DE3814790A1 - Farbbildsensor - Google Patents
FarbbildsensorInfo
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- H04N1/48—Picture signal generators
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Description
Die Erfindung betrifft einen Farbbildsensor und insbe
sondere einen Farbbildsensor für einen Farbbildabta
ster.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht
des Hauptteils eines herkömmlichen Farbbildsensors 1.
Der Farbbildsensor 1 ist ein linearer Bildsensor, der
aus Festkörper-Bildaufnahmeelementen, wie etwa ladungs
gekoppelten Elementen CCD, besteht. Abbildungsgemäß
sind mehrere optische Sensoren 2 in gleichen Interval
len P linear in der Hauptabtastrichtung angeordnet.
Jeder optische Sensor 2 liest die Bildinformation eines
Pixels und besteht aus einem optischen Sensor (R-Sen
sor) 3 zum Lesen der roten Komponente der in der Bild
information enthaltenden Farbkomponenten, einem opti
schen Sensor (G-Sensor) 4 zum Lesen der grünen Kompo
nente und einem optischen Sensor (B-Sensor) zum Lesen
der blauen Komponente.
Ein Schwarz-Weiß-Bildsensor 6 weist mehrere optische
Sensoren 7 auf, von denen jeder zum Aufnehmen der in
einem Pixel enthaltenen Bildinformation vorgesehen ist,
wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 1 gezeigt
ist. Die Sensoren 7 sind mit gleichen Intervallen P
linear in der Hauptabtastrichtung angeordnet.
Bei dem erwähnten herkömmlichen Bildsensor 1 sind zum
Lesen der Bildinformation eines Pixels, d.h. der Farb
komponenten eines Bildelementes, drei Typen optischer
Sensoren erforderlich: der R-Sensor 3, der G-Sensor 4
und der B-Sensor 5. Somit ist der Aufbau des Farbbild
sensors komplizierter als derjenige des Schwarz-Weiß-
Bildsensors. Deshalb ist die Herstellung von Farbbild
sensoren vergleichsweise schwierig und kostenaufwendig.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Farbbildsensor
zu schaffen, der einen einfachen Aufbau aufweist und
leicht und kostengünstig herstellbar ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Farbbildsensor geschaf
fen, der eine Bildlesevorrichtung, die aus mehreren
Sensoren zum Lesen der Bildinformation von Pixeln be
steht, und eine Vorrichtung zum Zerlegen von einfallen
dem Licht aufweist, die das auf jeden Sensor auftref
fende Licht in mehrere Farbkomponenten zerlegt, so daß
jeder Sensor die in einem Pixel enthaltenen Farbkompo
nenten liest.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung im
Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines
herkömmlichen Farbbildsensors;
Fig. 2 eine perspektivische schematische Ansicht einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Farbbild
sensors;
Fig. 3 eine perspektivische schematische Ansicht einer
Bilderzeugungsvorrichtung, in der der erfin
dungsgemäße Farbbildsensor enthalten ist; und
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 3.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Farbbild
sensors.
Der Farbbildsensor 10 weist einen optischen Sensorab
schnitt 8, der aus Festkörper-Bildaufnahmeelementen,
wie etwa ladungsgekoppelten Elementen CCD, besteht, und
eine Reihe 9 optischer Verschlüsse auf. Der als Bild
lesevorrichtung dienende Sensorabschnitt 8 weist mehre
re Sensorelemente 8 a, 8 b, 8 c, ... auf. Der Sensorab
schnitt 8 nimmt die Bildinformation auf bzw. liest die
se und erzeugt die Bilddaten durch opto-elektrische
Umwandlung der aufgenommenen Bildinformation. Der elek
tronische Verschluß 9, der zum Zerlegen des einfallen
den Lichtes vorgesehen ist, zerlegt auf den optischen
Sensorabschnitt 8 auftreffendes Licht in Licht, welches
aus vorbestimmten Farbkomponenten besteht.
Die Sensorelemente 8 a, 8 b, 8 c, ... sind in gleichen
Intervallen P in der Hauptabtastrichtung nebeneinander
angeordnet. Wie im folgenden beschrieben wird, liest
jedes der Sensorelemente 8 a, 8 b, 8 c, ... die Farbkompo
nenten (Bildinformation) jeweils eines Pixels.
Bei diesem Aufbau des optischen Sensors 8 ist die für
einen Pixel erforderliche Anzahl von Sensorelementen
gleich derjenigen bei dem in Fig. 1 gezeigten Schwarz-
Weiß-Bildsensor 6. Dies bedeutet, daß ein Sensorelement
für einen Pixel verwendet wird.
Die Reihe 9 optischer Verschlüsse, d.h. die Vorrichtung
zum Zerlegen von einfallendem Licht, weist einen ersten
Verschluß 11, einen zweiten Verschluß 12, einen dritten
Verschluß 13 und Elektroden 14, 15, 16 und 17 auf, de
nen elektrische Signale zum Betätigen der Verschlüsse
zugeführt werden. Der erste Verschluß 11 ist mit einem
(nicht gezeigten) optischen Filter versehen, der nur
Rot durchläßt. Somit tritt nur die rote Komponente der
die Bilddaten bildenden Farbkomponenten durch den Ver
schluß 11. Der zweite Verschluß 12 weist ein (nicht
gezeigtes) optisches Filter auf, der nur Grün durch
läßt. Somit gelangt lediglich die grüne Komponente
durch den Verschluß 12 zum optischen Sensor 8. Der
dritte Verschluß 13 weist einen (nicht gezeigten) opti
schen Filter auf, der nur Blau durchläßt. Lediglich die
blaue Komponente passiert den Verschluß 13 und gelangt
zum optischen Sensor 8. Eine (nicht gezeigte) Steuer
schaltung führt den Elektroden 14-17 elektrische Sig
nale zu, so daß, wenn der Verschluß 11 öffnet, die Ver
schlüsse 12 und 13 schließen, und wenn die Verschlüsse
12 oder 13 öffnen, die übrigen zwei Verschlüsse schlie
ßen. Die Verschlüsse 11 bis 13 bestehen aus Blei-Zirko
nat-Titanat oder der festen Lösung (Pb,La) (Zr,Ti)O3,
auf die Filtermaterial geschichtet ist.
Die folgende Beschreibung der Arbeitsweise des Farb
bildsensors 10 betrifft den Fall, daß der Farbbildsen
sor 10 für eine Bilderzeugungsvorrichtung verwendet
wird.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Bilderzeugungsvorrich
tung, wie ein digitales Kopiergerät, ein Faksimilegerät
oder einen Laserdrucker, bei der der Farbbildsensor 10
verwendet wird.
Bei der Bilderzeugungsvorrichtung 20 ist eine selbst
fokussierende Linse 22 zwischen dem Farbbildsensor 10
und einer Vorlage 21 angeordnet. Die Farbinformation
und die Positionsinformation der Pixel der Vorlage 21
werden von dem Farbbildsensor 10 durch die Linse 22
aufgenommen. Gemäß Fig. 4, die ein vergrößerter Schnitt
von Fig. 3 ist, wird die Bildinformation (Farbkomponen
teninformation) an Punkten a, b und c der Vorlage 21
über die Verschlüsse 11 bis 13 aufgenommen, die aufein
anderfolgend geöffnet werden, wenn diese Punkte an Le
sepunkten α, β und γ angeordnet sind, welche Fokussie
rungspunkte der Linse 22 sind. Wie Fig. 4 zeigt, ist
die an Punkt "a" auf der Vorlage 21 befindliche rote
Komponente am Lesepunkt "α" angeordnet und wird von dem
optischen Sensorabschnitt 8 durch den Verschluß 11 ge
lesen. Die an Punkt "b" auf der Vorlage 21 befindliche
grüne Komponente ist am Lesepunkt "β" angeordnet und
wird vom optischen Sensor 8 durch den Verschluß 12 ge
lesen. Die blaue Komponente, die sich an Punkt "c" auf
der Vorlage 21 befindet, ist am Lesepunkt γ angeordnet
wird vom optischen Sensor 8 durch den Verschluß 13 ge
lesen. Bei dieser Ausführungsform werden die Verschlüs
se 11, 12 und 13 von der (nicht gezeigten) Steuerschal
tung derart gesteuert, daß sie nacheinander in der ge
nannten Reihenfolge öffnen.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Bilderzeugungs
vorrichtung 20 genauer beschrieben.
Es wird angenommen, daß die Punkte "a", "b" und "c" der
Vorlage 21 an den Lesepunkten "α", "β" und "γ" der Lin
se 22 angeordnet sind, wie Fig. 4 zeigt. Die Verschlüs
se 11 bis 13 der Reihe optischer Verschlüsse werden
nacheinander geöffnet und geschlossen. Folglich werden
die rote Komponente am Punkt "a", die grüne Komponente
am Punkt "b" und die blaue Komponente am Punkt "c"
nacheinander vom optischen Sensor gelesen. Anschließend
wird die Vorlage 21 in die Folgetastrichtung (Pfeil
richtung) bewegt. Wenn die Punkte "b", "c" und "d" die
entsprechenden Lesepunkte "α", "b" und "γ" der Linse 22
erreichen, befindet sich die rote Komponente an Punkt
"b", die grüne Komponente an Punkt "c" und die blaue
Komponente an Punkt "d", und die an den jeweiligen
Punkten angeordneten Positionskomponenten werden vom
optischen Sensorabschnitt 8 gelesen. Die Abfolge der
zuvor beschriebenen Vorgänge wird wiederholt, so daß
die Farbkomponenten (Bildinformation) an den jeweiligen
Punkten (Pixeln) von dem optischen Sensorbereich 8 ge
lesen werden. Auf diese Weise liest der optische Sen
sorbereich 8 des Farbbildsensors 10 nacheinander die
Bildinformationen beispielsweise am Punkt "c" gemäß
Fig. 4, d.h. die blauen, grünen und roten Farbkomponen
ten in dieser Reihenfolge bei Bewegung der Vorlage 21
in der Folgeabtastrichtung. Die vom optischen Sensor 8
gelesenen Farbkomponenten an den jeweiligen Punkten der
Vorlage 21 und die Positionsdaten werden dem (nicht
gezeigten) Bildspeicherbereich der Bilderzeugungsvor
richtung 20 übermittelt und in diesem gespeichert.
Zum Reproduzieren der Bilddaten der Vorlage 21 brauchen
lediglich die Bild-(Farb-)Daten und die Positionsdaten
der Pixel aus dem Bildspeicherbereich ausgelesen zu
werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform werden die Ver
schlüsse 11, 12 und 13 in der genannten Reihenfolge
nacheinander geöffnet und geschlossen. Falls nötig,
können die Verschlüsse in der umgekehrten Reihenfolge,
d.h. 13, 12 und 11 oder in jeder anderen Reihenfolge
aufeinanderfolgend geöffnet und geschlossen werden.
Wie oben beschrieben, ist bei dem Farbbildsensor die
Reihe optischer Verschlüsse, welche aus mehreren unab
hängig betätigbaren Verschlüssen besteht, an dem Sen
sorbereich 8 in der Folgeabtastrichtung angeordnet.
Mehrere der Farbkomponenten jedes Pixels werden von
einem einzigen Sensorelement gelesen. Dadurch wird die
Anzahl der erforderlichen Sensorelemente verringert und
der Aufbau der Sensorelemente vereinfacht. Somit läßt
sich der Farbbildsensor auf einfache und kostengünstige
Weise herstellen.
Claims (6)
1. Farbbildsensor zum Umwandeln optischer Bildinforma
tion einer Vorlage in ein elektrisches Signal, mit
einer Bildlesevorrichtung (8), die mehrere Sensorele
mente (8 a, 8 b, 8 c, ...) aufweist, von denen jedes die
Lichtmenge von einem entsprechenden Pixel auf der Vor
lage ermittelt,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vorrichtung (9) zum Zerlegen von einfallendem
Licht das auf jedes Sensorelement auftreffende Licht in
mehrere Farbkomponenten zerlegt und bewirkt, daß nach
einander jede der durch Zerlegung entstandenen Farbkom
ponenten auf jeden der Sensoren der Sensorelemente auf
trifft.
2. Farbbildsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Sensorelemente (8 a, 8 b, 8 c, ...) in glei
chen Intervallen nebeneinander angeordnet sind.
3. Farbbildsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bildlesevorrichtung (8) mehrere
Festkörper-Bildaufnahmeelemente (8 a, 8 b, 8 c, ...) auf
weist.
4. Farbbildsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) zum
Zerlegen von einfallendem Licht aufweist: eine Reihe
optischer Verschlüsse mit mehreren Verschlußelementen
(11, 12, 13), die in einer zur Anordnungsrichtung der
Sensorelemente senkrechten Richtung an den Sensorele
menten (8 a, 8 b, 8 c, ...) angeordnet sind und in einer
vorbestimmten Reihenfolge nacheinander öffnen, und eine
Filtervorrichtung mit mehreren Farbfiltern, von denen
jeweils eines für eines der der Verschlußelemente (11,
12, 13) vorgesehen ist, wobei jedes der Farbfilter nur
eine bestimmte Farbkomponente durchläßt.
5. Farbbildsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente (11,
12, 13) aus der festen Lösung (Pb,La) (Zr,Ti)O3 beste
hen.
6. Farbbildsensor nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe von Farbfiltern
aus drei verschiedenen Farbfiltern besteht, und zwar
einem Rot-Filter, der nur die rote Lichtkomponente
durchläßt, einem Blau-Filter, der nur die blaue Licht
komponente durchläßt, und einem Grün-Filter, der nur
die grüne Lichtkomponente durchläßt.
Applications Claiming Priority (1)
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JP62203786A JPS6447165A (en) | 1987-08-17 | 1987-08-17 | Color image sensor |
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DE3814790C2 DE3814790C2 (de) | 1993-06-09 |
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Family Applications (1)
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- 1988-04-28 GB GB8810082A patent/GB2208772B/en not_active Expired - Lifetime
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Title |
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Legal Events
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