DE68923909T2

DE68923909T2 - Festkörperbildaufnahmegerät.

Info

Publication number: DE68923909T2
Application number: DE68923909T
Authority: DE
Inventors: Masahide C O Nhk Science A Abe; Yukio C O Intellectual Pr Endo; Nozomu C O Intellectual Harada; Yoshiki C O Nhk Science A Iino; Yoshiyuki C O Intell Matsunaga; Yasuaki C O Nhk Scienc Nishida; Hiroshi C O Nhk Science Ohtake; Shigeo C O Nhk Scien Yoshikawa
Original assignee: Toshiba Corp; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1988-06-08
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1996-01-11
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: US4996600A; JP2735223B2; EP0346102B1; EP0346102A3; JPH01309579A; DE68923909D1; EP0346102A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen zweidimensionalen Festkörperbildsensor und insbesondere auf eine Festkörperbildsensorvorrichtung, die geeignet ist, Bildsignale mit hoher Auflösung und Niederpegel-Falschbilder mittels einer kleinen Anzahl von Abtastpunkten innerhalb eines Halb- oder Teilbildes zu erzeugen.
Die Auflösung eines Festkörperbildsensors hängt im allgemeinen von der Anzahl der auf ihn integrierten Pixels ab. Für eine höhere Auflösung ist es erforderlich, daß die Anzahl der Pixels zunimmt. Jedoch führt das Anwachsen der Pixels in der Anzahl zu einer höheren Frequenz, durch welche Pixelsignale ausgelesen werden. Dies erweitert die Signalbandbreite und steigert das Rauschen. Weiterhin vermindert die Zunahme der Pixels in der Anzahl die Größe jedes Pixels und macht damit die Ladungsmenge kleiner, die das Pixel speichern kann. Die Zunahme im Rauschen und die Abnahme in der Maximalmenge der gespeicherten Ladung verringert den dynamischen Bereich der Bildsignale.
Wenn andererseits ein Objekt, das eine Raumfrequenz über einer Nyquist-Frequenz hat, durch den Festkörperbildsensor herausgegriffen wird, wird ein in einem falschen Bild, wie beispielsweise Moire resultierendes falsches Signal erzeugt, wodurch die Qualität der reproduzierten Bilder verschlechtert wird. Um das falsche Signal zu vermindern, wurden die Öffnungen der Pixels in gleicher Weise groß gemacht, indem beispielsweise ein Photoleiterfilm mit der Einfallsebene des Lichtes geschichtet wurde oder indem länglich runde Linsen verwendet wurden. Mit dieser Annäherung können jedoch Öffnungen, die größer als die Teilung der Pixels sind, nicht erhalten werden. Gemäß der in der japanischen Patentpublikation Nr. 62-40910 offenbarten Methode wird eine Kombination von zwei Pixels, die in der Vertikalladungstransferrichtung angeordnet sind, in gerade und ungerade Halbbilder geändert, und ein Summensignal der sich ergebenden beiden Pixelsignale wird als ein Videosignal ausgegeben, um so ein verschachteltes Abtasten auszuführen. Die Methode zielt hauptsächlich auf eine Verringerung von Restbildern durch Ausführen einer Signalspeicherung nicht bei Vollbildintervallen sondern bei Halbbildintervallen. Mit der Methode können vertikale falsche Signale vermindert werden; jedoch besteht ein Problem in der Erzeugung von horizontalen falschen Signalen, wie in der herkömmlichen Vorrichtung.
Ein in der früheren japanischen Patentpublikation Nr. 61-133782 offenbarter Festkörperbildsensor kann eine Auflösung realisieren, die im wesentlichen gleichwertig ist zu derjenigen, die mit einem herkömmlichen Festkörperbildsensor möglich ist, der ein Pixelarray eines quadratischen Gittermusters hat, ohne die Integration der Pixels zu steigern und mit einer verminderten Pixelauslesefrequenz. Darüber hinaus hat der Festkörperbildsensor ein Merkmal, daß, selbst wenn die Auflösung erhöht ist, der dynamische Bereich groß gemacht werden kann. Jedoch ist ein Problem mit der Vorrichtung darin zu sehen, daß die Struktur kompliziert ist, da vier Signalladungsauslesegatter für jedes Pixel erforderlich sind und die Vertikalladungstransferpfade zickzack-förmig verlaufen müssen.
Wenn, wie oben beschrieben, die Pixels in der Anzahl für eine höhere Auflösung in der herkömmlichen Vorrichtung erhöht sind, muß die Abmessung jedes Pixels klein sein. Dies führt zu einer Steigerung im Rauschen, der Verringerung in der Maximalmenge der Signalladung, die jedes Pixel speichern kann, und der Verringerung in dem dynamischen Bereich. Wenn weiterhin ein Objekt mit einer Raumfrequenz über einer Nyquist-Frequenz herausgegriffen wird, werden derart falsche Signale, die Moire in wiedergegebenen Bildern liefern, erzeugt, um so die Bildqualität zu vermindern. Andererseits entsteht, wenn eine derartige Anordnung angewandt wird, wie diese in der früheren japanischen Patentpublikation Nr. 61-133782 offenbart ist, ein Problem der komplizierten Anordnung der Vorrichtung aufgrund der gesteigerten Anzahl der Signalauslesegatter und des zickzack-förmigen Signalladungstransferpfades.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Festkörperbildsensorvorrichtung zu schaffen, die die Verringerung des dynamischen Bereiches und die Erzeugung von falschen Signalen verhindert, ohne die Vorrichtungsstruktur zu komplizieren, und die damit eine hohe Auflösung und einen einfachen Aufbau aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Festkörperbildsensorvorrichtung vorgesehen, bei der Signale von horizontalen Pixels zusammenaddiert werden und bei der eine Kombination von Pixels, die zu addieren sind, jedes Halbbild geändert wird.
Somit liefert ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Festkörperbildsensorvorrichtung mit:
einem Bildsensor einschließlich einer großen Anzahl von Lichtempfangselementen, die in einer Matrixform angeordnet sind und Spalten-Lichtempfangselemente umfassen,
einer Vielzahl von ersten Ladungstransfereinrichtungen, die mit den Spalten-Lichtempfangselementen gekoppelt sind, um in einer Spaltenrichtung dadurch erfaßte Signalladungen zu übertragen und
einer zweiten Ladungstransfereinrichtung, um in einer Zeilenrichtung Signalladungen zu übertragen, die von der Vielzahl von ersten Ladungstransfereinrichtungen übertragen sind, wobei die Vorrichtung weiterhin aufweist:
eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern des Bildsensors in vier Halbbildern, um ein Bildsignal für ein Vollbild zu bilden, wobei die Ansteuereinrichtung die Lichtempfangselemente abtastet, während jeder Satz von vier Lichtempfangselementen, die in zwei Reihen und zwei Spalten angeordnet und benachbart sind, in wenigstens einer der Spalten- und Zeilenrichtungen um wenigstens eine Teilung der Lichtempfangselemente von denjenigen von anderen Halbbildern verschoben wird, und
eine Addiereinrichtung zum Aufaddieren von Signalladungen, die für jede vier Lichtempfangselemente eines Satzes erfaßt und in zwei Zeilen und Spalten angeordnet sind, um eine Vielzahl addierter Signalladungen zu liefern, wobei jede addierte Ladung einem Antastpunkt in jeder Linie der vier Halbbilder entspricht, jede der addierten Signalladungen einer Ladung entspricht, die dem Abtastpunkt zugeordnet ist, der in dem entsprechenden Halbbild an einem zentralen Punkt und der Positionen der vier Lichtempfangselemente gelegen ist.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine Festkörperbildsensorvorrichtung mit:
einer großen Anzahl von Lichtempfangselementen, die in einer Matrixform angeordnet sind und Spalten-Lichtempfangselemente umfassen,
einer Vielzahl von ersten Ladungstransfereinrichtungen, die mit den Spalten-Lichtempfangselementen gekoppelt sind, um in einer Spaltenrichtung dadurch erfaßte Signalladungen zu übertragen, und
einer zweiten Ladungstransfereinrichtung, um in einer Zeilenrichtung Signalladungen zu übertragen, die von der Vielzahl der ersten Ladungstransfereinrichtungen übertragen sind,
wobei die Vorrichtung außerdem aufweist:
eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern des Bildsensors in zwei Halbbildern, um ein Bildsignal eines Vollbildes zu bilden, wobei die Ansteuereinrichtung die Lichtempfangselemente abtastet, während jeder Satz von vier Lichtempfangselementen, die in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet und benachbart sind, in wenigstens einer der Spalten- und Zeilenrichtungen um wenigstens eine Teilung der Lichtempfangselemente von denjenigen anderer Halbbilder verschoben wird,
eine Addiereinrichtung zum Aufaddieren der durch jede vier Lichtempfangselemente des Satzes, die in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet sind, erfaßten Signalladungen, um eine Vielzahl von addierten Signalladungen zu liefern, wobei jede addierte Signalladung einem Abtastpunkt in jeder Linie der zwei Halbbilder entspricht, jede der addierten Signalladungen einer Ladung entspricht, die dem Abtastpunkt zugeordnet ist, der in dem entsprechenden Halbbild an einem zentralen Punkt unter den Positionen der vier Lichtempfangselemente gelegen ist, und
eine Halbbildschalteinrichtung, um in die Addiereinrichtung Signalladungen einzuführen, die von dem Satz von vier Lichtempfangselementen erhalten sind, die um wenigstens ein Lichtempfangselement in abwechselnde Halbbilder verschoben sind.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert ein Verfahren zum Ansteuern einer Festkörperbildsensorvorrichtung mit einer großen Anzahl von Lichtempfangselementen, die in einer Matrixform angeordnet sind und Spalten-Lichtempfangselemente umfassen, einer Vielzahl von ersten Ladungstransfereinrichtungen zum Übertragen von dadurch erfaßten Signalladungen in einer Spaltenrichtung und einer zweiten Ladungstransfereinrichtung zum Übertragen von Signalladungen, die von der Vielzahl von ersten Ladungstransfereinrichtungen übertragen sind, in einer Zeilenrichtung,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Abtasten der Bildsensorvorrichtung in vier Halbbildern, um ein Bildsignal eines Vollbildes zu bilden, während jede vier Sätze von Lichtempfangselementen, die in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet und benachbart sind, in wenigstens einer der Spalten- und Zeilenrichtungen um wenigstens eine Teilung der Lichtempfangselemente von denjenigen von anderen Halbbildern verschoben werden, und
Aufaddieren von Signalladungen, die durch jede vier Lichtempfangselemente des Satzes erfaßt und in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet sind, um eine Vielzahl von addierten Signalladungen zu liefern, wobei jede addierte Ladung einem Abtastpunkt in jeder Linie von jedem der vier Halbbilder entspricht, jede der addierten Signalladungen einer Ladung entspricht, die dem Abtastpunkt zugeordnet ist, der in dem entsprechenden Halbbild an einem zentralen Punkt unter den Positionen der vier Lichtempfangselemente gelegen ist.
Vertikale Verschachtelungsabtaster mit einem etwas analogen Abtastmechanismus, obwohl in Struktur und Funktion vollkommen verschieden, sind in US-A-3 932 775 und US-A-4 686 573 offenbart.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Signalladungen einer Vielzahl von Pixels (beispielsweise vier Pixels in einem 2 x 2 Array) aufaddiert werden, und die Kombination der zu addierenden Pixels kann unabhängig von einer einfachen Struktur, in welcher ein Signalauslesegatter mit einem Pixel kombiniert ist (ein Lichtempfangselement und ein Ladungsspeicherabschnitt) für jedes Halbbild verändert werden. Alle Signalladungen können innerhalb eines Halbbildes ausgelesen werden. Daher kann eine ausreichend große Signalladung mit wenig Rauschen erhalten werden, der dynamische Bereich kann gesteigert werden, und es können wiedergegebene Bilder hoher Qualität mit reduzierten Restbildern gewonnen werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann der zweite Signaltransferpfad aus einem Horizontal-Transferpfad mit Stufen gebildet werden, deren Anzahl wenigstens die Hälfte der Anzahl der horizontalen Pixels beträgt. Die Frequenz zum Ansteuern der horizontalen Transferelektroden kann auf wenigstens die Hälfte vermindert werden. Dies senkt die Signalbandbreite und damit das Rauschen. Somit kann der dynamische Bereich gesteigert werden, und es können Bilder hoher Auflösung gewonnen werden. Weiterhin können dank der Addition von horizontalen und vertikalen Pixels die Pixel eine Apertur oder Öffnung größer als die Teilung der Pixels haben. Somit können reproduzierte Bilder mit verringerten falschen Signalen und verbesserter Auflösung und Empfindlichkeit mittels einer kleineren Anzahl von Pixels gewonnen werden. Da das vertikale CCD-Register einfacher als beim Stand der Technik gemacht werden kann, kann eine Festkörperbildsensorvorrichtung mit mehr Pixels realisiert werden.
Die Erfindung kann vollständiger aus der anschließenden Detailbeschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
Fig. 1 ein Diagramm ist, das beispielhaft eine Anordnung von Pixels und Kombinationen von vier Pixels zur Addition in einer Festkörperbildsensorvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 ein schematisches Diagramm der Festkörperbildsensorvorrichtung ist,
Fig. 3 eine Anordnung eines Hauptteiles der Festkörperbildsensorvorrichtung von Fig. 2 zeigt,
Fig. 4 und 5 Zeitsteuerdiagramme von Signalen zum Ansteuern der Festkörperbildsensorvorrichtung sind,
Fig. 6A bis 8B Diagramme zum Erläutern der Übertragung und Addition von Signalladungen sind,
Fig. 9 ein Diagramm ist, das eine Anordnung eines Hauptteiles einer Festkörperbildsensorvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 10 ein Zeitdiagramm ist, das beispielhaft den Betrieb der Festkörperbildsensorvorrichtung von Fig. 9 zeigt,
Fig. 11A bis 11E Diagramme sind, die beispielhaft für die Addition von Signalladungen sind,
Fig. 12 ein Diagramm ist, das eine Anordnung eines Hauptteiles der Festkörperbildsensorvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 13 und 14 Diagramme sind, die beispielhaft eine Anordnung von Pixels und Kombinationen von vier Pixels für eine Addition in der Festkörperbildsensorvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen,
Fig. 15 ein schematisches Diagramm eines Fernsehbildaufnahmegerätes ist, das die Festkörperbildsensorvorrichtung von Fig. 2 verwendet,
Fig. 16 ein schematisches Diagramm eines Fernsehbildaufnahmegerätes ist, das die Festkörperbildsensorvorrichtung von Fig. 9 verwendet, und
Fig. 17 ein schematisches Diagramm eines Fernsehbildaufnahmegerätes ist, das die Festkörperbildsensorvorrichtung von Fig. 12 verwendet.
In der Fig. 1 sind Pixels (P1-1, P1-2, ..., P1-N, P2-1, P2-2, ..., P2-N, P3-1, P3-2, ..., P3-N, ..., PM-1, PM-2, ..., PM-N) vertikal und horizontal (in Zeilen und Spalten) angeordnet und Signalladungen, die von diesen Pixels erhalten sind, werden für alle Sätze von vier benachbarten Pixels aufaddiert, die in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet sind, wobei deren Abtastpunkte durch o (SA1-1, SA1-2, ..., SA2-1, ...) für ein erstes Halbbild und durch (SB1-1, SB1-2, ..., SB2-1, ...) für ein zweites Halbbild angezeigt sind. Abtastlinien auf einem wiedergegebenen Bild sind durch N, N+1, N+2, ... in dem ersten Halbbild und durch N', N+1' in dem zweiten Halbbild angezeigt.
Die Sequenz einer Rekombination von Pixels zur Addition von Signalladungen wird im folgenden erläutert. Es wird hier ein Fall beschrieben, bei dem vier Pixels zusammenaddiert werden. In dem Fernsehsystem, in welchem ein Vollbild aus dem ersten und zweiten Halbbild erzeugt wird, sind Pixelabtastpunkte entsprechend der N-ten Abtastzeile in dem ersten Halbbild gegeben durch SA1-1, SA1-2, .... Für einen Abtastpunkt SA1-1 werden die Signalladungen von Pixels P1-1, P1-2, P2-1 und P2-2 für eine Addition erfaßt. Um den nächsten Abtastpunkt SA1-2 zu detektieren, werden die Signalladungen der Pixels P1-3, P1-4, P2-3 und P2-4 zusammenaddiert. Die Pixelabtastpunkte SA2-1, SA2-2 entsprechend der (N+1)-ten Abtastlinie werden jeweils in gleicher Weise detektiert durch Addieren der Signalladungen von Pixels P3-1, P3-2, P4-1 und P4-2 und durch Addieren der Signalladungen von Pixels P3-3, P3-4, P4-3 und P4-4. Diese Operation wird für alle Abtastlinien durchgeführt. Die Pixelabtastpunkte SB1-1, SB1-2 entsprechend der N'-ten Abtastlinie in dem zweiten Halbbild werden jeweils detektiert durch Addieren der Signalladungen von Pixels P2- 2, P2-3, P3-2 und P3-3 und durch Addieren der Signalladungen von Pixels P2-4, P2-5, P3-4 und P3-5. Es sei hier darauf hingewiesen, daß in den ersten und zweiten Halbbildern die vier Pixels zusammenaddiert und um ein Pixel horizontal und vertikal verschoben sind. Als ein Ergebnis liegen die Abtastpunkte in den jeweiligen Halbbildern, wie dies durch Symbole o und angezeigt ist.
Die obige Operation wird für jede der Abtastlinien durchgeführt, so daß Effekte resultieren, in welchen Öffnungen oder Aperturen, die aus Pixels gebildet und größer als die Teilung der Pixels sind, erhalten werden, wobei die Öffnungen zwischen den ersten und zweiten Halbbildern überlappen. Dies vermindert die falschen Signale, die in wiedergegebenen Bildern ein Moire erzeugen. Da die Abtastpunkte in den ersten und zweiten Halbbildern um 180 Grad in der Phase verschoben sind, ist eine Auflösung von angezeigten Bildern so hoch, daß sie im wesentlichen von der Anzahl der horizontalen Pixels abhängt. Da Signalladungen von allen Pixels innerhalb eines Halbbildes ausgelesen werden, können reproduzierte Bilder mit kleinen Restbildern erhalten werden. Da weiterhin vier Pixels für ein Auslesen aufaddiert werden, resultiert eine Signalladung, die das Doppelte der Ladung beträgt, die durch Addieren von zwei vertikalen Pixels erhalten ist. Somit wird der Einfluß von Rauschen, der in einen Ausgangsabschnitt der Vorrichtung eintritt, klein, und der Rauschabstand ist verbessert. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der Horizontaltransferelektroden die Hälfte von derjenigen von herkömmlichen Vorrichtungen sein. Darüber hinaus kann die Horizontal-Transferfrequenz ebenfalls halbiert werden. Obwohl die Horizontalteilung der Pixels gewöhnlicherweise von der Konfiguration der Horizontaltransferelektroden abhängt, hängt sie bei der vorliegenden Erfindung nicht von den Horizontaltransferelektroden ab. Daher wird die Herstellung der Festkörperbildsensorvorrichtung einfach, und es wird eine Bildaufnahmevorrichtung einer höheren Auflösung ausführbar.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Festkörperbildsensorvorrichtung zum Ausführen der in Fig. 1 dargestellten Operation beschrieben. Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Festkörperbildsensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und Fig. 3 zeigt eine Anordnung von Elektroden, die geeignet ist, um Signalladungen zu addieren.
In Fig. 2 umfaßt die Festkörperbildsensorvorrichtung Pixels (P1-1, P1-2, , PM-N) 10, vertikale CCD-Register (erste Signaltransferpfade) 20 (201-20N), Addiererelektroden 30, ein horizontales CCD-Register (zweiter Signalpfad) 40, einen Ausgangsverstärker 50 und einen Ausgangsanschluß 60. Jedes der vertikalen CCD-Register 20 ist ein Register, das durch Vierphasen-Taktsignale (φV1, φV2, φV3, φV4) angesteuert ist, während das horizontal CCD-Register durch Zweiphasentakte (φH2, φH2) angesteuert ist. Als Addiererelektroden 30 wird Verwendung gemacht von ersten und zweiten Addiererelektroden 31 und 32 und Teilelektroden der vertikalen CCD-Register 20 (in dem vorliegenden Fall Elektroden, die mit Takten φV1, φV2 gespeist sind). In Fig. 3 zeigen Strichlinien Signalladungentransferpfade.
Signalladungen sind von Pixels 10 über Feldschiebegatter 21 ausgelesen, die mit denjenigen Transferelektroden der vertikalen CCD-Register 20 kombiniert sind, die mit den Takten φV1, φV3 gespeist sind. Die Addition von Signalen von Pixels, die vertikal angeordnet sind, wird durch das Zeitsteuer-Vertikal-CCD-Register 20 durchgeführt. Die Addition von horizontal angeordneten Pixels, die wesentlich für die Erfindung sind, wird mittels der Addiererelektroden 30 durchgeführt. Um beispielsweise Signalladungen von vertikalen CCD-Registern 201 und 202 zu addieren, wird das Addierergatter 31 geschlossen, und das Addierergatter 32 wird geöffnet. Als ein Ergebnis werden eine Signalladung QC1 vom Register 201 und eine Signalladung QC2 vom Register 202 an einem Punkt a addiert, wie dies dargestellt ist. Um Signalladungen von vertikalen CCD-Registern 202 und 203 zu addieren, wird das Addierergatter 32 geschlossen, während das Addierergatter 31 geöffnet ist. Die Addition der Signalladung QC2 vom Register 202 und der Signalladung QC3 vom Register 203 wird an einem Punkt b durchgeführt, wie dies dargestellt ist.
Die obigen Operationen werden insbesondere anhand der Fig. 4 bis 8B beschrieben. Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm der Operationen in dem ersten Halbbild, während Fig. 5 ein Zeitdiagramm der Operationen in dem zweiten Halbbild darstellt. Die Fig. 6A und 6B zeigen die Addition der vertikalen Pixels, während die Fig. 7A, 7B, 8A und 8B die Addition der horizontalen Pixels darstellen. In den Fig. 4 und 5 stellen V1 bis V7 vorbestimmte Spannungen dar, die an Elektroden liegen. FS bedeutet ein Halbbildschiebeintervall, während welchem eine Signalladung eines Pixels ausgelesen wird. AD bedeutet ein Intervall, während dem vertikale Pixels addiert werden. LS1-1, LS1-2, LS2-1 und LS2-2 bedeuten Linienschiebeintervalle, während denen Signalladungen vertikal übertragen werden. RO1-1, RO1-2, RO2-1 und RO2-2 bedeuten Ausleseoperationen eines horizontalen CCD-Registers 40.
Fig. 6A zeigt einen Betriebszustand der Vorrichtung in dem ersten Halbbild, in welchem Zeitsteuerimpulse von Fig. 4 an entsprechenden Elektroden liegen. Symbole o bedeuten Stellen von Signalladungen. Eine Halbbildschiebespannung V1 wird zuerst an Elektroden φV1, φV3 gelegt, so daß Signalladungen von zwei vertikalen Pixels entsprechend diesen Elektroden ausgelesen werden. Die Ladungen von den zwei vertikalen Pixels werden während des Intervalles AD zusammenaddiert. Die sich ergebenden Ladungen o werden bis zu in Fig. 7a gezeigten Stellen durch die Linienschiebeoperation übertragen. In Fig. 7A wird ein Addierergatter 31 geschlossen, und ein Addierergatter 32 wird geöffnet, so daß die durch das vertikale CCD-Register 201 übertragene Signalladung und die durch das vertikale CCD-Register 202 übertragene Signalladung zusammenaddiert werden. Nachdem Signalladungen von zwei horizontalen Pixels zusammenaddiert sind, wird die sich ergebende Ladung zum horizontalen CCD-Register 40 übertragen und dann nach außen ausgelesen.
In dem zweiten Halbbild werden die in Fig. 5 gezeigten Zeitsteuerimpulse an entsprechende Elektroden gelegt, und Signalladungen sind durch in Fig. 6B wiedergegeben. In diesem Fall wird die Kombination von zwei zu addierenden Pixels vertikal um ein Pixel von derjenigen in dem ersten Halbbild verschoben. Wie in Fig. 8A gezeigt ist, wird das Addierergatter 32 geschlossen, während das Addierergatter 31 geöffnet ist. Als ein Ergebnis werden durch die vertikalen CCD-Register 202 und 203 übertragenen Signalladungen zusammenaddiert. Diese Addition wird mit einem Pixel durchgeführt, das horizontal von dem ersten Halbbild verschoben ist.
Wenn die obigen Operationen für alle Pixels durchgeführt sind, werden vier Pixels addiert, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, und an Abtastpunkten erhaltene Signale können wiedergegeben werden.
Gemäß dem oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel ermöglicht ein einfaches Kombinieren eines Halbbildschiebegatters mit einem Pixel Signalladungen von vier Pixels, die vertikal und horizontal zum Addieren angeordnet sind, und darüber hinaus die Kombination von vier Pixels zur Addition, die für jedes Halbbild zu ändern sind. Daher können ausreichend große Signalladungen mit wenig Rauschen erhalten werden, was zu einem erhöhten dynamischen Bereich, einer verbesserten Auflösung und einem verringerten Moire führt. Weiterhin können vertikale CCD-Register linear gemacht werden, und die Addition von Pixels kann unter Verwendung von Signalübertragungspfaden ausgeführt werden, die in einer einfachen Gestalt gebildet sind. Dies liefert eine Festkörperbildsensorvorrichtung mit mehr Pixels. Im Gegensatz zu der herkömmlichen Vorrichtung kann die Anzahl von Horizontaltransferstufen für die gleiche Auflösung halbiert sein. Die Horizontaltransferfrequenz kann ebenfalls halbiert sein. Somit kann die Signalbandbreite verringert werden und Rauschen ist entsprechend verringert, was zu einem großen dynamischen Bereich führt. Weiterhin liegt ein Vorteil vor, daß Hochqualitätsbilder, die in Restbildern verringert sind, erhalten werden können, da alle Pixels Signalladungen speichern und diese für jedes Halbbild ausgelesen werden.
Im folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Funktion der Addierelektroden in dem ersten Ausführungsbeispiel durch ein Verfahren des Ansteuerns des horizontalen CCD-Registers ausgeführt. Fig. 9 zeigt einen Hauptteil des Ausführungsbeispiels. Fig. 10 ist ein Zeitsteuerdiagramm der Transferimpulse φH1 und φH2, die an Transferelektroden des horizontalen CCD-Registers 40 liegen. Die Fig. 11A bis 11E zeigen die Übertragung der Ladung durch das horizontale CCD- Register. Dieses Ausführungsbeispiel ist derart angeordnet, daß eine Signalladung von den vertikalen CCD- Registern 20 zu den Transferelektroden des horizontalen CCD-Registers 40 übertragen wird, die mit Impulsen φH1 und φH2 gespeist sind. Die Fläche in dem Register, die durch Strichlinien angezeigt ist, stellt einen Signaltransferpfad dar. φV1, φV2 und φV3 bedeuten Impulse, die an den Transferelektroden des vertikalen CCD-Registers 20 liegen, während φH1, φH2 Impulse sind, die an den Transferelektroden des horizontalen CCD-Registers 40 liegen. Q1 bis Q5 bedeuten Signalladungen, die von den vertikalen CCD-Registern 20 übertragen sind, wobei jede von diesen auf der Addition von Signalladungen von zwei vertikalen Pixels beruht.
Pixels Q1 bis Q5, die von den vertikalen CCD-Registern 201 bis 205 zu dem horizontalen CCD-Register 40 übertragen sind, werden während eines Horizontalaustastintervalles addiert, wie dies in dem Zeitdiagramm von Fig. 10 gezeigt ist. Zu einer Zeit t1 in dem ersten Halbbild werden Signalladungen von vertikalen Pixels horizontal und unabhängig übertragen. An diesem Punkt sind φH1 und φH2 beide auf einem H-Pegel, und der Zustand der Ladung im Register 40 ist in Fig. 11B dargestellt. Zu einer Zeit t2 geht φH2 auf einen L-Pegel, während φH1 auf einem H-Pegel verbleibt. Als ein Ergebnis werden zwei Signalladungen zusammenaddiert, wie Q1+Q2, Q3+Q4, ..., wie dies in Fig. 11C gezeigt ist. Im nächsten Halbbild gehen die Impulse φH1 und φH2 auf einen H-Pegel, wie in dem Fall mit dem ersten Halbbild, mit dem Ergebnis, daß Signalladungen von den vertikalen CCD-Registern horizontal übertragen werden. Der Zustand der Signalladungen an diesem Punkt ist dergleichen wie derjenige von Fig. 11B, wie dies in Fig. 11D gezeigt ist. Der Impuls φH2 geht auf einen L-Pegel, während der Impuls φH2 auf einen H-Pegel entgegengesetzt zu dem ersten Halbbild bleibt. Als ein Ergebnis werden zwei Signalladungen addiert gemäß Q2+Q3, Q4+Q5, .., wie dies in Fig. 11E gezeigt ist, wobei ein Pixel horizontal von dem Fall des ersten Halbbildes verschoben ist.
Als ein Ergebnis der obigen Operationen werden Pixels, die jeweils auf einer Addition von zwei vertikalen Pixels beruhen, horizontal in Einheiten von zwei Pixels addiert. Das heißt, Pixels eines Zwei-mal-Zwei-Arrays werden zusammenaddiert, um ein Pixel mit dem Ergebnis zu bilden, daß die in Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Abtastpunkte erhalten werden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht daher kein Bedarf für das besondere Vorsehen der Addiererelektroden, die gestaltet sind, um Signalladungen horizontal zu addieren, um so den Aufbau der Vorrichtung zu vereinfachen. Es braucht nicht betont zu werden, daß das vorliegende Ausführungsbeispiel die gleichen Vorteile wie das vorangehende Ausführungsbeispiel erzielen kann.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben. In Fig. 12 werden Ladungsspeicherabschnitte 70, die gestaltet sind, um Signalladungen mittels Zwischenzeilen-Transfer-Struktur-CCDS zu speichern, in der optisch empfindlichen Abbildungsfläche gebildet, und eine Vollbild-Zwischenzeilen-Transfertyp-CCD mit einem horizontalen CCD-Register hat die Vorrichtungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Struktur ist dadurch gekennzeichnet, daß Addiererelektroden 30 zwischen Vertikal-CCD-Registern 20 und Ladungsspeicherabschnitten 70 vorgesehen sind. Dank dieser Struktur kann die Anzahl von Transferstufen im Ladungsspeicherabschnitt 70 und Horizontal-CCD-Register halbiert werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Addition von Signalladungen in der gleichen Weise wie im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 durchgeführt. Das heißt, Signalladungen werden zusammen in Einheiten von zwei Pixels in jedem der Vertikal- CCD-Register 20 addiert, und die sich ergebenden Ladungen vom Register 20 werden horizontal zusammen in Einheiten von zwei Pixels durch Schaltgatter addiert. Vier Pixels einer 2 (Vertikal) x 2 (Horizontal)-Array werden addiert, und die sich ergebende Ladung wird zu dem Speicherabschnitt 70 übertragen.
Die vorliegende Erfindung braucht nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele eingeschränkt zu sein. Beispielsweise ist die Kombination der zu addierenden Pixels nicht auf diejenige begrenzt, die in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben ist. Obwohl in Fig. 1 ein Beispiel dargestellt ist, bei dem zwei erste und zweite Halbbilder ein Vollbild eines Bildes bilden, kann die vorliegende Erfindung auf einen Fall angewandt werden, in welchem vier erste, zweite, dritte und vierte Halbbilder ein Vollbild bilden, wie dies in den Fig. 13 und 14 gezeigt ist. Wenn ein Vollbild aus vier Halbbildern gebildet wird, kann das Moire weiter vermindert werden, und die Anzahl von wirksamen Abtastpunkten nimmt zu. Dies bietet eine weitere Verbesserung in der Auflösung. In den Fig. 13 und 14 bezeichnen Pfeile Kombinationen von zu addierenden Pixels. Ein Symbol o stellt Abtastpunkte in dem ersten Halbbild dar, ein Symbol stellt Abtastpunkte in dem zweiten Halbbild dar, ein Symbol Δ stellt Abtastpunkte in dem dritten Halbbild dar, und ein Symbol stellt Abtastpunkte in dem vierten Halbbild dar. Derartige Abtastpunkte können in der gleichen Weise erhalten werden, wie dies im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 12 beschrieben ist.
Obwohl eine Zwischenzeilen-Ladungstransfer-CCD in den obigen Ausführungsbeispielen verwendet wurde, kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Vollbild-Speicher- Ladungstransfer-CCD, eine MOS-Festkörper-Bildsensorvorrichtung, eine Zeilenadreß-Festkörper-Bildsensorvorrichtung oder dergleichen angewandt werden. Um die Erfindung anzuwenden, ist es lediglich erforderlich, daß Signalladungen aus allen Pixels innerhalb eines Halbbildes ausgelesen werden. In dem Fall der MOS-Festkörper-Bildsensorvorrichtung werden die ersten und zweiten Signalpfade als Signalleitungen verwendet, und MOS-Gatter werden zwischen die Signalleitungen und Lichtempfangselemente gesetzt. Durch Steuern des zeitlichen Taktes des Ein- und Ausschaltens der MOS-Gatter ist es möglich, den gleichen Additionsprozeß wie in den obigen Ausführungsbeispielen durchzuführen. Die vorliegende Erfindung kann auch auf eine Festkörper-Bildsensorvorrichtung einer Zweischichtstruktur angewandt werden, welche einen photoelektrischen Umsetzungsfilm aus beispielsweise amorphem Silizium als eine Lichtempfangsoberfläche verwendet. In diesem Fall kann die Apertur oder Öffnung der Vorrichtung selbst groß gemacht werden. Somit wird das Moire weiter vermindert und die Empfindlichkeit wird verbessert, was zu einer merklichen Verbesserung in der Bildqualität führt. Die vorliegende Erfindung kann auf zahlreiche Weise abgewandelt werden, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung, wie diese oben beschrieben ist, die Addiererelektroden zwischen den ersten Signalpfaden und den zweiten Signalpfaden angeordnet sind, kann die Addition der Signalladungen von horizontalen Pixels durchgeführt werden, und die Kombination der zu addierenden Pixels kann in jedem Halbbild geändert werden, unabhängig von einem einfachen Aufbau, in welchem ein Signalauslesegatter mit einem Pixel verwendet wird. Daher kann die Verringerung im dynamischen Bereich mit einer Zunahme in der Anzahl von Pixels und die Erzeugung von falschen Signalen, die das Moire erzeugen, verhindert werden, ohne Veranlassung zu einer Komplizierung in der Vorrichtungsstruktur zu geben. Es ist somit möglich, eine Festkörper-Bildsensorvorrichtung mit hoher Auflösung und einfachem Aufbau zu realisieren.
Im folgenden werden Aufnahmevorrichtungen erläutert, die mit den obigen Festkörper-Bildsensorvorrichtungen ausgestattet sind.
Fig. 15 zeigt eine schematische Anordnung einer Aufnahmevorrichtung, welche die Festkörper-Abbildungsvorrichtung von Fig. 2 verwendet und in der gleichen Weise arbeitet, wie dies in den Fig. 4 bis 8B dargestellt ist.
Ein eingegebenes optisches Bild 100 wird auf eine Festkörper-Bildsensorvorrichtung 102 durch eine Objektivlinse 101 abgebildet. An der Festkörper-Bildsensorvorrichtung 102 liegen Taktimpulse φV1, φV2, φV3, φV4, BG1, BG2, φH1 und φH2, wie dies in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Diese Taktimpulse sind ausgegeben von Treibern 105 bis 112 einer Takttreiberschaltung. Die Takttreiber 105 bis 108 sind ausgegeben von einer Drei- Wert-Pegel-Lieferschaltung 104, die auf Zeitsteuerimpulse anspricht, die von einer Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 103 erzeugt sind, um dreiwertige Impulse zu liefern, die zum Ansteuern der vertikalen CCD-Register in der Festkörper-Bildsensorvorrichtung 102 erforderlich sind. Die dreiwertigen Impulse können sofort mittels eines analogen Multiplexers gebildet werden. Die Takttreiber 109 bis 112 sprechen auf Zeitsteuerimpulse von der Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 103 an, um Impulse BG2, BG2, φH1 und φH2 zu erzeugen.
Ein Ausgangsanschluß OS der Festkörper-Bildsensorvorrichtung 102 ist mit einem Eingangsanschluß eines Vorverstärkers 113 verbunden, und ein von der Festkörper- Bildsensorvorrichtung ausgegebenes Bildsignal wird durch den Vorverstärker 113 verstärkt und dann an einen Signalprozessor 114 gelegt. Der Signalprozessor 114 führt eine Impedanzwandlung, eine Gamma-Korrektur, ein Weiß-Abschneiden und so weiter an dem Bildsignal aus, um ein Fernsehsignal zu liefern.
Fig. 16 zeigt eine schematische Anordnung einer Aufnahmevorrichtung, die die Festkörperabbildungsvorrichtung von Fig. 9 verwendet und in der gleichen Weise arbeitet, wie dies in der Fig. 10 und den Fig. 11A bis 11E gezeigt ist.
Ein eingegebenes optisches Bild 200 wird auf eine Festkörper-Bildsensorvorrichtung 202 durch eine Objektivlinse 201 abgebildet. An der Festkörper-Bildsensorvorrichtung 202 liegen Taktimpulse φH1 und φH2, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, und Vertikal-CCD-Register-Ansteuerimpulse φV1, φV2, φV3 und φV4, wie dies in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Diese Taktimpulse werden von Treibern 205 bis 210 einer Takttreiberschaltung ausgegeben. Die Takttreiber 205 bis 208 sind gespeist mit dreiwertigen Impulsen von einer Drei-Wert-Pegel-Impuls- Lieferschaltung 204. Die dreiwertigen Impulse werden erzeugt aus Zeitsteuerimpulsen, die von einer Taktsteuerimpuls-Generatorschaltung 203 ausgegeben sind, und dienen zum Ansteuern der vertikalen CCD-Register in der Festkörper-Bildsensorvorrichtung 102.
Die Anordnung von Fig. 16 schließt die Notwendigkeit für Taktimpulse BG1 und BG2 in-der Anordnung von Fig. 15 aus und wird somit im Aufbau einfacher.
Ein Ausgangsanschluß OS der Festkörper-Bildsensorvorrichtung 202 ist mit einem Eingangsanschluß eines Vorverstärkers 211 verbunden und ein von der Festkörper- Bildsensorvorrichtung ausgegebenes Bildsignal wird durch den Vorverstärker 211 verstärkt und dann an einen Signalprozessor 212 gelegt. Der Signalprozessor 212 führt eine Impedanzumwandlung, eine Gamma-Korrektur, ein Weiß-Abschneiden usw. an dem Bildsignal aus, um ein Fernsehsignal zu liefern.
Fig. 17 zeigt eine Schaltungsanordnung einer Aufnahmevorrichtung, die mit einer Festkörper-Bildsensorvorrichtung ausgerüstet ist, die die in Fig. 12 gezeigte Vollbild-Zwischenzeilen-Ladungstransfer-CCD verwendet.
In der Anordnung liegen zwölf Taktimpulse φV1, φV2, φV3, φV4, BG1, BG2, φS1, φS2, φS3, φS4, φH1, φH2 von Takttreibern 305 bis 316 an einer Festkörper-Bildsensorvorrichtung 302. Eine Drei-Wert-Pegel-Lieferschaltung 304 bildet dreiwertige Impulse, die notwendig sind, um die vertikalen CCD-Register in der Festkörper- Bildsensorvorrichtung 302 anzusteuern. Eine Zeitsteuersignal-Generatorschaltung 303 liefert erforderliche Zeitsteuerimpulse.
Ein von der Festkörper-Bildsensorvorrichtung 302 ausgegebenes Bildsignal wird durch einen Vorverstärker 317 verstärkt und dann an einen Signalprozessor 318 angelegt. Der Signalprozessor 318 führt Prozesse, wie eine Impedanzwandlung, eine Gammakorrektur und ein Weiß- Abschneiden an dem Bildsignal aus, um ein Fernsehsignal zu liefern.

Claims

1. Festkörperbildsensorvorrichtung mit:

einem Bildsensor einschließlich einer großen Anzahl von Lichtempfangselementen (10), die in einer Matrixform angeordnet sind und Spalten-Lichtempfangselemente einschließen,

einer Vielzahl von ersten Ladungstransfereinrichtungen (20&sub1;-20N), die mit den Spalten-Lichtempfangselementen gekoppelt sind, um in einer Spaltenrichtung dadurch erfaßte Signalladungen zu übertragen und

einer zweiten Ladungstransfereinrichtung (40), um in einer Zeilenrichtung Signalladungen zu übertragen, die von der Vielzahl von ersten Ladungstransfereinrichtungen übertragen sind,

gekennzeichnet durch

eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern des Bildsensors in vier Halb- bzw. Teilbildern, um ein Bildsignal eines Vollbildes zu bilden, wobei die Ansteuereinrichtung die Lichtempfangselemente (P1-1, P1-2, P1-3, ..., P2-1, P2-2, ...) abtastet, während jeder Satz von vier Lichtempfangselementen, die angeordnet und angrenzend in zwei Zeilen und zwei Spalten sind, in wenigstens einer der Spalten- und Zeilenrichtungen um wenigstens eine Teilung der Lichtempfangselemente von demjenigen der anderen Halb- bzw. Teilbilder verschoben wird, und

eine Addierereinrichtung (30) zum Aufaddieren von Signalladungen, die durch jede vier Lichtempfangselemente des Satzes erfaßt sind und in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet sind, um eine Vielzahl von addierten Signalladungen zu liefern, wobei jede addierte Ladung einem Abtastpunkt(SA1-1, SA1-2, ..., SA2-1, SA2-2, ...) in jeder Linie von jedem der vier Halb- bzw. Teilbilder entspricht und jede der addierten Signalladungen einer Ladung entspricht diedem Abtastpunkt zugeordnet ist der in dem entsprechenden Halb- bzw. Teilbild an einem zentralen Punkt unter den Positionen der vier Lichtempfangselemente gelegen ist.

2. Festkörperbildsensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Addierereinrichtung aufweist eine erste Addierereinrichtung zum Lesen von Signalladungen aus wenigstens zwei der vier Lichtempfangselemente, die in einer Spalte angrenzen, zum Zusammenaddieren der Signalladungen, um eine spaltenaddierte Signalladung zu erhalten, und zum Übertragen der spaltenaddierten Signalladung zu der ersten Ladungstransfereinrichtung (20&sub1;-20N) und eine zweite Addierereinrichtung (30) zum Addieren der spaltenaddierten Ladungen, die von wenigstens zwei der ersten Ladungstransfereinrichtungen übertragen sind, die in einer Zeile angrenzen.

3. Festkörperbildsensorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Addierereinrichtung erste Halbbildschiebegatter (Fs) aufweist, die mit den Lichtempfangselementen (10) und der ersten Ladungstransfereinrichtung (20&sub1;-20N) gekoppelt sind, welche zu einer Zeit eines Auslesens der Ladung geöffnet sind, und daß die zweite Addierereinrichtung Gatter (31, 32) aufweist, die mit Ausgängen der ersten Ladungstransfereinrichtung (20&sub1;-20N) gekoppelt sind, um, wenn geöffnet, Ausgänge benachbarter erster Ladungstransfereinrichtungen miteinander zu verbinden.

4. Festkörperbildsensorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Addierereinrichtung erste Halbbildschiebegatter (Fs) aufweist, die mit den Lichtempfangselementen (10) und den ersten Ladungstransfereinrichtungen (20&sub1;-20N) gekoppelt sind, die zu einer Zeit eines Auslesens der Ladung geöffnet sind, und daß die zweite Addierereinrichtung eine Einrichtung zum Ansteuern der zweiten Ladungstransfereinrichtung (40) aufweist, die die spaltenaddierten Signalladungen empfängt, die von der ersten Ladungstransfereinrichtung übertragen sind, so daß benachbarte spaltenaddierte Signalladungen addiert werden.

5. Festkörperbildsensorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ladungstransfereinrichtung eine Vielzahl von vierphasengesteuerten vertikalen CCD-Registern (20&sub1;-20N) aufweist, deren jedes zu einem Spaltenarray der Lichtempfangselemente (10) benachbart ist, daß die zweite Ladungstransfereinrichtung ein zweiphasengesteuertes horizontales CCD-Register (40) aufweist, das an der Seite von Ausgängen der vertikalen CCD-Register gelegen ist, und daß die zweite Addierereinrichtung Addierergatter aufweist, deren jedes zwischen einem Teil des vertikalen CCD-Registers und einem benachbarten vertikalen CCD-Register vorgesehen ist.

6. Festkörperbildsensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Addierereinrichtung aufweist eine erste Addierereinrichtung zum Lesen von Signalladungen aus wenigstens zwei Lichtempfangselementen, die in einer Spalte angrenzen, zum Zusammenaddieren der Signalladungen, um eine spaltenaddierte Signalladung zu erhalten, und zum Übertragen der spaltenaddierten Signalladung zu der ersten Ladungstransfereinrichtung (20&sub1;-20N) und eine zweite Addierereinrichtung zum Addieren von Ladungen, die von der ersten Ladungstransfereinrichtung (20&sub1;-20N) übertragen und in der zweiten Ladungstransfereinrichtung (20) gespeichert sind, in Einheiten von zwei benachbarten Ladungen.

7. Festkörperbildsensorvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Addierereinrichtung eine Einrichtung zum wiederholten Verändern von Potentialen umfaßt, die an benachbarten Elementen der zweiten Ladungstransfereinrichtung liegen.

8. Festkörperbildsensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Ladungstransfereinrichtungen erste und zweite Signalpfade umfassen, die aus CCD-Registern (20&sub1;-22&sub4;, 40) oder Signalleitungen bestehen.

9. Festkörperbildsensorvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Addierereinrichtung Addierergatter (31, 32) umfaßt, die zwischen den ersten und zweiten Signalpfaden verbunden sind, um zwei Signalladungen zu addieren, wenn Signalladungen von den ersten Signaltransferpfaden zu den zweiten Signaltransferpfaden übertragen werden.

10. Festkörperbildsensorvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Addierereinrichtung zwei Signalladungen in dem zweiten Signaltransferpfad (40) während eines Intervalles oder unmittelbar nachdem Signalladungen von den ersten Signalpfaden zu dem zweiten Signalpfad übertragen sind, addiert.

11. Festkörperbildsensorvorrichtung mit:

einer großen Anzahl von Lichtempfangselementen (10), die in einer Matrixform angeordnet sind und Spalten-Lichtempfangselemente einschließen,

einer Vielzahl von ersten Ladungstransfereinrichtungen (20&sub1;-20N), die mit den Spalten-Lichtempfangselementen gekoppelt sind, um in einer Spaltenrichtüng dadurch erfaßte Signalladungen zu übertragen, und

einer zweiten Ladungstransfereinrichtung (40) um in einer Zeilenrichtung Signalladungen zu übertragen, die von der Vielzahl von ersten Ladungstransfereinrichtungen übertragen sind,

gekennzeichnet durch

eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern des Bildsensors in zwei Halb- bzw. Teilbildern, um ein Bildsignal eines Vollbildes zu bilden, wobei die Ansteuereinrichtung die Lichtempfangselemente abtastet, während jeder Satz von vier Lichtempfangselementen, die in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet sind, in wenigstens einer der Spalten- und Zeilenrichtungen um wenigstens eine Teilung der Lichtempfangselemente von denjenigen der anderen Halb- bzw. Teilbilder verschoben wird,

eine Addierereinrichtung (30) zum Zusammenaddieren der Signalladungen, die durch jede vier Lichtempfangselemente des Satzes erfaßt sind und die angrenzend in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet sind, um eine Vielzahl von addierten Signalladungen zu liefern, wobei jede addierte Signalladung einem Abtastpunkt in jeder Linie der zwei Halb- bzw. Teilbilder entspricht und jede der addierten Signalladungen einer Ladung entspricht, die dem Abtastpunkt zugeordnet ist, der in dem entsprechenden Halb- bzw. Teilbild an einem zentralen Punkt unter den Positionen der vier Lichtempfangselemente gelegen ist, und

eine Halb- bzw. Teilbildschalteinrichtung (31, 32), um in die Addierereinrichtung Signalladungen einzuführen, die von dem Satz der vier Lichtempfangselemente erhalten sind, die um wenigstens ein Lichtempfangselement in abwechselnden Halb- bzw. Teilbildern verschoben sind.

12. Verfahren zum Ansteuern einer Festkörperbildsensorvorrichtung mit einer großen Anzahl von Lichtempfangselementen (10), die in einer Matrixform angeordnet sind und Spalten-Lichtempfangselemente einschließen, einer Vielzahl von ersten Ladungstransfereinrichtungen (20&sub1;-20N), um in einer Spaltenrichtung dadurch erfaßte Signalladungen zu übertragen, und einer zweiten Ladungstransfereinrichtung (40), um in einer Zeilenrichtung Signalladungen zu übertragen, die von der Vielzahl von ersten Ladungstransfereinrichtungen übertragen sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Abtasten der Bildsensorvorrichtung in vier Halb- bzw. Teilbildern, um ein Bildsignal eines Vollbildes zu liefern, während jeder Satz von vier Lichtempfangselementen, die in zwei Zeilen und zwei Spalten angrenzend angeordnet sind, in wenigstens einer der Spalten- und Zeilenrichtungen um wenigstens eine Teilung der Lichtempfangselemente von denjenigen von anderen Halb- bzw. Teilbildern verschoben wird, und

Zusammenaddieren von Signalladungen, die durch jede vier Lichtempfangselemente des Satzes erfaßt sind und die in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet sind, um eine Vielzahl von addierten Signalladungen zu liefern, wobei jede addierte Ladung einem Abtastpunkt in jeder Linie von jeder der vier Halb- bzw. Teilbilder entspricht und jede der addierten Signalladungen einer Ladung entspricht, die dem Abtastpunkt zugeordnet ist, der in dem entsprechenden Halb- bzw. Teilbild an einem zentralen Punkt unter den Positionen der vier Lichtempfangselemente gelegen ist.