleseeinrichtung angeordnete Umsetzeinrichtung zum Aufteilen elektrischer Informationen einer Zeile in die jeweiligen Farbinformationen und zum Zuführen der jeweiligen aufgeteilten Informationen zu der Ausleseeinrichtung unter zeitlicher Verteilung.

Auch hierbei kann zusätzlich eine Isoliervorrichtung zum gegenseitigen Isolieren der Ausleseabschnitte in der Ausleseeinrichtung bei dem Verschieben der Informationen in den Ausleseabschnitten vorgesehen werden, so daß die Farbsignale synchron ausgelesen werden können.

Zur Parallel/Seriell-Umsetzung der Informationen aus den Speicherzellen-Spaltengruppen überträgt die Umsetzeinrichtung die Informationen aus den jeweiligen Spaltengruppen, wobei sie hinsichtlich der jeweiligen Spaltengruppen unterschiedliche Verzögerungen einführt, so daß die Informationen der jeweiligen Spaltengruppen den entsprechenden Ausleseabschnitten zugeführt werden.

Bei einem bestimmten Ausführungsbeispiel überträgt die Umsetzeinrichtung bei m=3 die Informationen in der Weise, daß sie den Informationen einer ersten Spaltengruppe eine Verzögerung um eine Bildzeilenanzahl bzw. Bitanzahl "0" erteilt, den Informationen einer zweiten Spaltengruppe eine Verzögerung um eine Bildzellenanzahl bzw. Bitanzahl "1" aufprägt und den Informationen einer dritten Spaltengruppe eine Verzögerung um eine Bildzellenanzahl bzw. Bitanzahl "2" erteilt, so daß die Informationen aus den jeweiligen Spaltengruppen den entsprechenden Ausleseabschnitten zugeführt werden.

Die Umsetzeinrichtung ist somit so gestaltet, daß sie eine Parallel/Seriell-Umsetzung bewirkt.

Die Ausleseabschnitte empfangen bei dem Einführen der unterschiedlichen Verzögerungen die zu den unterschiedlichen Zeiten gesendeten Informationen der entsprechenden Spaltengruppen.

Die vorstehend genannte Umsetzeinrichtung weist eine Vielzahl von Parallel/Seriell-Umsetzungsabschnitten auf, von denen jeder einer jeweiligen Bildzellen-Spaltengruppe entspricht, wenn eine Bildzellen-Spaltengruppe aus m benachbarten Bildzellenspalten der Bildempfangsvorrichtung besteht. Jeder der Umsetzungsabschnitte führt eine Parallel/ Seriell-Umsetzung der über die jeweilige Bildzellen-Spaltengruppe, nämlich die m Bildzellenspalten gelieferten Informationen aus.

Danach empfängt jeder der Ausleseabschnitte die über eine zugeordnete Bildzellenspalte aus der Bildzellen-Spaltengruppe gelieferten Informationen, um diese unter entsprechender Steuerung zu speichern. Jeder der Ausleseabschnitte enthält eine Vielzahl von Übertragungszellen, während jeder der Umsetzungsabschnitte so gestaltet ist, daß er gemeinsam jeweils zugeordneten Übertragungszellen der Ausleseabschnitte entspricht. Bei dieser Gestaltung werden m verschiedene Informationen wie beispielsweise drei Farbsignalkomponenten gleichzeitig an dem Ausgang der Ausleseeinrichtung abgegeben.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Umsetzeinrichtung dadurch gebildet werden, daß zumindest ein Teil einer Speichereinrichtung verwendet wird, die zwischen der Bildempfangsvorrichtung und der Ausleseeinrichtung angeordnet ist. Bei diesem Aufbau kann jeder Parallel/ Seriell-Umsetzungsabschnitt in der Umsetzeinrichtung so gestaltet werden, daß an einer Stelle, deren Abstand zur Ausleseeinrichtung sich gegenüber anderen unterscheidet, auf die Beendigung der Informationsübertragung aus der Bildempfangsvorrichtung zu der Speichereinrichtung hin die über jeweils m benachbarte Bildzellenspalten gelieferten Informationen gespeichert werden. In diesem Fall wird eine der Ausleseeinrichtung am nächstens liegende Speicherstelle vorzugsweise an die Ausleseeinrichtung angrenzend angeordnet.

Ferner wird in einem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine vorteilhafte Form eines Bildaufnahmesystems vorgeschlagen, das eine Ladungsübertragungseinrichtung mit den vorangehend angeführten Merkmalen aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Bildübertragungs-Ladungskopplungsvorrichtung nach dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Streifen-Farbfilters.

Fig. 3 zeigt den Aufbau einer Farbbildsignal-Verarbeitungsschaltung nach dem Stand der Technik.

Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 5 zeigt Einzelheiten der Vorrichtung nach Fig. 4.

Fig. 6A, 6B und 6C zeigen ein Beispiel einer Vertikalübertragungs- Zeitsteuerung bzw. zwei Beispiele einer Horizontalübertragungs-Zeitsteuerung der Vorrichtung.

Fig. 7 zeigt den Aufbau eines Farbbildaufnahmesystems, bei dem die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Bildaufnahmevorrichtung verwendet wird.

Fig. 8 zeigt die erfindungsgemäße Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 9 zeigt Einzelheiten der Vorrichtung nach Fig. 8.

Fig. 10A und 10B zeigen eine Vertikalübertragungs-Zeitsteuerung bzw. eine Horizontalübertragungs-Zeitsteuerung der Vorrichtung nach Fig. 8.

Fig. 11 zeigt auf gleichartige Weise wie die Fig. 5 und 9 die erfindungsgemäße Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung ist in der Fig. 4 gezeigt, in welcher gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 gleichartige Elemente oder funktionell gleichartige Vorrichtungen bezeichnen.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 4 wird ein Farbstreifenfilter zur Farbentrennung gemäß der Darstellung in Fig. 2 vor dem Bildempfangsteil 1 angeordnet. Mit 31, 32 und 33 sind Horizontal- Schieberegister bezeichnet, die als Horizontal-Ausleseabschnitte wirken, mit 41, 42 und 43 sind Ladung/Spannung- Umsetzverstärker bezeichnet und mit 17 ist ein zwischen dem Speicherteil 2 und den drei Horizontal-Schieberegistern 31 bis 33 angeordneter Aufteilungs-Eingabeabschnitt zum Aufteilen der in mindestens einer Horizontal-Zeile des Speicherteils 2 enthaltenen drei Farbinformationen auf jeweils das entsprechende der drei Horizontal-Schieberegister 31 bis 33 durch Parallel/Seriell-Umsetzung der Ladungen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind als Auslese-Übertragungswege die drei Horizontal-Schieberegister 31 bis 33 vorgesehen, und zwar jeweils eines für jedes der zu erzeugenden Farbsignale, während zum Auslesen der Informationen die den jeweiligen Farben entsprechenden Ladungen auf die jeweils entsprechenden Horizontal-Schieberegister 31, 32 und 33 verteilt werden.

Infolgedessen werden die jeweiligen Farbsignale von den Horizontal-Schieberegistern 31, 32 und 33 im wesentlichen abgefragt, während die Verstärker 41, 42 und 43 die gesonderten Farbsignale gleichzeitig abgeben.

An dem untersten Rand der Bildaufnahmevorrichtung ist ein Ladungsableitungs-Drain CD angeordnet, und zwar unter einem Ladungsableitungs-Gate CL, das dem Horizontal-Schieberegister 31 benachbart ist. Der Drain CD ist an eine Stromversorgungsschaltung angeschlossen.

Die Fig. 5 zeigt den Elektrodenaufbau der Bildaufnahmevorrichtung nach Fig. 4. Dabei zeigt die Fig. 5 den unteren Rand des Speicherteils 2 und die drei Horizontal-Schieberegister 31 bis 33.

Strichlierte Flächen stellen Kanalsperren dar, während mit 31E bis 33E Übertragungselektroden der Horizontal-Schieberegister 31 bis 33 bezeichnet sind, mit 17E eine Übertragungselektrode des Aufteilungs-Eingabeteils 17 bezeichnet ist und mit 2E eine Übertragungselektrode des Speicherteils 2 bezeichnet ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwar eine Übertragung unter Einphasen-Ansteuerung dargestellt, jedoch kann zur Übertragung eine Zweiphasen-Ansteuerung, eine Dreiphasen- Ansteuerung oder sogar eine Vierphasen-Ansteuerung angewandt werden.

Eine Zelleneinheit ist aus einem Satz von Bereichen A, B, C und D gebildet, deren Potentiale mit P(A) bis P(D) bezeichnet sind. Durch Ioneninjektion sind virtuelle bzw. Scheinelektroden derart gebildet, daß P(A)<P(B) gilt und die Potentialpegel festgelegt sind. Die Potentiale der Bereiche C und D unterhalb der Übertragungselektroden werden so eingestellt, daß P(C)<P(D) gilt. Wenn an die jeweiligen Elektroden Spannungen niedrigen Pegels angelegt werden, wird die Beziehung P(A)<P(B)<P(C)<P(D) erreicht, während beim Anlegen von Spannungen hohen Pegels der Zusammenhang P(C)<P(D)<P(A)<P(B) erreicht wird.

Mit Φ1 bis Φ3 sind an die Elektroden 31E bis 33E angelegte Taktimpulssignale bezeichnet, mit ΦT ist ein an die Elektrode 17E angelegtes Taktimpulssignal bezeichnet, mit ΦS ist ein an die Elektrode 2E angelegtes Taktimpulssignal bezeichnet und mit ΦCL ist ein an eine Elektrode CE des Ableitungs- Gates CL angelegtes Taktimpulssignal bezeichnet.

Die Fig. 6A und 6B zeigen eine Vertikalübertragungs-Taktzeitsteuerung bzw. eine Horizontalübertragungs-Zeitsteuerung.

Die Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Farbbildaufnahmesystems bei dem die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Bildaufnahmevorrichtung verwendet wird. Mit 18 ist eine Treiberstufe bezeichnet, die als eine Steuereinrichtung arbeitet und die Taktimpulssignale ΦI, ΦS, ΦT, Φ1, Φ2, Φ3 und ΦCL gemäß der Darstellung in den Fig. 6A und 6B zuführt. Mit ΦI ist ein an die Elektrode des Bildempfangsteils 1 angelegtes Taktimpulssignal bezeichnet. Mit 19 ist ein Bezugssignalgenerator bezeichnet. Gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 3 bezeichnen gleichartige Elemente. Wie aus der Fig. 7 zu ersehen ist, ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Abfrage/Halteschaltung für das Aufteilen der Farbinformationen weggelassen, so daß der Schaltungsaufbau vereinfacht ist.

Es wird nun die Funktionsweise der Vorrichtung mit der in Fig. 5 gezeigten Gestaltung erläutert. Bei der Vertikalübertragung der Ladungen aus dem Bildempfangsteil 1 zu dem Speicherteil 2 gemäß der Darstellung in Fig. 6A werden während einer Zeitdauer t₁ bis t₂ synchron mit einem Vertikal- Synchronisiersignal V.SYNC als Taktimpulssignale ΦI, ΦS, ΦT, Φ3, Φ2, Φ1 und ΦCL synchronisierte Taktimpulssignale mit im wesentlichen gleicher Phase (mit Ausnahme des Taktimpulssignals ΦS, das gemäß der Darstellung gegenüber den anderen Taktimpulssignalen geringfügig voreilt) in einer Anzahl zugeführt, die mindestens gleich der Anzahl der Vertikal- Bildzellen in dem Bildempfangsteil 1 ist; dadurch werden die in dem Speicherteil 2 verbliebenen Ladungen über die Horizontal-Schieberegister 33, 32 und 31 und das Ableitungs- Gate CL zu dem Ableitungs-Drain CD abgeleitet und die Ladungen aus dem Bildempfangsteil 1 zu dem Speicherteil 2 übertragen und dort gespeichert. Zu einem Zeitpunkt t₃ und danach werden gemäß der Darstellung die Taktimpulssignale ΦT, Φ3, Φ2 und Φ1 zugeführt, so daß die Horizontal-Informationen in der letzten Zeile des Speicherteils 2 über den Aufteilungs-Eingabeteil 17 auf die drei Horizontal-Schieberegister 31 bis 33 aufgeteilt werden; zu einem Zeitpunkt t₄ und danach werden die Informationen aus den Schieberegistern 31, 32 und 33 aufeinanderfolgend dadurch ausgelesen, daß den Schieberegistern 31 bis 33 die Taktimpulssignale Φ1, Φ2 und Φ3 gemäß der Darstellung zugeführt werden.

Für die Informationen in der zweiten Zeile und den nachfolgenden Zeilen in dem Speicherteil 2 wird unmittelbar vor dem Zeitpunkt t₃ das Taktimpulssignal ΦS angelegt, um die Informationen einer zu lesenden Zeile zu der letzten Zeile des Speicherteils 2 zu verschieben, wonach der vorangehend beschriebene Vorgang wiederholt wird (Fig. 6B).

Der Betriebsvorgang während der Zeitdauer t₃ bis t₄, nämlich das Aufteilen der Informationen aus der letzten Einzelzeile des Speicherteils 2 auf die drei Horizontal- Schieberegister 31 bis 33 über den Aufteilungs-Eingabeteil 17 wird nun ausführlich anhand der Fig. 5, 6A und 6B erläutert. Zur Vereinfachung wird nur die Verschiebung der Ladungsinformationen aus drei Spalten I, II und III des Speicherteils 2 gemäß der Darstellung in Fig. 5 erläutert obzwar die gleichen Betriebsvorgänge auch für die Spalten anderer Dreispaltensätze ausgeführt werden.

Zu dem Zeitpunkt t₃ nimmt das Taktimpulssignal ΦT im wesentlichen synchron mit einem Horizontal-Synchronisiersignal H.SYNC den hohen Pegel an, so daß die in Bereichen 116, 117 und 118 in der letzten Einzelzeile des Speicherteils 2 gespeicherten Ladungen zu Bereichen 111, 114 und 115 in dem Aufteilungs-Eingabeteil 17 verschoben werden. Wenn danach das Taktimpulssignal ΦT den niedrigen Pegel annimmt, werden die Ladungen aus den Bereichen 111, 114 und 115 jeweils zu Bereichen 110, 113 bzw. 106 verschoben. Wenn kurze Zeit nach dem Taktimpulssignal ΦT aufeinanderfolgend die Taktimpulssignale Φ3, Φ2 und Φ1 angelegt werden, wird die Ladung aus dem Bereich 106 des Aufteilungs-Eingabeteils 17, nämlich die anfänglich in dem Bereich 118 in der Spalte I des Speicherteils 2 gespeicherte Ladung über Bereiche 105 und 104 des Schieberegisters 33, Bereiche 103 und 102 des Schieberegisters 32 und einen Bereich 101 des Schieberegisters 31 in einen Bereich 100 des Schieberegisters 31 versetzt und dort gespeichert.

Wenn dann wieder das Taktimpulssignal ΦT angelegt wird, werden die Ladungen aus den Bereichen 111 und 114 des Aufteilungs- Eingabeteils 17 über Bereiche 109 und 112 zu einem Bereich 108 und zu dem Bereich 106 verschoben. Wenn kurze Zeit nach dem Taktimpulssignal ΦT aufeinanderfolgend die Taktimpulssignale Φ3 und Φ2 angelegt werden, wird die Ladung aus dem Bereich 106 des Aufteilungs-Eingabeteils 17, nämlich die anfänglich in dem Bereich 117 in der Spalte II des Speicherteils 2 gespeicherte Ladung über die Bereiche 105, 104 und 103 zu dem Bereich 102 des Schieberegisters 32 verschoben und dort gespeichert.

Wenn dann wieder das Taktimpulssignal ΦT angelegt wird, wird die Ladung aus dem Bereich 108 des Aufteilungs-Eingabeteils 17 über den Bereich 107 zu dem Bereich 106 versetzt. Wenn geringfügig nach dem Taktimpulssignal ΦT das Taktimpulssignal Φ3 angelegt wird, wird die Ladung aus dem Bereich 106 des Aufteilungs-Eingabeteils 17, nämlich die anfänglich in dem Bereich 116 in der Spalte III des Speicherteils 2 gespeicherte Ladung über den Bereich 105 in den Bereich 104 des Schieberegisters 33 verschoben und dort gespeichert.

Auf diese Weise werden die in der letzten Einzelzeile des Speicherteils 2 gespeicherten Ladungen über den Aufteilungs- Eingabeteil 17 auf die Gruppen für die Spalten I, II und III aufgeteilt. Falls daher die Rotfilter-, Grünfilter- und Blaufilter-Teile des Farbstreifenfilters so angeordnet sind, daß die Rotfilterteile der Spaltengruppe I entsprechen, die Grünfilterteile der Spaltengruppe II entsprechen und die Blaufilterteile der Spaltengruppe III entsprechen, werden die "Rot", "Grün" und "Blau" entsprechenden Ladungen jeweils in die Schieberegister 31, 32 bzw. 33 eingespeichert.

Zu dem Zeitpunkt t₄ und danach werden die in den Schieberegistern 31, 32 und 33 gespeicherten Ladungen ausgelesen (OUT1 bis OUT3 in Fig. 6B).

Wenn die Ladungen aus einer einzelnen Horizontal-Zeile des Speicherteils 2 über die Schieberegister 31 bis 33 ausgelesen worden sind, wird gemäß der Darstellung in Fig. 6B an den Speicherteil 2 das Taktimpulssignal ΦS angelegt, wodurch die in den jeweiligen Horizontal-Zeilen gespeicherten Ladungen vertikal um eine Horizontal-Zeile verschoben werden, so daß in die letzte Einzelzeile neue Ladungen eingespeichert werden; danach wird der Betriebsvorgang in der Zeitdauer t₃ bis t₄ ausgeführt, um damit die neuen Ladungen der Einzelzeile auf die Schieberegister 31 bis 33 aufzuteilen.

Durch Wiederholen der vorstehend beschriebenen Vorgänge werden die in den jeweiligen Zeilen des Speicherteils 2 gespeicherten Ladungen entsprechend den jeweiligen Farben getrennt und ausgelesen.

Um zu verhindern, daß Ladungen der Schieberegister 31, 32 und 33 gemischt werden, wenn die Ladungen in den Schieberegistern 31 bis 33 horizontal verschoben werden, können zusätzlich Steuer-Gates zum gegenseitigen Isolieren der Schieberegister 31, 32 und 33 bei der horizontalen Ladungsübertragung vorgesehen werden, wie es bei einem nachfolgend beschriebenen weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt ist, oder es können die Kurvenformen der Taktimpulssignale Φ1, Φ2 und Φ3 bei der Horizontalübertragung geringfügig so verändert werden, daß ohne Hinzufügen der Isoliervorrichtung die Ladungen horizontal übertragen werden, ohne daß eine Mischung zwischen den Schieberegistern 31 bis 33 stattfindet. Beispielsweise wird zu dem Zeitpunkt t₄ das Taktimpulssignal Φ3 vor den Taktimpulssignalen Φ2 und Φ1 auf den hohen Pegel geschaltet, um damit die in dem Bereich 104 des Schieberegisters 33 gespeicherte Ladung zu dem dem Bereich C entsprechenden Bereich unter der links angrenzenden Elektrode 33E zu verschieben; danach wird unter Beibehalten des hohen Pegels des Taktimpulssignals Φ3 das Taktimpulssignal Φ2 auf den hohen Pegel geschaltet, um die in dem Bereich 102 des Schieberegisters 32 gespeicherte Ladung zu dem dem Bereich C entsprechenden Bereich unter der links angrenzenden Elektrode 32E zu verschieben; dann wird unter Beibehalten des hohen Pegels der Taktimpulssignale Φ3 und Φ2 das Taktimpulssignal Φ1 auf den hohen Pegel geschaltet, um die in dem Bereich 100 des Schieberegisters 31 gespeicherte Ladung zu dem dem Bereich C entsprechenden Bereich unter der links angrenzenden Elektrode 31E zu verschieben; danach wird das Taktimpulssignal Φ1 vor den Taktimpulssignalen Φ2 und Φ3 auf den niedrigen Pegel geschaltet, um die in dem dem Bereich C entsprechenden Bereich unter der Elektrode 31E des Schieberegisters 31 gespeicherte Ladung zu dem dem Bereich A ensprechenden Bereich links daneben zu verschieben; dann wird das Taktimpulssignal Φ2 auf den niedrigen Pegel geschaltet, um die in dem dem Bereich C entsprechenden Bereich unter der Elektrode 32E des Schieberegisters 32 gespeicherte Ladung zu dem links angrenzenden Bereich A zu verschieben; schließlich wird das Taktimpulssignal Φ3 auf den niedrigen Pegel geschaltet, um die in dem dem Bereich C entsprechenden Bereich unter der Elektrode 33E des Schieberegisters 33 gespeicherte Ladung zu dem dem Bereich A ensprechenden Bereich links daneben zu verschieben. Auf diese Weise wird aufeinanderfolgend die Übertragung der Ladungen aus den Bereichen A zu den Bereichen C von dem Schieberegister 33 an über das Schieberegister 32 bis zu dem Schieberegister 31 ausgeführt, während die Übertragung der Ladungen aus den Bereichen C zu den Bereichen A in der entgegengesetzten Aufeinanderfolge von dem Schieberegister 31 an über das Schieberegister 32 bis zu dem Schieberegister 33 ausgeführt wird. Auf diese Weise werden die Ladungen ohne eine zusätzliche Isoliervorrichtung horizontal übertragen, ohne daß eine Mischung zwischen den Ladungen der Schieberegister 31 bis 33 auftritt. Die Taktimpulse Φ1, Φ2 und Φ3 sowie die drei abgeleiteten Ausgangssignale sind in der Fig. 6C gezeigt.

Es wird nun ein weiteres bzw. zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind gemäß den vorstehenden Ausführungen zusätzlich steuerbare Isolierabschnitte zum gegenseitigen Isolieren der Schieberegister 31 bis 33 bei der horizontalen Ladungsübertragung ausgebildet.

In der Fig. 8 bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in den vorangehenden Figuren gleiche Elemente. Mit 51, 52 und 53 sind steuerbare Isolierabschnitte bezeichnet, die den Schieberegistern 31, 32 und 33 zugeordnet sind, um diese voneinander bei der horizontalen Ladungsübertragung in den Schieberegistern 31, 32 und 33 zu isolieren. Im einzelnen sind die Isolierabschnitte gemäß der Darstellung in der Fig. 9 aufgebaut, in welcher mit 51E, 52E und 53E Steuerelektroden der jeweiligen Isolierabschnitte 51, 52 bzw. 53 bezeichnet sind, an welche das Taktimpulssignal ΦT angelegt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind gemäß der Darstellung Übertragungselektroden 31E′, 32E′ und 33E′ der Horizontal- Schieberegister 31, 32 bzw. 33 in dem jeweiligen Schieberegister geteilt, obzwar sie mittels einer bekannten Vorrichtung wie eines Al-Substrats für das jeweilige Schieberegister 31, 32 und 33 zusammengeschaltet sind.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist zwar eine Einphasen- Ansteuerung gezeigt, jedoch kann auch eine Zweiphasen-, eine Dreiphasen- oder sogar eine Vierphasen-Ansteuerung angewendet werden.

Die anderen Teile bzw. Bereiche sind identisch mit denjenigen bei dem vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Ein Farbbildaufnahmesystem, bei dem die erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird, kann auf die gleiche Weise wie dasjenige nach Fig. 7 aufgebaut sein.

Es wird nun die Funktionsweise bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert. Gemäß der Darstellung in der Fig. 10A werden bei der Vertikalübertragung der Ladungen aus dem Bildempfangsteil 1 zu dem Speicherteil 2 während der Zeitdauer t₁ bis t₂ im wesentlichen synchron mit dem Vertikal- Synchronisiersignal V.SYNC als Taktimpulssignal ΦI, ΦS ΦT synchrone Taktimpulssignale mit im wesentlichen gleicher Phase (mit Ausnahme des Taktimpulssignals ΦS, das gegenüber den anderen Taktimpulssignalen geringfügig voreilt) in einer Anzahl angelegt, die mindestens gleich der Anzahl der Vertikal-Bildzellen in dem Bildempfangsteil 1 ist; dadurch werden die in dem Speicherteil 2 zurückgebliebenen Ladungen über die Isolierabschnitte 51 bis 53, die Schieberegister 31 bis 33 und das Ableitungs-Gate CL zu dem Ableitungs-Drain CD abgeleitet und die Ladungen aus dem Bildempfangsteil 1 in den Speicherteil 2 übertragen und eingespeichert. Danach wird gemäß der Darstellung in Fig. 10B zu dem Zeitpunkt t₃ und danach das Taktimpulssignal ΦT gemäß der Darstellung zugeführt, um die Horizontal-Informationen in der letzten Einzelzeile des Speicherteils 2 auf den Aufteilungs-Eingabeteil 17, die Isolierabschnitte 51 bis 53 und die Horizontal-Schieberegister 31 bis 33 aufzuteilen; dann werden zu dem Zeitpunkt t₄ und danach die Taktimpulssignale Φ1, Φ2 und Φ3 gemäß der Darstellung an die Schieberegister 31, 32 und 33 angelegt, um die Informationen aufeinanderfolgend auszulesen.

Für die Informationen in der nächsten Zeile und den folgenden Zeilen des Speicherteils 2 wird unmittelbar vor dem Zeitpunkt t₃ das Taktimpulssignal ΦS angelegt, um die zu lesende Information für eine Zeile zu der letzten Zeile des Speicherteils 2 zu verschieben, wonach die vorstehend beschriebenen Betriebsvorgänge wiederholt werden (Fig. 10B).

Der Betriebsablauf während der Zeitdauer t₃ bis t₄, nämlich das Aufteilen der Informationen aus der letzten Einzelzeile des Speicherteils 2 über den Aufteilungs-Eingabeteil 17 und die Isolierabschnitte 51 bis 53 auf die drei Horizontal- Schieberegister 31 bis 33, wird nun ausführlich anhand der Fig. 9 und 10B erläutert. Zur Vereinfachung wird nur die Verschiebung der Ladungsinformation in drei Spalten I, II und III des in Fig. 9 gezeigten Speicherteils 2 erläutert, obzwar die gleichen Betriebsvorgänge für die Spalten anderer Dreispaltensätze ausgeführt werden.

Zu dem Zeitpunkt t₃ nimmt das Taktimpulssignal ΦT im wesentlichen synchron mit dem Horizontal-Synchronisiersignal H.SYNC den hohen Pegel an, so daß die in den Bereichen 116, 117 und 118 der letzten Einzelzeile des Speicherteils 2 gespeicherten Ladungen zu den Bereichen 111, 114 und 115 in dem Aufteilungs-Eingabeteil 17 verschoben werden. Wenn danach das Taktimpulssignal ΦT den niedrigen Pegel annimmt, werden die Ladungen aus den Bereichen 111, 114 und 115 jeweils zu den Bereichen 110, 113 bzw. 106 verschoben. Wenn das zweite Taktimpulssignal ΦT angelegt wird, wird die Ladung in dem Bereich 106 des Aufteilungs-Eingabeteils 17, nämlich die anfänglich in dem Bereich 118 in der Spalte I des Speicherteils 2 gespeicherte Ladung über dem Bereich 105 des Isolierabschnitts 53 zu dem Bereich 104 des Schieberegisters 33 verschoben, während die in den Bereichen 111 und 114 des Aufteilungs-Eingabeteils 17 gespeicherten Ladungen jeweils über die Bereiche 109 und 112 zu den Bereichen 108 und 106 verschoben werden. Wenn das dritte Taktimpulssignal ΦT angelegt wird, wird die Ladung aus dem Bereich 104 des Schieberegisters 33 über den Bereich 103 des Isolierabschnitts 52 zu dem Bereich 102 des Schieberegisters 32 verschoben, während die Ladung in dem Bereich 106 des Aufteilungs-Eingabeteils 17, nämlich die anfänglich in dem Bereich 117 in der Spalte II des Speicherteils 2 gespeicherte Ladung über dem Bereich 105 des Isolierabschnitts 53 zu dem Bereich 104 des Schieberegisters 33 verschoben wird. Die Ladung in dem Bereich 108 des Aufteilungs- Eingabeteils 17 wird über den Bereich 107 zu dem Bereich 106 verschoben. Wenn das vierte Taktimpulssignal ΦT angelegt wird, wird die Ladung aus dem Bereich 102 des Schieberegisters 32 über den Bereich 101 des Isolierabschnitts 51 zu dem Bereich 100 des Schieberegisters 31 verschoben und dort eingespeichert, während die Ladung aus dem Bereich 104 des Schieberegisters 33 über den Bereich 103 des Isolierabschnitts 52 zu dem Bereich 102 des Schieberegisters 32 verschoben wird und dort eingespeichert wird. Die Ladung aus dem Bereich 106 des Aufteilungs-Eingabeteils 17, nämlich die ursprünglich in dem Bereich 116 in der Spalte III des Speicherteils 2 gespeicherte Ladung wird über den Bereich 105 des Isolierabschnitts 53 zu dem Bereich 104 des Schieberegisters 33 verschoben und dort gespeichert.

Auf diese Weise werden die in der letzten Einzelzeile des Speicherteils 2 gespeicherten Ladungen über den Aufteilungs- Eingabeteil 17 auf die Schieberegister 31 bis 33 in den Gruppen der Spalten I, II und III aufgeteilt. Falls daher die Rotfilter-, Grünfilter- und Blaufilter-Teile eines Farbstreifenfilters so angeordnet sind, daß die Rotfilterteile der Spaltengruppe I entsprechen, die Grünfilterteile der Spaltengruppe II entsprechen und die Blaufilterteile der Spaltengruppe III entsprechen, werden die "Rot", "Grün" und "Blau" entsprechenden Ladungen jeweils in die Schieberegister 31, 32 bzw. 33 eingespeichert.

Zum Zeitpunkt t₄ und danach werden durch Anlegen der Taktimpulssignale Φ1 bis Φ3 die Ladungen aus den Schieberegistern 31, 32 und 33 ausgelesen. Da hierbei das Taktimpulssignal ΦT auf dem niedrigen Pegel gehalten wird, wirken die Isolierabschnitte 51 bis 53 als Sperren, so daß damit die Vermischung der Ladungen zwischen den Schieberegistern 31, 32 und 33 bei der Horizontalübertragung der Ladungen in den Schieberegistern 31, 32 und 33 verhindert wird.

Wenn die Ladungen aus einer Horizontal-Zeile des Speicherteils 2 über die Schieberegister 31 bis 33 ausgelesen worden sind, wird gemäß der Darstellung in Fig. 10B an den Speicherteil 2 das Taktimpulssignal ΦS angelegt, wodurch die in den jeweiligen Horizontal-Zeilen gespeicherten Ladungen vertikal um eine Horizontal-Zeile verschoben werden, so daß in der letzten Einzelzeile neue Ladungen gespeichert werden; danach wird der Betriebsvorgang in der Zeitdauer t₃ bis t₄ ausgeführt, um damit die neuen Ladungen für eine Zeile auf die Schieberegister 31 bis 33 aufzuteilen.

Durch Wiederholen der vorstehend beschriebenen Vorgänge werden die in den jeweiligen Zeilen des Speicherteils 2 gespeicherten Ladungen nach den jeweiligen Farben getrennt und ausgelesen (OUT1 bis OUT3 in Fig. 10B).

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden gemäß der Darstellung in Fig. 10B bei der Horizontalübertragung der eingegebenen Ladungen in den Schieberegistern 31 bis 33 die Phasen der Taktimpulssignale Φ1, Φ2 und Φ3 für die Schieberegister 31, 32 und 33 so verändert, daß die drei Farbsignale unter verschiedenen Phasen abgegeben werden; gemäß der Darstellung durch die strichpunktierten Linien in Fig. 10B können jedoch die Taktimpulssignale Φ1 bis Φ3 auch gleichphasig sein, so daß die drei Farbsignale gleichzeitig abgegeben werden. Die Art des Auslesens der drei Farbsignale kann abhängig von der nachfolgenden Signalverarbeitung gewählt werden.

Ein nächstes bzw. drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung wird anhand der Fig. 11 erläutert, die eine Verbesserung gegenüber dem in den Fig. 8 bis 10 veranschaulichten Ausführungsbeispiel zeigt. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist der Aufteilungs- Eingabeteil dadurch gebildet, daß zumindest die letzte Einzelzeile des Speicherteils 2 genutzt wird, während ein Teilbereich des Aufteilungs-Eingabeteils die Funktion des in den Fig. 8 und 9 gezeigten Isolierabschnitts 53 hat, so daß die Gestaltung und die Art der Steuerung der Vorrichtung vereinfacht werden und auch die für die Eingabe eines Einzelzeilensignals in die Schieberegister 31 bis 33 erforderliche Zeitdauer verkürzt wird.

In der Fig. 11 bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 9 gleiche Elemente, während gleiche Bezugszeichen mit zugesetztem Apostroph funktionell gleichartige Vorrichtungen bezeichnen.

Mit 17′ ist ein Aufteilungs-Eingabeteil bezeichnet, während mit 17E′ eine Elektrode des Eingabeteils 17′ bezeichnet ist. An die Elektrode 17E′ wird das Taktimpulssignal ΦT angelegt. Gemäß der Darstellung ist der Aufteilungs-Eingabeteil 17′ mit einem Bereich B der letzten Einzelzeile des Speicherteils 2 aufgebaut, während ein Teilbereich des Eingabeteils 17′ für das Horizontal-Schieberegister 33 die Funktion eines Isolierabschnitts gegenüber dem Speicherteil 2 hat.

Die anderen Teile bzw. Bereiche nach Fig. 11 sind mit denjenigen nach Fig. 9 identisch. Wenn bei der vorstehend beschriebenen Gestaltung die Ladungen vertikal aus dem Bildempfangsteil 1 zu dem Speicherteil 2 übertragen worden sind (was dem Zeitpunkt t₂ in Fig. 10A entspricht), werden die Ladungen aus der letzten Einzelzeile des Speicherteils 2 folgendermaßen aufgeteilt: Die Ladung aus der Spalte I wird in einen Bereich 118′ eingespeichert, der dem Bereich 105 benachbart ist, die Ladung aus der Spalte II wird in einen Bereich 117′ eingespeichert und die Ladung aus der Spalte III wird in einen Bereich 116′ eingespeichert. Auf diese Weise werden die jeweiligen Ladungen aus den Spalten I, II und III jeweils in Stellen eingespeichert, die unterschiedliche Abstände von dem Bereich 105 haben.

Von diesem Zustand ausgehend beginnt zu dem Zeitpunkt t₃ nach Fig. 10B das Auslesen. Wenn das Taktimpulssignal ΦT angelegt wird, wird die in dem Bereich 118′ gespeicherte Ladung der Spalte I des Speicherteils 2 über den Bereich 105 des Aufteilungs-Eingabeteils 17′ zu dem Bereich 104 des Schieberegisters 33 verschoben, während die in dem Bereich 117′ gespeicherte Ladung aus der Spalte II des Speicherteils 2 über den Bereich 112′ des Aufteilungs-Eingabeteils 17′ zu dem Bereich 118′ des Speicherteils 2 verschoben wird und die in dem Bereich 116′ gespeicherte Ladung aus der Spalte III des Speicherteils 2 über den Bereich 109′ des Aufteilungs-Eingabeteils 17′ zu dem Bereich 108′ des Eingabeteils 17′ verschoben wird. Wenn das zweite Taktimpulssignal ΦT angelegt wird, wird die in dem Bereich 104 des Schieberegisters 33 gespeicherte Ladung aus der Spalte I des Speicherteils 2 über den Bereich 103 des Isolierabschnitts zu dem Bereich 102 des Schieberegisters 32 verschoben, während die in dem Bereich 118′ gespeicherte Ladung aus der Spalte II des Speicherteils 2 über den Bereich 105 des Eingabeteils 17′ zu dem Bereich 104 des Schieberegisters 33 verschoben wird und die in dem Bereich 108′ des Eingabeteils 17′ gespeicherte Ladung über den Bereich 107′ des Eingabeteils 17′ zu dem Bereich 118′ des Speicherteils 2 verschoben wird. Wenn das dritte Taktimpulssignal ΦT angelegt wird, wird die in dem Bereich 102 des Schieberegisters 32 gespeicherte Ladung aus der Spalte I des Speicherteils 2 über den Bereich 101 des Isolierabschnitts 51 zu dem Bereich 100 des Schieberegisters 31 verschoben, während die in dem Bereich 104 des Schieberegisters 33 gespeicherte Ladung aus der Spalte II des Speicherteils 2 über den Bereich 103 des Isolierabschnitts 53 zu dem Bereich 102 des Schieberegisters 32 verschoben wird und die in dem Bereich 118′ des Speicherteils 2 gespeicherte Ladung aus der Spalte III des Speicherteils 2 über den Bereich 105 des Aufteilungs- Eingabeteils 17′ zu dem Bereich 104 des Schieberegisters 33 verschoben wird.

Auf diese Weise werden die Informationen in der letzten Einzelzeile des Speicherteils 2 auf die Schieberegister 31 bis 33 aufgeteilt. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel werden die Einzeilen-Informationen auf die Schieberegister 31 bis 33 mit einem Taktimpuls weniger als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 aufgeteilt, nämlich mit drei Taktimpulsen ΦT. Dementsprechend ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Anzahl der anzulegenden Taktimpulssignale ΦT um "1" geringer als diejenige gemäß der Darstellung in Fig. 10B. Die in Fig. 10A gezeigten Kurvenformen der Taktimpulssignale sind auch bei diesem dritten Ausführungsbeispiel anwendbar. Die Funktionsweise bei der Horizontal-Ladungsübertragung nach der Aufteilung der Ladungen ist die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9.

Bei den vorstehend beschriebenen drei Ausführungsbeispielen erteilen die Aufteilungs-Eingabeteile 17 und 17′ den jeweiligen Gruppen in dem Speicherteil 2 unterschiedliche Verzögerungen in der Weise, daß die Informationen aus der Spaltengruppe I des Speicherteils 2 eine wirksame Verzögerung "0" erhalten, während die wirksame Verzögerung der Informationen aus der Spaltengruppe II eine Bildzeile (entsprechend einem Bit) beträgt und bei den Informationen aus der Spaltengruppe III zwei Bildzellen (entsprechend zwei Bit) beträgt; dadurch werden die Informationen aus den Spaltengruppen I bis III einer Parallel/Seriell-Umsetzung unterzogen. Das Einlesen in die Schieberegister 31 bis 33 wird synchron mit den seriellen Ausgaben aus den Aufteilungs- Eingabeteilen 17 und 17′ so gesteuert, daß eine Einzelzeileninformation aus dem Speicherteil 2 in Spaltengruppen in die Schieberegister 31 bis 33 eingelesen wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Informationen aus einer Horizontal-Zeile in dem Bildempfangsteil 1 in drei Teile aufgeteilt, welche mittels der drei Schieberegister 31 bis 33 ausgelesen werden. Auf diese Weise kann die Anzahl der Bits jedes Schieberegisters 31 bis 33 ungefähr einem Drittel der Anzahl der Horizontal- Bildzellen des Bildempfangsteils 1 entsprechen, so daß daher die Frequenz der an die Schieberegister 31 bis 33 angelegten Taktimpulssignale Φ1 bis Φ3 um einen Faktor von ungefähr "3" verringert werden kann. Infolgedessen wird der Leistungsverbrauch herabgesetzt, das Rauschen verringert und der Übertragungswirkungsgrad verbessert. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 8 bis 11 wird das Vermischen der Ladungen zwischen den Schieberegistern 31, 32 und 33 und dem Speicherteil 2 bei der horizontalen Ladungsübertragung mittels der Isolierabschnitte 51 bis 53 bzw. der Isolierabschnitte 51 und 52 sowie des Aufteilungs-Eingabeteils 17′ verhindert, so daß der Auslesevorgang einwandfrei ausgeführt werden kann.

Es wurde zwar im einzelnen eine zweidimensionale Bildübertragungs- Ladungskopplungsanordnung beschrieben, jedoch ist es ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Gestaltung der Bildaufnahmevorrichtung gleichermaßen bei einer zweidimensionalen Zwischenzeilen-Ladungskopplungsanordnung oder einer zweidimensionalen Zwischenzeilen-Ladungsauffüllanordnung (CPD, charge priming device) anwendbar ist.

Die Horizontal-Schieberegister dienen zum gesonderten Einlesen und Auslesen der Ladungen für die jeweiligen Farben, die durch das optische Farbauszugselement wie das Farbtrennungsfilter bzw. Farbauszugsfilter aufgeteilt sind. Das Farbauszugsfilter kann eine Kombination aus Komplementär- Farbfiltern sein. Statt des Farbstreifenfilters kann ein Mosaik-Farbfilter verwendet werden.

Wenn die Anzahl der durch das optische Farbtrennungselement aufgeteilten Farben größer als "3" ist, muß dementsprechend die Anzahl der Horizontal-Schieberegister größer als "3" sein.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind zwar zum Abführen der nicht genutzten Ladungen der Ableit-Drain CD und das Ableit-Gate CL vorgesehen, jedoch können die Farbinformationen ohne denselben aufgeteilt werden. Der Aufteilungs- Eingabeteil 17 für die Horizontal-Schieberegister 31 bis 33 kann durch eine Gate-Elektrode gebildet sein.

Bei der erfindungsgemäßen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung bzw. dem Bildaufnahmesystem zur Anwendung derselben ist keine Abfrage/Halteschaltung für das Trennen der Farbsignale erforderlich oder es kann eine solche außerordentlich vereinfacht werden, während das Vermischen der Farbinformationen bei dem Auslesen verhindert ist und Farbinformationen hoher Qualität geliefert werden. Da die Auslese- Taktfrequenz in der Horizontal-Ausleseschaltung beträchtlich herabgesetzt ist, kann ein hoher Übertragungswirkungsgrad selbst dann beibehalten werden, wenn die Anzahl der Horizontal-Bildzellen des Bildempfangsteils vergrößert wird, nämlich die Horizontal-Auflösung gesteigert wird. Ferner wird das Rauschen verringert und der Leistungsverbrauch herabgesetzt.

Es werden eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und ein Bildaufnahmesystem zur Anwendung derselben angegeben, bei denen die Bildaufnahmevorrichtung einen Bildempfangsteil mit einer Vielzahl in mindestens einer Zeile angeordneter Bildzellen für das Erzeugen elektrischer Informationen entsprechend einfallender Strahlung, einen Ausleseteil für das Auslesen der von dem Bildempfangsteil erzeugten elektrischen Informationen mit m gesonderten Auslesekanälen, wobei m eine ganze Zahl ist, die nicht kleiner als "3" ist, und einen zwischen dem Bildempfangsteil und dem Ausleseteil angeordneten Eingabeteil für das Einordnen der elektrischen Informationen einer Zeile des Bildempfangsteils in m Gruppen und das Zuführen der jeweiligen Gruppen elektrischer Informationen zu dem Ausleseteil im Zeitmultiplexverfahren aufweist.

Claims

1. Ladungsübertragungseinrichtung mit einer Speichereinrichtung, die mehrere in zumindest einer Zeile angeordnete Speicherzellen aufweist, von denen jede eine elektrische Ladung speichern kann, und einer Ausleseeinrichtung zum Auslesen elektrischer Ladungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umsetzeinrichtung (17; 17′) zum Umsetzen der elektrischen Ladungen einer Zeile der Speichereinrichtung (2) in m serielle Gruppen elektrischer Ladungen vorgesehen ist, wobei jede Gruppe 1/m der elektrischen Ladungen einer Zeile der Speichereinrichtung (2) enthält und m eine ganze Zahl darstellt, die nicht kleiner als 3 ist, daß die Ausleseeinrichtung m Auslesekanäle zum jeweiligen Auslesen einer der m Gruppen elektrischer Ladungen umfaßt, daß m Gateabschnitte zwischen der Umsetzeinrichtung und der Ausleseeinrichtung und zwischen benachbarten Auslesekanälen der Ausleseeinrichtung vorhanden sind, und daß die Umsetzeinrichtung und die m Gateabschnitte durch dasselbe Steuersignal steuerbar sind.

2. Ladungsübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Löscheinrichtung zum Löschen elektrischer Ladungen vorgesehen ist, die entlang der Ausleseeinrichtung auf der gegenüberliegenden Seite der Umsetzeinrichtung angeordnet ist, und daß zwischen der Ausleseeinrichtung und der Löscheinrichtung ein Gateabschnitt vorgesehen ist, der gleichfalls durch dasselbe Steuersignal steuerbar ist.

3. Ladungsübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung und die Gateabschnitte jeweils Steuerelektroden umfassen, an die das Steuersignal angelegt wird.

4. Ladungsübertragungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeile der Speichereinrichtung n Speicherzellen umfaßt, wobei n ein Vielfaches von m bezeichnet, und daß die Umsetzeinrichtung n/m Parallel-Seriell- Umsetzabschnitte enthält, die jeweils zum Umsetzen von m parallelen elektrischen Ladungen in m serielle elektrische Ladungen dienen und durch das Steuersignal steuerbar sind.

5. Ladungsübertragungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Parallel-Seriell-Umsetzabschnitte m Eingänge und einen Ausgang besitzt und m Ladungsübertragungskanäle mit jeweils unterschiedlichen Verzögerungsbeträgen umfaßt, wobei die Ladungsübertragungskanäle durch das Steuersignal steuerbar sind.

6. Ladungsübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die m Ladungsübertragungskanäle eines Übertragungsabschnitts unterschiedliche Anzahlen von durch das Steuersignal steuerbaren Ladungsübertragungsstufen enthalten.

7. Ladungsübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausgabeeinrichtung mit m Ausgangsverstärkern, die jeweils mit den m Auslesekanälen der Ausleseeinrichtung zum Umsetzen elektrischer Ladungen in entsprechende elektrische Signale verbunden sind, durch m separate Signalverarbeitungsschaltungseinrichtungen, die jeweils mit den m Ausgangsverstärkern der Ausgabeeinrichtung zum Verarbeiten der von der Ausgabeeinrichtung abgegebenen elektrischen Signale verbunden sind, und durch eine Treibereinrichtung zum Treiben zumindest der Speichereinrichtung, der Umsetzeinrichtung, der Ausleseeinrichtung und der m Gateabschnitte, die mehrere Treibersignale einschließlich des Steuersignals erzeugt.

8. Ladungsübertragungseinrichtung nach Anspruch 7 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausleseeinrichtung und der Löscheinrichtung ein Lösch-Gate angeordnet ist, das durch das Steuersignal steuerbar ist.

9. Ladungsübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Festkörper- Bildaufnehmereinrichtung ausgelegt ist und einen Bildaufnehmerabschnitt mit mehreren in Zeilen und Spalten angeordneten Sensorzellen, die jeweils eine elektrische Ladung in Abhängigkeit von empfangener Strahlung erzeugen, aufweist, daß die Speicherzellen der Speichereinrichtung in gleichen Zeilen und Spalten zum Speichern der vom Bildsensorabschnitt erzeugten elektrischen Ladungen angeordnet sind, und daß ein Ausgabeabschnitt mit m separaten Ausgabeeinheiten, die jeweils mit den m Auslesekanälen der Ausleseeinrichtung zum separaten Umsetzen der m Gruppen elektrischer Ladungen in m Gruppen korrespondierender elektrischer Signale verbunden sind, vorgesehen ist.

10. Ladungsübertragungseinrichtung nach Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausleseeinrichtung und der Löscheinrichtung ein Lösch-Gate angeordnet ist, das durch das Steuersignal steuerbar ist.

11. Ladungsübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bildsensoreinrichtung (1) mit mehreren Sensorzellen, die jeweils zum Erzeugen einer elektrischen Ladung in Abhängigkeit von empfangenem Licht dienen und in Zeilen und Spalten angeordnet sind, vorgesehen ist, wobei die Spalten in mehrere jeweils m benachbarte Spalten enthaltende Spaltengruppen unterteilt sind, daß die Speicherzellen der Speichereinrichtung in gleichen Zeilen und Spalten zum Speichern der von der Bildsensoreinrichtung erzeugten elektrischen Ladungen angeordnet sind, daß jede der m seriellen, von der Umsetzeinrichtung erzeugten Gruppen elektrischer Ladungen die elektrischen Ladungen jeder k-ten Spalten (k=1, 2, . . ., m) der Spaltengruppen der Bildsensoreinrichtung enthält, daß eine Ausgabeeinrichtung mit m separaten Ausgangsverstärkern vorhanden ist, die jeweils mit den m Auslesekanälen in der Ausleseeinrichtung zum separaten Umsetzen der m Gruppen von Signalen vorgesehen ist, daß vor der Bildsensoreinrichtung eine Farbfiltereinrichtung zum Farbtrennen des Lichts in mehrere Farblichtkomponenten derart, daß jede k-te Spalte (k-1, 2, . . ., m) der Spaltengruppen der Bildsensoreinrichtung dasselbe Farblicht empfängt, vorhanden ist, daß mit der Ausgabeeinrichtung eine Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der elektrischen Signale zu einem Luminanzsignal und mehreren Farbsignalen verbunden ist, und daß eine Treibereinrichtung zum Treiben zumindest der Bildsensoreinrichtung, der Speichereinrichtung, der Umsetzeinrichtung, der Ausleseeinrichtung und der Gateabschnitte vorgesehen ist, die mehrere Treibersignale einschließlich des Steuersignals erzeugt.

12. Ladungsübertragungseinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine entlang der Ausleseeinrichtung auf der der Umsetzeinrichtung gegenüberliegenden Seite angeordnete Löscheinrichtung zum Löschen elektrischer Ladungen und durch ein zwischen der Ausleseeinrichtung und der Löscheinrichtung vorgesehenes Lösch-Gate, das durch das Steuersignal steuerbar ist.