FR2510852A1 - Matrice et dispositif de formation d'images en couleurs - Google Patents
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Abstract
LA MATRICE DE FORMATION D'IMAGES EN COULEURS SELON L'INVENTION COMPORTE DES ELEMENTS CAPTEURS VERTS, ROUGES ET BLEUS EN UN SEUL DISPOSITIF A COUPLAGE DE CHARGE A SEMI-CONDUCTEURS. LES CAPTEURS VERTS, ROUGES ET BLEUS SONT ALIGNES DANS UNE CONFIGURATION PREDETERMINEE EN PLUSIEURS SECTIONS DANS LES DIRECTIONS VERTICALE ET HORIZONTALE, CHAQUE SECTION COMPRENANT DEUX POSITIONS D'ELEMENTS ALIGNES VERTICALEMENT. LES ELEMENTS CAPTEURS VERTS OCCUPENT DES POSITIONS DANS UNE SECTION SUR DEUX ET LES ELEMENTS DE CAPTEURS ROUGES ET BLEUS OCCUPENT ALTERNATIVEMENT LES POSITIONS QUI RESTENT DANS LES AUTRES SECTIONS.
Description
I,a présente invention concerne un perfectionne-
ment aux tatrices de formation d'images en couleurs et un dispositif de formation d'images en couleurs destiné
par exemple à une caméra de télévision en couleurs.
Une caméra de télévision en couleurs reçoit une image d'un sujet et produit un signal d'image consistant en trois signaux de couleurs différentes, par exemple des signaux de couleur verte, rouge et bleue A cet effet,
une ilage reçue par la caméra de télévision doit tre ana-
Lysée dans trois couleurs différentes Une solution à ce
problème consiste à utiliser un ensemble optique de sépara-
teur de faisceau pour produire trois faisceaux séparés, et trois analyseurs d'imiages sont prévus dans le trajet des
faisceaupour analyser les couleurs respectives.
triais cette disposition entratne un prix de fabri-
cation élevé pour les trois analyseurs et le système opti-
que de séparation de faisceau Il en résulte également des
dimensions importantes.
Il a été ensuite proposé un système à un seul analyseur qui utilise un analysear d'images à couplage de charge avec un filtre mosaïque en couleurs associé pour coder en couleurs l'image Mais un tel dispositif à un seul analyseur pour analyser l'image en couleurs a une moindre résolution qu'un dispositif de formation d'images en noir
et blanc.
De nombreuses solutionsont été proposées pour améliorer ta réso Lution en couleurs Par exemple, le brevet des Etats Unis d'Amérique No 3 971 065 décrit une matrice de formation d'images en couleurs représentée sur la Figure la, dans laquelle des filtres verts, désignés par G, sont situés dans une position d'élément sur deux le long des directions horizontale et verticale et des filtres rouges et bleus, désignés par R et B, sont situés dans des lignes horizontales alternées entre les éléments avec un filtre
vert Lorsque cette matrice de formation dtimages en cou-
leurs est utilisée en combinaison avec un dispositif de traitement de signaux destiné à effectuer une lecture dite entrelacée, comme cela est représenté schématiquement, c'est-à-dire une lecture effectuée dans l'ordre des lignes horizontales impaires à partir de celles de plus bas numéros de ligne, puis des lignes horizontales paires à partir de celles avec le plus bas numéro de ligne, les rangées impaires consistant seulement en des échantillons rouges et verts sont lues en séquence et visualisées sur la trane d 1 image impaire, désignée par TI, suivie par une visualisation des éléments verts et bleus seuls à partir des rangées paires sur la trame paire suivante, désignée
par 'y P IL en résulte un scintillement de nuance jaune-
cyan Cette matrice de formation d'images en couleurs est également décrite dans IEEE Journal of Solid-State Circuits, volume SC-13, T O 1, Février 1978, sous le titre "Color
Imaging System Using a Single CCD Area Array".
La Figure lb représente une matrice perfection-
née de form:ation d'images en couleurs de ce genre dans la-
quelle les filtres verts, rouges et bleus sont agencés en paires dans la direction verticale et ces paires de
filtres verts, rouges et bleus sont disposées dans un alig-
nement similaire à celui représenté sur la figure la.
Autrement dit, les deux premières rangées de la Figure lb correspondent à la première rangée de la Figure la et les deux rangées suivantes de la Figure lb correspondent à la seconde rangée de la Figure la Quand cette disposition
de la Figure lb est associée avec un dispositif de traite-
ment de signaux effectuant la lecture entrelacée, les sig-
naux d'iraage du vert, du rouge et du bleu sont inclus dans
chacune des trames impaires et paires TI, TP et par consé-
quent, cette disposition n'entrafne aucun scintillement de
nuance Mais la disposition de la Figure lb présente l'in-
convénientqu'une image reproduite en utilisant la matrice de formation d'images en couleurs de la Figure lb contient
des couleurs fausses, comme cela est expliqué ci-après.
>Jorsqu' une image reçue est par exemple une bande blanche qui s'étend verticalement le long de La premnière colonne de la matrice de formation d'images de la figure lb, cette image blanche n'est pas reproduite comme une bande blanche mniais compie une bande cyan, car la première colonne
ne contient que deux types de capteur (verts et bleus) tan-
dis que trois types de capteur sont nécessaires pour repro-
duire la couleur blanche. D'une façon similaire, lorsqu'une image reçue est par exemple une bande blanche qui s'étend verticalement le long de la seconde colonne de la matrice de formation d'images en couleurs de la Figure lb, cette image blanche n'est pas reproduite comme une bande blanche mais comme une bande jaune car la seconde colonne ne contient que deux
types decapteur (verts et rouges).
Le manme inconvénient apparait avec d'autres matrice de formtation d'images en couleurs de type antérieur, con:ne celle représentée sur la figure 2, décrite dans
" 19 R 1 National Convention Record of the Institute of Tele-
vision Engineers of Japan", publié en Juillet 1981 aux pages 111 et 112 sous le titre "Interline System CCD Color
TV Camera" par Kazushige 00 I et col, et une autre repré-
sentée sur la Figure 3, décrite dans la demande de Brevet japonais no 55 16 39 71 publiée le 20 Décembre 1980 R. Dans la matrice de formation d'images en couleurs antérieure représentée sur la Figure 2, les première et seconde colonnes ne sont occupées que par des capteurs verts
et rouges et les troisième et quatrième colonnes sont occu-
pées seulement par des capteurs verts et bleus Par conse-
quent, une i nage blanche détectée par les première et se-
conde colonnes est reproduite en jaune et une image blanche
détectée par les troisième et quatrième colonnes est repro-
duite en cyan.
La matrice de formation d'images en couleurs an-
terieure représentée sur la Figure 3 comporte une bande diagonale D 131 occupée seulement par des capteurs verts et bleus et une bande diagonale D 32 occupée seulemnent par des capteurs verts et rouges Par conséquent, une image blanche
reçue par ces bandes est reproduite en jaune ou en cyan.
Ll,'invention a donc été développée en vue d'élimi-
ner pratiquement les inconvénients précités etel Le a pour ob-
jet essentiel de proposer une matrice de formation d'ima-
ges en couleurs perfectionnée qui peut reproduire les images
avec moins de couleurs fausses.
Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif de formaation d'imagesen couleurs qui utilise la
matrice perfectionnée de formation d'image en couleurs.
Pour obtenir ces résultats ainsi que d'autres,
une matrice de formation d'images en couleurs selon l'in-
vention comporte un premier type d'éléments sensibles à la lumière d'une première région du spectre, un second type d'éléments sensibles à la lumière dans une seconde région du spectre et un troisième type d'éléments sensibles à la lumière dans une troisième région du spectre Les trois
types d'éléments sont alignés dans une configuration prédé-
terminée comprenant plusieurs sections le long des direc-
tions horizontale et verticale, chaque section contenant
deux positions d'éléments alignées verticalement Les élé-
ments capteurs verts occupent des positions d'éléments dans une section sur deux à la fois le long des directions horizontale et verticale, les éléments de capteur rouge occupent 'une desdeux positions d'éléments dans les autres sections et les éléments de capteur bleu occupent l'autre des deux positions d'éléments dans l'autre section Ainsi,
lorsqu'une-image est reproduite en utilisant cette disposi-
tion, pratiquement aucune fausse couleur n'est produite.
D'autres caractéristiques et avantages de l'in-
vention seront mieux compris à la lecture de la description
qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: Les Figures la, lb, 2 et 3 sont des diagrammes représentant partiellement des matrices de formation
d'images en couleurs selon la technique antérieure.
La Figure 4 est un diagramme représentant par-
tiellement une matrice de formation d'images en couleurs selon un premier mode de réalisation de l'invention,
a Figure 5 est un schéma simplifié d'un dis-
positif de formation d'images en couleurs selon l'invention,
la Figure t est un schéma d'un circuit de commu-
tation représenté sur la Fligure j pour commander la ma-
trice de formation d'images en couleurs de la Figure 4, la Figure 7 iontre la manière d'assermbler des a Figtures '7 a et 7 b, les Figures 7 a et 7 b forment ensemble un diagramme de temps montrant la séquence des signaux de couleurs et
des impulsions apparaissant aux points essentiels du cir-
cuit de la Figure 6,
les Figures Ra, Rb et Rc sont des diagrammes simni-
laires à celui de la Figure 4 mais montrant particulièrement des modifications de ce dernier, la Figure 9 est un diagranme montrant partiellement une matrice de formation d'images en couleurs selon un second mode de réalisation de l'invention,
la Figure 10 est un schéma d'un circuit de conmmu-
tation représenté sur la Figure 5 pour commander la matrice
de formation d'images en couleurs de la Figure 9.
la Figure 11 montre la manière d'assembler les fi-
gures 11 a et 111), les Figures 11 la et 11 b forment ensemble un diagramnme de temps montrant la séquence des signaux de couleurs et
des impulsions apparaissant aux points essentiels du cir-
cuit de 'la Figure 10, La Figure 12 est un schéma qui est une modification du circuit de la Figure 10, la Figure 13 montre la manière d'assembler les Figures 13 a et 13 b,
les 1 'igures 13 a et 13 b forment ensemble un diagram-
me de temps montrant la séquence des signaux de couleurs et des impulsions apparaissant aux points essentiels du circuit de la Figure 12, la Figure 14 est un diagramme similaire à celui de la Figure 9 muais en illustrant particul ièrement une modification, et les Figures 1 ja, 15 b et 15 e sont des diagrammes similaires à celui de la Figure 9 mais montrant d'autres
modi ficati ons.
o
La Figure 4 est donc une vue partielle schéma-
tique d'une *iatrice 2 de formiation d'ir mages en couleurs se Lon un premier tmode de réalisation de l'invention, formée par une simple couche d' un substrat semi-conducteur
par exemple un substrat se:i L-conducteur en silicium.
La matrice 2 de formation dliliages en couleurs comporte un grand nombre d'éléments capteurs 2 qui sont alignés dans deux directions orthogonales (par exe ip Le horizontale
et verticale) sous la forme d'une matrice Chacun des élé-
ments capteurs est superposé sur un filtre pour trans-
mettre sélectivement des faisceaux lumineux d'une longueur d'onde particulière Plus particulièrement, les éléments capteurs 4 désignes par la référence "G" sont superposés avec un filtre transmettant sélective, :ent la lumière dans la région verte du spectre (appelé ci-après un filtre vert), les éléments capteurs Il désignés par la référence
" 11 " sont superposés avec un filtre transmettant sélective-
ment la lumière dans la région rouge du spectre (appelé
ci-après un filtre rouge) et des éléments capteurs 4 dé-
signés par la référence "B" sont superposés avec un filtre trans Lmettant sélectivement la lumière de la région bleue
spectre (appelé ci-après un filtre bleu) Les éléments cap-
teurs 4 superposées avec le filtre vert sont appelés des
éléments capteurs verts D'une fagon similaire, les élé-
ments capteurs 4 superposés avec les filtres rougeset bleus sont appelés ci-après respectivement des éléments capteurs
rougeset bleus.
Etant donné que le pouvoir de résolution de l'oeil humain est plus grand pour la couleur verte que pour les couleurs rouge et bleue, les éléments capteurs verts G sont disposés avec une plus grande densité que les autres
éléments capteurs R et} 1 $ Dans le premier mode de réalisa-
tion illustré par la Figure 4, la mriatrice 2 de formation d'images en couleurs présente une configuration en mosatque telle que sin est un nombre entier, une ( 4 n-3)èmne ligne horizontale contient une configuration répétitive d'1 éléments
capteurs verts et rouges (GIGRGR) à partir de la co -
lonne de gauche, une ( 4 n-2)ème ligne horizontale contient une configuration répétitive d'éléments capteurs verts et bleus (GI 3 BBGB) à partir de la colonne de gauche, une ( 4 n-1)ème Ligne horizontale contient une configuration répétitive d'éléments capteurs bleus et verts (e GBGDG)
à partir de la colonne de gauche et une ( 4 n)ème ligne ho-
rizonta Le contient une configuration répétitive d'éléments
capteurs rouges et verts (RG}(f(r G).
Avec cette distribution, La première colonne de La configuration en mosa Cque contient une répétition d'étélents capteurs verts, verts, bleus et rouges (GGHRGGBR
) du haut vers le bas.
Il faut noter que selon l'invention, Les deux premières Lignes horizontales contenant respectivement les configurations répétitives (GGIG}G) et (G 13 GBGB} peuvent être éliminées de manière à amener la troisième
ligne horizontale de la Figure 4 comme première ligne ho-
rizontale et ainsi de suite Dans ce cas, la première
colonne de la configuration en mosaïque contient une con-
figuration répétitive (lIi CC GIG).
Il faut également noter que selon l'invention, la première co Lonne contenant la configuration répétitive
(G Coh RGCBR) peut être éLiminéb de manière à amener la se-
conde colonne cotrae première colonne Dans ce cas, la pre-
rière ligne horizontale contient la configuration répétitive Il fl'aut noter égaiement que selon l'invention, les deux premières lignes horizontales et la premiere colonne peuvent être éliminées D'une façon générale, la matrice de formation d'images en couleurs selon l'invention peut être définie de la manière suivante Des trois types d'éléments capteurs G,Rt et B sont alignés dans une configuration prédéterminée
définissant plusieurs sections le long des directions hori-
zontale et verticale, chaque section contenant deux posi-
tions d'éléments alignées verticalement Les éléments de capteurs verts occupent des positions d'éléments dans une S section sur deux, dans les directions horizontale et verticale, les éléments capteurs rouges occupent une des deux positions d'éléments dans les autres sections et des éléments capteurs bleus occupent l'autre des deux positions d'éléments dans les autres sections.
Avec cette disposition, la miatrice de forma-
tion dlimages en couleurs selon l'invention présente une nouvelle configuration en mosaïque de base telle que deux positions d'éléments définies entre une première paire d'éléments capteurs verts alignés verticalement,
adjacents entre eux et une seconde paire d'éléments cap-
teurs verts alignés verticalement, adjacents entre eux, sont occupées par deux éléments capteurs différents
autres que des éléments capteurs verts.
Iorsqu'une image à analyser est par exemple une bande blanche qui s'étend verticalement le long de la première colonne verticale de la matrice de formation d'images en couleurs de la Figure 4, cette image blanche est reproduite comme une bande blanche car la première colonne verticale contient trois types de capteurs qui
sont nécessaires pour reproduire la couleur blanche, étroi-
temnent voisins les uns des autres La menme chose est vraie pour une image qui s'étend sur une autre colonne verticale
ou qui s'étend en diagonale Par conséquent, rune image re-
produite en utilisant la matrice 2 de formations d'images en couleurs selon l'invention contient moins de couleurs
fausses dans le cas d'une image verticale ou en diagonale.
Il faut aussi noter que la suppression des couleurs fausses pour une image qui s'étend horizontalement peut se faire d'une autre manière décritedans la demande
de Brevet Japonais NO 56-188696.
La Figure 5 est une représentation simplifiée
d'un dispositif de formation d'images en couleurs La ma-
trice 2 de formiation d'images en couleurs est reliée à une horloge È et à un registre à décalage 10 pour transmettre des informations d'images de rangées individuelles (lignes
horizontales) de la matrice vers le registre à décalage 10.
Un circuit de synchronisation S commandé par l'horloge 6 est connecté au registre à décalage 10 pour le commander
de mani re qu'il effectue une Lecture entrelacée Plus par-
ticulièreinent, par le circuit de synchronisation 8, le re-
gistre à décalage 10 produit des informations d'images alignées en série dans l'ordre des Lignes impaires et des lignes paires Par exemple, le registre à décalage 10 lit les informations d'iimages dans L'ordre de la première ligne horizontale de la troisième, de la cinquième puis de
la deuxième Ligne horizontale, de la quatrième, de la si-
xièkle Cette opération est répétée sans cesse et il est
bien évident que les informations d'images des lignes hori-
zontales d'ordre impair définissent un signal d'image de trame impaire et que les informations de lignes horizontales
d'ordre pair définissent un signal d'image de trame paire.
Sur la Figure 7 a, la premièreligne 12 a montre un alignement d'un signal dtimage en couleurs pour une trame
impaire TI et sur la Figure 7 b, la première ligne 12 a mon-
tre un alignement d'un signal drimage en couleurs pour une trame paire TP Sur les Figures 7 a et 7 b, le nombre indiqué a près chaque H désigne le numéro de ligne horizontale de
la Figure Il.
Le dispositif de formation d'image en couleurs représenté sur la figure 5 comnporte en outre un circuit
de commutation 12 qui S 4 pare la séquence de signaux en cou-
leurs sous une forme utilisable, par exemple en signaux
parallèles du vert, du rouge et du bleu Les signaux d'ima-
ges séparés sont produits aux bornes de sortie 22, 24, 26.
La Figure 6 est un schéma du circuit de commu-
tation 12 qui est conçu particulièrement pour séparer le
signal en couleurs obtenu en utilisant la matrice 2 de for-
mnation d'images en couleurs de la Figure 4 Le circuit de commutation 12 comporte un circuit à retard 18 d'une ligne horizontale connecté à l'entrée 12 a Ltentrée 12 a reçoit une série de signaux de couleurs comme le montre la première ligne 10 a des figures 7 a et 7 b et le circuit à retard 18 retarde la série de signaux de couleurs de l'entrée 1 a d'une ligne horizontale et par conséquent, il délivre des signaux de couleurs retardés d'une ligne comme le
montre la seconde ligne 18 sur les figures 7 a et 7 b.
Le circuit de commutation 12 comporte en outre quatre transistors à effet de champ 140 S 30, 32, 34, 36 et un dispositif de commutation 20 La source du transistor
t IOS 30 est connectée à l'entrée 12 a et son drain est con-
necté à la sortie 22 La source du transistor 110 S 32 est connectée à la sortie du circuit à retard 18 et son drain est connecté à la sortie 22 La source du transistor O OS 34 est connectée à l'entrée 12 a et son drain est connecté à chacune des bornes 40 et 46 La source du transistor i OS 3 o est connectée à la sortie du circuit à retard 18
et son drain est connecté à chacune des bornes 42 et 44.
Les grilles destransistors MOS 30 et 36 sont connectées au
circuit de synchronisation pour recevoir un train d'im-
pulsions Pl (Fig 7 a et 7 b) et les grilles des transistors
MOS 32 et 34 sont également connectées au circuit de syn-
chronisation 8 pour recevoir un train d'impulsions P 2 (Figures 7 a et 7 b) Les impulsions Pl et P 2 sont produites par le circuit de synchronisation 8 et ces deux impulsions
Pl et P 2 sont de phase opposée entre elles Plus particu-
lièrement, les impulsions Pl sont produites en synchronisme
avec un'signal de couleurs sur deux de sorte que les impul-
sions Pl sont présentes quand le signal de couleur verte apparatt à la borne d'entrée 12 a Les impulsions P 2 sont produites en synchronisme avec un signal de couleurs sur deux mais en relation de phase opposée avec les impulsions Pl de sorte que les impulsions P 2 sont présentes quand le signal de couleurs verte apparait à la sortie du circuit à
retard 18.
Le dispositif de commutation 20 comporte deux
contacts 20 a et 20 b qui sont connectés aux bornes 24 et 26.
Chacun des contacts 20 a et 20 b change alternativement de position en synchronisme avec le signal de ligne horizontale entre une première position dans laquelle les contacts 20 a et 20 b sont respectivement connectés aux bornes 40 et 44 commre le montre la Figure 6 et une seconde position dans
laquelle les contacts 20 a et 20 b sont respectivement con-
nectés aux bornes 42 et 46 Un condensateur de maintien
est connecté à chacune des bornes 22, 24 et 26.
Le fonctionnement du circuit de commutation 12
de la Figure 6 sera maintenant décrit.
Quand la borne d'entrée 12 a reçoit une série de signaux de couleurs de la ( 4 n-3)mre ligne (Figure 7 a, prenière ligne 12 a),le circuit à retard 1 R produit une série de signaux de couleurs (Fig 7 a, seconde ligne 18)
qui sont retardes d'une ligne horizontale Par li:npul-
sion 11, le transistor IOS 30 sépare seulement le signal
de couleur verte de la série de signaux de couleur prove-
nant de la borne d'entrée 12 a Le signal de couleur verte séparé du transistor MOS 30 apparatt à la borne de sortie 22 Entre-temps, par l'impulsion P 2, le transistor l OS 32 sépare seulement le signal de couleur verte de la série de signaux de couleur du circuit à retard 18 et le signal de couleur verte séparé du transistor MOS 32 apparatt à la borne de sortie 22 Par conséquent, la borne de sortie 22 délivre le signal de couleur verte des transistors IIOS 30
et 32, de façon entrelacée.
La série des signaux de couleurs de la ( 4 n-3)ème ligne est également appliquée au transistor IIOS 34 Par l'imnpulsion P 2, Le transistor MOS 34 sépare le signal de cou-leur rouge qui est appliqué au dispositif de commutation Etant donné que le dispositif de comitnutation se trouve dans sa première position de contact, le signal de couleur
rouge séparé du transistor MOS 34 est transmis par le con-
tact 20 a à lla borne de sortie 24 Entre-temps, le transis-
tor i OS 3) qui reçoit la série de signaux de couleurs retar-
dés d'une ligne horizontale sépare le signal de couleur bleue par l'impulsion P 1 Ce signal de couleur bleue séparé
est appliqué par le contact 20 b à la borne de sortie 26.
Ensuite, quand la borne de sortie 12 a reçoit une série de signaux de couleurs de la ( 4 n-1)ème ligne, (Fig. 7 a, première ligne 12 a) le circuit à retard 1 R délivre une série de signaux de couleurs (Fig 7 a, seconde ligne 18)
qui sont retardés d'une ligne horizontale Par les imn-
pulsions 11 et P 2, les signaux de couleur verte des tran-
sistor NOS 30 et 32 sont produits alternativement à la borne de sortie 22 d'une m Iani&re similaire à celle décrite ci-dessus. La série des signaux de couleur de la ( 4 n-1)ènime ligne est également appliquée au transistor MOS 34 Par l'iiipulsion P 2, le transistor;OS 34 sépare le signal de
couleur bleue qui est appliqué au dispositif de comim:iuta-
tion 20 Etant donné que ce dernier se trouve dans sa se-
conde position de contact, le signal de couleur bleue sé-
paré provenant du transistor MOS 34 est transmis par le
contact 20 b à la borne de sortie 26 Entre-teiimps, le tran-
sistor BOS 36 qui reçoit la série des signaux de couleurs
retardés d'une ligne horizontale, sépare le signal de cou-
leur rouge par l'impulsion P 1 Ce signal de couleur rouge séparé est transmais par le contact 20 a à la borne de sortie 24. Il faut noter que dans le circuit de commutation représenté sur la Fig;, chacun des transistors à effet de chatnp MOS 30, 32, 34 et 36 peut être remplacé par un autre élément de commutation, par exemple un transistor à effet de champ à jonction, un transistor bipolaire ou autre
circuit de commutation comme un circuit en pont à diodes.
Il faut également noter que les éléments capteurs
4 qui ont été décrits comme étant superposés avec des fil-
tres verts, rouges et bleus, peuvent être superposés avec des filtres de couleurs complémentaires Par exemple, comme le montre la Fig 8 a, les filtres rouges et bleus peuvent être remplacés par des filtres jaunes et cyans, qui sont
désignés respectivement par "Ye" et "Cy" Une autre dispo-
sition est représentée sur la Figure 9 b, dans laquelle les
filtres verts sont remplacés par des filtres blancs désig-
nés par "I" Une autre disposition encore est représentée sur la Fig Rc dans laquelle les filtres verts, rouges et bleus sont remplacés respectivement par des filtres blancs,
jaunes et cyans.
la Figure 9 est une représentation partielle sch 6 matique d'une miatrice 50 de formation d'images en
couleurs selon le second mode de réalisation de l'inven-
tion Comle dans le premier mode de réalisation, la ma- trice 50 de form:ation d'images en couleurs présente la configuration de base selon l'invention telle que deux positions d'él 6 éments, définies entre une première paire d'éléments capteurs verts alignés verticalement adjacents l'un à l'autre, et une seconde paire d'éléments capteurs verts alignés verticalement adjacents l'tun à l'autre,
sont occupées par deux éLéments capteurs différents, au-
tres qu'un éLément capteur vert.
Plus particu Liàrerient, dans Le second,node de réalisation représenté sur la Fig 9, la matrice 50 de formation d'images en couleurs présente une configuration en mosa Tque telle que, si N est un nombre entier, une ( 4 n-3)A:::e ligne horizontale contient une configuration répétitive d'éléments capteurs verts, rouges, verts et bleus (G Rm BG{GB) à partir de la colonne de gauche, une ( 4 n-2)è::le ligne horizontale contient une configuration répétitive d'éléments capteurs verts, bleus, verts et rouges (GI 3 GRGà,GR) à partir de la colonne de gauche, une ( 4 n-1)me ligne horizontale contient une configuration répétitive d'éléments capteurs rouges, verts, bleus et verts (àGB 3 I'GBG) a partir de la colonne de gauche et une
( 4 n)me ligne horizontale contient une configuration répé-
titive d'éléments capteurs bleus, verts, rouges et verts
Avec la disposition ci-dessus, la première co-
lonne de la configuration en mosaïque contient une répéti-
tjon d'élérients capteurs verts, verts, rouges et bleus
(GGIU GGU 3) de haut en bas.
Il faut noter que selon l'invention, les deux premières lignes horizontales et/ou la première colonne
verticale peuvent être éliminées dansla mesure o la con-
figuration en mosaïque contient la configuration de base
mentionnée ci-dessus.
* Lorsqu' une image à analyser est par exemple une bande blanche qui s'étend verticalement le long de la première ligne verticale de la matrice deformation d'ilaages en couleurs de la Figure 9, cette image blanche est reproduite comme une bande blanche car la première lirne verticale contient trois types des capteurs qui sont nécessaires pour obtenir la couleur blanche, très voisins les uns des autres La Inme chose est vraiepour
une image qui s'étend le long d'une autre ligne vertica-
l O le ou qui s'étend en diagonale De plus, la matrice de formation d'inmages en couleurs de la Figure 9 permet de supprimer la production de fausses couleurs mmrne si l'image s'étend horizontalement, car il y a trois types de capteurs dans clhaque ligne horizontale, très voisins les uns des autres Par conséquent, une image reproduite en utilisant la matrice de formation d'images en couleurs
selon l'invention contient moins de fausses couleurs.
La Figure 10 représente le schéma d'un circuit
de commutation 12 qui est destiné particulièrement à sé-
parer le signal en couleurs obtenu en utilisant la ma-
trice 50 de la Fig 9 Les autres parties du dispositif
de formation d'images en couleurs destiné à lire le sig-
nal sont les mêmes que celles représentées sur le schéma de la Zig j Le circuit de comisutation 12 de la Fig 10 comporte un circuit à retard 1 R d'une ligne horizontale connectée à l'entrée 12 a Cette entrée 12 a reçoit une série de signaux de couleurs comme le montre la première ligne 12 a des figures lla et 1113 et le circuit à retard 18 retarde Ia série de ces signaux de couleurs provenant de l'entrée 12 a d'une ligne horizontale et par conséquent, le circuit à retard 18 délivre des signaux de couleurs
retardés d'une ligne horizontale conm:e le montre la secon-
de ligne 18 des figures lia et llb.
Le circuit de comnputation L 2 co lporte en outre 3-5 quatre transistors à effet de ch 1 a;ip O OS 52, 54, 5) et 58 La source du transistor 52 est connectée à l'entrée 12 a et son drain est connecté à la sortie 22 La source du transistor j 4 est connectée à la sortie du circuit à retard 1 R et son drain est connecté à la sortie 22 La source du transistor 56 est connectée à l'entrée 12 a et son drain à la sortie 24 La source du transistor 5 R est
j connectée à l'entrée 12 a et son drain à la sortie 26.
Les grilles de transistors MOS 52, 54, 56 et 58 sont con-
nectées respectivement au circuit de synchronisation 8 pour recevoir un train d'impulsions P 1, P 2, P 3 et P 4 (F Iig 11 a et 11 b) tes impulsions I 1 i et P 2 sont les mrmes que les impulsions 1 '1 et 1 i'2 décrites ci-dessus en regard des figures 7 a et 7 b Les impulsions l J sont produites en synchronisme avec un signal de couleur sur trois de sorte que les impulsions 1 '3 sont présentes lorsque le signal de couleur rouge apparatt à La borne d'entrée 12 a De Ainme, les impulsions 14 sont produites en synchronisme avec un signal de couleur sur trois mais en opposition de phase avec les impulsions P 3 de sorte que les impulsions P 4 sont présentes lorsqu'un signal de couleur bleu apparait à la
borne d'entrée 12 a.
Le fonctionneiment du circuit de commutation 12
de la Fi(- 12 sera mlaintenant expliqué.
Quand la borne d'entrée 12 a reçoit une série de signaux de couleurs de la ( 4 n-3)ème ligne (Figures 11 a,
première ligne 12 a) le circuit à retard 18 produit une sé-
rie de signaux de couleurs (Fig lia, seconde ligne 18) qui sont retardés d'une ligne horizontale A la commande de l'impulsion P 1, Le transistor 52 sépare seulement le signal de couleur verte de La série des signauxde couleur de La borne d'entrée 12 a Le signal de couleur verte séparé provenant du transistor 52 est produit à la borne
de sortie 22;ntre-temnps, par l'impulsion P 2, le transis-
tor 54 sépare seulement le signal de couleur verte de la série de signaux de couleurs du circuit à retard 18 et le signal de couleur verte séparé provenant du transistor 54 apparait à la borne de sortie 22 Par conséquent, la borne de sortie 22 produit le signal de couleur verte pro venant
des transistors IMOS 52 et 54, de façon entrelacée.
La série des signauxcbde couleurs de la ( 4 n-3)ème ligne est égalemenit appliquée aux transistors MOS 56 et 58 Par l'impulsion P 3, le transistor 56 sépare le signal
de couleur rouge qui est produit à la borne 24 Entre-
temps, par l'impu Lsion P 4, le transistor 58 sépare le
signal de couleur bleue qu'est produit à la borne 26.
D'une manière similaire', les transistors NOS 52,54 séparent le signal de couleur verte, le transistor 56 sépare le signal de couleur rouge et le transistor 58
sépare le signal de couleur bleuedans les lignes suivantes.
La Figure 12 illustre une modification du circuit de com Llutation 12 de la Fig 10 Coriparativeaent au circuit 12 de la Figure 10, le circuit 12 modifié de la Figure 12 comporte en outre des transistors à effet de champ HOS 60 et '2 dont les sources sont connectées au circuit à retard 18 Le drain du transistor 60 est connecté à la borne 24
et le drain du transistor 62 est connecté à la borne 26.
l.a grilla du transistor 60 reçoit des impulsions P 5 (Fig. 13 a), et la grille du transistor 62 reçoit des impulsions
P 6 (Fig 13 a) Les impulsions P 5 sont produites en synchro-
nisine avec un signal de couleur sur trois de sorte que les impulsions P 5 sont présentes quand le signal de couleur
rouge apparaft au circuit à retard 18 De même les impul-
sions P 6 sont produites en synchronisme avec un signal de
couleur sur trois mais en opposition de phase avec les im-
pulsions P 5 de sorte que les impulsions P 6 sont présentes
lorsque le signal de couleur bleue apparait au circuit à re-
tard 1.
En fonctionnement, le transistor MOS 60 commandé par l'impulsion P 5 extrait les signaux de couleur rouge de la série des signaux de couleur provenant du circuit à retard
18 Par conséquent, la borne 24 délivre des signaux de cou-
leur rouge obtenus alternativement des transistors MOS 56 et De tli,:e, le transistor 62 commandé par l'impulsion P 6
extrait les signaux de couleur bleue de la série des sig-
naux de couleur provenant du circuit à retard 18 La borne
26 produit donc des signaux de couleur bleue provenant al-
251085 Z
ternativement des transistors l IOS 58 et 62.
f.1 faut noter que dans les circuits de commuta-
tion 12 représentés sur les figures 10 et 12, chacun des
transistors MOS 52, 54, 56, 5 R, 60 et 62 peut être rem-
placé par un autre élément de commutation tel qu'un tran-
sistor à effet de champ à jonction, un transistor bipo-
laire et autre circuit de commutation comme un circuit en
pont à diodes.
ta Figure L 4 illustre une modification de la ma-
trice <le foriaation d'images en couleurs du second mode de réalisation La matrice 50 ' représentée sur la I'ig ure 14, présente La nt-:e configuration en mosaïque que celle de la
Fi Liure 9 dans I es quatre premières lignes horizontales.
Dans Les quatre lignes horizontales suivantes, la matrice ' comiporte des éléments capteurs rouges et bleus disposés
en opposition par rapport à ceux des quatre premières lignes.
Plus particulièrement, dans le mode de réalisation modifié de la Fpig 14, la matrice 501 de formation d'images en couleurs comporte une configuration en mosaïque telle que si N est un nombre entier, une (Rn-7) ème ligne horizontale contient une configuration répétitive d'éléments capteurs verts, rouge s,verts et bleus (G Rn GIIGI) à partir de la colonne de gauche, une (Rn-6)ème ligne horizontale contient une configuration répétitive d'éléments capteurs verts, bleus, verts et rouges (GàG 1 {GG) à partir de la colonne de gauche, une (Pn-5)èrme ligne horizontale contient une configuration répétitive d'éléments capteurs rouges, verts,
bleus et verts (ii Gl;GRGIG) à partir de la colonne de gau-
che, une (Rn-4),ine ligne horizontale contient une configura-
tion répétitive d'éléments capteurs bleus, verts, rouges
et verts (JGI:G 3 GROG), une ( 8 n-3)ème ligne horizontale con-
tient une configuration répétitive d'éléments capteurs verts, bleus, verts et rouges (GGI 3 GàGR) à partir de la colonne de gauche, une (Pn-2) &miie ligne horizontale contient une configuration répétitive d'éléments capteurs verts, rouges, verts et bleus (GRIGBG Hr GB) à partir de la colonne de gauche, une (Rn-1)ème ligne horizontale contient une 1 R configuration répétitibe d'éléments capteurs, bleus, verts, rouges et verts (;o 11 o Gu G) et une (Pnème ligne horizontale contient une configuration répétitive d'éLéments capteurs, rouges, verts, bleus et verts (RGBGRGBG) à partir de la colonne de gauche. Etant donné que la matrice 50 ' de formation d'images en couleurs présente la configuration en mosaïque de base, l'image reproduite en utilisant cette matrice 50 '
contient moins de couleurs fausses.
Il faut noter que dans la matrice 50 et 50 ' de formation d'images en couleurs, les éléments capteurs 4 qui ont été décrits comme superposés sur des filtres verts, rouges et bleus peuvent être superposés sur des filtres de couleurs complémentaires Par exemple, comme le montre la
Figure 15 a, les filtres rouges et bleus peuvent ftre rempla-
cés par des filtres jaunes et cyans "Ye"et "Cy"; comme le
montre la Figure 15 b, lds filtres verts peuvent Ptre rempla-
cés par les filtres blancs "'I"; ou comme le montre la Fig.
c, les filtres verts, rouges et bleus peuvent être rempla-
cés respectivement par des filtres blancs, jaunes et cyans.
I 1 faut en outre noter que le dispositif de forma-
tion d'imrages en couleurs selon l'invention peut être con-
stitué par un dispositif de détection d'images à semi-conduc-
teurs commie une pastille MOS, une pastille CID, une pastille
CCD ou une pastille 13 BD.
Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent être apportées par l'hotmne de l'art aux modes de réalisation décrits et illustrés à titre d'exemple nullement limitatif
sans sortir du cadre de 'invention.
Claims (9)
1 Matrice de formation d'images en couleurs, caractérisée en ce qu'elle co L:porte un premier type d'éléments (G) sensiblesà la lure ère dans une première
région du spectre, un second type d'éléments (R) sensi-
ble la lumière dans une seconde région du spectre, un troisième type d'éléments (D) sensibles à la lumière
dans une troisimine région du spectre, et une configura-
tion préddterminé comprenant plusieurs sections le long des directions horizontale et vertica Le, chaque section contenant deux positions d'éléments alignées verticalement, lesdits trois types d'éléments étant alignés dans Ladite
configuration prédéterminée de manière que ledit pre-
mier type d'éléments (G) occupe des positions d'éléments
d'une section sur deux le long des directions horizontale.
et verticale, ledit second type d'éléments (R) occupant
l'une des deux positions d'éléments dans les autres sec-
tions et ledit troisième type d'éléments (u) oocupant
l'autre des deux positions d'éléments dans les autres sec-
tions. 2 Matrice selon la revendication 1, caractérisée
en ce que lesdits premier, second et troisième types d'élé-
ments sont sensibles respectivement aux lumières vertes,
rouges et bleues.
3 iatrice selon la revendication 1, caractérisée
en ce que lesdits premier, second et troisième type d'élé-
mrients sont sensibles respectivement aux lumières blanches
jaunes et cyans.
4 ilatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits premier, second et troisiièmne types d'éléments sont sensibles respectivement aux lumières vertes,
jaunes et cyans.
Mlatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits premier, second et troisième types
d'éléments sont sensibles respectivement aux lumières blan-
ches, rouges et bleues.
6 t Ilatrice de formation d'images en couleurs, ca-
ractérisée en ce qu'elle comporte un premier type d'élé-
ments (G) sensibles à la lumière dans une première région du spectre, un second type d'éléments (R) sensibles à la lumière dans une seconde région du spectre, un troisième
type d'éléments (B 13) sensiblesà la lumière dans une troi-
sième région du spectre, lesdits trois types d'éléments étant alignés horizontalement et verticalement dans une
configuration prédéterminée, sous forme d'une configura-
tion à mosaïque qui, si N est un nombre entier, une ( 4 n-3)àme ligne horizontale contient une configuration répétitive des premier et second types d'éléments à partir de la colonne de gauche, une ( 4 n-2)ème ligne horizontale
contient une configuration répétitive des premier et troi-
sième types d'éléments à partir de la colonne de gauche, une ( 4 n-1)ème Ligne horizontale contient une configuration
répétitive des troisième et premier types d'éléments à par-
tir de la colonne de gauche et une ( 4 n)ème ligne horizon-
tale contient une configuration répétitive des second et
premier types d'éléments.
7 Matrice de formation d'imagesen couleurs,
caractérisée en ce qu'elle comporte un premier type d'élé-
ments (G) sensible à la lumière dans une première région du spectre, un second type d'éléments (R) sensible à la lumière dans une seconde région du spectre, un troisième
type d'éléments ( 13) sensible à la lumière dans une troi-
sième région du spectre, lesdits trois types d'éléments étant alignés horizontalement et verticalement dans une
configuration prédéterminée, dans une configuration en mo-
sa Yque telle que si N est un nombre entier, une ( 4 n-3)ème ligne horizontale contient une configuration répétitive des premier, second, premier et troisième types d'éléments à partir de la colonne de gauche, une ( 4 n-2)ènie ligne
horizontale contient une configuration répétitive des pre-
minier, troisi:eme, premier et second types d'éléments à par-
tir de la colonne de gauche, une ( 4 n-1)ème ligne horizon-
-.ta Le contient une configuration répétitive des seo 9nd, premier, troisième et premier types d'éléments à partir de la colonne de gauche et une ( 4 n)èmine ligne horizontale
contient une configuration répétitive des troisième, pre-
mier, second et premier types d' éléments.
P latrice de formation d'images en couleurs, caractérisée en ce qu'el Le comporte un premier type d'élé- rlents (G) sensible à la lumière dans une première région du spectre, un second type d' e Léments (R) sensible à la lumière dans une seconde région du spectre, un troisième
type d'éLéilents ( 1:) sensible à la lumière dans une troi-
sir&ne région du spectre, lesdits trois types d'éléments
étant alignés horizontalement et verticalement dans une con-
figuration prèdéterr îinée, te Lle qu'une configuration en mosa-
Yque dans laquelle si N est un nombre entier, une (Sn-7)&le Ligne horizontale contient une configuration répétitive des premier, second, premier et troisième types d'éléments
à partir de la colonne de gauche, une (Rn-6)ème ligne hori-
zontale contient une configuration répétitive des premier, troisième, premier et second types d'éléments à partir de
la colonne de gauche, une (Pn-5)ème ligne horizontale con-
tient une configuration répétitive des second, premier, troisième et premier types d'éléments à partir de la colonne
de gauche, une ( 8 n-4)ème ligne horizontale contient une con-
figuration répétitive des'troisième, premier, second et premier typesd'élémnents, une (Mn-3)ème ligne horizontale contient une configuration répétitive des premier, troisième premier et seond types d'éléments à partir de la colonne de
gauche, une (Pn-2)ème ligne horizontale contient une confi-
guration répétitive des premier, second, premier et troi-
sième types d'éléments à partir de la colonne de gauche, une ( 8 n-1)ème ligne horizontale contient une configuration répétitive des troisième, premier, second et premier types
d'éléments et une (Pn)ème ligne horizontale contient une con-
figuration répétitive des second, premier, troisième et
pre: ier types d'éLéments à partir de la colonne de gauche.
9 Dispositif de formation d'images en couleurs caractérisé en ce qu'il comporte une matrice de formation d'images en couleurs conmprenant un premier type d'téléments (a) sensibles à la lumière dans une première région du spectre, un second type d'éléments (tu) sensibles à la lumière dans une seconde région du spectre, un troisième
élément (es) sensible à la lumière dans une troisième ré-
gion du spectre, et une configuration prédéterminée com-
prenant plusieurs sections le long des directions hori-
zontale et verticale, chaque section contenant deux positions d' éléments alignées verticalement, lesdits trois types d'éléments étant alignés dans ladite configuration prédéterminée de manière que les éléments du premier type occupent des positions d'éléments dans une section sur deux le long des directions horizontale et verticale, que lesdits éléments du second type occupent l'une des deux positions d'éléments d'une section qui reste et que l esdits éléments du troisième type occupent l'autre
des deux positions d'élééments des autres sections, un re-
gistre à décalage (Io) connecté à ladite matrice de fonrma-
tion d'imrages en couleurs pour décaler séquentiellement lesdits signaux de couleurs dans l'ordre des signaux de couleurs des lignes horizontales d'ordre impair à partir de celles de numéro le plus bas et ensuite les signaux de couleur des lignes horizontales d'ordre pair à partir de celle de numéro d'ordre le plus bas, et pour produire
un signal de couleur en série dans ledit ordre, et un dis-
positif séparateur ( 12) connecté audit registre à décalage pour séparer ledit signal de couleurs en série en trois signaux de couleurs en parallèle, du signal de première couleur, du signal de seconde couleur et du signal de
troisième couleur.
10 Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit dispositif séparateur ( 12) comporte un premier composant de comimutation ( 30) pour commuter un signal de couleur alterné dudit signal de couleur en série, Ledit premier composant de commutation # ('30) produisant un premier signal de couleur, un second composant de commutation ( 34) pour commuter un signal de
couleur alterné dudit signal de couleur en série, en re-
lation opposée avec ledit premier composant de commuta-
tion ( 30), ledit second composant de commutation ( 34) produisant un signal combiné des second et troisième
signaux de couleurs, un circuit à retard ( 18) pour retar-
der ledit signal de couleurs en série d'une période de ligne horizontale et pour produire un signal de couleurs en série retardé, un troisième composant de commutation ( 32) pour commuter un signal de couleur alterné dudit
signal de couleurs en série retardé, ledit troisième com-
posant de commutation ( 32) produisant un premier signal
de couleur de manière entrelacée avec ledit premier sig-
nal de couleur produit par ledit premier composant de commutation (O 30), un quatrième composant de commutation ( 36) destiné à commuter un signal de couleur alterné
dudit signal de couleurs en série retardé en relation op-
posée par rapport audit troisième composant de commutation
( 32), ledit quatrième composant de commutation ( 36-) produi-
sant un signal combiné des second et troisième signaux de couleurs, et un dispositif de commutation ( 20) comprenant des premier et second contacts ( 20 a, 20 b O) prévus de manière que chacun d'entre eux change alternativement sa position en synchronisme avec la période de ligne horizontale entre une première position dans laquelle les premier et second contacts( 20 a, 20 b) sont connectés respectivement auxdits second et quatrième composants de commutation ( 34, 36) et une seconde position dans laquelle les premier et second contacts ( 20 a, 20 b) sont connectés respectivement auxdits quatrième et second composants de commutation ( 36, 34), de manière que ledit premier contact ( 20 a) produise le second
signal de couleur et que ledit second contact ( 20 b) pro-
duise le troisième signal de couleur
11 Dispositif selon la revendication 9, carac-
térisé en ce que ledit dispositif séparateur comporte un
premier composant de commutation ( 52) pour commuter un sig-
nal de couleur alterné dudit signal de couleurs en série ledit premier composant de commutation ( 52) produis nt un
premier signal de couleur, un second composant de commuta-
tion ( 56) pour comnmuter un signal de couleur, sur trois dudit signa L de cou Leurs en série, ledit second dispositif de commutation ( 56) produisant un second signal de couleur,
un troisième composant de commutation ( 58) destiné à commu-
ter un signal de couleur: sur trois dudit signal de couleurs en série, ledit troisième composant de commutation ( 58) produisant un troisième signai de couleur, un circuit à retard ( 1 R) pour retarder ledit signal de couleurs en série d'une période de ligne horizontale et à produire un signal
de couleurs en série retardé, un quatrième composant-de coin-
mutation ( 54) pour commuter un signal de couleur alterné
dudit signal de couleurs en série retardé en relation d'op-
position avec ledit premier composant de commutation ( 52), ledit quatrième composant de commutation ( 54) produisant un premier signal de couleur de façon entrelacée avec ledit
premier signal de couleur produit par ledit premier compo-
sant de commutation ( 52).
12 Dispositif selon la revendication 11, carac-
térisé en ce qu'il comnporte un cinquième composant de com-
mutation ( 60) pour commuter un signal de couleur sur trois dudit signal de couleurs en série retardé, ledit cinquième composant de commutation ( 60) produisant un second signal de couleur de façon entrelacée avec ledit second signal de couleur produit par ledit second composant de commutation ( 56) et un sixième composant de commutation ( 62) destiné à connecter un signal de couleur sur trois dudit signal de
couleurs en série retardé, ledit sixième composant de commu-
tation ( 62) produisant un troisième signal de couleur de façon entrelacée avec ledit troisième signal de couleur produit par ledit troisième composant de commutation ( 58),
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