DE69712252T2

DE69712252T2 - Halbleiter-Bildaufnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE69712252T2
Application number: DE69712252T
Authority: DE
Inventors: Akihiro Kikuchi; Yoichi Mizutani; Junichi Sakagama
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-03-09
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: KR970068513A; EP0794661B1; JPH09247556A; DE69712252D1; EP0794661A3; US6144407A; EP0794661A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bildabtastgerät.
Bei einem Festkörper-Bildaufnahme-Abtastgerät, welches für eine Videokamera verwendet wird, das Videosignale und dgl. erzeugt, sind ein Lichtempfangsteil und Ladungsübertragungsteil, welches mehrere Lichtempfangsbereiche umfaßt, die in horizontalen und vertikalen Reihen angeordnet sind, um eine photo-elektrische Umwandlung durchzuführen, und Ladungsübertragungsbereiche, die jeweils aus ladungsgekoppelten Einrichtungen (CCD) oder dgl. zusammengesetzt sind, um eine Ladung, die durch Lichtempfang erzeugt wird, zu übertragen, um diese in Lichtempfangsbereichen zu speichern, wobei beide auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat gebildet sind, vorgesehen. Eine derartige Festkörper-Bildabtasteinrichtung, die das Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil hat, kann nicht nur bei einer Bildabtasteinrichtung verwendet werden, bei der Bildabtastausgangssignale, die Bewegtbilder darstellen, enthalten sind, sondern auch bei einer Bildabtasteinrichtung, bei der Bildabtast-Ausgangssignale, die Standbilder darstellen, die jeweils in etwa stationär in einer extrem kurzen Zeitdauer sind, erhalten werden.
Wenn die Festkörper-Bildabtasteinrichtung bei dem Bildabtastgerät verwendet wird, um Bildabtastsignale zu erzeugen, die Standbilder zeigen, ist es erforderlich, zu veranlassen, daß die Lichtempfangsbereiche, die das Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil bilden, Licht von einem Gegenstand in einer sehr kurzen Zeitdauer empfangen. Somit ist für die Festkörper-Bildabtasteinrichtung, die dazu verwendet wird, Bildabtastsignale zu erhalten, die Standbilder zeigen, ein mechanischer Verschluß häufig vor dem Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil angeordnet, der wahlweise geöffnet und geschlossen wird, um die Ankunft von Licht von außerhalb in den Lichtempfangsbereichen zu steuern.
Der mechanische Verschluß, der vor dem Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil angeordnet ist, ist normalerweise geschlossen, um das Licht von außerhalb zu schließen, damit es nicht die Lichtempfangsbereiche erreicht, und der geöffnet wird, um zu erlauben, daß das Licht vom Objekt bei den Lichtempfangsbereichen lediglich während einer kurzen vorher festgelegten Zeitdauer ankommt. Bei einem derartigen Betrieb des mechanischen Verschlusses empfängt jeder der Lichtempfangsbereiche das Licht vom Objekt während der kurzen Zeitdauer und speichert darin eine Ladung, die als Antwort auf das Standbild des Objekts erzeugt wird.
Die Ladung, die in jedem der Lichtempfangsbereiche gespeichert ist, wird über einen Ladungslese-Gatebereich, der im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil gebildet ist, in den Ladungsübertragungsbereich gelesen und dann über den Ladungsübertragungsbereich zu einem Ausgangsbereich des Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereichs als Signalladung übertragen. Im Ausgangsbereich werden die Signalladungen, die dorthin übertragen wurden, in das Bildabtastsignal umgesetzt, welches das Standbild des Objekts darstellt. Die Übertragung der Ladung in den Ladungsübertragungsbereich wird mit einem Übertragungsansteuersignal auf der Basis von Zeilen- und Vollbildsynchronsignalen in jeder Zeilenperiode ausgeführt, die in jeder Vollbildperiode enthalten ist. Dann wird ein Videosignal, welches Zeilen- und Vollbildperioden hat und Standbilder darstellt, auf der Basis des Bildabtastsignals erzeugt, welches vom Ausgangsbereich des Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereichs erhalten wird.
Das oben beschriebene Bildabtastgerät für Standbilder, bei dem der mechanische Verschluß vor dem Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung angeordnet ist, hat jedoch Probleme dahingehend, daß der mechanische Verschluß bezüglich des Aufbaus kompliziert ist, so daß es sehr teuer ist, er sich allmählich bezüglich der mechanischen Genauigkeit bei einer Verwendung über einer längeren Zeitdauer verschlechtert, so daß es an einer Verläßlichkeit im Betrieb mangelt, und ein Hindernis darstellt, das Gerät zu verkleinern. Daher wurde auch ein Bildabtastgerät vorgeschlagen, bei dem das Bildabtastsignal, welches Standbilder zeigt, von einer Festkörper-Bildabtasteinrichtung erhalten werden kann, die darin enthalten ist, und zwar ohne einen mechanischen Verschluß.
Bei einem derartigen Bildabtastgerät für Standbilder, welches keinen mechanischen Verschluß hat, wird ein sogenannter elektronischer Verschluß verwendet. Gemäß dem Konzept des elektronischen Verschlusses wird ein Ladung, die durch photo-elektrische Umwandlung in jedem der Lichtempfangsbereiche erzeugt wird, die ein Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil der Festkörper-Bildabtasteinrichtung darstellen, zu denen Licht von außerhalb normalerweise geführt wird, in jedem der Lichtempfangsbereiche lediglich während einer kurzen Zeitdauer gespeichert, die durch einen Verschlußbetrieb festgelegt wird, um so dazu verwendet zu werden, ein Bildabtastsignal zu erzeugen und nach außen von den Lichtempfangsbereichen und den Ladungsübertragungsbereichen abgeleitet zu werden, ohne während einer Zeitdauer gespeichert zu werden, die sich von der kurzen Zeitdauer unterscheidet, die durch den Verschlußbetrieb festgelegt wird, um nicht zur Herstellung des Bildabtastsignals beizutragen. Die Periode, die durch den Verschlußbetrieb festgelegt ist, während der die Ladung, die durch photo-elektrische Umsetzung in jedem der Lichtempfangsbereiche erzeugt wird, in diesem Lichtempfangsbereich gespeichert wird, wird als Lichtempfangsperiode unter der Verwendung des elektronischen Verschlusses bezeichnet.
Bei dem früher vorgeschlagenen Bildabtastgerät für Standbilder, bei dem der elektronische Verschluß verwendet wird, wird die Lichtempfangsperiode so bestimmt, wie in Fig. 1A bis 1D gezeigt ist. Fig. 1A und 1B zeigen ein Vollbildsynchronsignal SF bzw. ein Zeilensynchronsignal SH, die jeweils bei der Übertragung der Ladung teilnehmen, die durch die Ladungsübertragungsbereiche in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung ausgeführt werden. Wie außerdem in Fig. 1C gezeigt ist, wird ein Zeittaktsignal SY synchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF im Bildabtastgerät erzeugt.
Unter einem derartigen Zustand wird, wenn der Verschlußbetrieb auf einen Zeitpunkt t0, wie in Fig. 1A bis 1D gezeigt ist, festgelegt wird, um zu bewirken, daß das Bildabtastgerät einen Bildabtastbetrieb beginnt, einen Ladungswegräumbetrieb zum Wegräumen der Ladung in den Lichtempfangsbereichen und den Ladungsübertragungsbereichen, die den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung bilden, nach außen vom Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil zu beginnen, in einem Zeitpunkt t1 begonnen, der einer Vorderflanke eines Zeittaktsignals SX entspricht, welches nach dem Zeitpunkt t0 auftritt. Dieser Ladungswegräumbetrieb dauert während einer Zeitdauer an, die für jedes Festkörper-Bildabtastgerät festgelegt ist, um beispielsweise 20 bis 30 Zeilenperioden zu entsprechen. Dann wird, wie in Fig. 1D gezeigt ist, ein Lichtempfangs- Startsignal STR, das eine Vorderflanke in einem Zeitpunkt t2 hat, zum Festkörper- Bildabtastgerät geliefert, so daß die Lichtempfangsperiode für das Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil im Zeitpunkt t2 beginnt. Die Lichtempfangsperiode für das Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil endet in einem Zeitpunkt t3, der einer Vorderflanke des Zeittaktsignals SX entspricht, die im Anschluß an den Zeitpunkt t2 auftritt.
In diesem Fall wird die Lichtempfangsperiode so festgelegt, daß sie die Periode vom Zeitpunkt t2, der der Vorderflanke des Lichtempfangs-Startsignals STR entspricht, bis zu dem Zeitpunkt t3 ist, der der Vorderflanke des Zeittaktsignals SX entspricht, welches nach dem Zeitpunkt t2 auftritt. Der Zeitpunkt t3, der der Vorderflanke des Zeittaktsignals SX entspricht, der das Ende der Lichtempfangsperiode festlegt, ist auf einem Zeitpunkt fest, der einer hinteren Flanke des Vollbildsynchronsignals SF entspricht, da das Zeittaktsignal SX synchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF ist. Daher wird unter der Bedingung, in der die Lichtempfangsperiode eine vorgegebene Zeitlänge hat, der Zeitpunkt t2, der der Vorderflanke des Lichtempfangs-Startsignals STR entspricht, so festgelegt, um die Lichtempfangsperiode so zu machen, damit sie die vorher festgelegte Zeitdauer hat, unmittelbar vor dem Zeitpunkt t3, der der hinteren Flanke des Vollbildsynchronsignals SF entspricht.
Bei dem Bildabtastgerät, bei dem die Festkörper-Bildabtasteinrichtung verwendet wird, bei der die Lichtempfangsperiode zum Lichtempfang und der Ladungsübertragungsbereich in einer Weise festgelegt wird, wie oben erwähnt wurde, beginnt, wenn der Verschlußbetrieb gewählt ist, die Lichtempfangsperiode in der Periode zwischen den Zeittaktsignalen SX, die jeweils zuerst und anschließend nach dem Zeitpunkt auftreten, bei dem der Verschlußbetrieb gewählt ist, und in dem Zeitpunkt des Zeittaktsignals SX endet, welches zunächst nach dem Zeitpunkt auftritt, bei dem die Lichtempfangsperiode beginnt. Da das Zeittaktsignal SX synchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF ist, beginnt die Lichtempfangsperiode für das Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil nicht unmittelbar, nachdem der Verschlußbetrieb gewählt ist, sondern beginnt, wenn das Zeittaktsignal SX zuerst nach dem Zeitpunkt auftritt, bei dem der Verschlußbetrieb am frühesten gewählt ist, oder wenn eine Zeitdauer, die eine Zeitlänge hat, die mehr ist als eine Vollbildperiode (beispielsweise 1/30 Sekunden) nach dem Zeitpunkt verstrichen ist, bei dem der Verschlußbetrieb gewählt ist, später zu sein.
Dies bedeutet, daß ein Lichtempfangs-Antwortbetrieb, bei dem die Periode, um auf das Auftreten des Zeittaktsignals SX und die nachfolgende Periode zu warten, bei der der Ladungswegräumbetrieb ausgeführt wird, notwendigerweise vorüber sind, bevor die Lichtempfangsperiode für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich beginnt, im Bildabtastgerät durchgeführt wird. Wenn folglich das Bildabtastgerät aktuell verwendet wird, kann ein schneller Lichtempfangs-Antwortbetrieb im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung nicht erhalten werden, und man befürchtet, daß die beste Gelegenheit zum Abtasten eines gewünschten Augenblickbilds eines Objekts leicht verpaßt wird. Anders ausgedrückt fürchtet man, daß eine Verwendung des Bildabtastgerätes häufig die beste Verschlußchance verpaßt.
Die US-A 4 714 963 offenbart ein Bildabtastgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Gemäß der Erfindung wird ein Bildabtastgerät bereitgestellt, welches umfaßt:
eine Festkörper-Bildabtasteinrichtung, die einen Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich aufweist, der mehrere Lichtempfangsbereiche umfaßt, um eine Ladung, die durch Lichtempfang erzeugt wird, zu speichern, Ladungsübertragungsbereiche, um die Ladung zu übertragen, Ladungslese-Gatebereiche, um die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen gespeichert wurde, zu den Ladungsübertragungsbereichen zu lesen, und einen Ausgangsbereich, um die über die Ladungsübertragungsbereiche übertragene Ladung in ein Bildabtast-Ausgangssignal umzusetzen;
eine Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung, um Zeilen- und Vollbildsynchronsignale zu erzeugen;
eine Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung, um ein Ladungslese-Zeittaktsignal und ein Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal weiterzuleiten;
eine Ansteuersignal-Erzeugungseinrichtung, um ein Gateansteuersignal und ein Ladungsübertragungs-Ansteuersignal als Antwort auf das Ladungslese-Zeittaktsignal bzw. das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal zu erzeugen und um die Ladungslese-Gatebereiche und die Ladungsübertragungsbereiche mit dem Gateansteuersignal bzw. dem Ladungsübertragungs-Ansteuersignal zu beliefern; und
eine Steuerung, die als Antwort auf ein Lichtempfangs-Befehlssignal, welches zu ihr geliefert wird, um eine Lichtempfangsperiode für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung festzulegen;
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung wahlweise entweder ein erstes oder ein zweites internes Synchronsignal erzeugt, wobei das erste interne Synchronsignal die gleiche Phase wie das oder eine feste Phasendifferenz gegenüber dem Vollbildsynchronsignal aufweist und das zweite interne Synchronsignal asynchron mit dem Vollbildsynchronsignal ist, wobei die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung außerdem das Ladungslese-Zeittaktsignal und das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal jeweils synchron mit dem ersten oder zweiten internen Synchronsignal weiterleitet und die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung außerdem ein internes Zeilensynchronsignal erzeugt und dieses zur Steuerung liefert; und
die Steuerung als Antwort auf das zu ihr gelieferte Lichtempfangs-Befehlssignal die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung veranlaßt, von der Erzeugung des ersten internen Synchronsignals zum Erzeugen des zweiten internen Synchronsignals zu wechseln und um das Ladungslese-Zeittaktsignal und das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal jeweils synchron mit dem zweiten internen Synchronsignal während einer vorher festgelegten Zeitdauer weiterzuleiten, so daß die Lichtempfangsperiode für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung als Antwort auf das zweite interne Synchronsignal festgelegt wird und nicht später als eine Zeilenperiode beginnt, nachdem das Lichtempfangs-Befehlssignal geliefert wurde.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liefern ein Bildabtastgerät mit einer Festkörper-Bildabtasteinrichtung, bei der ein mechanischer Verschluß nicht vor dem Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil der Festkörper-Bildabtasteinrichtung angeordnet ist, die die oben erwähnten Probleme und Schwierigkeiten in Verbindung mit dem Stand der Technik vermeidet oder mildert;
mit denen der Nachteil, daß die beste Gelegenheit zum Aufnehmen eines gewünschten Momentanbilds eines Objekts aufgrund einer langsamen Antwort in bezug auf einen Verschlußbetrieb verpaßt wird, wirksam unterdrückt werden können;
welche einen schnellen Lichtempfangs-Antwortbetrieb im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung durchführen können, um ein Bildabtastsignal zu erzeugen, welches Standbilder darstellt, wenn ein Verschlußbetrieb gewählt ist; und
welche einen verbesserten Lichtempfangs-Antwortbetrieb durchführen können, durch den eine Lichtempfangsperiode für das Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil der Festkörper-Bildabtasteinrichtung begonnen wird, um über eine vorher festgelegte Zeitdauer fortzufahren, unmittelbar nachdem ein Verschlußbetrieb gewählt ist.
Ein Bildabtastgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einen Bildabtastbetrieb durchführen, um ein Bildabtastsignal zu erhalten, welches Standbilder eines Objekts darstellt.
Wenn der Bildabtastbetrieb für das Bildabtastgerät durchgeführt wird, wird das Lichtempfangs-Befehlssignal zur Steuereinheit als Antwort auf einen Verschlußbetrieb geliefert, der gewählt wird, um zu veranlassen, daß das Bildabtastgerät mit dem Bildabtastbetrieb beginnt. Die Steuereinheit steuert den Zeittaktsignalgenerator als Antwort auf das gelieferte Lichtempfangs-Befehlssignal, so daß der Zeittaktsignalgenerator das zweite interne Synchronsignal asynchron mit dem Vollbildsynchronsignal erzeugt und den Ansteuersignalgenerator mit dem Ladungslese-Zeittaktsignal und dem Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal, die jeweils mit dem zweiten internen Synchronsignal synchronisiert sind, während der vorher festgelegten Zeitdauer beliefert, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung festgelegt ist.
Die Ansteuersignal-Erzeugungseinrichtung erzeugt das Gateansteuersignal, um die Ladungslese-Gatebereiche in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung anzusteuern, und das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal, um die Ladungsübertragungsbereiche in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung als Antwort auf das Ladungslese-Zeittaktsignal bzw. das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal anzusteuern, und beliefert die Ladungslese-Gatebereiche und die Ladungsübertragungsbereiche mit dem Gateansteuersignal bzw. dem Ladungsübertragungs-Ansteuersignal in einer Weise, daß die Ladung, die durch das Empfangslicht erzeugt wird, in den Lichtempfangsbereichen in der Festkörper- Bildabtasteinrichtung während der vorher festgelegten Periode gespeichert wird. Somit wird die Lichtempfangsperiode für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung als Antwort auf das zweite interne Synchronsignal bestimmt.
Danach wird die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen gespeichert ist, die im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil während der Lichtempfangsperiode enthalten ist, die als Antwort auf das zweite interne synchrone Signal wie oben erwähnt enthalten ist, durch die Ladungslese-Gatebereiche zu den Ladungsübertragungsbereichen als Antwort auf das Gateansteuersignal von der Ansteuersignal-Erzeugungseinrichtung gelesen und dann über die Ladungsübertragungsbereiche zum Ausgangsbereich als Antwort auf das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal von der Ansteuersignal-Erzeugungseinrichtung übertragen. Im Ausgangsteil wird die Ladung, die über den Ladungsübertragungsbereich übertragen wurde, in das Bildabtastsignal umgesetzt.
Bei einem derartigen Betrieb ist es, da die Lichtempfangsperiode, die als Antwort auf das zweite interne Synchronsignal bestimmt wird, so vorgesehen ist, daß diese asynchron mit dem Vollbildsynchronsignal ist, möglich, zu bewirken, daß die Lichtempfangsperiode beginnt, um über eine vorher festgelegte Zeitdauer fortzufahren, unmittelbar, nachdem der Verschlußbetrieb gewählt ist. Daher kann bei dem Bildabtastgerät ein schneller Lichtempfangs-Antwortbetrieb im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper- Bildabtasteinrichtung zum Erzeugen des Bildabtastausgangssignals, welches Standbilder darstellt, ausgeführt werden, wenn der Verschlußbetrieb gewählt ist. Wenn somit das Bildabtastgerät tatsächlich verwendet wird, kann ein Nachteil, daß die beste Gelegenheit zum Aufnehmen eines gewünschten Momentanbildes eines Objekts aufgrund einer langsamen Antwort in bezug auf den Verschlußbetrieb versäumt wird, effektiv unterdrückt werden.
Die Erfindung wird nun mittels eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Teile durchwegs mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und in denen:
Fig. 1A bis 1D Zeitablaufdiagramme sind, die dazu verwendet werden, um einen Betrieb eines Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteils eines vorher vorgeschlagenen Festkörper-Bildabtastgeräts zu erläutern;
Fig. 2 eine schematische Blockdarstellung ist, welche eine Ausführungsform des Bildabtastgeräts mit einer Festkörper-Bildabtasteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht ist, die dazu verwendet wird, das Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil des Festkörper-Bildabtastgeräts zu erläutern, welches bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform verwendet wird;
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf einen vergrößerten Maßstab eines Teils des in Fig. 3 gezeigten Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteils ist;
Fig. 5A bis 5J Zeitablaufdiagramme sind, die dazu verwendet werden, den Betrieb der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform zu erläutern;
Fig. 6 eine Gruppe von Zeitablaufdiagrammen ist, die dazu verwendet werden, den Betrieb der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform zu erläutern;
Fig. 7A bis 7J Zeitablaufdiagramme sind, die dazu verwendet werden, den Betrieb der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform zu erläutern; und
Fig. 8A bis 8D Zeitablaufdiagramme sind, die dazu verwendet werden, den Betrieb der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform zu erläutern.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Bildabtastgeräts mit einer Festkörper-Bildabtasteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß Fig. 2 ist eine Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11, die einen Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich hat, der mehrere Lichtempfangsbereiche umfaßt, die in horizontalen und vertikalen Reihen angeordnet sind, und Ladungsübertragungsbereiche, die aus CCDs zusammengesetzt sind, um die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen erzeugt wird, zu übertragen, vorgesehen. Ein optisches System, welches eine Iris 5 und eine Linse 13 aufweist, ist vor der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 angeordnet. Licht von außerhalb fällt durch das optische System auf den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11, um ein Bild eines Objektes auf den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich zu projizieren.
Die Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 besitzt den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich, wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt ist. Im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich, der in Fig. 3 gezeigt ist, sind mehrere Lichtempfangsbereiche 16, die jeweils ein Bildelement bilden, in mehreren parallelen Reihen angeordnet, die sich in der horizontalen Richtung erstrecken (der Richtung, die durch den Pfeil h angedeutet ist) und in mehreren parallelen vertikalen Reihen, die sich jeweils in der vertikalen Richtung (der Richtung, die durch die Pfeile v angedeutet ist) auf einem Halbleitersubstrat 15 erstrecken. Vertikale Ladungsübertragungsbereiche 17, die jeweils aus einer Gruppe von CCDs bestehen, sind ebenfalls auf dem Halbleitersubstrat 15 so angeordnet, daß sie sich längs der vertikalen Richtung der Lichtempfangsbereiche 16 erstrecken. Ein jeder der vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 wird durch vertikale Zweiphasen-Ladungs-Übertragungsansteuersignale φV1 und φV2 angesteuert, um einen Ladungsübertragungsbetrieb auszuführen. Ein Ladungslese-Gatebereich 18 ist zwischen jedem der Lichtempfangsbereiche 16, die jede vertikale Reihe bilden, und dem vertikalen Ladungsübertragungsbereich 17 vorgesehen, der dieser vertikalen Reihe entspricht.
Weiter sind, wie in Fig. 4 gezeigt ist, Kanalstoppbereiche 19 und ein Überlaufsteuerbereich 20, der sich vertikal ausdehnt, um jeden Lichtempfangsbereich 16 vorgesehen. Ein Ableitbereich 21, der sich vertikal ausdehnt, ist so vorgesehen, daß er sich an den Überlaufsteuerbereich 20 anschließt, und der Ableitbereich 21 und der nächste vertikale Ladungsübertragungsbereich 17 sind voneinander durch einen Kanalstoppbereich 22 getrennt, der sich vertikal erstreckt.
Eine Isolationsschicht ist über dem Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich auf dem Halbleitersubstrat 15 aufgebracht. Auf einem Bereich der Isolationsschicht, die jeden der vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 überdeckt, sind vertikale Übertragungselektroden E1 und E2, die sich jeweils in der horizontalen Richtung erstrecken, abwechselnd in der vertikalen Richtung vorgesehen. Jede der vertikalen Übertragungselektroden E1 besteht aus einer Ladungsspeicherelektrode E1c und einer Ladungsübertragungselektrode E1t, und jede der vertikalen Übertragungselektroden E2 besteht aus einer Ladungsspeicherelektrode E2c und einer Ladungsübertragungselektrode E2t. Die vertikalen Ladungsübertragungs-Ansteuersignale φV1 und φV2 werden zu den vertikalen Übertragungselektroden E1 bzw. E2 geliefert.
Eine Lesegateelektrode EG, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, ist auf einem Bereich der Isolationsschicht vorgesehen, die alle Ladungslese-Gatebereiche 18 überdeckt, und eine Überlaufgateelektrode ED, welche sich in der vertikalen Richtung erstreckt, ist auf einem Teil der Isolationsschicht vorgesehen, die den Überlaufsteuerbereich 20 überdeckt. Ein Lesegate-Ansteuersignal SG und ein Überlaufgate-Steuersignal SD werden zur Lesegateelektrode EG bzw. zur Überlaufgateelektrode ED geliefert. Die Isolationsschicht, die über dem Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich aufgebracht ist, ist durch eine Abtönungsschicht mit Ausnahme eines Fensters überdeckt, welches auf jedem der Lichtempfangsbereiche 16 gebildet ist.
Ein Ende eines jeden der vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 ist mit einem horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 verbunden, der aus einer Gruppe von CCDs besteht, um sich in der horizontalen Richtung auf einem Teil eines peripheren Endteils des Halbleitersubstrats 15 auszudehnen. Der horizontale Ladungsübertragungsbereich 23 wird durch horizontale Zweiphasen-Ladungsübertragungs-Ansteuersignale φH1 und φH2 angesteuert, um einen Ladungsübertragungsbetrieb durchzuführen. Ein Ausgangsbereich 24 ist auf einem Ende des horizontalen Ladungsübertragungsbereichs 23 vorgesehen, und ein Ausgangsanschluß 25 wird vom Ausgangsbereich 24 hergeleitet.
Ein anderes Ende eines jeden der vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 ist mit einem Ladungsabsorbierbereich 26 verbunden, der sich in der horizontalen Richtung auf einem anderen Teil des peripheren Endbereichs des Halbleitersubstrats 15 erstreckt.
Wenn ein Betrieb zum Erhalten von Bildabtastausgangssignalen in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 ausgeführt wird, die den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich aufweist, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wird eine Lichtempfangsperiode für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich, die eine vorher festgelegte Zeitdauer hat, bestimmt, und jeder der Lichtempfangsbereiche 16 empfängt das Licht, welches über das optische System, welches die Linse 13 und Iris 12 umfaßt, auf den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich vom Subjekt auftrifft, uni eine photoelektrische Umsetzung durchzuführen, um eine Ladung entsprechend dem empfangenen Licht zu erzeugen und um darin die Ladung, die durch die photo-elektrische Umsetzung während der Lichtempfangsperiode erzeugt wird, zu speichern. Die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen 16 gespeichert ist, wird dann zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 über die Ladungslese-Gatebereiche 18 gelesen, die durch das Lesegate-Ansteuersignal SG angesteuert werden, welches zu den Lesegateelektroden EG von einem Ansteuersignalgenerator 13 geliefert wird.
Danach wird die Ladung, die zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 gelesen wird, in Richtung auf den horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 gemäß dem Ladungsübertragungsbetrieb der vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 übertragen, die durch ein Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST angesteuert werden, welches vom Ansteuersignalgenerator 30 geliefert wird, der die vertikale Zweiphasen-Ladungsübertragungs-Ansteuersignale φV1 und φV2 umfaßt, die zu den vertikalen Übertragungselektroden E1 bzw. E2 geliefert werden. Bei diesem Ladungsübertragungsbetrieb der vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 wird die Ladung, die zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 gelesen wird, in mehrere Segmente einer Ladung unterteilt, die in jeder horizontalen Reihe der Lichtempfangsbereiche 16 gespeichert ist und bei jedem Segment einer Ladung nacheinander in Richtung auf den horizontalen Ladungsübertragungsbereich als Signalladung übertragen. Im horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 wird jedes der Segmente einer Ladung, die über die vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 zum horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 als Signalladung übertragen wird, nacheinander in Richtung auf den Ausgabebereich 24 gemäß dem Ladungsübertragungsbetrieb des horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 übertragen, der durch das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST angesteuert wird, welches vom Ansteuersignalgenerator 30 geliefert wird, der die horizontalen Zweiphasen-Ladungsübertragungs-Ansteuersignale φH1 und φH2 umfaßt. Im Ausgabebereich 24 wird dann die Signalladung, die über den horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 übertragen wird, in ein Signal umgesetzt, welches zum Ausgangsanschluß 25 geführt wird, so daß ein Bildabtastausgangssignal IP auf der Basis der Ladung, die in Lichtempfangsbereichen 16 gespeichert ist und die dem Objekt entspricht, am Ausgangsanschluß 25 erhalten wird.
Bei dem oben geschilderten Betrieb wird das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST, welches die vertikalen Zweiphasen-Ladungsübertragungs-Ansteuersignale φV1 und φV2 und die horizontalen Zweiphasen-Ladungsübertragungs-Ansteuersignale φH1 und φH2 umfaßt, so erzeugt, daß die Übertragung der Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen 16 gespeichert ist, die die gesamten horizontalen Reihen während der Lichtempfangsperiode bilden, zum horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 durch den vertikalen Ladungsübertragungsbereich 17 innerhalb jeder Vollbildperiode abgeschlossen ist, und die Übertragung der Signalladung, die jedem der Segmente der Ladung entspricht, die über die vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 zum Ausgangsbereich 24 durch den horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 übertragen wird, innerhalb jeder Zeilenperiode abgeschlossen ist. Damit wird ein Bildabtastausgangssignal IP, welches am Ausgangsanschluß 25 erhalten wird, mit einer Folge von Vollbildperioden-Signalkomponenten gebildet, die jeweils eine vorher festgelegte Anzahl von Zeilenperioden-Signalkomponenten umfassen.
Der Ansteuersignalgenerator 30, zu dem ein Ladungslese-Zeittaktsignal TG, ein Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal TT, ein Ladungswegräum-Zeittaktsignal TS und ein Ladungsableit-Zeittaktsignal TD von einem Zeittaktsignalgenerator 31 geliefert werden, leitet das Lesegate-Ansteuersignal SG weiter, welches als Antwort auf das Ladungslese-Zeittaktsignal TG erzeugt wird, um wahlweise einen Betriebszustand, bei dem das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST, welches die vertikalen Zweiphasen-Ladungsübertragungs-Ansteuersignale φV1 und φV2 und die horizontalen Zweiphasen-Ladungsübertragungs-Ansteuersignale φH1 und φH2 umfaßt, die jeweils als Antwort auf das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal TT erzeugt werden, weitergeleitet werden, oder einen Betriebszustand einzurichten, bei dem ein Ladungswegräum-Ansteuersignal SS, welches die vertikalen Zweiphasen-Ladungsübertragungs-Ansteuersignale φV1 und φV2 und die horizontalen Zweiphasen-Ladungsübertragungs-Ansteuersignale φH1 und φH2 umfaßt, die jeweils als Antwort auf das Ladungswegräum-Zeittaktsignal TS erzeugt werden, weitergeleitet werden, und um das Überlaufgate- Steuersignal SD, welches als Antwort auf das Ladungsableit-Zeittaktsignal TD erzeugt wird, weiterzuleiten.
Der Zeittaktsignalgenerator 31 wird mit einem Vollbildsynchronsignal SF und einem Zeilensynchronsignal SH von einem Synchronsignalgenerator 32 und weiter mit einem Lichtempfangs-Periodensignal SE, einem asynchronen Normallicht-Empfangsmodus-Einstellsignal SN, einem asychronen Verschlußwartemodus-Einstellsignal SWS, einem Synchronisationsmodus-Auflebungssignal SR und einem Mehrfach-Belichtungsmodus-Einstellsignal SMM von einer Steuereinheit 33 beliefert. Dann richtet der Zeittaktsignalgenerator 31 wahlweise einen ersten Betriebszustand, bei dem ein internes Vollbildsynchronsignal SF0 synchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF, nämlich ein internes Vollbildsynchronsignal SF, welches die gleiche Phase wie das Vollbildsynchronsignal SF oder eine feste Phasendifferenz vom Vollbildsynchronsignal SF hat, und ein internes Zeilensynchronsignal SH0 synchron mit dem Zeilensynchronsignal SH, nämlich ein internes Zeilensynchronsignal SH0, welches die gleiche Phase wie das Zeilensynchronsignal SH oder eine feste Phasendifferenz vom Zeilensynchronsignal SH hat, oder einen zweiten Betriebszustand ein, bei dem das interne Vollbildsynchronsignal SF0 asynchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF und ein internes Zeilensynchronsignal SH0 asynchron mit dem Zeilensynchronsignal SH gemäß der Situation einer Gruppe von Signalen, das Lichtempfangs-Periodensignal SE, das asynchrone Normallicht- Empfangsmodus-Einstellsignal SN, das asynchrone Verschlußwartemodus-Einstellsignal SWS, das Synchronmodus-Empfangssignal SR und das Mehrfachbelichtungsmodus-Einstellsignal SM von der Steuereinheit 33 umfaßt.
Der Ansteuersignalgenerator 30 richtet weiter wahlweise einen Betriebszustand ein, bei dem das Ladungslese-Zeittaktsignal TG, das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal TT, das Ladungswegräum-Zeittaktsignal TS und das Ladungsableit-Zeittaktsignal TD, die jeweils auf der Basis des internen Vollbildsynchronsignals SF0 und des internen Zeilensynchronsignals SH0 erhalten werden, welche synchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF und dem Zeilensynchronsignal SH sind, vom Zeittaktsignalgenerator 31 geliefert werden, und das Lesegate-Ansteuersignal SG, welches als Antwort auf das Ladungslese-Zeittaktsignal TG erzeugt wird, weitergeleitet wird, oder einen Betriebszustand ein, bei dem das Ladungslese- Zeittaktsignal TG, das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal TT, das Ladungswegräum-Zeittaktsignal TS und das Ladungsableit-Zeittaktsignal TD, die jeweils auf der Basis des internen Vollbildsynchronsignals SF0 und des internen Zeilensynchronsignals SH0 erhalten werden, die asynchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF bzw. dem Zeilensynchronsignal SH sind, vorn Zeittaktsignalgenerator 31 geliefert werden, und das Lesegate-Ansteuersignal SG, welches als Antwort auf das Ladungslese-Zeittaktsignal TG erzeugt wird, weitergeleitet wird.
Das Vollbildsynchronsignal SF und das Zeilensynchronsignal SH, die vom Synchronsignalgenerator 32 erhalten werden, und das interne Vollbildsynchronsignal SF0 und das interne Zeilensynchronsignal SH0, die vom Zeittaktsignalgenerator 31 erhalten werden, werden ebenfalls zur Steuereinheit 33 geliefert. Ähnlich wird das Ladungslese-Zeittaktsignal TG, das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal TT, das Ladungswegräum-Zeittaktsignal TS und das Ladungsableit-Zeittaktsignal TD, die vom Zeittaktsignalgenerator 31 erhalten werden, ebenfalls zur Steuereinheit 33 geliefert. Weiter werden ein Betriebsmodus-Bestimmungssignal SM, ein Verschlußgeschwindigkeits-Bestimmungssignal SSV und ein Verschlußsignal SSH über einen Anschluß 34, einen Anschluß 35 bzw. einen Anschluß 36 zur Steuereinheit 33 geliefert. Das Verschlußsignal SSH wird als Antwort auf den Verschlußbetrieb erzeugt, um zu veranlassen, daß das Bildabtastgerät den Bildabtastbetrieb beginnt und als Lichtempfangs-Befehlssignal wirkt.
Das Bildabtast-Ausgangssignal IP, welches am Ausgangsanschluß 25 erhalten wird, der im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich, der in Fig. 3 gezeigt ist, vorgesehen ist, wird durch einen Regelverstärker (AGC-Verstärker) 40 verstärkt und zu einer Abtast-Halte-Schaltung 41 geliefert, wie in Fig. 2 gezeigt ist. In der Abtast-Halte-Schaltung 41 wird die Pegelabtastung des Bildabtastausgangssignals IP in kurzen regelmäßigen Intervallen durchgeführt, und die abgetasteten Werte, die dadurch erhalten werden, werden gehalten, um ein Abtast-Halte-Ausgangssignal SI zu erzeugen. Das Abtast-Halte-Ausgangssignal SI wird zu einem Analog-Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 42 geliefert. Im A/D-Umsetzer 42 wird im wesentlichen das Bildabtast-Ausgangssignal IP aufgrund des Abtast-Halte-Ausgangssignals SI digitalisiert, um ein digitales Bildabtastsignal DI zu erzeugen, welches dem Bildabtast-Ausgangssignal IP entspricht. Das digitale Bildabtastsignal DI, welches vom A/D- Umsetzer 42 erhalten wird, wird zu einem Digitalsignalprozessor 43 geliefert.
Steuerdaten DCC werden zum Digitalsignalprozessor 43 von der Steuereinheit 33 geliefert, und Steuerdaten DCD werden zur Steuereinheit 33 vom Digitalsignalprozessor 43 geliefert. Im Digitalsignalprozessor wird das digitale Bildabtastsignal DI verschiedenen Digitalverarbeitungen als Antwort auf die Steuerdaten DCC unterworfen, auf die sich die Steuerdaten DCD widerspiegeln. Als Ergebnis wird ein digitales Bildabtast-Ausgangssignal DIO vom Digitalsignalprozessor 43 zu einem Ausgangsanschluß 44 geführt.
Bei einer derartigen Situation werden, wenn ein Betrieb zum Erhalten von Bildabtast-Ausgangssignalen, welche Standbilder zeigen (ein Bildabtastbetrieb für Standbilder) in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ausgeführt wird, das Betriebsmodus-Bestimmungssignal SM zum Bestimmen eines Betriebsmodus, der einzurichten ist, und das Verschlußgeschwindigkeits-Bestimmungssignal SSV zum Bestimmen einer Verschlußgeschwindigkeit, die auszuwählen ist, über die Anschlüsse 34 bzw. 35 zur Steuereinheit 33 geliefert. Das Betriebsmodus-Bestimmungssignal SM bestimmt beispielsweise einen asynchronen Normallicht-Empfangsmodus, einen asynchronen Verschlußwartemodus oder einen Mehrfachbelichtungsmodus.
Wenn das Betriebsmodus-Bestimmungssignal SM den asynchronen Normallicht- Empfangsmodus bestimmt, beliefert die Steuereinheit 33 den Zeittaktsignalgenerator 31 mit dem asynchronen Normallicht-Empfangsmodus-Einstellsignal SN. Der Zeittaktsignalgenerator erzeugt als Antwort auf das asynchrone Normallicht-Empfangsmodus-Einstellsignal SN ein Zeittaktsignal SX0, welches in Figur SE gezeigt ist, auf der Basis des internen Vollbildsynchronsignals SF0, welches in Fig. 5D gezeigt ist, welches die feste Phasendifferenz gegenüber dem Vollbildsynchronsignal SF hat, welches durch den Synchronsignalgenerator 32 erzeugt wird, wie in Fig. 5A gezeigt ist, wie in einer Periode vor einem Zeitpunkt ta in Fig. 5A bis 5J.
In diesem Zeitpunkt werden das Ladungslese-Zeittaktsignal TG, das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal TT, das Ladungswegräum-Zeittaktsignal TS und das Ladungsdrain-Zeittaktsignal TD, die jeweils als Antwort auf das interne Vollbildsynchronsignal SF0 erzeugt werden, vom Zeittaktsignalgenerator 31 weitergeleitet, und daher werden das Lesegate-Ansteuersignal SG, welches in Figur SF gezeigt ist, und das Ladungswegräum-Ansteuersignal SS, welches in Fig. 5G gezeigt ist, jeweils synchron mit dem internen Vollbildsynchronsignal SF0 vom Ansteuersignalgenerator 30 weitergeleitet, wie in der Periode vor dem Zeitpunkt ta in Fig. 5A bis 5J gezeigt ist. Während der Periode vor dem Zeitpunkt ta in Fig. 5A bis 5J wird ein SF-Synchronisationsmodus, der synchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF ist, beibehalten, wie in Fig. 5J gezeigt ist.
Beim SF-Synchronisationsmodus wird, wenn der Verschlußbetrieb im Zeitpunkt ta gewählt ist, das Verschlußsignal SSH über den Anschluß 36 zur Steuereinheit 33 als Lichtempfangsbefehlssignal geliefert. Die Steuereinheit 33 beliefert als Antwort auf die Vorderflanke des Verschlußsignals SSH den Zeittaktsignalgenerator 31 mit dem Lichtempfangsperiodensignal SE, welches in Fig. 5C gezeigt ist. Der Zeittaktsignalgenerator 31 setzt die Erzeugung des internen Vollbildsynchronsignals SF0 mit der Vorderflanke des Lichtempfangs-Periodensignals SE zurück, so daß das interne Vollbildsynchronsignal SF0 asynchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF wird und das Zeittaktsignal SX0 nicht mehr erzeugt wird, wie in Fig. 5C, 5D und 5E gezeigt ist, und um das Ladungslese-Zeittaktsignal TG und das Ladungsableit-Zeittaktsignal TD, die jeweils als Antwort auf die Vorderflanke des Lichtempfangs- Periodensignals erzeugt werden, weiterzuleiten.
Das Lesegate-Ansteuersignal SG und das Ladungswegräum-Ansteuersignal SS, die jeweils als Antwort auf die Vorderflanke des Lichtempfangs-Periodensignals SE erzeugt werden, wie in Fig. 5F und 5G gezeigt ist, werden vom Ansteuersignalgenerator 30 zum Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 geliefert. Dadurch werden im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 alle Ladungslese-Gatebereiche 18 als Antwort auf das Lesegate-Ansteuersignal SG geöffnet, so daß die Ladung, die in dem Lichtempfangsbereichen 16 gespeichert wurde, über die. Ladungslese-Gatebereich 18 zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 gelesen wird, und die Ladung, die in die vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 gelesen wurde, wird als Antwort auf das Ladungswegraum- Ansteuersignal SS über die vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 in Richtung auf den Ladungsabsorbierungsbereich 26 übertragen, der auf dem Halbleitersubstrat 15 so vorgesehen ist, daß er dem horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 gegenüberliegt, so daß ein Ladungswegräumbetrieb zum Wegräumen der Ladung weg von den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 durchgeführt wird. Die Ladung, die von den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 durch den Ladungswegräumbetrieb weggeräumt wurde, wird durch den Ladungsabsorbierungsbereich 26 absorbiert. Die Ladungswegräumperiode, in welcher der Ladungswegräumbetrieb ausgeführt wird, entspricht beispielsweise 27 Zeilenperioden.
Die Lichtempfangsperiode für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 die die Ladungswegräumperiode umfaßt, beginnt dann im Zeitpunkt ta entsprechend der Vorderflanke des Lichtempfangsperiodensignals SE, und der Zustand wird zu einem freilaufenden Modus vom SF Synchronisationsmodus verschoben, wie in Fig. 5J gezeigt ist. In der Lichtempfangsperiode wird das interne Vollbildsynchronsignal SF0, welches im Zeitpunkt ta entsprechend der Vorderflanke des Lichtempfangs-Periodensignals Se zurückgesetzt wurde, um asynchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF zu sein, erhalten, jedoch das Zeittaktsignal SX0 wird nicht erhalten. Daher wird das Lesegate-Ansteuersignal SG nicht nach dem Zeitpunkt ta erhalten und folglich bleibt jeder Ladungslese-Gatebereich 18 geschlossen mit Ausnahme einer sehr kurzen Zeitdauer am Beginn der Ladungswegräumperiode, so daß die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen 16 gespeichert wird, allmählich ansteigt, wie in Fig. 5I gezeigt ist.
Fig. 6 zeigt ausführlich die Zeitrelationen zwischen dem Verschlußsignal SSH und dem internen Zeilensynchronsignal SH0, dem Lichtempfangs-Periodensignal SE, dem Lesegate-Ansteuersignal SG und dem Ladungswegräum-Ansteuersignal SS. Bei den Zeitrelationen, die in Fig. 6 gezeigt sind, wird, wenn die Vorderflanke des Verschlußsignals SSH im Zeitpunkt ta auftritt, die Vorderflanke des Lichtempfangs-Periodensignals SE in dem Zeitpunkt erhalten, der der Vorderflanke des internen Zeilensynchronsignals SH entspricht, welches zuerst nach dem Zeitpunkt ta auftritt. Dann wird jeweils die Vorderflanke des Lesegate- Ansteuersignals SG und die Vorderflanke des Ladungswegräum-Ansteuersignals SS in dem Zeitpunkt erhalten, der der Vorderflanke des Lichtempfangs-Periodensignals SE entspricht, und der Zustand wird zu einem freilaufenden Modus vom SF Synchronisationsmodus verschoben. Dies bedeutet, daß die Vorderflanke des Lichtempfangs-Periodensignals SE etwas verspätet ist (um eine Zeilenperiode maximal) verglichen mit der Vorderflanke des Verschlußsignals SSH.
Danach wird, wenn die hintere Flanke des Lichtempfangs-Periodensignals SE, welches zum Zeittaktsignalgenerator 31 von der Steuereinheit 33 geliefert wird, in einem Zeitpunkt tb auftritt, wie in Fig. 5C gezeigt ist, das interne Vollbildsynchronsignal SF0 als Antwort auf die hintere Flanke des Lichtempfangs-Periodensignals SE erhalten, und das Zeittaktsignal SX0 wird als Antwort auf die vordere Flanke des internen Vollbildsynchronsignals SF0, wie in Fig. 5D und 5E gezeigt ist, im Zeittaktsignalgenerator 31 erhalten. Der Zeitpunkt tb, der der hinteren Flanke des Lichtempfangs-Periodensignals SE entspricht, wird durch die Steuereinheit 33 als Antwort auf die Verschlußgeschwindigkeit festgelegt, die durch das Verschlußgeschwindigkeits-Bestimmungssignal SSV festgelegt wird. Der Zeittaktsignalgenerator leitet das Ladungslese-Zeittaktsignal TG und das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal TT als Antwort auf das Zeittaktsignal SX0 weiter, und daher werden das Lesegate-Ansteuersignal SG und das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST, die jeweils die vordere Flanke im Zeitpunkt tb haben, die der hinteren Flanke des Lichtempfangs-Periodensignals SE entspricht, wie in Fig. 5F und 5H gezeigt ist, zum Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 vom Ansteuersignalgenerator 30 geliefert, und die Lichtempfangsperiode wird beendet.
Dadurch werden im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 alle Ladungslese-Gatebereiche 18 als Antwort auf das Lesegate-Ansteuersignal SG geöffnet, so daß die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen 16 gespeichert wurde, über die Ladungslese-Gatebereiche 18 zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 gelesen wird, wie in Fig. 5I gezeigt ist, und die Ladung, die zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 gelesen wird, als Antwort auf das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST über die vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 in Richtung auf den horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23, der auf dem Halbleitersubstrat 15 vorgesehen ist, als Signalladung übertragen wird. Die Signalladung, die zum horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 übertragen wurde, wird weiter als Antwort auf das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST über den horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 in Richtung auf das Ausgangsteil 24 übertragen. Die zum Ausgangsteil 24 übertragene Signalladung wird in das Bildabtastausgangssignal IP im Ausgabebereich 24 umgesetzt, und das Bildabtast-Ausgangssignal IP wird am Ausgangsanschluß 25 hergeleitet.
Die Ladungsübertragungsperiode, in welcher der Ladungsübertragungsbetrieb der vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 und der Ladungsübertragungsbetrieb des horizontalen Ladungsübertragungsbereichs 23 ausgeführt werden, endet mit der hinteren Flanke des Ladungsübertragungs-Ansteuersignals ST, welches in einem Zeitpunkt tc auftritt, bei dem das interne Vollbildsynchronsignal SF0 erhalten wird, und das Zeittaktsignal SX0 weiter als Antwort auf die vordere Flanke des internen Vollbildsynchronsignals SF0 im Zeittaktsignalgenerator 31 erhalten wird, wie in Fig. 5D und 5E gezeigt ist. Dann leitet der Zeittaktsignalgenerator 31 das Ladungslese-Zeittaktsignal TG und das Ladungswegräum-Zeittaktsignal TS als Antwort auf das Zeittaktsignal SX0 weiter, und das Lesegate-Ansteuersignal SG und das Ladungswegräum-Ansteuersignal SS, die jeweils die Vorderflanke im Zeitpunkt haben, der der hinteren Flanke des Ladungsübertragungs-Ansteuersignals ST entspricht, wie in Figur SF und SG gezeigt ist, werden vom Ansteuersignalgenerator 30 zum Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 geliefert. Dadurch wird im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 der Ladungswegräumbetrieb ausgeführt.
Danach fährt in einem Zeitpunkt td das interne Vollbildsynchronsignal SF0, welches im Zeittaktsignalgenerator 31 erzeugt wird, damit fort, die feste Phasendifferenz vom Rahmensynchronsignal SF zu haben, wie in Fig. 5D gezeigt ist, und der Zustand kehrt vom Freilaufmodus zurück zum SF-Synchronisationsmodus, wie in Fig. 5J gezeigt ist.
In dem Fall, wo der Bildabtastbetrieb für Standbilder unter dem asynchronen Normallicht-Empfangsmodus wie oben beschrieben ausgeführt wird, beginnt, wenn der Verschlußbetrieb eingestellt ist, die Lichtempfangsperiode für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 in einem Zeitpunkt, der um eine Zeile pro Minute maximal im Vergleich zu dem Zeitpunkt verspätet ist, bei dem der Verschlußbetrieb eingestellt ist und dann wird ein Lichtempfangsstatus, in welchem die Ladung effektiv in dem Lichtempfangsbereichen 16 gespeichert ist, die den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 bilden, erhalten, unmittelbar nach der Ladungswegräumperiode, die beispielsweise 27 Zeilenperioden entspricht und am Beginn der Lichtempfangsperiode beginnt. Somit wird ein Lichtempfangs-Antwortbetrieb, der als Antwort auf das Einstellen des Verschlußbetriebs im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich 11 der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 durchgeführt wird, bezüglich der Schnelligkeit stark verbessert.
Wenn das Betriebsmodus-Bestimmungssignal SM den asynchronen Verschlußwartemodus bestimmt, beliefert die Steuereinheit 33 den Zeittaktsignalgenerator 31 mit dem asynchronen Verschlußwartemodus-Einstellsignal SWS. In einem Zustand, bei dem das interne Vollbildsynchronsignal SF0, welches eine feste Phasendifferenz gegenüber dem Vollbildsynchronsignal SF hat, welches in Fig. 7A gezeigt ist, erhalten wird, wie in Fig. 7D gezeigt ist, stoppt der Zeittaktsignalgenerator 31, der in einen Betrieb versetzt wird, um das Zeittaktsignal SX0 in einer Periode vor einem Zeitpunkt te in Fig. 7A bis 7J zu erzeugen, das Erzeugen des Zeittaktsignals SX0 nach dem Zeitpunkt te als Antwort auf das asynchrone Verschlußwartemodus-Einstellsignal SWS, und um fortlaufend das Ladungslese-Zeittaktsignal TG und das Ladungswegräum-Zeittaktsignal TS als Antwort auf die Vorderflanke des internen Vollbildasynchronsignals SF0, welches nach dem Zeitpunkt te auftritt, weiterzuleiten. Dadurch wird der Normallicht-Empfangszustand auf einen Zustand geändert, um auf den Verschlußbetrieb im Zeitpunkt te zu warten, wie in Fig. 7B gezeigt ist.
Wenn das Ladungslese-Zeittaktsignal TG und das Ladungswegräum-Zeittaktsignal TS vom Zeittaktsignalgenerator 31 weitergeleitet wird, wird das Lesegate-Ansteuersignal SG und das Ladungswegräum-Ansteuersignal SS fortlaufend vom Ansteuersignalgenerator 30 zum Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Halbleiterbildabtasteinrichtung 11 nach dem Zeitpunkt, der der vorderen Flanke des internen Vollbildsynchronsignals SF0 entspricht, welches zunächst nach dem Zeitpunkt te auftritt, geliefert. Dadurch wird im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 jeder Ladungslese-Gatebereich 18 fortlaufend als Antwort auf das Lesegate-Ansteuersignal SG geöffnet, so daß die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen 16 gespeichert ist, durch die Ladungslese-Gatebereiche 18 zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 gelesen wird, und die Ladung, die zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 gelesen wird, als Antwort auf das Ladungswegräum-Ansteuersignal SS über die vertikalen Ladungsübertragungsbereich 17 in Richtung auf den Ladungsabsorptionsbereich 26 übertragen wird, der auf dem Halbleitersubstrat 15 so vorgesehen ist, daß er gegenüber dem horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 ist, so daß ein Ladungsübertragungsbetrieb zum fortlaufenden Wegräumen der Ladung von den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 fortlaufend durchgeführt wird. Die Ladung, die von den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 durch den Ladungswegraumbetrieb weggeräumt wird, wird durch den Ladungsabsorptionsbereich 26 absorbiert. In einer Ladungswegräumperiode, in welcher der Ladwegräumbetrieb fortlaufend ausgeführt wird, wird keine Ladung in den Lichtempfangsbereichen 16, die den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 bilden, gespeichert, wie in Fig. 7 J gezeigt ist.
Unter der Bedingung, bei der der Ladwegräumbetrieb fortlaufend im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 ausgeführt wird, wird, wenn der Verschlußbetrieb in einem Zeitpunkt tf, wie in Fig. 7A bis 7J gezeigt ist, eingestellt wird, das Verschlußsignal SSH, welches in Fig. 7C gezeigt ist, über den Anschluß 36 zur Steuereinheit 33 geliefert. Die Steuereinheit 33 beliefert den Zeittaktsignalgenerator 31 mit dem Lichtempfangsperiodensignal SE, welches in Fig. 7F gezeigt ist, als Antwort auf die Vorderflanke des Verschlußsignals SSH. Der Zeittaktsignalgenerator 31 setzt die Erzeugung des internen Vollbildsynchronsignals SF0 mit der Vorderflanke des Lichtempfangsperiodensignals SE so zurück, daß das interne Vollbildsynchronsignal SF0 asynchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF versetzt wird und das Zeittaktsignal SX0 nicht mehr produziert wird, wie in Fig. 7D und 7E gezeigt ist, und um aufzuhören, daß fortlaufend das Ladungslese-Zeittaktsignal TG und das Ladungswegräum-Zeittaktsignal TS weitergeleitet wird.
Der Ansteuersignalgenerator 30 stoppt das fortlaufende Weiterleiten des Lesgate- Ansteuersignals SG und des Ladungswegräum-Ansteuersignals SS mit der Vorderflanke des Lichtempfangsperiodensignals SE, wie in Fig. 7G und 7H gezeigt ist. Dann beginnt die Lichtempfangsperiode für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper- Bildabtasteinrichtung 11, der keine Ladungswegräumperiode umfaßt, im Zeitpunkt tf, der der Vorderflanke des Lichtempfangsperiodensignals SE entspricht, wie in Fig. 7F gezeigt ist, und der Verschlußwartezustand wird auf den Normallicht-Empfangszustand geändert, wie in Fig. 7B gezeigt ist.
In der Lichtempfangsperiode wird das interne Vollbildsynchronsignal SF0, welches im Zeitpunkt tf zurückgesetzt wird, der der Vorderflanke des Lichtempfangsperiodensignals SE entspricht, um asynchron mit dem Vollbildsynchronsignal SF zu sein, erhalten, wobei jedoch das Zeittaktsignal SX0 nicht nach dem Zeitpunkt tf erhalten wird. Daher wird das Lesegate-Ansteuersignal SG nicht erhalten, und folglich werden alle Ladungslese-Gatebereiche 18 geschlossen gehalten, so daß die Ladung, die in den Lichtempfangsbreichen 16 gespeichert wurde, allmählich ansteigt, wie in Fig. 7J gezeigt ist.
Danach wird, wenn die hintere Flanke des Lichtempfangsperiodensignals SE, welches zum Zeittaktsignalgenerator 31 von der Steuereinheit 31 geliefert wird, in einem Zeitpunkt tg auftritt, wie in Fig. 7F gezeigt ist, das interne Vollbildsynchronsignal SF0 als Antwort auf die hintere Flanke des Lichtempfangsperiodensignals SE erhalten, und das Zeittaktsignal SX0 wird als Antwort auf die vordere Flanke des internen Vollbildsynchronsignals SF0, wie in Fig. 7D und 7E gezeigt ist, im Zeittaktsignalgenerator 31 erhalten. Der Zeitpunkt tf, der der hinteren Flanke des Lichtempfangsperiodensignals SE entspricht, wird durch die Steuereinheit 31 als Antwort auf die Verschlußgeschwindigkeit festgelegt, die durch das Verschlußgeschwindigkeitsbestimmungssignal SSV festgelegt wird. Der Zeittaktsignalgenerator 31 leitet das Ladungslese-Zeittaktsignal TG und das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal TT als Antwort auf das Zeittaktsignal SX0 weiter, und daher werden das Lesegate-Ansteuersignal SG und das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST, die jeweils die vordere Flanke im Zeitpunkt tb haben, die der hinteren Flanke des Lichtempfangsperiodensignals SE entsprechen, wie in Fig. 7G und 7E gezeigt ist, zum Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 vom Ansteuersignalgenerator 30 geliefert, und, die Lichtempfangsperiode wird beendet.
Dadurch werden im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 alle Ladungslese-Gatebereiche 18 als Antwort auf das Lesegate-Ansteuersignal SG geöffnet, so daß die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen 16 gespeichert ist, über die Ladungslese-Gatebereiche 18 zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 gelesen wird, wie in Fig. 7J gezeigt ist, und die Ladung, die zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 gelesen wird, als Antwort auf das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST über die vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 zu den horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23, der auf dem Halbleitersubstrat 15 vorgesehen ist, als Signalladung übertragen wird. Die Signalladung, die zum horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 übertragen wird, wird weiter als Antwort auf das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST über den horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 zum Ausgangsbereich 24 übertragen. Die Signalladung, die zum Ausgangsbereich 24 übertragen wird, wird in das Bildabtastausgangssignal IP im Ausgangsbereich 24 umgesetzt und das Bildabtast-Ausgangssignal IP wird am Ausgangsanschluß 25 hergeleitet.
Die Ladungsübertragungsperiode, in welcher der Ladungsübertragungsbetrieb der vertikalen Ladungsübertragungsbereiche 17 und der Ladungsübertragungsbetrieb des horizontalen Ladungsübertragungsbereichs 23 ausgeführt wird, endet mit der hinteren Flanke des Ladungsübertragungs-Ansteuersignals ST, welches in einem Zeitpunkt th auftritt, bei dem das interne Vollbildsynchronsignal SF0 erhalten wird und das Zeittaktsignal SX0 außerdem als Antwort auf die vordere Flanke des internen Vollbildsynchronsignals SF0 im Zeittaktsignalgenerator 31 erhalten wird, wie in Fig. 7D und 7E gezeigt ist. Dann leitet der Zeittaktsignalgenerator 31 das Ladungslese-Zeittaktsignal TG und das Ladungswegräum-Zeittaktsignal TS als Antwort auf das Zeittaktsignal SX0 weiter, und das Lesegate-Ansteuersignal SG und das Ladungswegräum-Ansteuersignal SS, welches die vordere Flanke im Zeitpunkt aufweist, der der hinteren Flanke des Ladungsübertragungs-Ansteuersignals ST entspricht, wie in Fig. 7F und 7G gezeigt ist, werden vom Ansteuersignalgenerator 30 zum Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 geliefert. Dadurch wird im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 der Ladungswegräumbetrieb durchgeführt.
Danach wird in einem Zeitpunkt t1 das Synchronisationsmodus-Empfangssignal SR vom Zeittaktsignalgenerator 31 zur Steuereinheit 33 geliefert, und dadurch fährt das interne Vollbildsynchronsignal SF0, welches im Zeittaktsignalgenerator 31 erzeugt wird damit fort, die feste Phasendifferenz gegenüber dem Vollbildsynchronsignal SF zu haben, wie in Fig. 7D gezeigt ist, und der SF-Synchronisationsmodus wird wieder aufgenommen.
In dem Fall, wo der Bildabtastbetrieb für Standbilder unter dem asynchronen Verschlußwartemodus wie oben beschrieben ausgeführt wird, wird unter der Bedingung, um auf den Verschlußbetrieb zu warten, bei dem der Ladungswegräumbetrieb fortlaufend ausgeführt wird, wenn der Verschlußbetrieb gewählt ist, der Ladungswegräumbetrieb unmittelbar beendet, und die Lichtempfangsperiode für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 beginnt unmittelbar nach dem Zeitpunkt, bei dem der Verschlußbetrieb gewählt ist, und dadurch wird ein Lichtempfangszustand, bei dem eine Ladung effektiv in den Lichtempfangsbereichen 16 gespeichert wird, die den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 bilden, erhalten. Somit wird ein schneller Lichtempfangs-Antwortbetrieb als Antwort auf das Einstellen des Verschlußbetriebs im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 ausgeführt.
Wenn das Betriebsmodus-Bestimmungssignal SM den Mehrfach-Belichtungsmodus bestimmt, beliefert die Steuereinheit 33 den Zeittaktsignalgenerator 33 mit dem Mehrfach-Belichtungsmodus-Einstellsignal SMM. Der Zeittaktsignalgenerator 31 erzeugt als Antwort auf das Mehrfach-Belichtungs-Modus-Einstellsignal SM das interne Vollbildsynchronsignal SF0, welches in Fig. 8B gezeigt ist, ähnlich dem Vollbildsynchronsignal SF, welches vom Synchronsignalgenerator 32 erhalten wird, wie in Fig. 8A gezeigt ist, und erzeugt außerdem eine vorgegebene Anzahl von beispielsweise 7 Zeittaktsignalen SX0 in jeder Einheitsperiode, welche aus aufeinanderfolgenden 3 periodischen Intervallen des internen Vollbildsynchronsignals SF0 zusammengesetzt ist, wie in Fig. 8C gezeigt ist. In jeder Einheitsperiode tritt das erste der Zeittaktsignale SX0 am Anfang dieser Einheitsperiode auf.
Der Zeittaktsignalgenerator 31 leitet außerdem in jeder Einheitsperiode das Ladungslese-Zeittaktsignal TG in dem Zeitpunkt, der der vorderen Flanke jedes Zeittaktsignals SX0 entspricht, weiter, um das Ladungsableit-Zeittaktsignal TD fortlaufend während einer Periode von der hinteren Flanke vom letzten der Zeittaktsignale SX0 zum Ende der Einheitsperiode weiterzuleiten, und um das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal TD während der letzten einen der aufeinanderfolgenden 3 periodischen Intervallen des internen Vollbildsynchronsignals SF0 weiterzuleiten.
Der Ansteuersignalgenerator 30, zu dem das Ladungslese-Zeittaktsignal TG, das Ladungsableit-Zeittaktsignal TD und Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal TT jeweils vom Zeittaktsignalgenerator 31 geliefert werden, beliefert als Antwort auf das Ladungslese-Zeittaktsignal TG den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 mit einer vorher festgelegten Anzahl von beispielsweise 7 Lesegate-Ansteuersignalen SG, wie in Fig. 8D gezeigt ist, in jeder Einheitsperiode, die aufeinanderfolgenden 3 periodischen Intervallen von dem internen Vollbildsynchronsignal SF0 entspricht, und beliefert als Antwort auf das Ladungsableit-Zeittaktsignal den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 mit einem Überlaufgate-Steuersignal SD, welches über die Periode von der hinteren Flanke von zumindest einem der Zeittaktsignale SX0 zum Ende in jeder Einheitsperiode fortfährt, wie in Fig. 8E gezeigt ist. Der Ansteuersignalgenerator 30 beliefert weiter als Antwort auf das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal TT den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 mit dem Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST, welches über zumindest eine von den fortlaufenden 3 periodischen Intervallen des internen Vollbildsynchronsignals SF0 in jeder Einheitsperiode andauert, wie in Fig. 8G gezeigt ist.
Mit den Lesegate-Ansteuersignalen SG, dem Überlauf-Gatesteuersignal SD und dem Ladungsübertragungs-Ansteuersignal SD, die von dem Ansteuersignalgenerator 30 wie oben beschrieben geliefert werden, werden separate Lichtempfangsperioden für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildäbtasteinrichtung 11 zwischen jeweils benachbarten 2 von Lesegate-Ansteuersignalen SG in jeder Einheitsperiode entsprechend aufeinanderfolgenden 3 periodischen Intervallen des internen Vollbildsynchronsignals SF0 vorgesehen. Daher wird im Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 eine Ladung, die durch den Lichtempfang erzeugt wird, in den Lichtempfangsbereichen 16 während jeder der Lichtempfangsperioden gespeichert, die in jeder Einheitsperiode vorgesehen sind, wie in Fig. 8F gezeigt ist, und die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen 16 während jeder der getrennten Lichtempfangsperioden gespeichert wird, wird über die Ladungslese-Gatebereiche zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 während der Periode gelesen, die sich an die getrennte Lichtempfangsperiode anschließt, mit dem Lesgate-Ansteuersignal SG, welches zum Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich geliefert wird.
Dann wird die Ladung, die intermittierend von den Lichtempfangsbereichen 16 über die Ladungslese-Gatebereiche 18 zu den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 in jeder Einheitsperiode entsprechend aufeinanderfolgenden 3 periodischen Intervallen des internen Vollbildsynchronsignals SF0 gelesen wird, in den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 bis zumindest einem von den 3 aufeinanderfolgenden periodischen Intervallen des internen Vollbildsynchronsignals SF0 in dieser Einheitsperiode angesammelt. Folglich werden im wesentlichen die Lichtempfangsbereiche 16, die das Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 bilden, einer Mehrfach-Belichtung in jeder Einheitsperiode entsprechend den aufeinanderfolgenden 3 periodischen Intervallen des internen Vollbildsynchronsignals SF0 unterworfen.
Im letzten der aufeinanderfolgenden 3 periodischen Intervallen des internen Vollbildsynchronsignals SF0 in jeder Einheitsperiode wird die Ladung, die in den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 angesammelt wurde, über die vertikale Ladungsübertragungsbereiche 17 zum horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 und weiter über den horizontalen Ladungsübertragungsbereich 23 zum Ausgangsbereich 24 als Signalladung mit dem Ladungsübertragungs-Ansteuersignal ST übertragen, welches zum Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 geliefert wird. Die Signalladung, die zum Ausgangsbereich 24 übertragen wird, wird in das Bildabtast-Ausgangssignal IP im Ausgangsbereich 24 umgesetzt, und das Bildabtast-Ausgangssignal IP wird zum Ausgangsanschluß 25 geführt.
In der Periode, in welcher die Ladung, die sich in den vertikalen Ladungsübertragungsbereichen 17 angesammelt hat, als Signalladung übertragen wird, wird die Ladung, die durch Lichtempfang in den Lichtempfangsbereichen 16 erzeugt wird, von dem Ableitbereich 21 über den Überlaufsteuerbereich 20 abgezogen, der mit einem Überlaufgate-Steuersignal SD geöffnet wird, welches zur Überlaufgateelektrode ED geliefert wird. Damit wird eine unnötige Ladung in den Lichtempfangsbereichen 16, die den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung 11 bilden, in, der ersten einen der getrennten Lichtempfangsperioden in jeder Einheitsperiode, welche 3 aufeinanderfolgenden periodischen Intervallen des internen Vollbildsynchronsignals SF0 entsprechen, nicht gespeichert.
In den Fall, wo der Bildabtastbetrieb für Standbilder unter dem Mehrfach-Belichtungsmodus wie oben beschrieben ausgeführt wird, wird im wesentlichen das Bildabtast-Ausgangssignal IP, welches auf der Basis der Signalladung, welche von den Lichtempfangsbereich 16 gelesen wird, die das Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsteil der Festkörper- Bildäbtasteinrichtung bilden, welches einer Mehrfach-Belichtung in jeder Periode entsprechend 3 aufeinanderfolgenden periodischen Intervallen des internen Vollbildsynchronsignals SF0 unterworfen wird, mit einem relativ einfachen Aufbau und leichten Steueroperationen erhalten.
Zusammengefaßt richten sich die Ausführungsformen der Erfindung auf eine Verbesserung eines Bildabtastgeräts, bei dem eine Festkörper-Bildabtasteinrichtung verwendet wird, die einen Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich aufweist, der u. a. mehrere Lichtempfangsbereiche, Ladungsübertragungsbereiche, Ladungslese-Gatebereiche zum Lesen einer Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen gespeichert ist, zu Ladungsübertragungsbereichen, und einen Ausgangsbereich umfaßt, und in der Lage ist, an einem Ausgangsbereich des Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereichs ein Bildabtast-Ausgangssignal als Antwort auf eine Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen erzeugt und gespeichert wurde, die den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich bilden, zu erzielen.

Claims

1. Bildabtastgerät, welches umfaßt:

eine Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11), die einen Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich aufweist, der mehrere Lichtempfangsbereiche (16) umfaßt, um eine Ladung, die durch Lichtempfang erzeugt wird, zu speichern, Ladungsübertragungsbereiche (17, 23), um die Ladung zu übertragen, Ladungslese-Gatebereiche (18), um die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen gespeichert wurde, zu den Ladungsübertragungsbereichen zu lesen, und einen Ausgangsbereich (24), um die über die Ladungsübertragungsbereiche übertragene Ladung in ein Bildabtast-Ausgangssignal (IP) umzusetzen;

eine Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung (32), um Zeilen- und Vollbildsynchronsignale (SH, SF) zu erzeugen;

eine Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31), um ein Ladungslese-Zeittaktsignal (TG) und ein Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal (TT) weiterzuleiten;

eine Ansteuersignal-Erzeugungseinrichtung (30), um ein Gateansteuersignal (SG) und ein Ladungsübertragungs-Ansteuersignal (ST) als Antwort auf das Ladungslese-Zeittaktsignal (TG) bzw. das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal (TT) zu erzeugen und um die Ladungslese-Gatebereiche und die Ladungsübertragungsbereiche mit dem Gateansteuersignal bzw. dem Ladungsübertragungs-Ansteuersignal zu beliefern; und

eine Steuerung (33), die als Antwort auf ein Lichtempfangs-Befehlssignal (SSH), welches zu ihr geliefert wird, um eine Lichtempfangsperiode für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) festzulegen;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) wahlweise entweder ein erstes oder ein zweites internes Synchronsignal (SF0) erzeugt, wobei das erste interne Synchronsignal (SF0) die gleiche Phase wie das oder eine feste Phasendifferenz gegenüber dem Vollbildsynchronsignal (SF) aufweist und das zweite interne Synchronsignal (SF0) asynchron mit dem Vollbildsynchronsignal (SF) ist, wobei die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) außerdem das Ladungslese-Zeittaktsignal (TG) und das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal (TT) jeweils synchron mit dem ersten oder zweiten internen Synchronsignal (SF0) weiterleitet und die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) außerdem ein internes Zeilensynchronsignal (SH0) erzeugt und dieses zur Steuerung (33) liefert; und

die Steuerung (33) als Antwort auf das zu ihr gelieferte Lichtempfangs-Befehlssignal (SSH) die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) veranlaßt, von der Erzeugung des ersten internen Synchronsignals (SF0) zum Erzeugen des zweiten internen Synchronsignals (SF0) zu wechseln und um das Ladungslese-Zeittaktsignal (TG) und das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal (TT) jeweils synchron mit dem zweiten internen Synchronsignal (SF0) während einer vorher festgelegten Zeitdauer (ta bis td) weiterzuleiten, so daß die Lichtempfangsperiode (ta bis tb) für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) als Antwort auf das zweite interne Synchronsignal festgelegt wird und nicht später als eine Zeilenperiode beginnt, nachdem das Lichtempfangs- Befehlssignal (SSH) geliefert wurde.

2. Bildabtastgerät nach Anspruch 1, wobei die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) ein Ladungswegräum-Zeittaktsignal (TS) synchron mit dem ersten oder zweiten internen Synchronsignal zusätzlich zum Ladungslese-Zeittaktsignal (TU) und dem Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal (TT) weiterleitet, und die Ansteuersignal-Erzeugungseinrichtung (30) die Ladungsübertragungsbereiche mit einem Ladungswegräum-Ansteuersignal (SS) bei liefert, welches als Antwort auf das Ladungswegräum-Zeittaktsignal (TS) erzeugt wird, so daß die Ladung in den Ladungsübertragungsbereichen in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) weggeräumt wird, und um dann die Ladungsübertragungsbereiche mit dem Ladungsübertragungs-Ansteuersignal (ST) zu beliefern, so daß die Ladung, die in den Ladungsübertragungsbereichen gespeichert ist, zum Ausgangsbereich (24) als Signalladung in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) übertragen wird.

3. Bildabtastgerät nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (33) zuerst bewirkt, daß die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) das Ladungslese-Zeittaktsignal (TG) und das Ladungswegräum-Zeittaktsignal (TS) jeweils synchron mit dem zweiten internen Vollbildsynchronsignal weiterleitet, so daß die Ladung in den Lichtempfangsbereichen und den Ladungsübertragungsbereichen in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) weggeräumt wird, wenn das Lichtempfangs-Befehlssignal (5514) zur Steuerung geliefert wird, und dann, um zu veranlassen, daß die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) das Ladungslese-Zeittaktsignal (TG) und das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal (TT) jeweils synchron mit dem zweiten internen Synchronsignal weiterleitet, so daß die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen gespeichert ist, über die Ladungsübertragungsbereiche zum Ausgangsbereich (24) als Signalladung in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) übertragen wird, nachdem die Lichtempfangsperiode zum Lichtempfang und der Ladungsübertragungsbereich der Festkörper-Bildabtasteinrichtung durchschritten sind.

4. Bildabtastgerät nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (33) die Zeittaktsignal- Erzeugungseinrichtung (31) in einen Lichtempfangs-Befehl-Wartezustand versetzt, um fortlaufend das Ladungslese-Zeittaktsignal (TG) und das Ladungswegräum-Zeittaktsignal (TS) nach einer Periode synchron mit dem zweiten internen Synchronsignal weiterleitet, so daß die Ladung in den Lichtempfangsbereichen und den Ladungsübertragungsbereichen fortlaufend aus der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) weggeräumt wird, um die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) zu veranlassen, das Weiterleiten des Ladungslese-Zeittaktsignal (TG) und des Ladungswegräum-Zeittaktsignals (TS) anzuhalten, so daß die Lichtempfangsperiode für den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereich der Festkörper- Bildabtasteinrichtung (11) beginnt, wenn das Lichtempfangs-Befehlssignal zur Steuerung (33) unter dem Lichtempfangs-Befehl-Wartezustand geliefert wird, und dann, um zu veranlassen, daß die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) das Ladungslese- Zeittaktsignal (TG) und das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal (TT) jeweils synchron mit dem zweiten internen Synchronsignal weiterleitet, so daß die Ladung, die in den Empfangsbereichen gespeichert ist, über die Ladungsübertragungsbereiche zum Ausgangsbereich als Signalladung in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) übertragen wird, nachdem die Lichtempfangsperiode durchschritten ist.

5. Bildabtastgerät nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (33) bewirkt, daß die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) das Ladungslese-Zeittaktsignal (TG) wiederholt in einer bestimmten Häufigkeit weiterleitet, so daß die Ladung, die in den Lichtempfangsbereichen gespeichert ist, zu den Ladungsübertragungsbereichen intermittierend mit einer vorher-festgelegten Häufigkeit gelesen wird und in den Ladungsübertragungsbereichen in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) in einer vorherfestgelegten Einheitsperiode angesammelt wird, die auf der Basis des zweiten internen Synchronsignals festgelegt wird, und dann, um zu bewirken, daß die Zeittaktsignal- Erzeugungseinrichtung (31) das Ladungsübertragungs-Zeittaktsignal weiterleitet, so daß die Ladung, die in den Ladungsübertragungsbereichen angesammelt wurde, über die Ladungsübertragungsbereiche an den Ausgangsbereich (24) als Signalladung in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) übertragen wird.

6. Bildabtastgerät nach Anspruch 5, wobei die Steuerung (33) bewirkt, daß die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) ein Ladungsableit-Zeittaktsignal (TD) weiterleitet, so daß die Ansteuersignal-Erzeugungseinrichtung (30) Überlaufsteuerbereiche (20) in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) mit einem Überlaufgate-Steuersignal (SD) beliefert, welches als Antwort auf das Ladungsableit-Zeittaktsignal (TD) erzeugt wird, und dadurch die Ladung in den Lichtempfangs- und Ladungsübertragungsbereichen über die Überlaufsteuerbereiche (20) an Ableitbereiche (21) in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung (11) abgeleitet wird, bevor die Zeittaktsignal-Erzeugungseinrichtung (31) das Ladungsübertragungs-Ansteuersignal (ST) weiterleitet, so daß die Ladung, die in den Ladungsübertragungsbereichen angesammelt wurde, zum Ausgangsbereich (24) als Signalladung in der Festkörper-Bildabtasteinrichtung übertragen wird.