DE3437561C2

DE3437561C2 -

Info

Publication number: DE3437561C2
Application number: DE3437561A
Authority: DE
Inventors: Takao Tokio/Tokyo Jp Kinoshita; Shinji Yokohama Kanagawa Jp Sakai; Yoshitake Chigasaki Kanagawa Jp Nagashima; Seiji Hashimoto; Akira Yokohama Kanagawa Jp Suga
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-10-13
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1991-05-02
Also published as: US4910588A; DE3437561A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farb-Bildaufnahmevor richtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bildaufnahmevorrichtungen der gattungsgemäßen Art, bei denen jedoch keine Erstellung von Farbaufnahmen mittels einer Fil teranordung gemäß Merkmal [b] des Oberbegriffs des Patent anspruchs 1 vorgesehen ist, sind z. B. aus der US 42 63 620 und der Literaturstelle "Electronics", Band 45, Heft 5, Seiten 72 bis 77, bekannt. Diese bekannten Bildaufnahmevorrich tungen weisen ein Bildaufnahmeteil mit einer Vielzahl von in Horizontal- und Vertikalrichtung angeordneten, eine zweidimensionale fotoelektrische Umsetzung durchführenden Bildelementen sowie eine Übertragungseinrichtung auf, welche die in den Bildelementen gespeicherten Bildsignale horizon tal zu einer Ausgabeseite hin verschiebt. Horizontal an die se Ausgabeseite grenzt eine Speichereinrichtung zum Spei chern der erzeugten Bildsignale an, wobei eine Steuerein richtung die Übertragung der Bildsignale aus dem Bildauf nahmeteil in die Speichereinrichtung steuert; die auf diese Weise gespeicherten Bildsignale werden schließlich mittels einer Leseeinrichtung zur Erzeugung eines bestimmten Normsignals aus der Speichereinrichtung ausgelesen.

Wenn in Übereinstimmung mit Merkmal [b] des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 vor dem Bildaufnahmeteil eine Filteranord nung angeordnet wird, welche sich in Vertikalrichtung er streckende Farbauszugsfilter aufweist, die eine horizontale Wiederholung von jeweils gleichen Gruppen bilden, von denen jede eine vorbestimmte Zahl von Farbauszügen erzeugt, ist es möglich, Farbaufnahmen zu erzielen. In diesem Fall erzeugen die Bildelemente mämlich - in Horizontalrichtung gesehen - in zyklischer Aufeinanderfolge jeweils unter schiedliche Farbinformationssignale, die sich nach dem Auslesen aus der Speichereinrichtung zu einem der ge wünschten Farbnorm entsprechenden Bildsignal zusammensetzen lassen.

Ein Nachteil einer derartigen Farb-Bildaufnahmevorrichtung liegt jedoch darin, daß eine in einem gewissen Ausmaß auf tretende Vermischung der den jeweiligen Farbauszügen ent sprechenden Farb-Bildsignale nicht zu vermeiden ist. Hier unter leidet die Genauigkeit der Farbreproduktion, d. h. die reproduzierten Farben sind verfälscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farb- Bildaufnahmevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß mit den ausge lesenen Bildsignalen farbecht reproduzierte Bilder erzielbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnen den Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Hiermit wird erreicht, daß sich das Bildsignal jedes einzel nen Bildelements während seiner Übertragung zur Speicherein richtung relativ lange an anderen Bildelementen der ihm selbst zugeordneten Farbe befindet, während es sich an den Bildelementen der übrigen Farben nur vergleichsweise kurz zeitig befindet. Es hat sich herausgestellt, daß die gegen seitige Farbvermischung hierdurch soweit verringert werden kann, daß die mit den ausgelesenen Bildsignalen erzielte Reproduktion äußerst farbecht ist, so daß eine verfärbungs freie Bildwiedergabe gewährleistet ist.

Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In der US 43 20 413 ist eine Farb-Bildaufnahmevorrichtung beschrieben, bei der im Gegensatz zu den gattungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtungen keine Speichereinrichtung vorgese hen ist, so daß die in dem Bildaufnahmeteil erzeugten Bild signale mittels eines Schieberegisters unmittelbar ausgele sen werden. Aufgrund dieser anderen Anordnung tritt das mit der Erfindung gelöste Problem einer Farbverfälschung der Bildsignale nicht auf.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1A in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform der Bildaufnahmevorrichtung;

Fig. 1B eine schematische Darstellung der Elektroden der Bildaufnahmevorrichtung von Fig. 1;

Fig. 2 den Aufbau eines Farbauszugfilters;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausfüh rungsform eines Bildaufnahmegeräts, bei der die Bildaufnahmevorrichtung von von Fig. 1A und 1B zur Anwen dung kommt;

Fig. 4 ein Impulsdiagramm der Bild aufnahmevorrichtung;

Fig. 5A schematisch eine zweite Ausfüh rungsform der Bildaufnahmevorrichtung:

Fig. 5B ein Impulsdiagramm für Fig. 5A;

Fig. 6 schematisch eine Bildaufnahme vorrichtung in einer dritten Ausführungsform;

Fig. 7 schematisch eine Bildaufnahme vorrichtung in einer vierten Ausführungsform; und

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung einer Ladungsrekombina tionscharakteristik der in Fig. 7 gezeigten Bild aufnahmevorrichtung.

Fig. 1A zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform der Bildaufnahmevorrichtung, während Fig. 1B schematisch die Anordnung der Elektroden der Bildaufnahmevorrichtung zeigt, die ferner ein Bildaufnahmeteil 1, einen Puffer 2, ein Speicherteil 3, ein Schieberegister 4 mit CCD-Elementaufbau (Aufbau aus ladungsgekoppelten Bauelementen) und einen Ausgangsverstärker 5 aufweist. Die außerhalb des Bildaufnahmeteils vorhandenen weite ren Teile sind gegen Licht abgeschirmt.

Das Bildaufnahmeteil 1 besteht aus einer Mehrzahl von die Übertragungsfunktionen ausführenden Zeilensensoren 100-103, die horizontal angeordnet sind. Die Ladungen in jedem Zei lensensor werden gleichzeitig (in der Darstellung nach links mittels einer Übertragungselektrode 30 (Fig. 2) übertragen, die unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht über einem Halbleitersubstrat angeordnet ist.

Andererseits ist jeder Zeilensensor durch einen Kanalstop CS isoliert.

Zunächst hat jeder Zeilensensor einen solchen Aufbau, daß eine Mehrzahl von Bildelementen, die die photoelektrische Umsetzung durchführen, in Zeilen- oder Horizontalrichtung ausgerichtet sind; insofern stellt das Bildaufnahmeteil 1 ein System dar, dem die Bildelemente matrixartig in Horizontal- und Vertikalrichtung ange ordnet sind. Bei dieser Ausführungsform stellt jedes Bild element selbst die Übertragungseinrichtung dar, jedoch kön nen die Bildelemente und die Übertragungseinrichtungen auch einzeln oder individuell ausgebildet sein. In Fig. 1A bilden die Bildelemente z. B. eine Matrix aus vier Reihen und sechs Spalten.

Je ein Überlaufdrain 112 und 113 ist zwischen zwei Reihen von Zeilensensoren, deren jede aus einer Mehrzahl von Bild elementen besteht, vorgesehen und in Horizontalrichtung angeordnet.

Beide Überlaufdrains 112, 113 sind an eine Drain-Spannungs quelle V_D angeschlossen. Die Kanalstops, die den Überlauf drain sandwichartig zwischen sich aufnehmen, haben einen Potentialbarrierenaufbau in einem solchen Ausmaß, daß Überlaufladungen abfließen können.

Das Pufferteil 2 besteht aus zeilenartigen CCD-Elementen 104-107 zur Umwandlung der Zeitbasis. Die Anzahl der CCD- Elemente ist derjenigen im Bildaufnahmeteil 1 gleich, und bei der gezeigten Ausführungsform hat jedes zeilenartige CCD-Element die Kapazität von drei Bits. Die Ladungen eines jeden CCD-Elements im Pufferteil 2 werden gleichzeitig Bit für Bit nacheinander horizontal (nach links in der Darstellung) mittels Übertragungselektroden 31 und 33 transportiert.

Das Speicherteil 3 besteht aus horizontal angeordneten, zeilenartigen CCD-Elementen 108-111, deren Anzahl gleich derjenigen im Bildaufnahmeteil 1 ist. Die Ladungen eines jeden CCD-Elements werden unabhängig (nach links in der Darstellung) von Übertragungselektroden 34-37 transportiert. Eine Übertragungselektrode 38 trans portiert die Ladung im Schieberegister 4 in vertikaler Richtung (nach unten in der Darstellung).

Als Ausführungsform ist ein Beispiel für einen CCD-Element aufbau mit Einphasen-Ansteuerung gezeigt.

Wenn an jede Übertragungselektrode eine Hochpegelspannung angelegt wird, wird der auf die Elektronen im Substrat bezogene Potentialpegel, insbesondere der Po tentialpegel unter der Elektrode, jeweils niedrig, so daß die Ladungen unter jeder Elektrode gesammelt werden.

Wenn anschließend eine Spannung mit niedrigem Pegel an jede Über tragungselektrode gelegt wird, wird eine Potentialmulde jeweils in demjenigen nächsten Bereich, der von der Elektrode nicht abgedeckt ist, an der linken oder an der unteren Seite einer jeden Übertragungselektrode gebildet, so daß diejenigen La dungen, die bis dahin unterhalb der Übertragungselektrode angesammelt worden sind, nach links oder abwärts (in der Zeichnung) übertragen werden.

Die Tanksignale Φ₁-Φ₉ werden jeweils den Elektroden 30-38 zugeführt.

Wie Fig. 2 zeigt, weist ein Farbauszugfilter CF beispielsweise vertikale, streifenartige Farbbilder auf und ist auf der Oberfläche des Bildaufnahmeteils 1 angeordnet. Das Farbauszugsfilter ist so aufgebaut, daß streifenartige Filter von Blau (B), Grün (G) und Rot (R) wiederholt und horizontal in dieser Folge mit einer Periode bzw. Gruppe von je drei Filtern angeordnet sind. Ferner kann zusätz lich zu dem streifenartigen Farbtrennfilter, das ein horizontal sich wiederholendes Schema hat, ein mosaikartiges Farbtrennfilter zur Anwendung kommen, das ebenfalls ein sich wiederholendes Schema von Farbfiltern in bezug auf die ver tikale Richtung aufweist.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Gerät wird Licht von einem Objekt als eine Abbildung auf eine Bildaufnahmevorrichtung 6 mittels eines optischen Bildaufnahmesystems 7, eines Infra rot-Kantenfilters 8 und des Farbauszugsfilters CF gebildet. Die Ausgänge eines Taktgebers 11 zur Bildung der verschiedenartigen, in Fig. 4 gezeigten Taktsignale Φ₁-Φ₉ werden durch einen Treiber 10 in geeigneter Weise verstärkt und dann dem Bildaufnahmeteil 6 zugeführt. Dieser Taktgeber 11 und der Treiber 10 stellen die Steuereinrichtung dar.

Auf diese Weise wird ein Chrominanz signal aus der Bildaufnahmevorrichtung 6 ausgegeben, worauf noch spä ter eingegangen werden wird.

Dieses Chrominanzsignal ermöglicht es einem Ab tast-Halte-Kreis 12, das Tastverhältnis anzugeben, und bie tet die Möglichkeit, Abtast- und Halteoperationen für jede Farbe leicht und ohne Schwierigkeiten durchzuführen.

Abtast-Halte-Kreise 13 und 15 dienen dazu, die oben er wähnten Abtast- und Halteoperationen für jede Farbe auszu führen, und diese Kreise tasten das Chrominanz signal mit der auf die Farbwiederholungsperiode der Farb filter ansprechenden Periode und in Übereinstimmung mit der Phase einer jeden Farbe ab.

Ein Tiefpaßfilter 16 hat eine Grenzfrequenz von z. B. etwa 3 MHz, während Tiefpaßfilter 17-19 jeweils eine Grenzfre quenz von etwa beispielsweise 500 kHz haben.

Prozessoren 20-23 führen jeweils die verschiedenen Arten von Korrekturen, wie die Schwarzpegelklemmung, die γ-Kor rektur, die Weißkappung, die selbsttätige Phasenregelung usw., für die durch die Tiefpaßfilter 16-19 übertragenen Signale aus.

Ein Matrixkreis 24 bildet z. B. ein Luminanz- oder Hellig keitssignal 4 sowie Farbdifferenzsignale R-Y sowie B-Y von jedem durch die Prozessoren 20-23 er haltenen Y- (Gelb-), B-, G- und R-Signal. Ein Codierer 25 formt unter Verwendung des obigen Luminanz signals und der obigen Farbdifferenzsignale ein Standard- Fernsehsignal, beispielsweise ein NTSC-Signal, und dieses Standard-Fernsehsignal wird von einem Aufzeichnungsgerät 26 aufgezeichnet.

In Verbindung mit Fig. 4 wird nun ein Beispiel für die Aus gänge des Taktgebers 11 (Fig. 3) und des Betriebs der Bild aufnahmevorrichtung, die den in Fig. 1 gezeigten Aufbau hat, beschrieben.

In Fig. 4 sind mit V_S eine Vertikal-Tastperiode des Standard- Fernsehsignals und mit V_BLK eine Vertikal-Austastlücke bezeichnet. Der Taktgeber 11 liefert den Hochgeschwindig keit-Taktimpuls Φ₁ in der Austastlücke V_BLK, so daß die bis dahin im Bildaufnahmeteil 1 gespeicherten Ladungen (nach links in Fig. 1) übertragen werden und die Möglichkeit gege ben ist, sie vorübergehend durch das Pufferteil 2 im Spei cherteil 3 zu speichern.

Wie schon erwähnt, wird diese horizontale Übertragung Bit für Bit nacheinander ausgeführt, wann immer die an jede Elektrode gelegte Spannung auf einen niedrigen Pegel herab gesetzt wird, nachdem sie einmal auf einen hohen Pegel ge setzt war.

Deshalb kann im Fall eines Bildaufnahmeteils, bei dem die Bildele mente eine 6×4-Matrix bilden, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, die Übertragung eines Bildinhalts erreicht werden, indem ein 9-Bit-Taktimpuls als Φ₁ geliefert wird, weil jedes Pufferteil aus drei Bits besteht.

Während die Ladungen im Bildauf nahmeteil 1 einmal zum Speicherteil 3 durch den Taktgeber 11 übertragen werden, wird der Übertragungsvorgang während der Zeitintervalle von t₂ zu t₃, von t₄ zu t₅ und von t₆ zu t₇ in der Austastlücke V_BLK zum Zweck der horizon talen Übertragung angehalten.

Bei dieser Ausführungsform wird der Über tragungsvorgang intermittierend periodisch unterbrochen, nämlich nach jeweils drei Bildsignalen, was der horizontalen Farb wiederholungsperiode des Farbauszugsfilters CF entspricht.

Demzufolge wird beispielsweise das Rot (R) entsprechende Bildsignal, das in Fig. 1B an der Stelle gespeichert war und in Aufeinanderfolge zu den Stellen →→→ übertragen wurde, an der Stelle für ein relativ langes Intervall angehalten. Anschließend wird es wieder weiter zu den Stellen →→→ und des weiteren in Aufein anderfolge zu den Stellen →→→ übertragen.

Auf diese Weise wird auch während der horizontalen Übertragung die Zeit, in der die Ladung an den Stellen der glei chen Farbfilter verbleiben, relativ lang, wogegen die Zeit, in der die Ladung an den Stellen der anders gefärbten Farbfilter verbleiben, relativ kurz wird; die Ladungen, die denjenigen Farben entsprechen, welche bei Durch gang der Ladung unter den anders gefärbten Farbfiltern während der Übergtragung gebildet werden, nehmen deshalb relativ ab.

Bei der Bildaufnahmevorrichtung, bei der sich die Gruppen der Farbauszugsfilter in Horizontalrichtung wie gezeigt wiederholen, kann somit ein Farbmischen während der Übertragung nur schwerlich auftreten, wodurch es möglich ist, die Farbreproduktion zu erhöhen.

Zusätzlich ist bei der in Rede stehenden Ausführungsform das Pufferteil 2 vorgesehen; folglich wird der diesen intermittieren den Übertragungsstopzustand enthaltende Impuls Φ₁ durch die verzögerten Impulse Φ₂-Φ₄, die vorbestimmte Breiten haben, in seiner Zeitbasis umgewandelt, so daß allmählich ein Impuls mit einem kurzen Stopinterval entsteht. Deshalb kön nen im Speicherteil 3 die Ladungen Bildaufnahmeteil 1 im Ansprechen auf die Impulse Φ₅-Φ₉, die relativ niedrige Frequenz haben, empfangen werden.

Wenn jedes zeilenartige CCD-Element unabhängig angesteuert wird, wird der Aufbau des Speicherteils kompliziert, so daß die Übertragungsleistung ggf. abnimmt. Infolge des Pufferteils 2 besteht jedoch keine Notwendigkeit, das Speicherteil mit einer hohen Ge schwindigkeit anzusteuern, und die Übertragungsleistung kann beibehalten werden.

Die Ladungen der ersten Zeile unter den auf diese Weise für die Lücke V_BLK bei einer relativ geringen Geschwindig keit im Speicherteil 3 gespeicherten Ladung werden durch Zufuhr des Impulses ϕ₅ in einem horizontalen Intervall der nächsten Zeitspanne t₇ zu t₈ und durch Zufuhr des Impulses Φ₉ ausgelesen. Dann werden die Ladungen der zweiten Zeile durch Zufuhr des Impulses ϕ₆ in einem horizontalen Intervall der Zeitspanne t₈ zu t₉ und durch Zufuhr des Impulses ϕ₉ ausgelesen. In gleichartiger Weise werden die Bildsignale des im Bildaufnahmeteil 1 erzeugten Bilds in Aufeinanderfolge Zeile für Zeile ausgelesen.

Der Impuls ϕ₉ wird dagegen immer mit einer hohen Geschwindig keit zugeführt.

Da die Überlaufdrains im Bildaufnahmeteil 1 horizontal angeordnet sind und damit die Ladungen im Bildaufnahmeteil horizontal übertragen wer den, wird die horizontale Auflösung in keiner Weise beein flußt. Ebenfalls besteht eine geringere Gefahr für das Auftreten von Moir´.

Weil ferner jeder einzelne Überlaufdrain für zwei Zeilen vorgesehen ist, die aus einer Mehrzahl von Bildelementen bestehen, kann die Verminderung des wirksamen Bild abtastbereichs auf ein relativ geringes Maß herabgedrückt werden.

Das Schema gemäß Fig. 5A zeigt eine zweite Ausführungsform der Bildaufnahmevorrichtung; Fig. 5B zeigt ein Impulsdiagramm hierfür, wobei diese Ausführungsform durch Weglassen des Pufferteils, das im Fall der Fig. 1 vorhanden ist, weiter vereinfacht ist.

Die zu Fig. 1-4 gleichen Teile und Elemente sind mit den selben Bezugszahlen bezeichnet, wobei ein Treiber 39 und ein Taktgeber 40 die Steuereinrichtung darstellen. Durch das Weglassen des Pufferteils 2 wird der Aufbau einfacher, und die Produktivität kann verbessert werden. Je ein Über laufdrain 112 und 113 ist horizontal angeordnet und für zwei, aus einer Mehrzahl von Bildelementen bestehende Zeilen des Bildauf nahmeteils (1) vorgesehen. Die Drains 112, 113 sind miteinander an die Drain-Energiequelle V_D angeschlossen. Auch bei die ser Ausführungsform ist das in Fig. 2 gezeigte Filter CF vor dem Bildaufnahmeteil 1 angeordnet.

Die Arbeitsweise des Taktgebers 40 gemäß dieser Ausführungs form wird unter Bezugnahme auf das in Fig. 5B gezeigte Impulsdiagramm erläutert.

Für die Austastlücke V_BLK des Zeitintervalls t₁₂-t₁₈ werden die Ladungen eines jeden Zeilensensors im Bildaufnahmeteil 1 horizontal zu den zeilenartigen, dem Speicherteil 3 entsprechenden CCD-Elementen im Ansprechen auf die Signale Φ₁ und Φ-Φ₈, die jeweils sechs Impulse haben, übertragen. Da hierbei in diesem Fall der Übertragungseinrichtung intermit tierend in den Zeitintervallen t₁₃-t₁₄ und t₁₅-t₁₆ unterbrochen wird, kann wie bei der ersten Ausführungsform nur schwerlich eine Farbmischung auftreten. Da ferner die Zahl der für die horizontale Übertragung notwendigen Im pulse klein ist und der Impuls zum Ansteuern des Puffer teils 2 nicht benötigt wird, wird der Aufbau des Takt gebers 40 vereinfacht. Weil des weiteren die Ladungen des Bildaufnahmeteils 1 im Speicherteil 3 bis zur Zeit t₁₆ gespeichert werden, werden die Impulse Φ₅-Φ₈ für das Aus lesen der Ladungen, die zu denen der Ausführungsform von Fig. 4 gleichartig sind, vom Taktgeber 40 für das vertikale Abtastintervall der Zeitspanne t₁₇-t₁₈ zugeführt. Obwohl der Impuls Φ₉ in Fig. 5B nicht angegeben ist, wird er gleicher weise immer als ein Hochgeschwindigkeitsimpuls zugeführt.

Wenngleich ein Beispiel gezeigt worden ist, bei dem der Über tragungsvorgang intermittierend während der horizontalen Über tragung unterbrochen wird, wird auch dann, wenn ein Farb auszugsfilter mit einem Wiederholungsschema in der vertikalen Richtung verwendet wird, eine gleichartige Wirkung in bezug auf die Verhinderung der Farbmischung erzielt, sofern der Übertragungsvorgang in diesem Fall bei der vertikalen Übertra gung intermittierend unterbrochen wird.

Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform, die sich auf eine abgewandelte Gestaltung in der Elektrodenanordnung des Bildaufnahmeteils 1 der Fig. 1A und 1B oder 5A bezieht. Das Bildaufnahmeteil 1 hat bei dieser Aus führungsform eine gleichartige Anordnung wie diejenige der Fig. 1A und 1B oder 5A mit Bezug darauf, daß eine Vielzahl von horizontalen Zeilensensoren eine vertikale Zusammenstel lung aufweist. Ein erstes Merkmal dieser Ausführungsform ist, daß jeder horizontale Zeilensensor jeweils von einer unabhängigen Transferelektrode angesteuert wird, d. h., es sind horizontale Zeilensensoren 114-117 vorhanden, und die Elektroden 118-121 dienen jeweils dazu, die hori zontale Übertragung der Bildsignale der Zeilensensoren 114-117 auszuführen. Jeder Elektrode 118-121 wird eine gegenseitig unabhängige Spannung zugeführt. In Fig. 6 stellen die schraffierten Teile CS mit nach links abfallenden Linien Kanalstops dar.

In Fig. 6 sind jeweils "virtuelle" Elektrodenteile VB und VW dargestellt, die vorbestimmte, feste Potentialpegel haben, wobei der auf die Elektronen im VB-Elektrodenteil be zogene Potentialpegel höher ist als derjenige im VW-Elek trodenteil. Die Bereichsteile CB und CW sind solche mit ver änderbarem Potential, die vorbestimmte Potentialpegel haben. Diese veränderbaren Potentialteile sind unter den Übertra gungselektroden angeordnet und ihre Potentialpegel steigen und falle jeweils in Abhängigkeit von einem niedrigen oder hohen Pegel des an die Elektroden angelegten Potentials. Auch in diesem Fall ist der auf die Elektronen im CB-Bereich bezogene Potentialpegel höher als im CW-Bereich. Wenn eine Hochpegel-Spannung an die Übertragungselek troden gelegt wird, ist der Potentialpegel im CB-Bereich nie driger als derjenige im VW-Bereich. Andererseits ist der Potentialpegel im VB-Bereich niedriger als derjenige im CW-Bereich, wenn eine Niedrigpegel-Spannung an die Übertragungs elektroden gelegt wird. Deshalb werden in dem Fall, daß zuerst eine Niedrigpegel-Spannung an jede Übertragungselektrode angelegt wird, die Ladung im VW- Bereich einer jeden Zelle gesammelt, und wenn dann eine Hochpegel-Spannung an die Übertragungselektroden gelegt wird, werden die Ladungen in jeder Zelle zum CW-Bereich (nach links in der Zeichnung) übertragen. Wenn dann anschließend die an die Elektroden anzulegende Spannung auf einen nie drigen Pegel zurückgesetzt wird, so werden die Ladungen zum VW-Bereich der nächsten Zelle (auf der linken Seite) übertragen.

Bei dieser Ausführungsform fließen, wie erläutert wurde, bei Festsetzen der an die Übertragungselektroden zu legenden Spannung auf einen niedrigen Pegel oder bei Verminderung der Spannung von einem hohen auf einen niedrigen Pegel die Ladungen, die den Potentialpegel im VB-Bereich unter den im VW-Bereich angesammelten Ladungen überschreiten; in die Überlaufdrains 112 und 113, so daß sie abgeführt werden. Dadurch wird das Problem des Überstrahlens vollkommen gelöst.

Da zusätzlich jedes Bildelement horizontal um ein halbes Bildelement mit Bezug zu den Bildelementen benachbarter Zeilen verschoben ist, kann die Auslösung verbessert werden.

Bei der in Fig. 7 gezeigten vierten Ausführungsform kommt ebenfalls eine abgewandelte Ausgestaltung in der Elektrodenanordnung ge genüber dem Bildaufnahmeteil 1 der Fig. 1A und 1B oder 5A zur Anwendung. Diese Ausführungsform ist in bezug darauf, daß eine Vielzahl von horizontalen Zeilensendoren im Bild aufnahmeteil eine vertikale Anordnung aufweist und jeder hori zontale Zeilensensor jeweils durch eine elektrisch unabhängigen Übertragungselektroden angesteuert wird, der dritten Ausführungsform gleichartig.

Ein Merkmal dieser Ausführungsform ist, daß je eine La dungsrekombinationselektrode als Überlaufdrain für zwei Bildelementzeilen vorgesehen ist.

In Fig. 7, in der zu Fig. 6 gleiche Teile und Elemente die gleichen Bezugszahlen tragen, stellen die schraffierten Teile CS, in denen die schrägen Linien an der rechten Seite ansteigen, die Kanalstops dar, während die schraffierten Teile 118-121, in denen die schrägen Linien an der rech ten Seite abfallen, die Übertragungselektroden eines jeden Zeilensensors darstellen; die Ladungsrekombinations elektroden sind mit AB bezeichnet. Ein Bereich ABW, der so ausgebildet ist, daß die Ladungen unter dem VW-Bereich eines jeden Zeilensensors eintreten können, ist unter jeder Elektrode AB vorgesehen. Wie Fig. 8 zeigt, wird der Potential pegel im Substrat in jedem Bereich ABW in Abhängigkeit von einer an die Elektrode AB gelegten Spannung verändert, d. h. Fig. 8 ist ein Kurvenbild, das die Zustände der an die Elektrode AB gelegten Spannung und des Potentialpegels im Halbleitersubstrat mit Bezug auf die Richtung der Dicke eines Halbleitersubstrats 306 zeigt. Wie sich aus dem Kur venbild ergibt, ist die Potentialmulde für eine Hochpegel- Elektrodenspannung V₃ schmal, so daß sich der Überlaufdrain mit einem Majoritätsträger an der Grenzfläche mit einer Isolierschicht 305 wiedervereinigt.

Im Fall einer Niedrigpegel-Elektrodenspannung -V₁ dagegen tritt ein Akkumulierzustand auf, so daß der Majoritätsträ ger leicht rund um den Umfang der Grenzfläche aufgefangen werden kann; der Majoritätsträger wird beispielsweise von den Kanalstops CS geliefert. Somit wird z. B. durch Anle gen der Spannung -V₁ an die Elektroden 118-121 eine Bar riere gebildet, und die Ladungen werden im VW-Bereich auf gefangen oder gesammelt. In diesem Zustand wird durch alternierendes Anlegen der Spannung -V₁ und V₃ an die Elektroden AB der unter einer Elektrode P₁ gespeicherte Minoritätsträger auf weniger als einen vorbestimmten Betrag begrenzt.

Ferner wird auch die horizontale Auflösung nicht in Mit leidenschaft gezogen. Die Auflösung kann sogar erhöht werden, weil die Lage eines jeden Bildelements um ein halbes Bildelement horizontal für jede horizontale Zeile in ähnlicher Weise wie bei der dritten Ausführungsform verschoben ist.

Obwohl ein bestimmtes Maß an Fläche als Rekombinationsbe reich notwendig ist, um die La dungsrekombination durchzuführen, kann eine ausreichende Rekombinationsleistung erhalten werden, weil der Rekombi nationsbereich ABW in dem Raum zwischen den horizontalen Zeilensensoren vorgesehen ist. Auch kann der Rekombinationsbereich auf einfache Weise in der Nachbarschaft zum VW-Bereich gebildet werden. Da der Rekombinationsbereich ferner in dem angrenzenden Teil vor gesehen ist, so daß bei dieser Ausführungsform keine Über lappung mit dem VW-Bereich erfolgt, kann die Ladungsrekom binationselektrode durch denselben Herstellungsvorgang wie die Übertragungselektrode ausgebildet werden, was zur Verbesserung der Produktivität beiträgt.

Claims

1. Farb-Bildaufnahmevorrichtung mit

[a] einem Bildaufnahmeteil (1) mit einer Vielzahl von in Horizontal- und Vertikalrichtung angeordneten, eine zweidi mensionale fotoelektrische Umsetzung durchführenden Bildele menten, sowie mit einer Übertragungseinrichtung, welche die in den Bildelementen gespeicherten Bildelemente horizontal zu einer Ausgabeseite hin verschiebt,
[b] einer vor dem Bildaufnahmeteil (1) befindlichen Filter anordnung (CF) mit sich in Vertikalrichtung erstreckenden Farbauszugsfiltern (B, G, R), die eine horizontale Wiederho lung von jeweils gleichen Gruppen bilden, von denen jede eine vorbestimmte Zahl von Farbauszügen erzeugt,
[c] einer horizontal an die Ausgabeseite des Bildaufnahmeteils (1) angrenzenden Speichereinrichtung (2, 3) zum Spei chern der Bildsignale,
[d] einer Steuereinrichtung (10, 11; 39, 40) zum Steuern der Übertragung der Bildsignale aus dem Bildaufnahmeteil (1) in die Speichereinrichtung (2, 3), sowie mit
[e] einer Leseeinrichtung (4, 5) zum Auslesen der Bildsignale aus der Speichereinrichtung (2, 3);

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10, 11; 39, 40) während der Übertragung der Bildsignale aus dem Bild aufnahmeteil (1) in die Speichereinrichtung (2, 3) jeweils nach der horizontalen Übertragung derjenigen Bildsignale, die einer der jeweils gleichen Gruppe der Farbauszugsfilter (B, G, R) zugeordnet sind, die Übertragung für eine vorbe stimmte Zeit (t₁₃-t₁₄) unterbricht.

2. Farb-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung des Bildaufnahmeteils (1) aus den in Horizontalrichtung in Ladungs kopplungsanordnung (CCD) verbundenen Bildelemente gebildet ist.

3. Farb-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (3) aus einer Mehrzahl von in Horizontalrichtung angeordneten zei lenförmigen Ladungskopplungseinrichtungen (108-111) gebildet ist.

4. Farb-Bildaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bildaufnahmeteil (1) und der Speichereinrichtung (3) eine Pufferein richtung (2) angeordnet ist, mittels der die Steuereinrichtung (10, 11; 39, 40) die Übertragungszeitfolge der in die Speichereinrichtung (3) zu übertragenden Bildsignale ändert.

5. Farb-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10, 11; 39, 40) die Übertragungszeitfolge der Bildsignale in die Speicherein richtung mittels der Puffereinrichtung (2) derart ändert, daß die beim Auslesen aus dem Bildaufnahmeteil (1) vorgenom menen Übertragungsunterbrechungen kompensiert sind.

6. Farb-Bildaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung (4, 5) die in der Speichereinrichtung (3) gespeicherten Bildsignale aufeinanderfolgend für jede horizontale Zeile derselben aus liest.

7. Farb-Bildaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bildaufnahmeteil (1) zwischen den Bildelementen zweier benachbarter Zeilen Über laufdrains (112, 113) in Horizontalrichtung angeordnet sind.

8. Farb-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Überlaufdrains (112, 113) Ladungen zu einer Spannungsquelle (V_D) ableiten.

9. Farb-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Überlaufdrains (112, 113) eine Vereini gung eines Teils der in dem Bildelementen gebildeten Ladun gen mit Ladungen anderer Polarität ermöglichen.