DE3942615C2

DE3942615C2 -

Info

Publication number: DE3942615C2
Application number: DE3942615A
Authority: DE
Inventors: Toshiro Hiratsuka Kanagawa Jp Kinugasa; Takuya Yokohama Kanagawa Jp Imaide
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1991-08-01
Also published as: JP2595077B2; KR920010511B1; JPH02170684A; DE3942615A1; KR900011251A; US5043817A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Bildabtastvorrichtung bzw. eine Bildaufnahmevorrichtung, die einen Festkörperbildsensor einsetzt. Genauer betrachtet bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System zum Vergrößern eines Bildes unter Einsatz elektronischer Schaltungen, d. h. ein System zum Zoomen bzw. Heranholen mittels elektronischer Schaltungen.

Als Stand der Technik sind folgende Druckschriften zu nennen:

Die DE 34 39 019 C2 zeigt eine Bildabtastvorrichtung mit einem Festkörperbildsensor, der eine Vielzahl von fotoelektrischen Wandlerelementen aufweist, die in zweidimensionaler Form angeordnet sind.

Die Druckschrift: "Fernseh- und Kino-Technik", 40. Jahrgang, Nr. 10, 1986, Seiten 463 bis 468 zeigt eine Bildabtastvorrichtung, die aufweist: einen Festkörperbildsensor mit einer Vielzahl von fotoelektrischen Wandlerelementen, die in zweidimensionaler Form angeordnet sind, und mit einer Signalausleseeinrichtung zum Ableiten von diesen fotoelektrischen Wandlerelementen von Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert sind, und zum Ableiten von Signalladungen von dem Festkörperbildsensor als ein Ausgangssignal des Festkörperbildsensors; und eine zweite Treiberschaltung zum Zuführen einer zweiten Treiberimpulsgruppe zu der Signalausleseeinrichtung, um separaterweise die Signalladungen auszulesen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkulmuliert sind, die in zwei zueinander in vertikaler Richtung benachbarten Reihen angeordnet sind.

Da die Halbleiterherstellungstechnik, die typischerweise für einen Halbleiterspeicher eingesetzt wird, immer mehr verbessert worden ist, konnten die Eigenschaften und die Ausbeute eines Festkörperbildsensors (der im Weiteren einfachheitshalber einfach mit "Sensor" bezeichnet wird) verbessert werden. Als Ergebnis wurde die Bildaufnahmeröhre, die in einer Videokamera als typische Bildabtast- bzw. Aufnahmevorrichtung eingesetzt worden ist, durch diesen Sensor ersetzt. Der Hauptvorteil des Einsatzes solch eines Sensors in einer Videokamera besteht darin, eine kompakte Videokamera zu erhalten. In Anbetracht dieser Umstände sind verschiedenste Typen von Sensoren kürzlich entwickelt bzw. vorgestellt worden, z. B. in "Quasi-field Integration CCD Color Camera" von M. Shimura und andere, ITEJ Technical Report, Vol. 10, No. 52, Seiten 37 bis 42, Februar 1987. Die Zoomfunktion der herkömmlichen Videokamera, die eine der notwendigen bzw. wesentlichen Funktionen einer kompakten Videokamera ist, ist jedoch nur durch den Einsatz der optischen Linse realisiert, dementsprechend besteht eine bestimmte bzw. wesentliche Begrenzung bzw. Einschränkung bezüglich der Vergrößerung der Zoomlinse mit Hinsicht auf die bekannte Kompaktvideokamera.

Andererseits besteht eine Tendenz dahingehend, daß die Signalverarbeitung in der Videokamera mittels des Einsatzes von Speichern ausgeführt wird, da die Speicherkapazität der Halbleiterspeicher immer größer wird und ebenfalls die Kosten der Halbleiterspeicher immer geringer werden.

Somit, wenn ein Bild unter Einsatz von Speichern in der Signalverarbeitung vergrößert wird, kann das gesamte optische Linsensystem kompakt bzw. dichter bzw. kleiner gemacht werden. Eine Bildabtastvorrichtung, die solch ein Bildvergrößerungssystem, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, aufweist, wurde von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung ausgedacht. In Fig. 1 ist gezeigt eine optische Linse 1, ein Sensor 2, eine Sensortreiberschaltung 3, ein Analog/Digital-Wandler (der im weiteren mit "A/D-Wandler" abgekürzt wird) 4, ein Speicher 5, ein Digital/Analog-Wandler (der im weiteren mit "D/A-Wandler" abgekürzt wird) 6, eine Speichertreiberschaltung bzw. Speicheransteuerschaltung 7 und ein Schalter 8.

In Antwort auf einen Treiberimpuls bzw. Ansteuerimpuls, der von der Sensortreiberschaltung 3 abgeleitet bzw. ausgegeben wird, wird ein Videosignal "S_N", wie in Fig. 2 dargestellt, von dem Sensor 2 erhalten. In Fig. 2 geben die Zeichen "1 bis M" eine i-te Horizontalabtastperiode ("i" ist 1, 2, -, M) während der Vertikalabtastperiode an. Das Videosignal bzw. Bildsignal S_N wird durch den A/D-Wandler 4 analog-digital-gewandelt und dann in den Speicher 5 abgespeichert. Das in dem Speicher 5 abgespeicherte Signal wird langsam aus dem Speicher 5 mittels der Speichertreiberschaltung 7 ausgelesen. Dann wird das ausgelesene Signal mittels des D/A-Wandlers 6 digital- analog-gewandelt, um das heranzoomende (zooming-in) Videosignal "S_Z" zu erhalten.

Ein Bildheranzoombetrieb wird nachfolgend genauer beschrieben. Zuerst wird ein Heranzoombetrieb in Vertikalrichtung beschrieben. Ein halbes Videosignal in Vertikalrichtung wird in dem Speicher 5 von einer (M/4+1) Horizontalabtastperiode bis zu einer (3/4 M) Horizontalabtastperiode abgespeichert. Wenn das Videosignal aus dem Speicher 5 ausgelesen wird, wird das oben beschriebene Videosignal in der (M/4+1) Horizontalabtastperiode von der ersten Horizontalabtastperiode bis zur zweiten Horizontalabtastperiode ausgelesen. Nachfolgend wird das j-te ("j" ist M/4+1, -, 3/4 M) Videosignal ausgelesen. Als Ergebnis wird das Bild in vertikaler Richtung zweifach vergrößert.

Mit Hinsicht auf den Heranzoombetrieb in horizontaler Richtung wird das Videosignal in dem Speicher während einer halben Zeitperiode bezogen auf die Mitte der Horizontalabtastperiode abgespeichert. Wenn das Videosignal aus dem Speicher ausgelesen wird, wird das Videosignal mit einer halben Frequenz der Frequenz, mit der das Videosignal abgespeichert worden ist, ausgelesen. Damit ist das Bild in horizontaler Richtung zweifach vergrößert.

Die folgenden zwei Punkte sind jedoch in der oben beschriebenen Technik nicht bedacht.

Das sind:

(i) die Verschlechterung in der Vertikal-Auflösung und
(ii) der Zeilenversatz.

Eine Beschreibung bzw. Erläuterung wird hier zuerst für den Punkt (ii) gegeben. Wenn das Videosignal, das von dem Sensor 2 gemäß Fig. 1 ausgelesen wird, übertragen wird, ist es notwendig, um eine Bildverzögerung bzw. ein Bildnachziehen bzw. eine Bildnacheilung auszulöschen und auch um der Zwischenzeilenabtastung eines Fernsehers zu entsprechen, daß die Signale der fotoelektrischen Wandlerelemente, die in zwei zueinander benachbarten Reihen in Vertikal-Richtung angeordnet sind, wobei die fotoelektrischen Wandlerelemente in einer zweidimensionalen Form auf einer lichtempfangenden Oberfläche des Sensors angeordnet sind, auf solche Art und Weise gleichzeitig ausgelesen werden, daß entweder eine Kombination dieser zwei benachbarten Reihen oder ein Paar von diesen Reihen zwischen den ungeradnumerierten Halbbildern und geradnumerierten Halbbildern, wie in Fig. 3 dargestellt, gewechselt bzw. ausgetauscht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Luminanz- bzw. Helligkeitssignal S_{k, k+1} durch Addieren des Signals der k-ten Reihe mit dem Signal der (k+1)-ten Reihe erzeugt. Als Ergebnis, wenn das Bild vergrößert wird, werden die Luminanzsignale S_{k, k+1}; S_{k, k+1}; S_{k+2, k+3}; S_{k+2, k+3}; - sequentiell aus dem Speicher 5 in das ungeradnumerierte Halbbild ausgelesen, wohingegen die Luminanzsignale S_{k+1, k+2}; S_{k+1, k+2}; S_{k+3, k+4}; S_{k+3, k+4}; - hintereinanderfolgend aus dem Speicher 5 in das geradnumerierte Halbbild ausgelesen werden. In Fig. 4 ist ein Fall gezeigt, in dem diese Luminanzsignale mittels eines Fernsehmonitors bzw. Fernsehbildschirms wiedergegeben werden. In Fig. 4 gibt eine punktierte Linie eine Abtastzeile in dem geradnumerierten Halbbild an, wohingegen eine durchgezogene Linie eine Abtastzeile in dem ungeradnumerierten Halbbild angibt. Dort sind die Luminanzsignale S_{k, k+1}; S_{k+1, k+2}; - gezeigt, welche hintereinanderfolgend vom obersten Abschnitt aus gemäß Fig. 4 angezeigt werden. Zu diesem Zeitpunkt, wie es in Fig. 4 angegeben wird, werden die Luminanzsignale S_{k+1, k+2}; S_{k, k+1}; - sequentiell, fälschlicherweise in dieser Anordnung bzw. Ordnung auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors angezeigt, anstatt daß die Luminanzsignale S_{k, k+1}; S_{k+1, k+2}; - auf dem Bildschirm in dieser Ordnung bzw. Reihenfolge wiedergegeben werden. Dies entspricht dem Zeilenversatz, und ein ähnlicher Zeilenversatz tritt in dem Chrominanz- bzw. Farbsignal auf. Als Folge ist die Bildqualität des horizontalen Kantenabschnitts (d. h. ein schneller Wechsel in einem Bild zwischen einer bestimmten Abtastzeile und einer nachfolgenden Abtastzeile) eines Gegenstands, der abzubilden ist, verschlechtert bzw. verzerrt.

Nachfolgend wird die Verschlechterung der Vertikalauflösung, wie sie unter Punkt (i) beschrieben wird, im nachfolgenden beschrieben. Wenn das Bild vergrößert wird, wird die Vertikalauflösung beachtlich verschlechtert, da die gleichen Luminanzsignale während zweiter Horizontalabtastperioden angezeigt bzw. abgebildet werden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bildabtastvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Bildvergrößerung durchzuführen, nämlich einen elektronischen Heranzoombetrieb bzw. Zoombetrieb mit einer geringeren Verschlechterung der Vertikalauflösung.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bildabtastvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Bildvergrößerung durchzuführen, und zwar einen elektronischen Heranzoombetrieb ohne den Zeilenversatz des Signals.

Die obenstehenden Aufgaben werden entsprechend der vorliegenden Erfindung gelöst, in dem eine Bildabtastvorrichtung geschaffen wird, die einen Festkörperbildsensor aufweist, der eine Vielzahl von fotoelektrischen Wandlerelementen enthält, die in zweidimensionaler Form bzw. Anordnung angeordnet sind, und eine Signalausleseschaltung zum Ableiten von Signalladungen von diesen fotoelektrischen Wandlerelementen, welche in den fotoelektrischen Wandlerelementen angehäuft bzw. akkumuliert sind, und zum Ableiten von Signalladungen von dem Festkörperbildsensor als ein Ausgangssignal des Festkörperbildsensors, eine erste Treiberschaltung zum Zuführen einer ersten Treiberimpulsgruppe zu der Signalausleseschaltung, um gleichzeitig innerhalb der gleichen Horizontalabtastperiode die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert sind, die in zwei benachbarten Reihen zueinander in vertikaler Richtung angeordnet sind, auszulesen, eine zweite Treiberschaltung zum Zuführen einer zweiten Treiberimpulsgruppe zu der Signalausleseschaltung, um separat die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert sind, die in den zwei benachbarten Reihen zueinander in vertikaler Richtung angeordnet sind, auszulesen, einen Speicher zum Speichern bzw. Abspeichern eines Signals, das mit der Signalausleseschaltung ausgelesen wird, die von der zweiten Treiberimpulsgruppe ausgelöst bzw. angesteuert wird, und eine Speichertreiberschaltung zum Auslesen des Signals, das in dem Speicher abgespeichert ist, aus dem Speicher in einer zeitlichen Reihenfolge bzw. in einer Zeitsequenz, die unterschiedlich zu einer anderen Zeitsequenz ist, mit der das Signal in den Speicher abgespeichert worden ist.

Die zweite, oben angegebene Aufgabe wird entsprechend der vorliegenden Erfindung gelöst, indem eine Bildabtastvorrichtung geschaffen wird, die einen Festkörperbildsensor aufweist, der eine Vielzahl von fotoelektrischen Wandlerelementen enthält, die in zweidimensionaler Form angeordnet sind, und eine Signalausleseschaltung zum Ableiten von Signalladungen von diesen fotoelektrischen Wandlerelementen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert sind, und zum Ableiten der Signalladungen von dem Festkörperbildsensor als ein Ausgangssignal des Festkörperbildsensors, eine erste Treiberschaltung zum Zuführen einer ersten Treiberimpulsgruppe zu der Signalausleseschaltung, um die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen angehäuft sind, mit unterschiedlichen Zeitsequenzen zueinander in ein ungeradnumeriertes Halbbild und ein geradnumeriertes Halbbild auszulesen, eine zweite Treiberschaltung zum Zuführen einer zweiten Treiberimpulsgruppe zu der Signalausleseschaltung, um die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert sind, in einer identischen Zeitsequenz, in sowohl das ungeradnumerierte Halbbild als auch in das geradnumerierte Halbbild auszulesen, einen Speicher zum Speichern eines Signals, das mittels der Signalausleseschaltung ausgelesen wird, die durch die zweite Treiberimpulsgruppe angesteuert wird, und eine Speichertreiberschaltung zum Auslesen des Signals aus dem Speicher, das in dem Speicher abgespeichert ist.

Wenn die Signale der jeweiligen ungeradnumerierten Reihen und geradnumerierten Reihen als unabhängige Luminanzsignale angesehen bzw. behandelt werden, wird die Informationsmenge in der Vertikal-Richtung zweimal so groß wie jene der herkömmlichen Bildabtastvorrichtung, so daß die Verschlechterung der Vertikal-Auflösung während des elektronischen Heranzoombetriebs unterdrückt werden kann.

Wenn z. B. die Signale in jedem Halbbild in Kombination mit dem ungeradnumerierten Halbbild in Fig. 3 ausgelesen werden, ergibt sich die Anzeigeschirmsequenz der Videosignale gemäß Fig. 4 zu den Luminanzsignalen S_{k,
k+1}; S_{k, k+1}; S_{k, k+1}; S_{k, k+1}; S_{k+2, k+3}; S_{k+2, k+3}; S_{k+2, k+3}; S_{k+2, k+3}; - vom obersten Abschnitt von Fig. 4 aus gesehen, so daß ein Zeilenversatz des Luminanzsignals nicht auftritt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung unter zur Hilfenahme der Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Bildabtastvorrichtung, die in der Lage ist, einen elektronischen Heranzoombetrieb auszuführen;

Fig. 2 einen Signalverlauf zum Erläutern des Betriebs der Bildabtastvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Darstellung zum Erklären des Ausleseverfahrens eines Videosignals aus einem Sensor, der in der Bildabtastvorrichtung nach Fig. 1 eingesetzt wird;

Fig. 4 eine Darstellung zum Wiedergeben eines Bildschirms, auf dem ein Bildsignal, das mittels des Verfahrens von Fig. 3 ausgelesen wird, wiedergegeben ist durch einen Fernsehmonitor;

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Bildabtastvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Draufsicht auf ein Beispiel eines Bildsensors, der in der Bildabtastvorrichtung gemäß Fig. 5 eingesetzt wird;

Fig. 7A, 7B und 7C Zeitgabediagramme der Impulsgruppen zum Antreiben bzw. Ansteuern des Bildsensors nach Fig. 6, wobei die Fig. 7A und 7B die Zeitdiagramme der Impulsgruppen in einem Halbbild und einem nachfolgenden Halbbild während des normalen Auslesebetriebs wiedergeben, wohingegen Fig. 7C des Zeitdiagramms der Impulsgruppe während des elektronischen Heranzoombetriebs zeigt;

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen anderen Bildsensor, der in der Bildabtastvorrichtung nach Fig. 5 eingesetzt wird;

Fig. 9 ein Zeitdiagramm der Impulsgruppe zum Antreiben des Bildsensors nach Fig. 8, d. h. das Zeitdiagramm desselben während des elektronischen Heranzoombetriebs;

Fig. 10 eine Draufsicht auf einen weiteren Bildsensor, der in der Bildabtastvorrichtung nach Fig. 5 eingesetzt wird;

Fig. 11 ein Zeitgabediagramm der Impulsgruppe zum Antreiben des Bildsensors nach Fig. 10, und zwar wird das Zeitdiagramm desselben während des elektronischen Heranzoombetriebes wiedergegeben;

Fig. 12 eine Draufsicht auf ein weiteres Beispiel eines Bildsensors, der in der Bildabtastvorrichtung nach Fig. 5 eingesetzt wird;

Fig. 13A und 13B Zeitdiagramme der Impulsgruppen zum Antreiben bzw. Ansteuern des Bildsensors nach Fig. 12, wobei Fig. 13A das Zeitdiagramm während des normalen Auslesebetriebs wiedergibt und Fig. 13B das Zeitdiagramm während des elektronischen Heranzoombetriebs wiedergibt;

Fig. 14 ein Blockdiagramm zum Anzeigen bzw. Angeben einer Bildabtastvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 eine Darstellung zum Wiedergeben eines Beispiels eines Farbfilters, der in dem Bildsensor der Bildabtastvorrichtung nach Fig. 14 eingesetzt wird;

Fig. 16A und 16B Signalverlaufsdiagramme zum Erläutern der Betriebe bzw. Funktion der Bildabtastvorrichtung nach Fig. 14, wobei Fig. 16A das Signal während eines normalen Auslesebetriebs angibt und Fig. 16B das Signal während des elektronischen Heranholzoombetriebs wiedergibt;

Fig. 17 ein Zeitgabediagramm einer Treiberimpulsgruppe für einen Bildsensor, der in einer Bildabtastvorrichtung entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, wobei das Zeitgabediagramm eine Impulsgruppe zum Antreiben desselben Sensors, wie er in Fig. 6 gezeigt wird, ist;

Fig. 18 ein Schaltungsdiagramm eines Bildsensors, der in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird; und

Fig. 19 ein Zeitgabediagramm der Impulsgruppe zum Antreiben des Bildsensors nach Fig. 18.

In bezug auf Fig. 5 wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im nachfolgenden beschrieben. Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer Bildabtastvorrichtung, bei der eine Verschlechterung der Vertikalauflösung vermieden werden kann. In Fig. 5 ist ein Sensor 10, eine Sensortreiberschaltung 11 für das normale Auslesen, eine Sensortreiberschaltung 12 zum Heranzoomen, ein Speicher 13, eine Speichertreiberschaltung 14 und ein Schalter 15 gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, daß die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 eingesetzt werden, um gleiche oder ähnliche Schaltungselemente in den folgenden Figuren zu bezeichnen. Während der Schalter 15 auf einer Seite "A" liegt bzw. mit dieser verbunden ist, ist ein weiterer Schalter 8 in "A" liegt bzw. mit dieser verbunden ist, ist ein weiterer Schalter 8 in ähnlicher Weise mit der Seite "A" verbunden, so daß das Sensorausgangssignal "S_N", das mittels der normalen Ausleseimpulsgruppe ausgelesen worden ist, die von der Treiberschaltung 11 zugeführt wird, ausgegeben wird. Umgekehrt, während der Schalter 15 mit der Seite "B" verbunden ist, ist der Schalter 8 ähnlicherweise mit der Seite "B" verbunden, so daß, nachdem der Sensorausgang, der in Antwort auf die Signalauslesetreiberimpulsgruppe für den elektronischen Heranzoombetrieb ausgelesen worden ist, die von der Treiberschaltung 12 zugeführt wird, mittels der A/D-Wandlerschaltung 4 analog- digital-gewandelt worden ist, und das gewandelte digitale Signal in dem Speicher 13 abgespeichert ist, das abgespeicherte Signal mit einer Zeitsequenz unterschiedlich zu der Zeitsequenz ausgelesen wird, zu der das Digitalsignal abgespeichert worden ist, und dann wird das Auslesesignal mittels der D/A-Wandlerschaltung 6 digital-analog-gewandelt, wobei ein analoges Signal von der Bildabtastvorrichtung nach Fig. 5 ausgegeben wird.

In Fig. 6 ist ein Beispiel für einen Sensor 10 gezeigt. In Fig. 6 ist eine Fotodiode 16, ein Vertikal-CCD (charge-coupled-device = ladungsgekoppeltes Bauelement) 17 und ein Horizontal-CCD gezeigt. Das Symbol "Pm, n" gibt die m-te Reihe und die n-te Spalte von Fotodioden wieder, wobei die Fotodioden bis zur n-ten Reihe und zur n-ten Spalte angeordnet sind. Anders ausgedrückt, "m" ist 1, 2, 3, -, M, wohingegen "n" gleich 1, 2, 3, -, N ist. Die Fig. 7A, 7B und 7C geben Zeitdiagramme der Treiberimpulsgruppen Φ_V1 bis Φ_V4 während des normalen Auslesebetriebes und auch während des elektronischen Heranzoombetriebes wieder. Zuerst wird auf die Fig. 7A und 7B Bezug genommen, wobei eine Beschreibung bezüglich des normalen Auslesebetriebs gemacht wird. Fig. 7A gibt ein bestimmtes Halbbild wieder. In Fig. 7A weist die Impulsserie Φ_V3 das maximale Niveau zu einem Zeitpunkt "t_1a" auf und die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert worden sind, die in geradnumerierten Reihen angeordnet sind, werden zu einer Φ_V3-Stufe (ein Bereich unterhalb einer Gate-Elektrode des Vertikal- CCD 17, zu der die Impulsserie Φ_V3 zugeführt wird) des Vertikal-CCD 17 übertragen. Zu einem Zeitpunkt "t_2a" werden die oben angegebenen Signalladungen zu einer Φ_V1-Stufe transferiert und dann zu dem Zeitpunkt "t_2a" nimmt die Impulsserie Φ_V1 den maximalen Pegel an und Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert worden sind, die in den ungeradnumerierten Reihen angeordnet sind, werden zu einer Φ_V1-Stufe der Vertikal-CCD 17 transferiert. Als Ergebnis werden die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert worden sind, die in benachbarten geradnumerierten Reihen und ungeradnumerierten Reihen angeordnet sind, in der Φ_V1-Stufe zu einem Zeitpunkt "t_2a" gemischt. Danach, und zwar zu jeder einzelnen Horizontalabtastperiode, werden die Signalladungen, die in der Φ_V1-Stufe vorhanden sind, zum Horizontal-CCD 18 transferiert, und die Signalladungen werden mittels des Horizontal-CCD 18 in horizontaler Richtung übertragen und danach von dem Horizontal-CCD 18 ausgegeben.

Fig. 7B zeigt ein Halbbild, das dem Halbbild nach Fig. 7A nachfolgt. Im nächsten Halbbild nimmt die Impulsserie Φ_V1 den maximalen Pegel zu einem Zeitpunkt "t_1b" an und die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert worden sind, die in den ungeradnumerierten Reihen angeordnet sind, werden zu der Φ_V1-Stufe des Vertikal-CCD 17 übertragen. Bis zu einem Zeitpunkt "t_2b" werden die Signalleitungen zu der Φ_V3-Stufe transferiert. Zu einem Zeitpunkt "t_2b" nimmt die Impulsserie Φ_V3 den maximalen Pegel an und die Signalladungen, die in den Fotodioden angehäuft worden sind, die in den geradnumerierten Reihen angeordnet sind, werden zu der Φ_V3-Stufe der Vertikal-CCD 17 transferiert. Als Folge werden Signalladungen der benachbarten ungeradnumerierten Reihen und der geradnumerierten Reihen in der Φ_V3-Stufe in den Kombinationen der ungeradnumerierten Reihen mit den geradnumerierten Reihen gemischt, die um eine Reihe verschoben werden, und zwar im Vergleich mit den Kombinationen in dem vorhergehenden Halbbild nach Fig. 7A. Danach, und zwar zu jeder einzelnen Horizontalabtastperiode, werden die Signalladungen, die in der Φ_V1-Stufe des Vertikal-CCD 17 vorhanden sind, zu dem Horizontal-CCD 18 übertragen, und die Signalladungen werden von dem Horizontal-CCD 18 in der Horizontalrichtung übertragen und anschließend von dem Horizontal-CCD 18 ausgegeben.

Wie vorhergehend erläutert, sind entweder die Kombination "oder" das Paar aus zwei benachbarten Reihen, deren Signalladungen gemischt werden sollen, unterschiedlich zwischen ungeradnumerierten Halbbildern und geradnumerierten Halbbildern. Als Ergebnis wird eine Zwischenzeilenabtastung ausgeführt.

Mit Bezug auf Fig. 7C wird nachfolgend der elektronische Heranzoombetrieb beschrieben. In Fig. 7C wird ein bestimmtes Halbbild gezeigt, währenddessen der elektronische Heranzoombetrieb ausgeführt wird. Zu einem Zeitpunkt "t₃" nimmt die Impulsserie Φ_V1 den maximalen Pegel an, und die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert worden sind, die in ungeradnumerierten Halbbildern angeordnet sind, werden zu der Φ_V1-Stufe des Vertikal-CCD 17 transferiert. Bis die Signalladung, die in der Fotodiode akkumuliert wird, die in der (M/4+1)-ten Reihe lokalisiert ist, zu dem Horizontal-CCD 18 während einer Zeitperiode "T₁" transferiert wird, werden die Signalladungen innerhalb des Vertikal-CCDs 17 mit hoher Geschwindigkeit in die obere Richtung, wie in Fig. 6 gezeigt ist, übertragen bzw. geschoben. Danach wird das Signal in Einheiten von Reihen ausgelesen, und zwar für jede Horizontalabtastperiode, und die Signale werden innerhalb einer Zeitperiode "T₂" bis zur (3/4 M-1)-ten Reihe ausgelesen, und das Signalauslesen wird vervollständigt bzw. abgeschlossen. Während einer Zeitperiode "T₃" werden die Signalladungen, die in den Fotodioden angehäuft sind, die in den übrigen ungeradnumerierten Reihen lokalisiert sind, mit hoher Geschwindigkeit in oberer Richtung gemäß Fig. 6 transferiert. Anders ausgedrückt, sind alle Signale der ungeradnumerierten Reihen innerhalb einer Zeitperiode "T₇" komplett ausgelesen. Während der Zeitperiode bzw. des Zeitabschnitts "T₂" innerhalb der Zeitperiode "T₇" werden die Signale ausgelesen, die in den Fotodioden akkumuliert worden sind, die in den ungeradnumerierten Reihen und den M/4-Reihen des Mittenabschnitts entlang der Vertikalrichtung innerhalb der Fotodioden lokalisiert sind, die in einer zweidimensionalen Form angeordnet sind, ausgelesen. Dann, zu einem Zeitpunkt "t₄", nimmt die Impulsserie "Φv₃" den maximalen Pegel an, und die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert werden, die in den geradnumerierten Reihen angeordnet sind, werden zu der "Φ_v3"-Stufe transferiert. Ähnlich, bis die Signalladung, die in der Fotodiode akkumuliert ist, die in der (M/4+2)-ten Reihe lokalisiert ist, zum Horizontal-CCD 18 während der Zeitperiode "T₄" transferiert worden ist, wird die Signalladung innerhalb des Vertikal-CCDs 17 mit hoher Geschwindigkeit in oberer Richtung von Fig. 6 transferiert. Danach wird das Signal in Einheiten von Reihen ausgelesen, und zwar für jede Horizontalabtastperiode, und dann wird der Signalauslesebetrieb ausgeführt, und zwar bis zur (3/4 M)-ten Reihe während der Zeitperiode "T₅". Während der Zeitperiode "T₆" werden die Signalladungen, die in den Fotodioden angehäuft sind, die in den übrigen geradnumerierten Reihen angeordnet sind, mit hoher Geschwindigkeit in oberer Richtung von Fig. 6 transferiert. Das heißt, daß alle Signale in den geradnumerierten Reihen komplett während der Zeitperiode "T₈" ausgelesen worden sind. Während der Zeitperiode "T₅" innerhalb der Zeitperiode "T₈" werden die Signale, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den geradnumerierten Reihen und den M/4-Reihen des Mittenabschnitts entlang der Vertikalrichtung innerhalb der Fotodioden lokalisiert sind, die in zweidimensionaler Form angeordnet sind, ausgelesen.

Die Signale in den ungeradnumerierten Reihen, die während der Zeitperiode "T₂" ausgelesen werden und die Signale in den geradnumerierten Reihen, die während der Zeitperiode "T₅" ausgelesen werden, werden in den Speicher 13 abgespeichert. Diese Signale werden alternierend bzw. abwechselnd in Einheiten von Reihen aus dem Speicher 13 ausgelesen, und zwar in der Reihenfolge: ungeradnumerierte Reihe und dann geradnumerierte Reihe.

In Fig. 8 ist ein weiteres Beispiel für den Sensor 10 gezeigt. In dieser Figur ist ein MOS (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor)-Schalter 19 und eine Konstantspannungsversorgungsquelle 20 gezeigt. Das Beispiel nach Fig. 8 ist bis auf die MOS-Schalter 19, die Konstantspannungsversorgungsquelle 20 und eine Impulsserie Φ_S gleich zu dem vorhergehenden Beispiel nach Fig. 6. Das heißt in dem Beispiel nach Fig. 8 sind die MOS-Schalter 19 mit den Fotodioden, die von der ersten Reihe bis zur (M/4)-ten Reihe angeordnet sind, verbunden und mit der (3/4 M+1)-ten Reihe bis zu der M-ten Reihe entlang der Vertikalrichtung verbunden. Die Signalladungen, die in diesen Dioden akkumuliert werden, werden über die MOS-Schalter 19 zu der externen Schaltung abgeführt bzw. abgeschoben bzw. ausgetastet. Kein MOS-Schalter 19 ist mit den Fotodioden verbunden, die von der (M/4+1)-ten Reihe bis zu der (3/4 M)-ten Reihe angeordnet sind. Da der normale Auslesebetrieb des Sensors nach Fig. 8 der gleiche ist wie in Fig. 6 gezeigt, wird der noch nicht beschriebene elektronische Heranzoom-Betrieb derselben im nachfolgenden beschrieben, und zwar mit Bezug auf ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Treiberimpulsgruppen Φ_v1 bis Φ_v4 und Φ_S für den elektronischen Heranholzoombetrieb nach Fig. 9. Zum Zeitpunkt t₅ nimmt die Impulsserie Φ_S den hohen Pegel an, so daß die MOS-Schalter 19 in den leitenden Zustand versetzt sind und die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die von der ersten Reihe bis zur (M/4)-ten Reihe reichen und von der (3/4 M+1)-ten Reihe bis zur M-ten Reihe reichen, werden abgesaugt. Zum nächsten Zeitpunkt "t₆" werden die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den ungeradnumerierten Reihen lokalisiert sind, zu der Φ_{v 1}-Stufe des Vertikal-CCD 17 transferiert. Zu diesem Zeitpunkt, da keine Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den anderen Reihen lokalisiert sind, übrig sind aufgrund des oben beschriebenen Ladungsabsaugbetriebs, werden nur die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert worden sind, die von der (M/4+1)-ten Reihe zu der (3/4 M-1)-ten Reihe reichen, zu der Φ_v1-Stufe transferiert. Der Betrieb während der Zeitperiode "T₉" und der Zeitperiode "T₁₀" ist der gleiche wie während der Zeitperiode "T₁" und der Zeitperiode "T₂" nach Fig. 7C. Da alle Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die bis zur (3/4 M-1)-ten Reihe angeordnet sind, komplett am Ende der Zeitperiode "T₁₀" ausgelesen sind, ist kein Signal in dem Vertikal-CCD 17 vorhanden. Dementsprechend werden die Signalladungen wieder von den MOS-Schaltern 19 abgeführt, und zwar während der Zeitperiode "T₇", die auf die Zeitperiode "T₁₀" folgt, und danach können zu einem Zeitpunkt "t₈" die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den geradnumerierten Reihen angeordnet sind, zu der Φ_v3-Stufe des Vertikal- CCD 17 transferiert werden. Es wird darauf hingewiesen, daß der Betrieb, der während der Zeitperioden "T₁₁" und "T₁₂" ausgeführt wird, der gleiche ist wie jener, der während der Zeitperioden "T₄" und "T₅" nach Fig. 7C ausgeführt wird. In dem vorliegenden Beispiel werden die Signale in den ungeradnumerierten Reihen, die während der Zeitperiode "T₁₀" ausgelesen werden, und auch die Signale in den geradnumerierten Reihen, die während der Zeitperiode "T₁₂" ausgelesen werden, in dem Speicher 13 gespeichert, während diese Signale alternierend in Einheiten von Reihen aus dem Speicher 13 in der Reihenfolge ausgelesen werden: ungeradnumerierte Reihe, dann geradnumerierte Reihe. Entsprechend dem vorliegenden Beispiel ist der Hochgeschwindigkeitssignaltransfer während der Zeitperioden "T₃" und "T₆" nach Fig. 7C nicht notwendig.

In Fig. 10 wird ein weiteres Beispiel für einen Sensor 10 gezeigt. In Fig. 10 ist ein Vertikal-CCD 21, das Stufen enthält (die allgemein als "Speicherstufen oder Speicherabschnitte" bezeichnet werden, die nicht benachbart zu der Fotodiode 16 sind) enthält, und zwar im Vergleich mit dem Bildsensor nach Fig. 6, gezeigt. Im allgemeinen wird solch ein Sensor als "Rahmen-Zwischenzeilen- Übertragungs-Typ CCD-Bildsensor" (frame interline transfer type CCD image sensor) bezeichnet. Bei dem normalen Auslesebetrieb wird der Hochgeschwindigkeitssignaltransfer während der Zeitperiode "T₁" nach Fig. 7C alleine nach den Zeitpunkten "t_2a" und "t_2b" der Fig. 7A und 7B hinzugefügt bzw. ausgeführt. Der elektronische Heranholzoombetrieb wird nachfolgend mit Bezug auf das Zeitdiagramm nach Fig. 11 beschrieben. Die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den ungeradnumerierten Reihen positioniert sind, werden zu einem Zeitpunkt "t₉" zu der Stufe Φ_v1 des Vertikal-CCDs 21 transferiert und innerhalb der Zeitperiode "T₁₅" zu den Speicherstufen übertragen. Als Ergebnis, da am Ende der Zeitperiode "T₁₅" keine Signalladung an der Stufe bzw. in der Stufe benachbart zur Fotodiode 16 vorhanden ist, können die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den geradnumerierten Reihen positioniert sind, zu der Φ_v3-Stufe des Vertikal-CCDs 21 zum Zeitpunkt "T₁₀" transferiert werden. Bis das Signal der (M/4+1)-ten Reihe zu dem Horizontal-CCD 18 transferiert worden ist, wird das Signal in den Vertikal-CCD 21 mit hoher Geschwindigkeit in der oberen Richtung von Fig. 10 während der Zeitperiode "T₁₆" transferiert. Danach werden die Signale bei jeder Horizontalabtastperiode in Einheiten zu Reihen ausgelesen, und alle Signale bis zu der (3/4 M-1)- ten Reihe werden innerhalb der Zeitperiode "T₁₇" komplett ausgelesen. Während der Zeitperiode "T₁₈" werden die Signale der übrigen ungeradnumerierten Reihen und auch die Signale bis zu der (M/4)-ten Reihe innerhalb der geradnumerierten Reihen in der oberen Richtung von Fig. 10 mit hoher Geschwindigkeit transferiert und schließlich das Signal in der (m/4+2)-ten Reihe zu dem Horizontal-CCD 18 transferiert. Während der Zeitperiode "T₁₉" wird das Signal zu jeder einzelnen Horizontalabtastperiode in Einheiten von Reihen bzw. reihenweise ausgelesen, und alle Signale bis zu der (3/4 M)-ten Reihe werden komplett ausgelesen. In diesem Beispiel werden die Signale in den ungeradnumerierten Reihen, die während der Zeitperiode "T₁₇" ausgelesen werden, und die Signale in den geradnumerierten Reihen, die während der Zeitperiode "T₁₉" ausgelesen werden, in dem Speicher 13 abgespeichert, und die Signale werden alternierenderweise aus dem Speicher 13 in der Reihenfolge "ungeradnumerierte Reihen und geradnumerierte Reihen" reihenweise aus dem Speicher 13 ausgelesen. Gemäß der vorliegenden Erfindung, da ein Zeitunterschied zwischen dem Zeitpunkt "t₉", zu dem die Signale, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den ungeradnumerierten Reihen positioniert sind, zu dem Vertikal-CCD transferiert werden, und dem Zeitpunkt "t₁₀", zu dem die Signale, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den geradnumerierten Reihen positioniert sind, zu dem Vertikal-CCD 21 transferiert werden, gering gemacht werden kann bzw. auf einen kleinen Wert gebracht werden kann, gibt es einen besonderen Vorteil, wenn der elektronische Heranzoombetrieb für das sich bewegende Objekt, das abgebildet werden soll, ausgeführt wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß die MOS-Schalter 19 zum Absaugen bzw. Abführen der Ladungen, wie in der Fig. 8 gezeigt wird, in dem Bildsensor nach Fig. 10 vorgesehen sein können. In diesem Fall kann die Gesamtanzahl der Speicherstufen und auch die Gesamtanzahl der Hochgeschwindigkeitsimpulse während der Zeitperioden "T₁₅" und "T₁₈", die in Fig. 11 wiedergegeben werden, reduziert bzw. vermindert sein.

In Fig. 12 wird ein weiteres Beispiel für einen Sensor 10 gezeigt. In Fig. 12 ist eine Fotodiode 36, ein Vertikal-CCD 37 und ein Horizontal-CCD 38 gezeigt. Arbeitsabläufe dieses Sensors werden im nachfolgenden mit Bezug auf die Zeitgabediagramme gemäß den Fig. 13A und 13B beschrieben. Fig. 13A ist ein Zeitgabediagramm einer Impulsgruppe während des normalen Auslesebetriebs. Zu einem Zeitpunkt "T₁₁" werden alle Signalladungen, die in den Fotodioden angehäuft sind, die in allen Reihen angeordnet sind, zu der Φ_v1-Stufe des Vertikal-CCDs 37 transferiert. Zu einem Zeitpunkt "t₁₂" werden die Signalladungen, die in den Fotodioden 36 akkumuliert sind, die in den ungeradnumerierten Reihen angeordnet sind, zu der Φ_H1-Stufe des Horizontal-CCDs 38 transferiert. Zu einem Zeitpunkt "t₁₃" werden die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den geradnumerierten Reihen angeordnet sind, zu der Φ_H1-Stufe der Horizontal-CCD 38 transferiert. Das heißt, die Signalladungen, die in den Fotodioden angehäuft sind, die in zwei zueinander in vertikaler Richtung benachbarten Reihen positioniert sind, werden miteinander in der Φ_H1-Stufe zu einem Zeitpunkt "t₁₃" gemischt. Somit werden die gemischten Signale nachfolgend während der Zeitperiode "T₂₀" zu der externen Schaltung ausgegeben. Zu den nachfolgenden Zeitpunkten "t₁₄" und "t₁₅" werden die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in der nachfolgenden ungeradnumerierten Reihe und der nachfolgenden geradnumerierten Reihe angeordnet sind, zu der Φ_H1-Stufe transferiert, und die transferierten Signalladungen werden hintereinanderfolgend an die externe Schaltung ausgegeben. Nachfolgend werden die Signale, die in allen Fotodioden akkumuliert sind, wiederholt ausgelesen.

Fig. 13B gibt eine Sensortreiberimpulsgruppe für den elektronischen Heranzoombetrieb wieder. Es wird darauf hingewiesen, daß die Hochgeschwindigkeitsimpulse zum Auslesen der Signalladungen mit hoher Geschwindigkeit, die in den Fotodioden von der ersten Reihe bis zur (M/4)-ten Reihe und von der (3/4 M+1)-ten Reihe bis zur M-ten Reihe akkumuliert sind, in der Fig. 13B weggelassen sind. Nur die Signalladungen, die in den Fotodioden angehäuft sind, die in den ungeradnumerierten Reihen positioniert sind, werden zu der Φ_H1-Stufe zu einem Zeitpunkt "t₁₆" transferiert und nachfolgend zu der externen Schaltung während einer Zeitperiode "T₂₂" ausgelesen. Dann werden die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in der geradnumerierten Reihe positioniert sind, zu einem Zeitpunkt "t₁₇" zu der Φ_H1-Stufe transferiert und sequentiell zu der externen Schaltung während der Zeitperiode "T₂₃" ausgelesen. Entsprechend dem vorliegenden Beispiel, da die Signale, die in allen Fotodioden angehäuft sind, simultan zu dem Vertikal- CCD transferiert werden, wird die Auflösung bezüglich eines abzubildenden, sich bewegenden Objekts nicht verschlechtert. Die MOS-Schalter 19 zum Abführen der Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die von der ersten Reihe bis zur M/4-ten Reihe und von der (3/4 M+1)-ten Reihe zu der M-ten Reihe hin angeordnet sind, können ähnlich zu dem Sensor nach Fig. 10 vorgesehen sein.

In den oben beschriebenen Beispielen ist auf das Luminanzsignal abgehoben worden. In Fig. 14 wird eine Ausführungsform gezeigt, wo auch auf das Chromonanzsignal abgehoben wird. In Fig. 14 ist ein Detektor 21, eine Verzögerungsschaltung 22, ein Speicher 23, eine Speichertreiberschaltung 24, ein Digital/Analog (D/A)-Wandler 25, ein Detektor 26, ein Subtrahierer 27, ein Addierer 28, Schalter 29 bis 34 und ein Tiefpaßfilter 35 gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, daß gleiche Bezugszeichen, wie in Fig. 5 gezeigt, verwendet werden, um gleiche oder ähnliche Schaltungselemente in den nachfolgenden Figuren zu bezeichnen. Eine Beschreibung wird im nachfolgenden für jenen Fall gegeben, daß ein Farbfilter, der auf dem Sensor zu befestigen ist, ein Mosaikfilter gemäß Fig. 15 ist. In dem Mosaikfilter nach Fig. 15 bezeichnet ein Referenzsymbol "W" einen Filter, der für alle Farben durchlässig ist, nämlich einen transparenten Filter; das Referenzsymbol "G" einen Transmissionsfilter für Grün; das Referenzsymbol "C_y" einen Transmissionsfilter für Cyan und das Referenzsymbol "Y_e" einen Transmissionsfilter für Gelb. In den Fig. 16A und 16B werden Signale "S₁" bis "S₇", ein Luminanzsignal "Y" und ein Rot-Signal "R" und ein Blau-Signal "B" von verschiedenen Schaltungen in einer Bildabtastvorrichtung gezeigt, wenn solch ein Farbfilter eingesetzt wird. Im nachfolgenden wird mit Bezug auf die Fig. 16A und 16B diese Bildabtastvorrichtung beschrieben.

Zuerst, wenn der normale Auslesebetrieb ausgeführt wird, werden die Schalter 29 bis 32 mit der Seite "A" verbunden. In diesem Fall, da der Sensor 10 die Signale der zueinander in vertikaler Richtung benachbarten Reihen ausliest, wenn die Signale "S₁", (w+cy) und (g+ye) während einer Zeitperiode "T₂₄" alternierend ausgelesen werden und (w+ye) und (g+cy) alternierenderweise während der Zeitperiode "T₂₅" ausgelesen werden. Es wird darauf hingewiesen, daß die Bezugssymbole "w, cy, g, ye" Signale angeben, die von den W-Filter-, den Y-Filter-, den G-Filter- bzw. den Ye- Filter-Fotodioden erhalten werden, und diese Signale werden wie folgt ausgedrückt:

w = r + g + b
cy = g + b
g = g
ye = r + g ,

wobei die Referenzsymbole "r, g und b" rot, grün und blau als primäre Farbsignale jeweils bezeichnen. Als Ergebnis, wenn das Durchlaßband des Signals S₁ mittels des Tiefpaßfilters 35 begrenzt wird, wird das folgende Luminanzsignal erhalten:

Y = w + cy + g + ye = 2 r + 4 g + 2 b

Andererseits, wenn das Signal "S₁" von dem Detektor 21 detektiert wird, wird das folgende Signal während der Zeitperiode "T₂₄" erhalten:

S₂ = (w+cy) - (g+ye) = 2 b

Ähnlicherweise wird das folgende Signal während einer Zeitperiode "T₂₅" erhalten:

S₂ = (w+ye) - (g+cy) = 2 r

Als Folge werden die Farbsignale R = 2 r und B = 2 b durch Selektieren des Signals "S₂" und des Signals "S₃" mit dem Schalter erzeugt, wobei das Signal "S₃" durch Verzögern des Signals "S₂" um eine Horizontalabtastperiode in der Verzögerungsschaltung 22 erhalten wird.

Während der elektronische Heranzoombetrieb ausgeführt wird, sind die Schalter 29 bis 32 mit der "B"-Seite verbunden, werden die Signale der ungeradnumerierten Reihe und der geradnumerierten Reihe separaterweise von dem Sensor 10 ausgelesen, und die ausgelesenen Signale werden von dem A/D- Wandler 4 in entsprechende digitale Signale umgesetzt bzw. umgewandelt, die danach in dem Speicher 23 abgespeichert werden. Von dem Speicher 23 werden das Signal der m-ten Reihe und das Signal der (m-1)-ten Reihe parallel während einer Zeitperiode "T₂₆" ausgelesen, wohingegen die Signale der (m+1)-ten Reihe und der m-ten Reihe parallel während einer Zeitperiode "T₂₇" ausgelesen werden. Die Signale "S₄" und "S₅", die durch Wandeln dieser Signale in dem D/A-Wandler 26 erhalten werden, entsprechen jenen Signalen, so daß während der Zeitperiode "T₂₆" die Signale (w, g) und (cy, ye) alternierenderweise wiederholt werden und wobei während der Zeitperiode "T₂₇" die Signale (cy, ye) und (w, g) alternierenderweise wiederholt werden. Deshalb wird, wenn das Signal "S₄" mittels des Tiefpaßfilters 35 gefiltert wird, das folgende Luminanzsignal erhalten:

Y = w+g = cy+ye = r+2 g+b . . . (1)

Wenn andererseits die Signale "S₄" und "S₅" durch den Detektor 26 detektiert werden, wird während einer Zeitperiode "T₂₆" ein Signal "S₆" (= w-g) erhalten, und ein weiteres Signal "S₇" (= cy-ye) wird erhalten. Ebenso werden ein Signal "S₆" (= cy-ye) und ein Signal "S₇" (= w-g) während einer Zeitperiode "T₂₇" erzeugt. Durch Subtrahieren des Signals "S₇" von dem Signal "S₆" in dem Subtrahierer 27 und Addieren des Signals "S₇" zu dem Signal "S₆" in dem Addierer 28 werden Farbsignale von R = 2r und B = 2b erhalten. Der Grund, warum das Luminanzsignal mit dem gleichen Strukturverhältnis von primären Farbsignalen zu jeder Horizontal-Abtastperiode, wie es in der oben angegebenen Gleichung (1) angegeben ist, erhalten wird, besteht darin, solch einen Farbfilter auszuwählen, daß die spektrale Empfindlichkeit der ungeradnumerierten Reihe gleich der Empfindlichkeit der geradnumerierten Reihe ist. Alternativerweise kann ein anderer Farbfilter, der sich von dem Farbfilter mit dem Mosaikfilter nach Fig. 15 unterscheidet, verwendet werden, in dem die Gleichung (1) eingehalten wird, und zwar im allgemeinen mit Hinsicht auf eine Unterdrückung von Moir´. Die Haupteigenschaft der Ausführungsform besteht darin, daß das Farbsignal aus den Signalen von zwei Reihen während des elektronischen Heranzoombetriebs erzeugt wird. Da das Farbsignal aus den Signalen von vier Reihen während des normalen Auslesebetriebs erzeugt wird, kann die Verschlechterung der Vertikalauflösung für das Farbsignal aufgrund des elektronischen Heranzoombetriebs unterdrückt werden, und zwar ähnlich wie bei dem Luminanzsignal.

Es wird eine Ausführungsform gezeigt, in der der Zeilenversatz vermieden wird. Fig. 17 gibt ein Beispiel für eine Impulsgruppe zum Antreiben eines Sensors wieder, der den gleichen Aufbau wie der Sensor nach Fig. 6 hat. In dem ungeradnumerierten Halbbild während des normalen Auslesebetriebs werden die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den geradnumerierten Reihen angeordnet sind zu der Φ_v3-Stufe des Vertikal- CCDs 17 zu einem Zeitpunkt t₁₈ transferiert und die Signalladungen werden entlang der oberen Richtung nach Fig. 6 bewegt und zu der Φ_v1-Stufe des Vertikal-CCDs 17 transferiert. Nachfolgend zu einem Zeitpunkt t₁₉ werden die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den ungeradnumerierten Reihen positioniert sind, zu der Φ_v1-Stufe des Vertikal- CCDs 17 transferiert. Dementsprechend werden die Signalladungen der oben beschriebenen ungeradnumerierten Reihen mit den Signalladungen der oben beschriebenen geradnumerierten Reihen, die benachbart zu und unterhalb der ungeradnumerierten Reihen angeordnet sind, gemischt. In dem ungeradnumerierten Halbbild werden die Signalladungen, die in den Fotodioden angehäuft sind, die in den ungeradnumerierten Reihen angeordnet sind, zu einem Zeitpunkt t₂₀ zu der Φ_v1-Stufe des Vertikal-CCDs 17 transferiert, und die Signalladungen werden entlang der oberen Richtung nach Fig. 6 übertragen, so daß sie zur Φ_v3-Stufe hin bewegt werden. Danach werden die Signalladungen, die in den Fotodioden akkumuliert sind, die in den geradnumerierten Reihen angeordnet sind, zu der Φ_v3-Stufe zu einem Zeitpunkt t₂₁ transferiert. Als Ergebnis werden die Signalladungen der oben beschriebenen ungeradnumerierten Reihen mit den Signalladungen der oben beschriebenen geradnumerierten Reihen, die benachbart zu und oberhalb der ungeradnumerierten Reihen liegen, gemischt. Während der elektronische Heranzoombetrieb ausgeführt wird, wird der Sensor mittels der Treiberschaltung für den elektronischen Heranzoom-Betrieb angetrieben, von der der Sensortreiberimpuls, wenn in dem geradnumerierten Halbbild oder dem ungeradnumerierten Halbbild von Fig. 17 vorgesehen, in beiden Halbbildern erzeugt wird. Somit tritt während des elektronischen Heranzoombetriebs kein Signalversatz auf.

In Fig. 18 wird eine weitere Ausführungsform gezeigt. In Fig. 18 ist ein Horizontalschieberegister 36, ein Vertikalschieberegister 37, ein MOS-Schalter 38 zum Zwischenzeilenauslesen, eine Fotodiode 39, ein Vertikal-MOS-Schalter 40, ein Horizontal-MOS-Schalter 41 und ein weiterer Vertikal-MOS- Schalter 42 gezeigt. In Fig. 19 wird ein Beispiel für eine Impulsgruppe zum Antreiben bzw. Ansteuern des Sensors nach Fig. 18 gezeigt. Die Impulse Φ₁, Φ₂ . . . werden von dem Vertikalschieberegister 37 als eine Referenz eines Impulses Φ_v1 ausgegeben, der von den Impulsen Φ_vs umgeben ist, und ein Φ_ÿ ist gleich entweder einem Φ_i oder einem Φ_j in Abhängigkeit von den Polaritäten der Signale Φ_A und Φ_B (i = 1, 2, 3, . . .; j = 1, 2, 3, . . .). Als Ergebnis gemäß Fig. 19 werden die ungeradnumerierte Reihe und die geradnumerierte Reihe unter dieser ungeradnumerierten Reihe simultan von den MOS-Schaltern 40 bis 42 in dem ungeradnumerierten Halbbild ausgewählt, wohingegen die ungeradnumerierte Reihe und die geradnumerierte Reihe oberhalb dieser ungeradnumerierten Reihe simultan in dem geradnumerierten Halbbild ausgewählt werden. Während des elektronischen Heranzoom-Betriebs wird der Sensor von der Treiberschaltung für den elektronischen Heranzoombetrieb angetrieben, wobei die Signale Φ_A und Φ_B jeweils entweder auf dem niedrigen Pegel bzw. hohen Pegel oder auf dem hohen Pegel bzw. niedrigen Pegel liegen, und zwar in dem ungeradnumerierten Halbbild und dem geradnumerierten Halbbild. Als Folge tritt während des elektronischen Heranzoombetriebs kein Signalversatz auf.

Es ist bereits bedacht worden, daß solch eine Idee, daß der Sensor von der gleichen Treiberimpulsgruppe während beider Halbbilder angesteuert bzw. angetrieben wird und daß die Signalauslesesequenz der jeweiligen Reihen des Sensors miteinander während beider Halbbilder zusammentreffen, während der elektronische Heranzoombetrieb ausgeführt wird, auf die oben beschriebenen Ausführungsformen, die in den Fig. 5 bis 16 wiedergegeben werden, anwendbar ist. In diesem Fall, da die Signalschreibsequenz in den Speicher und die Signallesesequenz von dem Speicher ebenfalls miteinander zusammentreffen können, kann der Aufbau der Speichertreiberschaltung vereinfacht werden.

Claims

1. Bildabtastvorrichtung, die aufweist:
einen Festkörperbildsensor (10), der eine Vielzahl von fotoelektrischen Wandlerelementen (16), die in zweidimensionaler Form angeordnet sind, und Signalausleseeinrichtungen (17, 18; 21, 18; 37, 38; 37, 38, 40, 41, 42) zum Ableiten von diesen fotoelektrischen Wandlerelementen von Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert sind, und zum Ableiten von Signalladungen von dem Festkörperbildsensor als ein Ausgangssignal des Festkörperbildsensors enthält;
eine erste Treiberschaltung (11) zum Zuführen einer ersten Treiberimpulsgruppe zu den Signalausleseeinrichtungen, um simultan innerhalb der gleichen Horizontalabtastperiode die Signalladungen auszulesen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen, die in zwei zueinander benachbarten Reihen in einer Vertikalrichtung angeordnet sind, akkumuliert sind;
eine zweite Treiberschaltung (12) zum Zuführen einer zweiten Treiberimpulsgruppe zu den Signalausleseeinrichtungen, um separaterweise die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert sind, die in zwei zueinander in vertikale Richtung benachbarten Reihen angeordnet sind, auszulesen;
einen Speicher (13; 23) zum Speichern eines Signals, das mit den Signalausleseeinrichtungen, die von der zweiten Treiberimpulsgruppe angetrieben wird, ausgelesen wird; und
eine Speichertreiberschaltung (14) zum Auslesen des Signals aus dem Speicher, das in dem Speicher abgespeichert ist, in einer Zeitsequenz, die unterschiedlich zu einer anderen Zeitsequenz ist, mit der das Signal in den Speicher abgespeichert worden ist.

2. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Treiberschaltung die erste Treiberimpulsgruppe zu den Signalausleseeinrichtungen so zuführt, daß das Paar der zwei in Vertikalrichtung zueinander benachbarten Reihen, aus denen die Signalladungen simultan ausgelesen werden, unterschiedlich zwischen einem ungeradnumerierten Halbbild und einem geradnumerierten Halbbild ist.

3. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die erste Treiberimpulsgruppe von der ersten Treiberschaltung den Signalausleseeinrichtungen zugeführt wird, die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen dieser zwei zueinander in vertikaler Richtung benachbarten Reihen akkumuliert sind, eingesetzt werden als eine Einheit, um ein Luminanzsignal zu erzeugen, wohingegen, wenn die zweite Treiberimpulsgruppe von der zweiten Treiberschaltung zu den Signalausleseeinrichtungen zugeführt wird, die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen einer einzigen Reihe akkumuliert sind, als eine einzige Einheit verwendet werden, um das Luminanzsignal zu erzeugen.

4. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die erste Treiberimpulsgruppe von der ersten Treiberschaltung den Signalausleseeinrichtungen zugeführt wird, die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen der vier zueinander in Vertikalrichtung benachbarten Reihen akkumuliert sind, als eine Einheit eingesetzt werden, um ein Farbsignal zu erzeugen, wohingegen, wenn die zweite Treiberimpulsgruppe von der zweiten Treiberschaltung den Signalausleseeinrichtungen zugeführt wird, die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen der zwei zueinander in vertikaler Richtung benachbarten Reihen akkumuliert sind, als eine Einheit eingesetzt werden, um das Farbsignal zu erzeugen.

5. Farbabtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Treiberschaltung die zweite Treiberimpulsgruppe den Signalausleseeinrichtungen auf solche Art und Weise zuführt, daß die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen einer Gruppe von ungeradnumerierten Reihen und geradnumerierten Reihen akkumuliert sind, von dem Festkörperbildsensor durch die Signalausleseeinrichtungen ausgelesen werden, und danach die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen der anderen Gruppe von ungeradnumerierten Reihen und geradnumerierten Reihen akkumuliert sind, von dem Festkörperbildsensor durch die Signalausleseeinrichtungen ausgegeben werden.

6. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Treiberschaltung die zweite Treiberimpulsgruppe den Signalausleseeinrichtungen in solch einer Art zuführt, daß die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen einer ungeradnumerierten Reihe akkumuliert sind, und auch die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen einer geradnumerierten Reihe akkumuliert sind, alternierend von dem Festkörperbildsensor durch die Signalausleseeinrichtungen ausgegeben werden.

7. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalladungen, die in einem Teil der vielzahligen fotoelektrischen Wandlerelemente akkumuliert sind, die in dem Festkörperbildsensor angeordnet sind, über einen Weg (19), der unterschiedlich zu den Signalausleseeinrichtungen ist, von dem Festkörperbildsensor abgeführt werden.

8. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die zweite Treiberimpulsgruppe von der zweiten Treiberschaltung den Signalausleseeinrichtungen zugeführt wird, nur Signale, die den Signalladungen entsprechen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert worden sind, die innerhalb eines vorgegebenen Abschnitts eines Bildschirmbereiches vorhanden sind, aus der Vielzahl von fotoelektrischen Wandlerelementen, die in dem Festkörperbildsensor angeordnet sind, um einen Gesamtbereich des Bildschirms zu bilden, aus dem Speicher ausgelesen werden, um den Gesamtbereich des Bildschirms zu bilden.

9. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Abschnitt des Bildschirmbereichs gleich ist zu Bereichen, von denen jeder eine Hälfte aller in der Horizontalrichtung und Vertikalrichtung angeordneter fotoelektrischer Wandlerelemente entspricht.

10. Bildabtastvorrichtung, die aufweist:
einen Festkörperbildsensor (10), der eine Vielzahl von elektrischen Wandlerelementen (16) enthält, die in zweidimensionaler Form angeordnet sind, und Signalausleseeinrichtungen (17, 18; 21, 18; 37, 38; 37, 38, 40, 41, 42) zum Ableiten von Signalladungen von diesen fotoelektrischen Wandlerelementen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert sind, und zum Ableiten von Signalladungen aus dem Festkörperbildsensor als Ausgangssignal des Festkörperbildsensors;
eine erste Treiberschaltung (11) zum Zuführen einer ersten Treiberimpulsgruppe zu den Signalausleseeinrichtungen, um die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert sind, mit unterschiedlichen Zeitsequenzen zueinander in ein ungeradnumeriertes Halbbild und ein geradnumeriertes Halbbild auszulesen;
eine zweite Treiberschaltung (12) zum Zuführen einer zweiten Treiberimpulsgruppe zu der Ausleseeinrichtung, um die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert sind, zu einer identischen Zeitsequenz in das ungeradnumerierte und das geradnumerierte Halbbild auszulesen;
einen Speicher (13; 23) zum Speichern eines Signals, das mit der Signalausleseeinrichtung, die von der zweiten Treiberimpulsgruppe angesteuert wird, ausgelesen wird, und
eine Speichertreiberschaltung (14) zum Auslesen des in dem Speicher abgespeicherten Signals aus dem Speicher.

11. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Treiberschaltung die erste Treiberimpulsgruppe den Signalausleseeinrichtungen in solcher Art zuführt, daß die Signalladungen, die in fotoelektrischen Wandlerelementen von zwei zueinander in vertikaler Richtung benachbarten Reihen akkumuliert sind, simultan innerhalb der gleichen Horizontalabtastperiode ausgelesen werden, und ebenso das Paar aus zwei zueinander in vertikaler Richtung benachbarten Reihen, aus denen die Signalladungen simultan ausgelesen werden, unterschiedlich zwischen einem ungeradnumerierten Halbbild und einem geradnumerierten Halbbild ist.

12. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die erste Treiberimpulsgruppe von der ersten Treiberschaltung den Signalausleseeinrichtungen zugeführt wird, die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen der zwei zueinander in vertikaler Richtung benachbarten Reihen akkumuliert sind, als eine Einheit eingesetzt werden, um ein Luminanzsignal zu erzeugen, wohingegen, wenn die zweite Treiberimpulsgruppe von der zweiten Treiberschaltung den Signalausleseeinrichtungen zugeführt wird, die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen einer Reihe akkumuliert sind, als eine Einheit eingesetzt werden, um das Luminanzsignal zu erzeugen.

13. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die erste Treiberimpulsgruppe von der ersten Treiberschaltung den Signalausleseeinrichtungen zugeführt wird, die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen der vier zueinander in vertikaler Richtung benachbarten Reihen akkumuliert sind, eingesetzt werden als eine Einheit, um ein Farbsignal zu erzeugen, wohingegen, wenn die zweite Treiberimpulsgruppe von der zweiten Treiberschaltung den Signalausleseeinrichtungen zugeführt wird, die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen der zwei zueinander in vertikaler Richtung benachbarten Reihen akkumuliert sind, als eine Einheit eingesetzt werden, um das Farbsignal zu erzeugen.

14. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Treiberschaltung die zweite Treiberimpulsgruppe den Signalausleseeinrichtungen in solcher Art zuführt, daß die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen einer Gruppe aus ungeradnumerierten Reihen und geradnumerierten Reihen akkumuliert sind, von dem Festkörperbildsensor durch die Signalausleseeinrichtungen ausgegeben werden, und daß danach die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen der anderen Gruppe aus den ungeradnumerierten Reihen und den geradnumerierten Reihen akkumuliert sind, von dem Festkörperbildsensor durch die Signalausleseeinrichtungen ausgegeben werden.

15. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Treiberschaltung die zweite Treiberimpulsgruppe den Signalausleseeinrichtungen in solcher Art zuführt, daß die Signalschaltungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen einer ungeradnumerierten Reihe akkumuliert sind, und auch die Signalladungen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen einer geradnumerierten Reihe akkumuliert sind, alternierend von dem Festkörperbildsensor durch die Signalausleseeinrichtungen ausgegeben werden.

16. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalladungen, die in einem Teil der Vielzahl von fotoelektrischen Wandlerelementen angehäuft sind, die in dem Festkörperbildsensor angeordnet sind, über einen Weg (19) abgeführt werden, der unterschiedlich zu den Signalausleseeinrichtungen ist, und zwar aus dem Festkörperbildsensor.

17. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die zweite Treiberimpulsgruppe von der zweiten Treiberschaltung den Signalausleseeinrichtungen zugeführt wird, nur die Signale, die den Signalladungen entsprechen, die in den fotoelektrischen Wandlerelementen akkumuliert worden sind, die innerhalb eines vorgegebenen Abschnitts eines Bildschirmbereiches existieren, und zwar aus der Vielzahl von fotoelektrischen Wandlerelementen, die in dem Festkörperbildsensor angeordnet sind, um einen Gesamtbereich des Bildschirms zu bilden, aus dem Speicher ausgelesen werden, um einen Gesamtbereich des Bildschirms zu bilden.

18. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Abschnitt des Bildschirmbereichs gleich Bereichen ist, die einer Hälfte aller in horizontaler Richtung und vertikaler Richtung angeordneter fotoelektrischer Wandlerelemente entsprechen.