DE69715522T2 - Verfahren zur Betätigung einer Bildaufnahmevorrichtung und Bildaufnahmevorrichtung für dieses Verfahren - Google Patents

Verfahren zur Betätigung einer Bildaufnahmevorrichtung und Bildaufnahmevorrichtung für dieses Verfahren

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ansteuerung bzw. Betätigung einer Bildabtasteinrichtung sowie auf ein Bildsensorgerät, bei dem dieses Verfahren Anwendung findet, und betrifft insbesondere ein Betätigungsverfahren zur Ansteuerung einer eine Vielzahl von zweidimensional angeordneten Bildelementen bzw. Bildrasterpunkten aufweisenden Bildabtasteinrichtung und eines mit dieser Bildabtasteinrichtung versehenen Bildsensorgerätes sowie ein Bildabtastverfahren, bei dem dieses Ansteuer- bzw. Betätigungsverfahren Anwendung findet.
  • Fig. 12 zeigt eine vereinfachte Darstellung der Konfiguration einer üblichen Festkörper- Bildabtasteinrichtung bzw. -Bildsensoreinrichtung des Zwischenzeilentyps. In Fig. 12 bezeichnen die Bezugszahl 101 Bildelemente bzw. Bildrasterpunkte (Pixel), die jeweils einen fotoelektrischen Wandler zur Speicherung von elektrischen Ladungen umfassen, die Bezugszahl 102p eine Anordnung aus ladungsgekoppelten Vertikal- Übertragungselementen (nachstehend als VCCD-Elemente bezeichnet), die jeweils eine Anzahl von entlang Vertikallinien (d. h., Spalten) der Bildelemente 101 angeordneten und von vier verschiedenen Ansteuerimpulsen betätigten ladungsgekoppelten Bauelementen umfasst, und die Bezugszahl 103p eine Anordnung aus ladungsgekoppelten Horizontal-Übertragungselementen (nachstehend als HCCD- Elemente bezeichnet), die elektrisch mit den VCCD-Elementen 102p verbunden ist und eine Vielzahl von ladungsgekoppelten Bauelementen umfasst, die von zwei unterschiedlichen Ansteuerimpulsen betätigt werden. Die VCCD-Elemente 102p und die HCCD-Elemente 103p sind lichtabgeschirmt. Ferner bezeichnen die Bezugszahl 104 einen Ladungsdetektor, die Bezugszahl 105 einen Ausgang zur Signalausgabe und die Bezugszahlen 106p, 107p, 108p und 109p Ansteuereingänge für die VCCD-Elemente 102p, über die den VCCD-Elementen 102p jeweilige Ansteuerimpulse zugeführt werden. Die Bezugszahlen 114p und 115p bezeichnen Ansteuereingänge für die HCCD-Elemente 103p, über die den HCCD-Elementen 103p jeweilige Ansteuerimpulse zugeführt werden.
  • Nachstehend wird näher auf Betrieb und Arbeitsweise der Bildabtasteinrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration eingegangen.
  • Durch fotoelektrische Umsetzung erhaltene und in den Bildelementen 101 gespeicherte Ladungen werden zu den VCCD- Elementen 102p übertragen und in Abhängigkeit von den vier Ansteuerimpulsen φV1p, φV2p, φV3p und φV4p aufeinanderfolgend den HCCD-Elementen 103p zugeführt. Die HCCD-Elemente 103p übertragen sodann die von den VCCD- Elementen 102p zugeführten Ladungen einer Horizontallinie (d. h., einer Zeile) in Abhängigkeit von den zwei Ansteuerimpulsen φH1p und φH2p zum Ladungsdetektor 104. Die zugeführten Ladungen werden vom Ladungsdetektor 104 in Spannungssignale umgesetzt und sodann über den Ausgang 105 ausgegeben.
  • Weiterhin werden die von der Bildabtasteinrichtung ausgegebenen Bildsignale durch Anwendung bestimmter Signalverarbeitungsvorgänge in nicht dargestellten Schaltungsanordnungen in Signale mit einem vorgegebenen Format umgesetzt, sodann auf verschiedenen Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet, von einer Anzeigeeinrichtung oder auf einem Sichtgerät angezeigt oder an andere Geräte ausgegeben.
  • Mit der Weiterentwicklung des Standes der Technik hat sich die Anzahl der bei einer Bildabtasteinrichtung oder Bildsensoreinrichtung verwendeten Bildelemente erhöht, sodass es nicht unüblich ist, dass die Anzahl der bei einer Bildabtasteinrichtung verwendeten Bildelemente größer als die Anzahl der bei einem Ausgabegerät verwendeten Bildelemente ist. Diese Situation tritt häufig auf, wenn ein abgetastetes Bild z. B. auf einer Flüssigkristallanzeige (LCD) dargestellt werden soll, da die Anzahl der bei einer Flüssigkristallanzeige verwendeten Bildelemente in vielen Fällen viel geringer als die bei einer Bildabtasteinrichtung (mit z. B. ungefähr 240 Zeilen) vorliegenden Anzahl von Bildelementen ist. Wenn ein von einer üblichen Bildabtasteinrichtung erfasstes Bild einer solchen Ausgabeeinrichtung zugeführt wird, müssen die Signale aus sämtlichen Bildelementen der Bildabtasteinrichtung ausgelesen, in einer Aufzeichnungseinrichtung, wie einem Speicher, abgespeichert und sodann auf die für die Ausgabeeinrichtung erforderliche Anzahl von Signalzeilen verringert und ausgegeben werden. Somit sind ein Speicher und eine Signalverarbeitungsschaltung zur Verringerung der Signale erforderlich, wodurch die Schaltungsanordnungen komplexer werden und die Herstellungskosten steigen.
  • Außerdem ist mit steigender Anzahl der bei einer Bildabtasteinrichtung verwendeten Anzahl von Bildelementen eine längere Zeit zum Auslesen der Signale sämtlicher Bildelemente erforderlich. Dies hat zur Folge, dass die Anzahl der je Sekunde erhaltenen Bilder abnimmt sodass sich keine Bilddarstellung mit gleichmäßigen Bewegungen erzielen lässt. Dieses Problem kann durch Betätigung bzw. Ansteuerung der Bildabtasteinrichtung mit höherer Geschwindigkeit gelöst werden, jedoch muss in einem solchen Falle die Leistungsfähigkeit der Anordnung gesteigert werden, was wiederum zu höheren Herstellungskosten führt.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung ist unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Situation konzipiert worden und gibt ein Verfahren zur Betätigung bzw. Ansteuerung einer Bildabtasteinrichtung an, bei dem beim Überspringen einer vorgegebenen Anzahl von Zeilen zur Erzeugung von Bildsignalen verwendbare Bildsignale aus der Bildabtasteinrichtung ausgelesen werden. Ferner wird erfindungsgemäß ein die Bildabtasteinrichtung aufweisendes Bildsensorgerät angegeben, bei dem dieses Betägigungs- bzw. Ansteuerungsverfahren Anwendung findet.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel lassen sich die vorstehend genannten Probleme durch ein Verfahren zur Betätigung bzw. Ansteuerung einer Bildabtasteinrichtung verringern, die eine fotoelektrische Umsetzung durchführt, umgesetzte Ladungen speichert und eine Vielzahl von zweidimensional angeordneten Bildelementen aufweist, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Leseschritt, bei dem Bildsignale von zwei angrenzenden Zeilen addiert werden, während eine vorgegebene Anzahl von Zeilen übersprungen wird, und bei dem die sich ergebenden Bildsignale ausgegeben werden; und einen zweiten Leseschritt, bei dem Bildsignale aus zwei angrenzenden Zeilen aus den im ersten Leseschritt beim Überspringen der vorgegebenen Anzahl von Zeilen übersprungenen Zeilen addiert und die sich ergebenden Bildsignale ausgegeben werden.
  • Vorzugsweise werden im ersten und im zweiten Leseschritt jeweils ein Leseschritt, bei dem in Paaren von in Vertikalrichtung in zwei Zeilen aneinandergrenzenden Bildelementen gespeicherte Signale addiert und die resultierenden Signale ausgegeben werden, sowie ein Leseschritt, bei dem in Paaren von in Schrägrichtung in zwei Zeilen aneinandergrenzenden Bildelementen gespeicherte Signale addiert und die resultierenden Signale ausgegeben werden, abwechselnd bei jeder vorgegebenen Anzahl von Zeilen durchgeführt, bis ein Einzelbild verarbeitet ist.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auch ein Bildsensorgerät angegeben, das eine Bildabtasteinrichtung mit einer Vielzahl von Bildelementen oder Bildrasterpunkten in einer zweidimensionalen Anordnung zur Durchführung einer fotoelektrischen Umsetzung und Speicherung umgesetzter Ladungen sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bildabtasteinrichtung mit Betätigungs- oder Ansteuersignalen aufweist, derart, dass Bildsignale von zwei angrenzenden Zeilen addiert werden, während eine vorgegebene Anzahl von Zeilen übersprungen wird, und die sich ergebenden Bildsignale ausgegeben werden, und sodann Bildsignale aus zwei angrenzenden Zeilen aus den vorher beim Überspringen der vorgegebenen Anzahl von Zeilen übersprungenen Zeilen addiert und die ergebenden Bildsignale ausgegeben werden.
  • Vorzugsweise steuert die Steuereinrichtung die Betätigungs- bzw. Ansteuersignale derart, dass 1.) ein Vorgang, bei dem in Paaren von in Vertikalrichtung in zwei Zeilen aneinandergrenzenden Bildelementen oder Bildrasterpunkten gespeicherte Signale addiert und die resultierenden Signale ausgegeben werden, sowie 2.) ein Vorgang, bei dem in Paaren von in Schrägrichtung in zwei Zeilen aneinandergrenzenden Bildelementen oder Bildrasterpunkten gespeicherte Signale addiert und die resultierenden Signale bei jeder vorgegebenen Anzahl von Zeilen ausgegeben werden, abwechselnd wiederholt werden, bis ein Einzelbild verarbeitet ist.
  • Weiterhin sind die Bildelemente (Bildrasterpunkte) der Bildabtasteinrichtung vorzugsweise mit einem Komplementärfarbfilter aus Rot-, Grün-, Blau- und Gelbanteilen überzogen, die derart angeordnet sind, dass verschiedene Kombinationen von zwei Farben in gradzahligen Zeilen und ungradzahligen Zeilen verwendet werden und abwechselnd auftreten, wobei die beiden Farben in sowohl den gradzahligen Zeilen als auch den ungradzahligen Zeilen in einem Karo- oder Schachbrettmuster angeordnet sind, oder mit einem Komplementärfarbfilter aus Rot-, Grün-, Blau- und Gelbanteilen überzogen, die derart angeordnet sind, dass verschiedene Kombinationen von zwei Farben in gradzahligen und ungradzahligen Zeilen verwendet werden und abwechselnd auftreten, wobei die beiden Farben in den gradzahligen Zeilen und die beiden Farben in den ungradzahligen Zeilen in Karo- bzw. Schachbrettmustern angeordnet sind.
  • Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, beim Auslesen der. Signale aus der Bildabtasteinrichtung eine vorgegebene Anzahl von Zeilen zu überspringen und die Farbbildsignale nur aus den ausgelesenen Bildsignalen zu bilden. Wenn somit die Anzahl der bei einer Ausgabeeinrichtung verwendeten Bildelemente bzw. Bildrasterpunkte kleiner als die bei der Bildabtasteinrichtung verwendete Anzahl von Bildelementen ist, kann das Auslesen der Signale aus sämtlichen Bildelementen der Bildabtasteinrichtung, die Speicherung der ausgelesenen Signale in einer Speichereinrichtung, wie z. B. einem Speicher, und damit die Verringerung der Anzahl von Zeilen der Signale auf die für die Ausgabeeinrichtung erforderlichen Anzahl von Zeilen entfallen. Damit können auch der Speicher oder eine Signalverarbeitungsschaltung entfallen, die andernfalls zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Vorgänge erforderlich sind. Ferner lässt sich beim Auslesen der Signale unter gleichzeitigem Überspringen von Zeilen die zum Auslesen der Bildsignale eines gesamten Bildes erforderliche Zeit verkürzen.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht sich auf ein weiteres Betätigungs- bzw. Ansteuerverfahren, bei dem zur Erfassung bzw. Abtastung eines Stehbildes oder Festbildes mit einem besseren Auflösungsvermögen und weniger Farbmoirémustern eine Umschaltung zwischen diesem Betätigungsverfahren und dem vorstehend beschriebenen Betätigungsverfahren erfolgt und betrifft ein mit der Bildabtasteinrichtung versehenes Bildsensorgerät, bei dem dieses Betätigungsverfahren Anwendung findet.
  • Im einzelnen wird gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Verfahren zur Betätigung einer Bildabtasteinrichtung angegeben, die eine fotoelektrische Umsetzung durchführt, umgesetzte Ladungen speichert und eine Vielzahl von zweidimensional angeordneten Bildelementen oder Bildrasterpunkten auf weist, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Leseschritt, bei dem in zwei angrenzenden Zeilen gespeicherte Bildsignale separat ausgelesen werden, während eine vorgegebene Anzahl von Zeilen übersprungen wird; einen zweiten Leseschritt, bei dem in zwei angrenzenden Zeilen aus den im ersten Leseschritt übersprungenen Zeilen gespeicherte Bildsignale separat ausgelesen werden; und einen Speicherschritt, bei dem die in den ersten und zweiten Leseschritten ausgelesenen Bildsignale sämtlicher Bildelemente bzw. Bildrasterpunkte eines gesamten Einzelbildes gespeichert werden.
  • Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auch ein Bildsensorgerät angegeben, das eine Bildabtasteinrichtung mit einer Vielzahl von Bildelementen bzw. Bildrasterpunkten in einer zweidimensionalen Anordnung zur Durchführung einer fotoelektrischen Umsetzung und Speicherung umgesetzter Ladungen, eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bildabtasteinrichtung mit Betätigungs- oder Ansteuersignalen, derart, dass in zwei angrenzenden Zeilen gespeicherte Bildsignale separat ausgelesen werden, während eine vorgegebene Anzahl von Zeilen übersprungen wird, und sodann in zwei angrenzenden Zeilen aus den vorher beim Überspringen der vorgegebenen Anzahl von Zeilen übersprungenen Zeilen gespeicherte Bildsignale separat ausgelesen werden, sowie eine Speichereinrichtung zur Speicherung der ausgelesenen Bildsignale sämtlicher Bildelemente oder Bildrasterpunkte eines gesamten Einzelbildes aufweist.
  • Vorzugsweise sind die Bildelemente bzw. Bildrasterpunkte der Bildabtasteinrichtung mit einem Komplementärfarbfilter aus Rot-, Grün-, Blau- und Gelbanteilen überzogen, die derart angeordnet sind, dass verschiedene Kombinationen von zwei Farben in gradzahligen Zeilen und ungradzahligen Zeilen verwendet werden und abwechselnd auftreten, wobei die beiden Farben in den gradzahligen Zeilen und die beiden Farben in den ungradzahligen Zeilen in Karo- bzw. Schachbrettmustern angeordnet sind.
  • Mit Hilfe dieses Betätigungs- oder Ansteuerverfahrens zum unabhängigen Auslesen von Signalen sämtlicher Bildelemente oder Bildrasterpunkte der Bildabtasteinrichtung kann ein Stehbild oder Festbild mit hohem Auflösungsvermögen und weniger Farbmoirémustern erfasst bzw. abgetastet werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erfolgt, wobei in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile und Bauelemente bezeichnen.
  • Die zugehörigen Zeichnungen veranschaulichen als Teil der Beschreibung Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen in Verbindung mit der Beschreibung zur Veranschaulichung des der Erfindung zu Grunde liegenden Prinzips. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung der Konfiguration einer Festkörper-Bildabtasteinrichtung des Zwischenzeilentyps, die bei einem erfindungsgemäßen Bildabtast- oder Bildsensorgerät Verwendung findet,
  • Fig. 2 die Anordnung eines auf der Bildabtasteinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehenen Farbfilters,
  • Fig. 3 Signalverläufe von Betätigungs- bzw. Ansteuerimpulsen, die bei einem normalen Lesevorgang der Bildabtasteinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung Anwendung finden,
  • Fig. 4A und 4B zeitabhängige Darstellungen der Übertragung von Ladungen bei einem normalen Lesevorgang der Bildabtasteinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • Fig. 5A bis 5C Signalverläufe von Betätigungs- bzw. Ansteuerimpulsen, die bei einem zeilenüberspringenden Lesevorgang der Bildabtasteinrichtung; gemäß dem ersten und einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden,
  • Fig. 6A bis 6C zeitabhängige Darstellungen der Übertragung von Ladungen bei dem zeilenüberspringenden Lesevorgang der Bildabtasteinrichtung gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • Fig. 7 ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines Bildsensorgerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
  • Fig. 8 die Anordnung eines Farbfilters, das auf der Bildabtasteinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist,
  • Fig. 9A bis 9C Signalverläufe von Betätigungs- bzw. Ansteuerimpulsen, die bei einem Lesevorgang zum unabhängigen Auslesen von Signalen aus sämtlichen Bildelementen bzw. Bildrasterpunkten der Bildabtasteinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden,
  • Fig. 10A bis 10C zeitabhängige Darstellungen der Übertragung von Ladungen bei dem Lesevorgang zum unabhängigen Auslesen von Signalen aus sämtlichen Bildelementen bzw. Bildrasterpunkten der Bildabtasteinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • Fig. 11 ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines Bildsensorgerätes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, und
  • Fig. 12 die Konfiguration einer Festkörper- Bildabtasteinrichtung des Zwischenzeilentyps, die bei einem üblichen Bildsensorgerät Verwendung findet.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung der Konfiguration einer Festkörper-Bildabtasteinrichtung des Zwischenzeilentyps (nachstehend vereinfacht als "Bildabtasteinrichtung" bezeichnet), die bei einem Bildsensorgerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird. In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszahl 101 Bildelemente bzw. Bildrasterpunkte, die jeweils einen fotoelektrischen Wandler zur Speicherung elektrischer Ladungen umfassen, die Bezugszahl 102 eine Anordnung aus ladungsgekoppelten Vertikal- Übertragungselementen (nachstehend vereinfacht als VCCD- Elemente bezeichnet), die jeweils eine Vielzahl von durch verschiedene, unabhängig voneinander gesteuerte Betätigungs- oder Ansteuerimpulse angesteuerten ladungsgekoppelten Bauelementen umfasst, welche entlang Vertikallinien (d. h., Spalten) der Bildelemente 101 angeordnet sind (Gruppen von ladungsgekoppelten Bauelementen, die von den jeweiligen acht Ansteuerimpulsen angesteuert werden, sind mit den Bezugszahlen 116 bis 123 bezeichnet), und die Bezugszahl 103 eine Anordnung aus elektrisch mit den VCCD-Elementen 102 verbundenen ladungsgekoppelten Vertikal-Übertragungselementen (nachstehend vereinfacht als HCCD-Elementen bezeichnet), die eine Vielzahl von durch zwei unterschiedliche Betätigungs- bzw. Ansteuerimpulse angesteuerten ladungsgekoppelten Bauelementen umfassen (Gruppen von ladungsgekoppelten Bauelementen, die von den jeweiligen beiden Ansteuerimpulsen angesteuert werden, sind mit den Bezugszahlen 124 und 125 bezeichnet). Die VCCD-Elemente 102 und die HCCD-Elemente 103 sind lichtabgeschirmt. Weiterhin bezeichnen die Bezugszahl 104 einen Ladungsdetektor, die Bezugszahl 105 einen Ausgang zur Ausgabe von Signalen und die Bezugszahlen 106 bis 113 Ansteuereingänge, über die die jeweiligen Ansteuerimpulse den ladungsgekoppelten Bauelementen 116 bis 123 der VCCD-Elemente 102 zugeführt werden. Die Bezugszahlen 114 und 115 bezeichnen Ansteuereingänge, über die die jeweiligen Ansteuerimpulse den ladungsgekoppelten Bauelementen 124 und 125 der HCCD- Elemente 103 zugeführt werden.
  • Nachstehend wird näher auf Betrieb und Wirkungsweise der die vorstehend beschriebene Konfiguration aufweisenden Bildabtasteinrichtung eingegangen.
  • Durch fotoelektrische Umsetzung erhaltene und in den Bildelementen 101 gespeicherte Ladungen werden zu den VCCD- Elementen 102 übertragen und in Abhängigkeit von den acht Betätigungs- oder Ansteuerimpulsen φV1, φV2, φV3, φV4, φV5, φV6, φV7 und φV8 aufeinanderfolgend den HCCD-Elementen 103 zugeführt. Die HCCD-Anordnung 103 überträgt die von den VCCD-Elementen 102 zugeführten Ladungen einer Horizontallinie (d. h., einer Zeile) in Abhängigkeit von den zwei Ansteuerimpulse φH1 und φH2 zum Ladungsdetektor 104. Die übertragenen Ladungen werden vom Ladungsdetektor 104 in Spannungssignale umgesetzt und sodann über den Ausgang 105 ausgegeben. Auf Einzelheiten dieser Ansteuerung sowie auf die einzelnen Ansteuerimpulse wird nachstehend noch näher eingegangen.
  • Fig. 2 zeigt die Anordnung eines Farbfilters, das auf der Bildabtastfläche der Bildabtasteinrichtung vorgesehen ist, die bei dem Bildsensorgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung Verwendung findet.
  • Gemäß Fig. 2 umfasst das Farbfilter vier Farbfilterchips mit unterschiedlicher spektraler Verteilungscharakteristik, die die Farben blau oder blaugrün bzw. Cyan (in Fig. 2 abgekürzt mit Cy bezeichnet), gelb (in Fig. 2 abgekürzt mit Ye bezeichnet), grün (in Fig. 2 abgekürzt mit G bezeichnet) und rot bzw. magentarot (in Fig. 2 abgekürzt mit Mg bezeichnet) umfassen. In den gradzahligen Zeilen und den ungradzahligen Zeilen werden verschiedene Kombinationen der Farbfilterchips von zwei Farben verwendet (in Fig. 2 eine Kombination aus blau (Cy) und gelb (Ye) und eine Kombination aus grün (G) und rot (Mg)). Die Farbfilterchips von zwei Farben sind in Horizontalrichtung abwechselnd angeordnet, wobei die Farbfilterchips entweder in den gradzahligen oder den ungradzahligen Zeilen (gemäß Fig. 2 die Farbfilterchips G und Mg) bei jeder gradzahligen oder ungradzahligen Zeile in Horizontalrichtung um ein Bildelement versetzt sind und ein Karo- oder Schachbrettmuster bilden. Durch diese Anordnung der Farbfilterchips treten Farbfilter mit gleichen Farben (in Fig. 2 die Farben Cy und Ye) in jeder Spalte bei jedem zweiten Bildelement auf, während Farbfilter der anderen Farben (in Fig. 2 die Farben G und Mg) in jeder Spalte bei jedem zweiten Bildelement abwechselnd zwischen den Farbfiltern der gleichen Farbe auftreten.
  • Bezüglich der Ansteuerverfahren zum Auslesen von Ladungen aus der mit den in dieser Weise angeordneten Farbfiltern überzogenen Bildabtasteinrichtung wird nachstehend ein erstes Betätigungs- oder Ansteuerverfahren, bei dem keine Horizontallinie (Zeile) übersprungen wird (d. h., die in sämtlichen Bildelementen gespeicherten Ladungen ausgelesen werden), und ein zweites Betätigungs- bzw. Ansteuerverfahren, bei dem vorgegebene Zeilen übersprungen werden (d. h., unnötige Ladungen zeilenweise unbeachtet bleiben oder fallen gelassen werden) im einzelnen beschrieben.
  • Zunächst wird auf ein erstes Betätigungs- oder Ansteuerverfahren näher eingegangen, bei dem ein normaler Lesevorgang ohne Überspringen einer Zeile durchgeführt wird. Fig. 3 zeigt die Ansteuerimpulse, die bei diesem ersten Betätigungs- oder Ansteuerverfahren der Bildabtasteinrichtung gemäß Fig. 1 zugeführt werden. In Fig. 3 bezeichnen die in Klammern gesetzten Zahlen Zeitperioden. Weiterhin zeigen die Fig. 4A und 4B den Potentialzustand eines jeden ladungsgekoppelten Bauelements der VCCD-Elemente 102 und der HCCD-Elemente 103 und veranschaulichen, wie die Ladungen beim Anlegen der Ansteuerimpulse gemäß Fig. 3 an die Bildabtasteinrichtung übertragen werden.
  • In den Fig. 4A und 4B bezeichnen die Bezugszahlen V1 bis V8 jeweils Spannungspegel (hier die Tiefe der Potentialmulden) der ladungsgekoppelten Bauelemente 116 bis 123 der VCCD- Elemente 102 gemäß Fig. 1, während die Bezugszahl H1 den Spannungspegel (Tiefe der Potentialmulde) der ladungsgekoppelten Bauelemente 124 der HCCD-Elemente 103 bezeichnet. Die in Klammern gesetzten Zahlen bezeichnen Zeitperioden, die denjenigen gemäß Fig. 3 entsprechen. Wenn gemäß Fig. 3 ein Ansteuerimpuls einen hohen Pegel aufweist, ergibt sich eine tiefe Potentialmulde der mit diesem Ansteuerimpuls beaufschlagten ladungsgekoppelten Bauelemente, während bei einem Ansteuerimpuls niedrigen Pegels sich eine flache Potentialmulde der mit diesem Ansteuerimpuls beaufschlagten ladungsgekoppelten Bauelemente ergibt. Hierbei ist zu beachten, dass die Ansteuerimpulse φV1, φV3, φV5 und φV7 drei Spannungspegel aufweisen, wobei ein Spannungspegel, der einen höheren Wert als der Spannungspegel "HOCH" aufweist, beim Auslesen der Ladungen aus den Bildelementen 101 zu den VCCD-Elementen 102 verwendet wird.
  • Wenn bei der Zuführung der Ansteuerimpulse gemäß Fig. 3 zu der Bildabtasteinrichtung Signalleseimpulse in der Vertikal-Austastperiode (VBLK) erzeugt werden, d. h., wenn die Potentiale der Ansteuerimpulse φV3 und φV7 und der Ansteuerimpulse φV1 und φV5 in der Periode (3) und in der Periode (5) jeweils die höchsten Werte der Potentialpegel annehmen, werden die in den entsprechenden Elementen 101 gespeicherten Ladungen zu den benachbarten VCCD-Elementen 102 ausgelesen, da sich bei V3 und V7 sowie bei V1 und V5 der VCCD-Elemente 102 tiefe Potentialmulden ergeben. Sodann werden in der Periode (7) die Ansteuerimpulse in der in Fig. 3 dargestellten Weise zugeführt, um die Ladungen der gradzahligen Zeilen und die Ladungen der ungradzahligen Zeilen zu addieren, bevor die Signalladungen der VCCD- Elemente 102 in der Vertikalrichtung übertragen werden.
  • Während einer Horizontal-Austastperiode (HBLK), während der das Signal HBLK gemäß Fig. 3 in den Perioden (8) bis (14) einen niedrigen Pegel aufweist, werden die in Fig. 3 dargestellten Ansteuerimpulse erzeugt, sodass sich der Potentialzustand eines jeden ladungsgekoppelten Bauelements der VCCD-Elemente 102 in der in Fig. 4B dargestellten Weise ändert. Somit werden die Ladungen in den VCCD-Elementen 102 aufeinanderfolgend in Vertikalrichtung übertragen, wie dies Fig. 4B entnommen werden kann, sodass die Summe der Ladungen in der n-ten Zeile und der Ladungen in der (n-1)- ten Zeile den ladungsgekoppelten Bauelementen 124 (H1) der HCCD-Elemente 103 zugeführt wird.
  • In der Periode (15) gemäß Fig. 3 werden jeweilige Ansteuerimpulse entgegengesetzter Polarität abwechselnd als Ansteuerimpulse φH1 und φH2 zugeführt. In Abhängigkeit von diesen Ansteuerimpulsen werden die Potentialzustände in den Perioden (15A) und (15B) gemäß Fig. 4B abwechselnd reproduziert, wodurch die Ladungen, in den VCCD-Elementen 103 in der Horizontalrichtung übertragen werden. Sodann werden die Ladungen vom Ladungsdetektor 104 in Spannungssignale umgesetzt und aufeinanderfolgend über den Ausgang 105 als zeitserielle Bildsignale ausgegeben.
  • Durch Wiederholung der vorstehend beschriebenen Vorgänge werden die in gradzahligen Zeilen und ihren benachbarten ungradzähligen Zeilen der Bildabtasteinrichtung gespeicherten Ladungen addiert, wodurch die in sämtlichen Bildelementen 101 gespeicherten Ladungen ausgelesen werden. In der nächsten Halbbildperiode wird die Kombination der Zeilen geändert, deren Ladungen auszulesen sind, d. h., die Ladungen in der (n-1)-ten Zeile und der (n-2)-ten Zeile sowie die Ladungen in der (n-3)-ten Zeile und der (n-4)-ten Zeile usw. werden addiert und sodann ausgelesen.
  • Nachstehend wird naher auf das zweite erfindungsgemäße Ansteuerverfahren eingegangen, bei dem eine vorgegebene Anzahl von Zeilen übersprungen wird (Lesevorgang mit Überspringen von Zeilen, der nachstehend vereinfacht als Zeilensprung-Lesevorgang bezeichnet wird). Die Fig. 5A bis 5C zeigen zeitabhängige Signalverläufe der Ansteuerimpulse, die im Rahmen dieses zweiten Ansteuerverfahrens der Bildabtasteinrichtung zugeführt werden. Die Fig. 6A bis 6C zeigen den Potentialzustand eines jeden ladungsgekoppelten Bauelements der VCCD-Elemente 102 und der HCCD-Elemente 103 sowie die Übertragung der Ladungen, wenn die Ansteuerimpulse gemäß den Fig. 5A bis 5C der Bildabtasteinrichtung zugeführt werden.
  • Wenn die Ansteuerimpulse gemäß Fig. 5A der Bildabtasteinrichtung zugeführt werden, werden zunächst in der Periode (3) während der Vertikal-Austastperiode die in den Bildelementen der (n-2)-ten Zeile, der (n-6)-ten Zeile, der (n-10)-ten Zeile usw. gespeicherten Ladungen, d. h. die Ladungen einer jeden vierten Zeile zu den ladungsgekoppelten Bauelementen 118 (V3) der VCC D-Elemente 102 in Abhängigkeit von dem Ansteuerimpuls φV3 ausgelesen. Die ausgelesenen Ladungen werden in Abhängigkeit von den Ansteuerimpulsen gemäß Fig. 5A in den Perioden (4) bis (9) aufeinanderfolgend über die VCCD-Elemente 102 in Vertikalrichtung übertragen. Weiterhin werden in Abhängigkeit von dem Signalleseimpuls φV1 in der Periode (10) die in den Bildelementen 101 in der (n-3)-ten Zeile, der (n-7)-ten Zeile, der (n-11)-ten Zeile usw. gespeicherten Ladungen, d. h., Ladungen in jeder vierten Zeile, zu den ladungsgekoppelten Bauelementen 116 (V1) der VCCD-Elemente 102 übertragen. Durch diesen Vorgang werden die in den Bildelementen von zwei aufeinanderfolgenden Zeilen aus vier Zeilen gespeicherten Ladungen zu den VCCD- Elementen 102 ausgelesen. Anders ausgedrückt, werden die Signalladungen in zwei Zeilen von vier Zeilen übersprungen, wobei die Ladungen dieser übersprungenen Zeilen in den Bildelementen 101 verbleiben.
  • In den Perioden (13) bis (27) der Horizontal-Austastperiode werden die in Fig. 5B dargestellten Ansteuerimpulse erzeugt, wobei sich der Potentialzustand eines jeden ladungsgekoppelten Bauelements der VCCD-Elemente 102 in der in Fig. 6B veranschaulichten Weise ändert. Wie Fig. 6B zu entnehmen ist, werden somit die Ladungen in den VCCD- Elementen 102 aufeinanderfolgend in der Vertikalrichtung übertragen. In der Periode (21) werden die Ladungen in der (n-2)-ten Zeile zu den ladungsgekoppelten Bauelementen 124 (H1) der HCCD-Elemente 103 übertragen, während in den Perioden (22) bis (27) die Ladungen in der (n-3)-ten Zeile zu den ladungsgekoppelten Bauelementen 124 der HCCD- Elemente 103 übertragen werden. Somit werden die Ladungen in der (n-2)-ten Zeile und die Ladungen in der (n-3)-ten Zeile in den ladungsgekoppelten Bauelementen 124 der HCCD- Elemente 103 addiert. Anders ausgedrückt, die Ladungen in jedem Paar benachbarter Bildelemente in Vertikalrichtung in der (n-2)-ten Zeile und in der (n-3)-ten Zeile werden addiert. Weiterhin werden in der Periode (28) gemäß Fig. 5B durch abwechselnde Erzeugung von Ansteuerimpulsen φH1 und φH&sub2; entgegengesetzter Polarität die Potentialzustände in den Perioden (28A) und (28B) gemäß Fig. 6B abwechselnd reproduziert. Dementsprechend werden die Ladungen in den HCCD-Elementen 103 in der Horizontalrichtung übertragen, vom Ladungsdetektor 104 in Spannungssignale umgesetzt und sodann über den Ausgang 105 aufeinanderfolgend als zeitserielle Bildsignale ausgegeben.
  • In den Perioden (29) bis (46) der nächsten Horizontal- Austastperiode werden die Ansteuerimpulse gemäß Fig. 5C erzeugt. Wie Fig. 6C zu entnehmen ist, werden hierbei in der Periode (36) die Ladungen in der (n-6)-ten Zeile den HCCD-Elementen 103 zugeführt. Sodann werden in den Perioden (37) und (38) die Ladungen in den HCCD-Elementen 103 in Abhängigkeit von den Ansteuerimpulsen φH1 und φH2 um ein Bildelement (d. h., zwei ladungsgekoppelte Bauelemente) in der Horizontalrichtung verschoben. In der Periode (38) gemäß Fig. 6C ist somit in den ladungsgekoppelten Bauelementen 124 (H1) einer gegebenen Spalte eine Ladung der (n-6)-ten Zeile der nächsten Spalte vorhanden. Durch Zuführung von Ansteuerimpulsen in der durch die Perioden (39) bis (46) gemäß Fig. 5C veranschaulichten Weise werden sodann Ladungen in der (n-7)-ten Zeile zu den HCCD- Elementen 103 übertragen. In der Periode (46) werden somit die Ladung einer gegebenen Spalte in der (n-7)-ten Zeile und die Ladung der benachbarten Spalte (verschoben um ein Bildelement in Horizontalrichtung) in der (n-6)-ten Zeile addiert. Anders ausgedrückt, es werden Ladungen addiert, die in Paaren von in Schrägrichtung in der (n-6)-ten Zeile und in der (n-7)-ten Zeile benachbarten Bildelementen gespeichert sind.
  • Sodann werden in der Periode (47) jeweilige Ansteuerimpulse φH1 und φH2 entgegengesetzer Polarität abwechselnd erzeugt und dadurch die Ladungen in den HCCD-Elementen 103 über den Ausgang 105 ausgegeben. Sodann können durch Wiederholung der Vorgänge in den Perioden (3) bis (28) und der Vorgänge in den Perioden (29) bis (47), d. h., des Vorgangs der Addition von Ladungen, die in zwei benachbarten Bildelementen in der Vertikalrichtung gespeichert sind, und des Vorgangs der Addition von Ladungen, die in zwei benachbarten Bildelementen in Schrägrichtung gespeichert sind, Bildsignale eines Bildes ausgelesen werden, indem zwei Zeilen aus jeweils vier Zeilen übersprungen werden. In der nächsten Halbbildperiode werden die Ladungen derjenigen Zeilen ausgelesen, die bei der vorherigen Halbbildperiode übersprungen worden sind. Die Wiederholung der vorstehend beschriebenen beiden Vorgänge ist durch die Art der Signalverarbeitung zur Erzeugung von Farbbildsignalen aus den aus der Bildabtasteinrichtung ausgelesenen Signalen bedingt, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird.
  • Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild der Konfiguration eines Bildsensorgerätes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In Fig. 7 bezeichnen die Bezugszahl 201 eine Bildsensoreinheit oder Bildabtasteinheit, die ein optisches Tiefpassfilter, eine Objektiveinheit und die Bildabtasteinrichtung gemäß Fig. 1 umfasst, die Bezugszahl 202 einen Vor-Prozessor für die von der Bildabtasteinheit 201 ausgegebenen Signale, der eine Schaltungsanordnung zur Durchführung einer korrelierten Doppelabtastung (CDS) und einen Regelverstärker (AGC) umfasst, die Bezugszahl 203 einen Analog-Digital-Umsetzer (A/D-ümsetzer) zur Umsetzung der analogen Eingangssignale in Digitalsignale, die Bezugszahl 204 eine Operationsschaltung zur Erzeugung von Steuerimpulsen zur Betätigung der Bildabtasteinrichtung der Bildabtasteinheit 201 und die Bezugszahl 205 eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Operationsschaltung 204.
  • Weiterhin bezeichnen die Bezugszahl 206 ein Tiefpassfilter (TPF) zur Einsteuerung der Frequenz eines Eingangssignals in einen vorgegebenen Frequenzbereich, die Bezugszahl 207 eine γ-Korrekturschaltung, die Bezugszahl 208 eine Verstärkerschaltung, die Bezugszahl 209 einen Luminanzsignalgenerator zur Erzeugung und Ausgabe eines Luminanzsignals Y aus einem von der Verstärkerschaltung 208 abgegebenen hochfrequenten Luminanzsignal und einem von einem Tiefpassfilter 220 abgegebenen Signal, die Bezugszahl 211 einen Farbseparator zur Trennung des Eingangssignals in verschiedene Farbsignale, die Bezugszahl 212 einen Addierer, die Bezugszahl 213 einen Subtrahierer, die Bezugszahl 214 einen Zeilenspeicher, die Bezugszahl 215 einen RGB-ümsetzer zur Umsetzung von drei Eingangssignalen in Signale der drei Primärfarben, die Bezugszahl 217 eine Weissabgleichsschaltung, die Bezugszahl 218 eine γ- Korrekturschaltung, die Bezugszahl 219 eine Farbdifferenz- Matrixschaltung zur Erzeugung eines Luminanzsignals sowie von Farbdifferenzsignalen aus den Eingangssignalen der Primärfarben, und die Bezugszahlen 220, 221 und 222 Tiefpassfilter (TPF), wobei vom Tiefpassfilter 220 ein niederfrequentes Luminanzsignal YL, vom Tiefpassfilter 221 ein Farbdifferenzsignal R-Y und vom Tiefpassfilter 222 ein Farbdifferenzsignal B-Y abgegeben werden. Ein von einer gestrichelten Linie umgebener Bereich 210 bezeichnet eine Luminanzsignal-Verarbeitungseinheit, während ein von einer gestrichelten Linie umgebener Bereich 216 eine Farbseparatoreinheit und ein von einer gestrichelten Linie umgebener Bereich 223 einen Farbsignalprozessor bezeichnen.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 näher auf die von diesem Bildsensorgerät durchgeführte Bildsignalverarbeitung eingegangen. Wie vorstehend beschrieben, wird die Bildabtasteinrichtung des Bildsensorgerätes in zwei verschiedenen Betriebsarten betrieben bzw. angesteuert, nämlich in einem normalen Lesebetrieb, bei dem Signale ohne Überspringen von Zeilen ausgelesen werden, und in einem Zeilensprung-Lesebetrieb, bei dem Signale unter Überspringen vorgegebener Zeilen ausgelesen werden. Nachstehend wird zunächst auf die im Rahmen des normalen Lesebetriebs (der ersten Betriebsart bzw. des ersten Ansteuerverfahrens) erfolgende Bildsignalverarbeitung eingegangen.
  • Die von der Steuereinrichtung 205 gesteuerte Operationsschaltung 204 führt die in Fig. 3 dargestellten Ansteuerimpulse der Bildabtasteinheit 201 zu, wodurch die Bildabtasteinrichtung in dem vorstehend beschriebenen normalen Lesebetrieb angesteuert bzw. betrieben wird und die Bildsignale ausgegeben werden.
  • Die in diesem normalen Lesebetrieb ausgelesenen Bildsignale stellen die Summen der in Paaren von Bildelementen in den gradzahligen Zeilen und ihren benachbarten ungradzahligen Zeilen gespeicherten Ladungen dar, wie dies vorstehend beschrieben ist. Da das Farbfilter die in Fig. 2 dargestellte Anordnung aufweist, sind die durch Addition der Ladungen in der n-ten Zeile und in der (n-l)-ten Zeile ausgegebenen Signale:
  • [Mg + Cy], [G + Ye], [Mg + Cy], [G + Ye], (1)
  • während die durch Addition der Ladungen in der (n-2)-ten Zeile und in der (n-3)-ten Zeile ausgegebenen Signale sind:
  • [G + Cy], [Mg + Ye], [G + Cy], [Mg + Ye], (2)
  • Hierbei bezeichnen Mg, Cy, G und Ye Ladungssignale, die in Bildelementen bzw. Bildrasterpunkten gespeichert sind, die jeweils mit dem Farbfilterchip Mg, Cy, G bzw. Ye überzogen sind. Die Signale (1) und (2) werden aufeinanderfolgend und wiederholt ausgegeben, wodurch die Bildsignale eines Halb- oder Einzelbildes ausgegeben werden.
  • Die aus der Bildabtasteinheit 201 ausgelesenen Signale werden in der vorstehenden Reihenfolge von dem Vorprozessor 202 in Form einer korrelierten Doppelabtastung und automatischen Verstärkungsregelung verarbeitet. Sodann werden die analogen Bildsignale vom A/D-Umsetzer 203 in Digitalsignale umgesetzt und der Luminanzsignal- Verarbeitungseinheit 210 sowie der Farbseparatoreinheit 216 zugeführt. Da der Luminanzsignal-Verarbeitungseinheit 210 die Bildsignale (1) und (2) zugeführt werden, werden durch Begrenzung des Frequenzbereiches der Bildsignale durch das Tiefpassfilter 206 die nachstehend beschriebenen Signale erhalten.
  • Aus den Signalen (1), die die Summen der Signale der n-ten Zeile und der (n-1)-ten Zeile darstellen, wird erhalten:
  • Y = [Mg + Cy] + [G + Ye] = 2R + 3G + 2B (3)
  • während aus den Signalen, die die Summen der Signale der (n-2)-ten Zeile und der (n-3)-ten Zeile darstellen, erhalten wird:
  • Y = ; [G + Cy] + [Mg + Ye] = 2R + 3G + 2B (4)
  • In den Gleichungen (3) und (4) bezeichnen R, G und B jeweils Signalwerte der drei Primärfarben R, G und B. Hierbei sind die Werte von R, G und B in Gleichung (3) und die Werte von R, G und B in Gleichung (4) tatsächlich unterschiedlich, da sie jedoch von Ladungssignalen erhalten werden, die in benachbarten Bildelementen gespeichert sind, werden sie als im wesentlichen gleich angesehen. Somit werden diese Werte R, G und B in den Gleichungen (3) und (4) im Rahmen der folgenden Rechenvorgänge als jeweils im Wesentlichen gleiche Werte behandelt.
  • Diese Werte werden als Luminanzsignalen entsprechende Signale verwendet und in der γ-Korrekturschaltung 207 und der Verstärkerschaltung 208 einer vorgegebenen Verarbeitung unterzogen, woraufhin sie dem Luminanzsignalgenerator 209 als eine Hochfrequenzkomponente enthaltendes Luminanzsignal YH zugeführt werden. Hierbei wird dem Luminanzsignalgenerator 209 außerdem ein niederfrequentes Luminanzsignal YL zugeführt, das in einer nachstehend noch näher beschriebenen Weise erzeugt wird. Der Luminanzsignalgenerator 209 kombiniert diese Signale und gibt ein resultierendes Signal als Luminanzsignal Y aus.
  • Nachstehend wird näher auf die Verarbeitung der Signale eingegangen, die der Farbseparatoreinheit 216 zugeführt werden. In der Farbseparatoreinheit 216 werden Farbsignale von den aufeinanderfolgend von der Bildabtasteinrichtung ausgegebenen Signalen separiert und Signale der drei Primärfarben, d. h.. R-, G- und B-Signale, erzeugt. Wenn die Signale (1) dem Farbseparator 211 zugeführt werden, trennt der Farbseparator 211 die Eingangssignale auf in:
  • S1 = [G + Ye] (5)
  • S2 = [Mg + Cy] (6)
  • Da die Eingangssignale sequentielle Signale sind und jedes Farbsignal bei jedem zweiten Bildelement ausgegeben wird, d. h., als S1, S2, S1, S2, . . ., können keine Farben reproduziert werden. Es ist somit erforderlich, die Signale zu interpolieren, sodass ein Bildsignal eines jeden Bildelementes auf der Basis der vier Farbkomponenten erzeugt wird. Als Interpolationsverfahren steht ein Vor- Interpolationsverfahren zur Verfügung, bei dem ein Signal von fehlenden Farbkomponenten für ein Bildelement mit Hilfe eines Signals des vorhergehenden Bildelements interpoliert wird, sowie ein Mittelwert-Interpolationsverfahren, bei dem ein Signal von fehlenden Farbkomponenten für ein Bildelement mit Hilfe des Mittelwerts der Signale des vorherigen und des nächsten Bildelements interpoliert wird.
  • Die vom Farbseparator 211 separierten Signale werden vom Addierer 212 addiert und sodann vom Subtrahierer 213 subtrahiert. Die vom Addierer 212 und dem Subtrahierer 213 jeweils ausgegebenen Signale lassen sich daher folgendermaßen darstellen:
  • S1 + S2 = [G + Ye] + [Mg + Cy] = 2R + 3G + 2B (7)
  • S2 - S1 = [Mg + Cy] - [G + Ye] = 2B - G (8)
  • Wenn die Signale (2) dem Farbseparator 211 zugeführt werden, werden in gleicher Weise ausgegeben:
  • S1 = [G + Cy]
  • S2 = [Mg + Ye]
  • und,
  • S1 + S2 = [G + Cy] + [Mg + Ye] = 2R + 3G + 2B (9)
  • S2 - S1 = [G + Cy] - [Mg + Ye] = 2R - G (10)
  • Die Ausgangssignale des Addierers 212 und des Subtrahierers 213 werden dem RGB-Umsetzer 215 zugeführt. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Subtrahierers 213 in den Zeilenspeicher 214 eingegeben, wo die Signale um eine Horizontal-Abtastzeilenperiode verzögert und sodann die verzögerten Signale dem RGB-Umsetzer 215 zugeführt werden. Wenn somit die Signale gemäß den Gleichungen (9) und (10) dem RGB-Umsetzer 215 zugeführt werden, wird außerdem auch das Signal gemäß Gleichung (8) in den RGB-Umsetzer 215 eingegeben.
  • Der RGB-Umsetzer 215 führt die nachstehenden Operationen durch und erzeugt Signale der drei Primärfarben, d. h.. R-, G- und B-Signale.
  • G = {(S1 + S2) - (S2 - S1) - (S2 - S2)'}/5 = {2R + 3G + 2B - (2R - G) - (2B - G)}/5 (11)
  • R = {(S2 - S1) + G}/2 = {(2R - G) + G}/2 (12)
  • B = {(S2 - S1)' + G}/2 = { (2B - G) + G}/2 (13)
  • (S2 - S1)' bezeichnet hierbei ein vom, Zeilenspeicher 214 erzeugtes Signal, das um eine Horizontal- Abtastzeilenperiode verzögert ist.
  • Für die nächste Zeile wird ein G-Signal unter Verwendung der Gleichung (11) berechnet, während R- und B-Signale mit Hilfe der folgenden Berechnung erhalten werden:
  • R = {(S2 - S1)' + G}/2 = { (2R - G) + G}/2 (14)
  • B = {(S2 - S1) + G}/2 = { (2B - G) + G}/2 (15)
  • Die vom RGB-Umsetzer 215 abgegebenen R-, G- und B-Signale werden der Weissabgleichschaltung 217 zugeführt, wo der Weissabgleich der R-, G- und B-Signale korrigiert wird, woraufhin in der γ-Korrekturschaltung 218 eine Signalverarbeitung zur γ-Korrektur erfolgt und die Signale sodann der Farbdifferenz-Matrixschaltung 219 zugeführt werden.
  • Die Farbdifferenz-Matrixschaltung 219 führt die folgende Operation zur Erzeugung des niederfrequenten Luminanzsignals YL und der Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y durch:
  • Nachdem die Frequenzbereiche der von der Farbdifferenz- Matrixschaltung 219 abgegebenen Signale durch die Tiefpassfilter 220, 221 und 222 auf vorgegebene. Frequenzbereiche begrenzt worden sind, wird das niederfrequente Luminanzsignal YL dem Luminanzsignalgenerator 209 zugeführt, während die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y von den Tiefpassfiltern 221 und 222 ausgegeben werden. In der vorstehend beschriebenen Weise erhaltene Bildsignale werden in nicht dargestellten Schaltungsanordnungen einer vorgegebenen Signalverarbeitung unterzogen und in Signale eines vorgegebenen Formates umgesetzt, woraufhin sie von verschiedenen Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet, auf Anzeige- oder Sichtgeräten dargestellt oder Peripheriegeräten zugeführt werden.
  • In der nächsten Halbbildperiode werden die Ladungen von zwei benachbarten Zeilen einer unterschiedlichen Kombination addiert und die Ladungen in der (n-1)-ten Zeile und der (n-2)-ten Zeile sowie die Ladungen in der (n-3)-ten Zeile und der (n-4)-ten Zeile usw. als addierte Ladungen ausgelesen. Die in dieser Halbbildperiode ausgelesenen Signale sind somit:
  • [Cy + G], [Ye + Mg], [Cy + G], [Ye + Mg] (17)
  • in der (n-1)-ten Zeile und der (n-2)-ten Zeile, während in der (n-3)-ten Zeile und in der (n-4)-ten Zeile erhalten wird:
  • [Cy + Mg], [Ye + G], [Cy + Mg], [Ye + G] (18)
  • Die Signale (17) und (18) werden abwechselnd ausgelesen. Da die Signale (17) und (18) jeweils gleich den Signalen (2) und (1) sind, sind die anschließenden Signalverarbeitungsvorgänge die gleichen, wie die in der vorherigen Halbbildperiode durchgeführten Signalverarbeitungsvorgänge, sodass eine erneute Beschreibung entfallen kann.
  • Nachstehend wird die Bildsignalverarbeitung im Zeilensprung-Lesebetrieb näher beschrieben. Die von der Steuereinrichtung 205 gesteuerte Operationsschaltung 204 erzeugt die in Fig. 5 dargestellten Ansteuerimpulse für die Bildabtasteinrichtung 201, wodurch die Bildabtasteinrichtung im Zeilensprung-Lesebetrieb angesteuert wird und Bildsignale ausgegeben werden. Hierbei werden die Bildsignale in der n-ten Zeile und der (n-1)-ten Zeile in der vorstehend beschriebenen Weise übersprungen, ohne gelesen zu werden. Sodann werden Ladungen addiert und ausgegeben, die in Paaren von benachbarten Bildelementen in Vertikalrichtung in der (n-2)-ten Zeile und der (n-3)-ten Zeile gespeichert sind. Die Bildsignale in der (n-4)-ten Zeile und in der (n-5)-ten Zeile werden übersprungen, während die Ladungen der (n-6)-ten Zeile um ein Bildelement in Horizontalrichtung verschoben und die Ladungen in der (n-7)-ten Zeile hinzuaddiert werden, wodurch die Summen der in Paaren von benachbarten Bildelementen in Schrägrichtung gespeicherten Ladungen ausgegeben werden. Durch Wiederholung dieses Lesevorgangs werden die Bildsignale eines Halbbildes ausgegeben.
  • Da das Farbfilter, mit der die Bildabtasteinrichtung überzogen ist, die in Fig. 2 dargestellte Anordnung aufweist, sind die durch die Addition der Ladungen in der (n-2)-ten Zeile und der (n-3)-ten Zeile erhaltenen Ausgangssignale gegeben durch:
  • [G + Cy], [Mg + Ye], [G + Cy], [Mg + Ye] (19)
  • während die durch Addition der Ladungen in der (n-6)-ten Zeile und der (n-7)-ten Zeile erhaltenen Ausgangssignale gegeben sind durch:
  • [G + Ye], [Mg + Cy], [G + Ye], [Mg + Cy] (20)
  • Die Signale (19) und (20) werden wiederholt aufeinanderfolgend ausgegeben, sodass die Bildsignale eines Halbbildes ausgegeben werden. Da die Signale (19) und (20) jeweils den Signalen (2) und (1) entsprechen, werden die aus der Bildabtasteinheit 201 im Zeilensprung-Lesebetrieb ausgelesenen Signale ebenfalls von der Luminanzsignal- Verarbeitungseinheit 210, der Farbseparatoreinheit 216 und dem Farbsignalprozessor 223 in der gleichen Weise wie im normalen Lesebetrieb zur Bildung von Farbbildsignalen verarbeitet. Eine erneute detaillierte Beschreibung kann daher entfallen.
  • In der nächsten Halbbildperiode werden die Signale derjenigen Zeilen ausgelesen, die in der vorherigen Halbbildperiode übersprungen worden sind. Im einzelnen werden hierbei die in Paaren benachbarter Bildelemente in Vertikalrichtung in der n-ten Zeile und der (n-1)-ten Zeile gespeicherten Signale addiert und ausgelesen und sodann die in Paaren benachbarter Bildelemente in Schrägrichtung in der (n-4)-ten Zeile und der (n-5)-ten Zeile gespeicherten Signale addiert und ausgelesen. Die in dieser Halbbildperiode ausgelesenen Signale sind die gleichen, wie die in der vorherigen Halbbildperiode ausgelesenen Signale, wie dies der Filteranordnung gemäß Fig. 2 zu entnehmen ist, sodass die Signalverarbeitung in der gleichen Weise erfolgt, wie dies vorstehend beschrieben ist.
  • Vorstehend wurde ein Fall in Betracht gezogen, bei dem acht Ansteuerimpulse zur Betätigung bzw. Ansteuerung der VCCD- Elemente der Bildabtasteinrichtung Verwendung finden. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern es kann auch ein anderes Schema des Zeilenüberspringens realisiert werden, indem die Anzahl- der Ansteuerimpulse für die Betätigung bzw. Ansteuerung der VCCD-Elemente erhöht wird. Durch separate Ansteuerung der ladungsgekoppelten Bauelemente der VCCD-Elemente mit 16 Ansteuerimpulsen besteht z. B. zusätzlich zum Überspringen von zwei Zeilen aus vier Zeilen die Möglichkeit, sechs Zeilen aus acht Zeilen zu überspringen. Wenn sechs Zeilen aus acht Zeilen übersprungen werden, können Farbbildsignale erzeugt werden, indem die vorstehend beschriebene Signalverarbeitung der ausgelesenen Signale von zwei Zeilen aus vier Zeilen angewendet wird, wie dies der Anordnung des Farbfilters gemäß Fig. 2 zu entnehmen ist.
  • Bei dem ersten Ausführungsbeispiel können somit von einer Bildabtasteinrichtung mit einer Vielzahl von Bildelementen in einer zweidimensionalen Anordnung Signale unter Überspringen vorgegebener Zeilen ausgelesen und aus den ausgelesenen Signalen Farbbildsignale erzeugt werden. Falls somit die Anzahl der Bildelemente einer Bildabtasteinrichtung größer als diejenige einer Ausgabeeinrichtung ist, können die Vorgänge des Auslesens von gespeicherten Ladungen aus sämtlichen Bildelementen der Bildabtasteinrichtung und Speicherung der ausgelesenen Bildsignale in einem Speichermedium, wie einem Speicher, entfallen, sodass der Speicher sowie eine Verarbeitungsschaltung entfallen können, die bisher zur Verringerung der Bildsignale erforderlich waren. Außerdem lässt sich durch Auslesen von Signalen bei gleichzeitigem Überspringen von Zeilen die zum Auslesen der Bildsignale eines Bildes erforderliche Zeit verkürzen.
    • Zweites Ausführungsbeispiel
  • In Fig. 8 ist der Aufbau eines Farbfilters veranschaulicht, das vor einer Bildabtasteinrichtung angeordnet ist, die bei einem Bildsensorgerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung Verwendung findet. Dieser Aufbau des Farbfilters ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 6-205422 offenbart, wobei das Farbfilter bei einer Bildabtasteinrichtung eines Bildsensorgeräts verwendet wird, das die Abtastung eines Bildes mit hoher Auflösung und weniger Moirémustern in Form eines Fest-Halbbildes ermöglicht. Das Farbfilter gemäß Fig. 8 besitzt eine versetzte Abtaststruktur. Durch separates Auslesen der Signale von sämtlichen Bildelementen der Bildabtasteinrichtung zur Erzeugung eines Bildes werden weniger Farbträgersignale in Horizontal- und Vertikalrichtung erzeugt.
  • Demzufolge werden von den Farbträgersignalen hervorgerufene Farbmoirémuster in der Horizontal- und Vertikalrichtung verringert, wodurch bei dieser Konfiguration ein Bild mit der höchstmöglichen Auflösung erhalten werden kann.
  • Gemäß Fig. 8 umfasst das Farbfilter vier Farbfilterchips mit verschiedener spektraler Verteilungscharakteristik für blau oder blaugrün bzw. Cyan (in Figur Fig. 8 mit Cy bezeichnet), gelb (in Fig. 8 mit Ye bezeichnet), grün (in Fig. 8 mit G bezeichnet) und rot bzw. magentarot (in Fig. 8 mit Mg bezeichnet). In den gradzahligen Zeilen und den ungradzahligen Zeilen werden verschiedene Kombinationen der Farbfilterchips von zwei Farben verwendet (gemäß Fig. 8 eine Kombination aus Cy und Ye sowie eine Kombination aus G und Mg), wobei die Farbfilterchips von zwei Farben in Horizontalrichtung abwechselnd angeordnet sind. Die Farbfilterchips in den gradzahligen Zeilen und den ungradzahligen Zeilen sind in der Horizontalrichtung bei jeder gradzahligen und jeder ungradzahligen Zeile um ein Bildelement versetzt, sodass die Filterchips in den gradzahligen Zeilen ein Karo- oder Schachbrettmuster bilden, was gleichermaßen für die Filterchips in den ungradzahligen Zeilen zutrifft.
  • Nachstehend wird das Verfahren zur Betätigung bzw. Ansteuerung einer mit dem Farbfilter gemäß Fig. 8 überzogenen Bildabtasteinrichtung näher beschrieben. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel finden zwei Verfahren Anwendung. Das eine Verfahren besteht in einem dritten Betätigungs- bzw. Ansteuerverfahren, bei dem separat Signale aus sämtlichen Bildelementen der Abtasteinrichtung ausgelesen werden, während das andere Verfahren in einem vierten Betätigungs- bzw. Ansteuerverfahren besteht, bei dem Signale unter Überspringen von Zeilen (zeilenüberspringender Lesebetrieb, der nachstehend vereinfacht als Zeilensprung-Lesebetrieb bezeichnet ist) in ähnlicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgelesen werden.
  • Die Fig. 9A bis 9C zeigen Ansteuerimpulse, die der Bildabtasteinrichtung im Rahmen des dritten Betätigungs- bzw. Ansteuerverfahrens zugeführt werden. Ferner zeigen die Fig. 10A bis IOC den Potentialzustand eines jeden ladungsgekoppelten Bauelements der VCCD-Elemente 102 und der HCCD-Elemente 103 sowie die Art der Ladungsübertragung, wenn die Ansteuerimpulse gemäß den Fig. 9A bis 9C der Bildabtasteinrichtung zugeführt werden.
  • Wenn die Ansteuerimpulse in der in Fig. 9A gezeigten Weise der Bildabtasteinrichtung zugeführt werden, werden zunächst in der Periode (3) während einer Vertikal-Austastperiode in den Bildelementen der (n-2)-ten Zeile, der (n-6)-ten Zeile, der (n-10)-ten Zeile usw., d. h., einer jeden vierten Zeile gespeicherte Signalladungen in Abhängigkeit von dem Ansteuerimpuls φV3 zu den ladungsgekoppelten Bauelementen 118 (V3) der VCCD-Elemente 102 ausgelesen. In Abhängigkeit von den in Fig. 9A in den Perioden (4) bis (9) hergestellten Ansteuerimpulsen werden die ausgelesenen Ladungen aufeinanderfolgend über die VCCD-Elemente 102 in der Vertikalrichtung übertragen. Ferner werden in der Periode (10) in Abhängigkeit von dem Signalleseimpuls φV1 die in den Bildelementen 101 in der (n-3)-ten Zeile, der (n-7)-ten Zeile, der (n-11)-ten Zeile usw., d. h., einer jeden vierten Zeile gespeicherten Signalladungen zu den ladungsgekoppelten Bauelementen 116 (V1) der VCCD-Elemente 102 übertragen. Durch diesen Vorgang werden die in den Bildelementen von zwei aufeinanderfolgenden Zeilen aus vier Zeilen gespeicherten Signalladungen zu den VCCD-Elementen 102 ausgelesen.
  • Weiterhin werden in den Perioden (13) bis (20) während der Horizontal-Austastperiode die in Fig. 9B dargestellten Ansteuerimpulse erzeugt, sodass sich der Potentialzustand eines jeden ladungsgekoppelten Bauelements der VCCD- Elemente 102 in der in Fig. 10B dargestellten Weise ändert. Wie Fig. 10B zu entnehmen ist, werden die Signalladungen in den VCCD-Elementen 102 somit aufeinanderfolgend in der Vertikalrichtung übertragen. In der Periode (20) werden die Ladungen in der (n-2)-ten Zeile den ladungsgekoppelten Bauelementen 124 (H1) der HCCD-Elemente 103 zugeführt. Durch Zuführung der Ansteuerimpulse φH1 und φH2 in der Periode (21) gemäß Fig. 9B, die abwechselnd entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, werden die in Fig. 10B in den Perioden (21A) und (21B) dargestellten Potentialzustände wiederholt. Dementsprechend werden die Signalladungen in den HCCD-Elementen 103, d. h., in diesem Falle die Ladungen in der (n-2)-ten Zeile, in der Horizontalrichtung übertragen, von dem Ladungsdetektor 104 in Spannungssignale umgesetzt und sodann über den Ausgang 105 als zeitserielle Bildsignale aufeinanderfolgend ausgegeben. In der nächsten Horizontal-Zeilenabtastperiode werden die in Fig. 9C in den Perioden (23) bis (32) gezeigten Ansteuerimpulse erzeugt und die Ladungen in der (n-3)-ten Zeile über den Ausgang 105 als zeitlich serielle Bildsignale ausgegeben.
  • Durch Wiederholung dieser Vorgänge werden die Signale von zwei benachbarten Zeilen aus vier Zeilen, z. B. die Signale der (n-2)-ten Zeile, der (n-3)-ten Zeile, der (n-6)-ten Zeile, der (n-7)-ten Zeile usw. in diesem Halbbild separat ausgelesen. Somit können die Bildsignale eines Vollbildes separat in zwei Halbbildperioden ausgelesen werden.
  • Wenn beim ersten Ausführungsbeispiel kein Zeilenüberspringen stattfindet, werden die Signale von zwei Zeilen addiert und ausgelesen, indem die Bildabtasteinrichtung mit den Ansteuerimpulsen gemäß Fig. 3 angesteuert wird. Beim zweiten Ausführungsbeispiel werden die Signale sämtlicher Zeilen der Bildabtasteinrichtung separat ausgelesen, indem die Ansteuerimpulse gemäß Fig. 9 verwendet werden. Dies erfolgt auf Grund des in Fig. 8 dargestellten Aufbaus des Farbfilters der Bildabtasteinrichtung. Wenn nämlich, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, Signale von zwei Zeilen addiert und aus der Bildabtasteinrichtung ausgelesen werden, können bei der anschließenden Signalverarbeitung keine Farbbildsignale aus den ausgelesenen Bildsignalen erzeugt werden. Da außerdem beim dritten Ansteuerverfahren des zweiten Ausführungsbeispiels zwei Halbbildperioden zum Auslesen der Signale eines Vollbildes erforderlich sind, eignet sich dieses Verfahren zur Abtastung eines Steh- oder Festbildes und nicht zur Abtastung eines sich bewegenden Bildes.
  • Nachstehend wird näher auf das vierte Ansteuerverfahren eingegangen, bei dem ein Lesevorgang mit Überspringen von Zeilen erfolgt. Die der Bildabtasteinrichtung bei diesem vierten Ansteuerverfahren zugeführten Ansteuerimpulse sind die gleichen, wie die in Fig. 5 dargestellten Ansteuerimpulse, die beim zweiten Ansteuerverfahren des ersten Ausführungsbeispiels Verwendung finden. Der Potentialzustand eines jeden ladungsgekoppelten Bauelements der VCCD-Elemente 102 und der HCCD-Elemente 103 sowie die Art der Ladungsübertragung entsprechen der Darstellung in Fig. 6. Somit sind die bei dem vierten Ansteuerverfahren ausgelesenen Signale die Summen der Signale in zwei benachbarten Zeilen aus vier Zeilen. Im einzelnen werden die Summen der in Paaren benachbarter Bildelemente in der Horizontalrichtung gespeicherten Ladungen und die Summen der in Paaren benachbarter Bildelemente in Schrägrichtung gespeicherten Ladungen abwechselnd ausgegeben, wie dies beim zweiten Ansteuerverfahren des ersten Ausführungsbeispiels der Fall ist. In der nächsten Halbbildperiode werden die Signale in zwei anderen Zeilen ausgelesen, die in der vorherigen Halbbildperiode übersprungen worden sind. Somit werden die Signalladungen in zwei aufeinanderfolgenden Zeilen ausgelesen, während zwei Zeilen übersprungen werden.
  • Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild der Konfiguration eines Bildsensorgerätes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Fig. 11 sind Einheiten und Bauelemente, die den in Fig. 7 gezeigten Einheiten und Bauelementen entsprechen, mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet, sodass eine erneute Beschreibung nicht erforderlich ist.
  • In Fig. 11 bezeichnen die Bezugszahl 301 einen Speicher zur Speicherung von Eingangssignalen, die Bezugszahlen 302 bis 305 Interpolationsfilter zur Synchronisation eingegebener Bilddaten, die Bezugszahl 306 einen RGB-Umsetzer zur Umsetzung der Eingangssignale von vier Farben Mg, G, Cy und Ye in Signale der drei Primärfarben, d. h., in R-, G- und B- Signale, und die Bezugszahl 307 einen Umschaltkreis zur Auswahl entweder der Ausgangssignale der von einer gestrichelten Linie umgebenen Farbseparatoreinheit 216 oder der Ausgangssignale eines ebenfalls von einer gestrichelten Linie umgebenen Blocks 308 und Ausgabe der ausgewählten Signale.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 näher auf die bei dem Bildsensorgerät des zweiten Ausführungsbeispiels erfolgende Bildsignalverarbeitung eingegangen. Da zwei Verfahren zur Ansteuerung der Bildabtasteinrichtung bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in der vorstehend beschriebenen Weise verwendet werden, wird zunächst auf die Signalverarbeitung gemäß dem dritten Ansteuerverfahren eingegangen.
  • Die von der Steuereinrichtung 205 gesteuerte Operationsschaltung 204 erzeugt die Ansteuerimpulse gemäß Fig. 9 für die Bildabtasteinheit 201, sodass die Bildabtasteinrichtung betätigt bzw. angesteuert und Bildsignale ausgegeben werden. Die von der Bildabtasteinheit 201 ausgelesenen Bildsignale werden von dem Vor-Prozessor 202 einer korrelierten Doppelabtastung und automatischen Verstärkungsregelung unterzogen, vom A/D- Umsetzer 203 von Analogsignalen in Digitalsignale umgesetzt, und sodann im Pufferspeicher 301 für eine später erfolgende zweidimensionale Verarbeitung zeitweise zwischengespeichert. Hierbei werden die Signale eines Halb- oder Einzelbildes in zwei Halbbildperioden aus der Bildabtasteinheit 201 in der vorstehend beschriebenen Weise ausgelesen, wobei die in zwei Halbbildperioden erhaltenen Signale im Pufferspeicher 301 gespeichert werden.
  • Außerdem werden aus dem Pufferspeicher 301 Signale für eine weitere Signalverarbeitung ausgelesen. Signale Y2, die Luminanzsignalen entsprechen, werden aufeinanderfolgend aus dem Pufferspeicher 301 in einer Reihenfolge ausgelesen, die der Anordnung des Farbfilters gemäß Fig. 8 auf der Bildabtasteinrichtung entspricht, und sodann dem ümschaltkreis 307 zugeführt. Der ümschaltkreis 307 wird von der Steuereinrichtung 205 dahingehend gesteuert, dass die vom Block 308 zugeführten Signale in die Luminanzsignal- Verarbeitungseinheit 210 eingegeben werden. Die Luminanzsignal-Verarbeitungseinheit 210 besitzt die in Fig. 7 dargestellte Konfiguration, sodass; die Eingangssignale der gleichen Signalverarbeitung wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels unterzogen werden und sodann ein Luminanzsignal Y abgegeben wird. Außerdem werden den Farbsignalen Mg, G, Cy und Ye entsprechende Signale aus dem Pufferspeicher 301 ausgelesen, von den vier Interpolationsfiltern 302 bis 305 synchronisiert, in den RGB-Umsetzer 306 eingegeben und in R-, G- und B-Signale umgesetzt. Diese Umsetzung erfolgt entsprechend der nachstehend wiedergegebenen Matrixoperation.
  • Hierbei bezeichnet A eine 3 · 4 Matrix, die derart optimiert ist, dass die jeweilige Spektralcharakteristik Mg (λ), G(λ), Cy(λ) und Ye(λ) der Mg-, G-, Cy- und Ye- Farbfilterchips auf der Bildabtasteinrichtung der durch die NTSC-Norm definierten jeweiligen Spektralcharakteristik R(λ), G (λ) und B(λ) der R-, G- und B-Filter angenähert ist. Wie vorstehend beschrieben, werden die vom Block 306 abgegebenen Signale der drei Primärfarben R2, G2 und B2 der Farbsignal-Verarbeitungseinheit 223 über den Umschaltkreis 307 zugeführt und einer vorgegebenen Signalverarbeitung wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels unterworfen, woraufhin ein niederfrequentes Luminanzsignal YL und Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y abgegeben werden. Die in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen Bildsignale werden einer weiteren vorgegebenen Signalverarbeitung unterzogen und sodann von einer (nicht dargestellten) Auf Zeichnungseinrichtung aufgezeichnet oder Peripheriegeräten zugeführt. Da bei diesem Verfahren jedoch zwei Bildperioden zum Auslesen der Signale eines Gesamtbildes erforderlich sind, kann ein Festbild oder ein sich bewegendes Bild erhalten werden, das mit einer Bildrate abgetastet ist, welche der halben Bildrate des ersten Ansteuerverfahrens des ersten Ausführungsbeispiels entspricht. Zur Abtastung eines sich bewegenden Bildes mit der gleichen Bildrate wie im Falle des ersten Ansteuerverfahrens ist es somit erforderlich, die Bildabtasteinrichtung mit Hilfe des vierten Ansteuerverfahrens zu betätigen bzw. anzusteuern, bei dem Signale unter Überspringen von Zeilen ausgelesen werden.
  • Nachstehend wird näher auf die Signalverarbeitung bei dem vierten Ansteuerverfahren eingegangen, bei dem ein Lesevorgang mit Überspringen von Zeilen erfolgt. Die von der Steuereinrichtung 205 gesteuerte Operationsschaltung 204 erzeugt die in Fig. 5 dargestellten Ansteuerimpulse für die Bildabtasteinheit 201 wie im Falle des in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Zeilensprung-Lesevorgangs, sodass die Bildabtasteinrichtung im Rahmen einer Zeilensprung-Leseoperation betätigt bzw. angesteuert wird und Bildsignale abgegeben werden. Hierbei werden die Bildsignale in der n-ten Zeile und der (n-1)-ten Zeile wie im Falle des in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Zeilensprung-Lesevorgangs übersprüngen, ohne gelesen zu werden. Sodann werden in Paaren von in Vertikalrichtung benachbarten Bildelementen in der (n-2)-ten Zeile und der (n-3)-ten Zeile gespeicherte Ladungen addiert und ausgegeben. Die Bildsignale in der (n- 4)-ten Zeile und der (n-5)-ten Zeile werden übersprungen, während die Ladungen der (n-6)-ten Zeile in Horizontalrichtung um ein Bildelement verschoben und die Ladungen der (n-7)-ten Zeile hinzuaddiert werden, wodurch die Summen der in Paaren benachbarter Bildelemente in Schrägrichtung gespeicherten Ladungen ausgegeben werden. Durch Wiederholung dieses Lesevorgangs werden die Bildsignale eines Halbbildes ausgegeben.
  • Da das auf der Bildabtasteinrichtung angeordnete Farbfilter den in Figur; 8 dargestellten Aufbau auf weist, sind die durch Addition der Ladungen in der (n-2)-ten Zeile und der (n-3)- ten Zeile erhaltenen Ausgangssignale gegeben durch:
  • [Mg + Cy], [G + Ye], [Mg + Cy], [G + Ye] (22)
  • während die durch Addition der Ladungen in der (n-6)-ten Zeile und der (n-7)-ten Zeile erhaltenen Ausgangssignale gegeben sind durch:
  • [Mg + Ye], [G + Cy], [Mg + Ye], [G + Cy] (23)
  • Die Signale (22) und (23) werden wiederholt aufeinanderfolgend ausgegeben, wodurch die Ausgabe der Bildsignale eines Halbbildes erfolgt.
  • Die Signale (22) und (23) entsprechen den Signalen (20) und (19), die jeweils von der mit dem Farbfilter gemäß Fig. 2 des ersten Ausführungsbeispiels überzogenen Bildabtasteinrichtung abgegeben werden, wobei die ausgelesenen Signale ebenfalls von der Luminanzsignal- Verarbeitungseinheit 210, der Farbseparatoreinheit 216 und dem Farbsignalprozessor 223 in der gleichen Weise wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels zur Bildung von Farbbildsignalen verarbeitet werden. In der nächsten Bildperiode werden Signale aus denjenigen Zeilen ausgelesen, die bei der vorherigen Bildperiode übersprungen worden sind. Im einzelnen werden hierbei in Paaren von in Vertikalrichtung benachbarten Bildelementen in der n-ten Zeile und der (n-1)-ten Zeile gespeicherte Signale addiert und ausgelesen und sodann in Paaren von in Schrägrichtung benachbarten Bildelementen in der (n-4)-ten Zeile und der (n-5)-ten Zeile gespeicherte Signale addiert und ausgelesen. Die in dieser Bildperiode ausgelesenen Signale sind die gleichen, wie die in der vorherigen Bildperiode ausgelesenen Signale, wie dies der Anordnung des Filters gemäß Fig. 8 zu entnehmen ist, wobei zur Erzeugung der Farbbildsignale die gleiche Signalverarbeitung in der gleichen Weise erfolgt.
  • Obwohl vorstehend ein Fall in Betracht gezogen worden ist, bei dem acht Ansteuerimpulse zur Betätigung bzw. Ansteuerung der VCCD-Elemente der Bildabtasteinrichtung Verwendung finden, ist die Erfindung, wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels, nicht hierauf beschränkt, sondern durch Vergrößerung der Anzahl der Ansteuerimpulse zur Betätigung bzw. Ansteuerung der VCCD-Elemente kann auch ein anderes Schema des Überspringens von Zeilen realisiert werden. So können z. B. durch separate Ansteuerung der ladungsgekoppelten Bauelemente der VCCD-Elemente mit 16 Ansteuerimpulsen zusätzlich zum Überspringen von zwei Zeilen aus vier Zeilen auch sechs Zeilen aus acht Zeilen übersprungen werden. Wenn sechs Zeilen aus acht Zeilen übersprungen werden, lassen sich Farbbildsignale durch Anwendung der vorstehend beschriebenen Signalverarbeitung erzeugen, wie dies aus der Anordnung des Farbfilters gemäß Fig. 8 ersichtlich ist.
  • Beim zweiten Ausführungsbeispiel können somit von der eine Vielzahl von Bildelementen in zweidimensionaler Anordnung aufweisenden Bildabtasteinrichtung Signale unter Überspringen vorgegebener Zeilen ausgelesen und Farbbildsignale aus den ausgelesenen Signalen erzeugt werden. Somit ergeben sich die gleichen Vorteile, wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels, da im Vergleich zu einem Bild, das bei Verwendung der Bildabtasteinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels unter Anwendung eines Ansteuerverfahrens zum separaten Auslesen der Signale sämtlicher Bildelemente der Bildabtasteinrichtung erhalten wird, nun die Möglichkeit besteht, ein Stehbild oder Festbild mit höherer Auflösung und weniger Moiremustern abzutasten.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen des Schutzumfangs der Erfindung können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden.

Claims (21)

1. Verfahren zur Betätigung einer Bildabtasteinrichtung (101 bis 105), die eine photoelektrische Umsetzung durchführt, umgesetzte Ladungen speichert und eine Vielzahl von in einer Vielzahl von Zeilen angeordneten Bildrasterpunkten (101) aufweist,
gekennzeichnet durch
einen ersten Leseschritt, bei dem Bildsignale von zwei angrenzenden Zeilen aus einer vorgegebenen Anzahl von Zeilen ausgelesen werden, während Zeilen übergangen werden, die nicht wiederholt entlang der Vielzahl von Zeilen der Bildabtasteinrichtung ausgelesen werden, und bei dem die sich ergebenden Bildsignale ausgegeben werden, und
einen zweiten Leseschritt, bei dem Bildsignale aus zwei angrenzenden Zeilen jeweils aus den Im ersten Leseschritt bei einer jeweiligen vorgegebenen Anzahl von Zeilen übergangenen Zeilen ausgelesen und die sich ergebenden Bildsignale ausgegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im ersten und zweiten Leseschritt die Bildsignale von jeder der beiden angrenzenden Zeilen addiert und ausgelesen und nicht addierte Zeilen übergangen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bildabtasteinrichtung eine Vielzahl von Vertikal- Ladungsübertragungseinrichtungen (102) aufweist, die zur Übertragung von Ladungen in Vertikalrichtung jeweils entlang einer jeweiligen Vertikalspalte der Vielzahl von Bildrasterpunkten (101) angeordnet sind, und eine Horizontal- Ladungsübertragungseinrichtung (103) zur Übertragung von Ladungen in Horizontalrichtung aufweist, wobei zumindest acht Ansteuersignale (ΦV1 bis ΦV8) zur Betätigung der Vertikal- Ladungsübertragungseinrichtungen verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei im ersten und im zweiten Leseschritt jeweils ein Leseschritt, bei dem in Paaren von in Vertikalrichtung in zwei Zeilen aneinandergrenzenden Bildrasterpunkten gespeicherte Signale addiert und die resultierenden Signale ausgegeben werden, sowie ein Leseschritt, bei dem in Paaren von in Schrägrichtung in zwei Zeilen aneinandergrenzenden Bildrasterpunkten gespeicherte Signale durch Übertragung der Signale in einer Zeile zu der Horizontal-Ladungsübertragungseinrichtung (103) addiert, die Signale in Horizontalrichtung um einen Bildrasterpunkt verschoben, die Signale in einer nächsten Zeile zu der Horizontal-Ladungsübertragungseinrichtung übertragen, und die Übertragung und Verschiebung von Signalen wiederholt wird, bis die Vielzahl aneinandergrenzender Bildrasterpunkte in der Horizontal-Ladungsübertragungseinrichtung addiert sind, sowie die Ausgabe der resultierenden Signale abwechselnd durchgeführt werden, bis ein Einzelbild verarbeitet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem weiterhin
ein Speicherschritt vorgesehen ist, bei dem die in den ersten und zweiten Leseschritten ausgelesenen Bildsignale sämtlicher Bildrasterpunkte eines vollständigen Einzelbilds gespeichert werden,
wobei in den ersten und zweiten Leseschritten die Bildsignale von jeder der beiden angrenzenden Zeilen separat ausgelesen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Bildabtasteinrichtung eine Vielzahl von Vertikal-Ladungsübertragungseinrichtungen (102) auf weist, die zur Übertragung von Ladungen in Vertikalrichtung jeweils entlang einer jeweiligen Vertikalspalte der Vielzahl von Bildrasterpunkten (101) angeordnet sind, und eine Horizontal- Ladungsübertragungseinrichtung (103) zur Übertragung von Ladungen in Horizontalrichtung aufweist, wobei zumindest acht Ansteuersignale zur Betätigung der Vertikal- Ladungsübertragungseinrichtungen verwendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 6, wobei die Vertikal- Ladungsübertragungseinrichtungen (102) von acht Ansteuersignalen (ΦV1 bis ΦV8) betätigt werden, um Bildsignale in zwei angrenzenden Zeilen aus jeweils vier Zeilen auszulesen, während zwei Zeilen im ersten und zweiten Leseschritt übergangen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bildrasterpunkte (101) der Bildabtasteinrichtung mit einem Komplementärfarbfilter aus Rot-, Grün-, Blau- und Gelbanteilen überzogen sind, die derart angeordnet sind, daß verschiedene Kombinationen von zwei Farben in geradzahligen Zeilen und ungeradzahligen Zeilen verwendet werden und abwechselnd auftreten, wobei die beiden Farben in sowohl den geradzahligen Zeilen als auch den ungeradzahligen Zeilen in einem Karomuster angeordnet sind.
9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bildrasterpunkte (101) der Bildabtasteinrichtung mit einem Komplementärfarbfilter aus Rot-, Grün-, Blau- und Gelbanteilen überzogen sind, die derart angeordnet sind, daß verschiedene Kombinationen von zwei Farben in geradzahligen Zeilen und ungeradzahligen Zeilen verwendet werden und abwechselnd auftreten, wobei die zwei Farben in den geradzahligen Zeilen und die zwei Farben in den ungeradzahligen Zeilen in Karomustern angeordnet sind.
10. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem weiterhin vorgesehen sind:
ein Bestimmungsschritt, bei dem bestimmt wird, ob der erste und der zweite Leseschritt auszuführen sind oder nicht,
ein dritter Leseschritt, der ausgeführt wird, wenn im Bestimmungsschritt festgelegt wird, daß der erste und der zweite Leseschritt nicht auszuführen sind, und bei dem in Paaren von aneinandergrenzenden Bildrasterpunkten in zwei, in ihrer Kombination bei jeder Bildperiode geänderten Zeilen gespeicherte Bildsignale addiert und die resultierenden Bildsignale ausgegeben werden,
ein Luminanzsignal-Erzeugungsschritt, bei dem ein Luminanzsignal aus den im ersten und zweiten Leseschritt oder dritten Leseschritt erhaltenen Bildsignalen einer Zeile und einer vorherigen Zeile erzeugt wird, und
ein Farbdifferenzsignal-Erzeugungsschritt, bei dem Farbdifferenzsignale aus den im ersten und im zweiten Leseschritt oder im dritten Leseschritt erhaltenen Bildsignalen der einen Zeile und der vorherigen Zeile erzeugt werden, wobei,
wenn im Bestimmungsschritt festgelegt wird, daß der erste und der zweite Leseschritt auszuführen sind, der erste Leseschritt und der zweite Leseschritt in einer Bildperiode abwechselnd ausgeführt werden, und wobei
die Bildrasterpunkte der Bildabtasteinrichtung mit einem Komplementärfarbfilter aus Rot-, Grün-, Blau- und Gelbanteilen überzogen sind, die derart angeordnet sind, daß verschiedene Kombinationen von zwei Farben in geradzahligen Zeilen und ungeradzahligen Zeilen verwendet werden und abwechselnd auftreten, wobei die beiden Farben in sowohl den geradzahligen Zeilen als auch den ungeradzahligen Zeilen in einem Karomuster angeordnet sind.
11. Bildabtastgerät, mit
einer Bildabtasteinrichtung (201) mit einer Vielzahl von Bildrasterpunkten (101) in einer eine Vielzahl von Zeilen bildenden zweidimensionalen Anordnung zur Durchführung einer photoelektrischen Umsetzung und Speicherung umgesetzter Ladungen,
gekennzeichnet durch
eine Steuereinrichtung (204, 205) zur Steuerung der Bildabtasteinrichtung mit Betätigungssignalen (ΦV1 bis ΦV8) zur Durchführung eines ersten Leseverfahrens, bei dem Bildsignale von zwei angrenzenden Zeilen aus einer vorgegebenen Anzahl von Zeilen entlang der Vielzahl von Zeilen der Bildabtasteinrichtung wiederholt ausgelesen und die resultierenden Bildsignale ausgegeben werden, und sodann die Bildsignale von zwei angrenzenden Zeilen aus den vorher nicht ausgelesenen Zeilen ausgelesen und die resultierenden Bildsignale ausgegeben werden.
12. Gerät nach Anspruch 11, bei dem die Steuereinrichtung die Bildabtasteinrichtung derart steuert, daß die Bildsignale aus jeder der beiden angrenzenden Zeilen aus der jeweils vorgegebenen Anzahl von Zeilen addiert und ausgelesen werden und die nichtaddierten Zeilen übergangen werden.
13. Gerät nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Bildabtasteinrichtung (201) eine Vielzahl von Vertikal- Ladungsübertragungseinrichtungen (102) aufweist, die zur Übertragung von Ladungen in Vertikalrichtung jeweils entlang einer jeweiligen Vertikalspalte der Vielzahl von Bildrasterpunkten (101) angeordnet sind, und eine Horizontal- Ladungsübertragungseinrichtung (103) zur Übertragung von Ladungen in Horizontalrichtung aufweist, wobei die Vertikal- Ladungsübertragungseinrichtungen von der Steuereinrichtung mit zumindest acht Betätigungssignalen (ΦV1 bis ΦV8) gesteuert wird.
14. Gerät nach Anspruch 13, wobei die Steuereinrichtung (204, 205) die Ansteuersignale (ΦV1 bis ΦV8) derart steuert, daß abwechselnd wiederholt werden:
1) ein Vorgang, bei dem in Paaren von in Vertikalrichtung in zwei angrenzenden Zeilen aneinandergrenzenden Bildrasterpunkten gespeicherte Signale addiert und die resultierenden Signale ausgegeben werden, sowie,
2) ein Vorgang, bei dem in Paaren von in Schrägrichtung in zwei benachbarten Zeilen aneinandergrenzenden Bildrasterpunkten gespeicherte Signale durch Übertragung der Signale in einer Zeile zu der Horizontal- Ladungsübertragungseinrichtung (103) addiert, die Signale in Horizontalrichtung um einen Bildrasterpunkt verschoben, die Signale in einer nächsten Zeile zu der Horizontal- Ladungsübertragungseinrichtung übertragen, und die Übertragung und Verschiebung von Signalen wiederholt wird, bis die Vielzahl aneinandergrenzender Bildrasterpunkte in der Horizontal-Ladungsübertragungseinrichtung addiert sind, und die resultierenden Signale ausgegeben werden, bis ein Einzelbild verarbeitet ist.
15. Gerät nach Anspruch 11, bei dem weiterhin eine Speichereinrichtung (301) zur Speicherung der ausgelesenen Bildsignale sämtlicher Bildrasterpunkte eines gesamten Einzelbilds vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung die Steuerung derart durchführt, daß die Bildsignale der jeweiligen beiden angrenzenden Zeilen separat ausgelesen werden.
16. Gerät nach Anspruch 15, wobei die Bildabtasteinrichtung (201) eine Vielzahl von Vertikal- Ladungsübertragungseinrichtungen (102) auf weist, die zur Übertragung von Ladungen in Vertikalrichtung jeweils entlang einer jeweiligen Vertikalspalte der Vielzahl von Bildrasterpunkten (101) angeordnet sind, und eine Horizontal- Ladungsübertragungseinrichtung (103) zur Übertragung von Ladungen in Horizontalrichtung aufweist, wobei die Vertikal- Ladungsübertragungseinrichtungen von der Steuereinrichtung mit zumindest acht Betätigungssignalen (ΦV1 bis ΦV8) gesteuert wird.
17. Gerät nach einem der Ansprüche 13 oder 16, wobei die Steuereinrichtung (204, 205) die Vertikal- Ladungsübertragungseinrichtungen mit acht Ansteuersignalen (ΦV1 bis ΦV8) zum Auslesen von Bildsignalen in zwei angrenzenden Zeilen aus jeweils vier Zeilen und Übergehen von zwei Zeilen steuert.
18. Gerät nach Anspruch 11, wobei die Bildrasterpunkte (101) der Bildabtasteinrichtung (201) mit einem Komplementärfarbfilter aus Rot-, Grün-, Blau- und Gelbanteilen überzogen sind, die derart angeordnet sind, daß verschiedene Kombinationen von zwei Farben in geradzahligen Zeilen und ungeradzahligen Zeilen verwendet werden und abwechselnd auftreten, wobei die beiden Farben in sowohl den geradzahligen Zeilen als auch den ungeradzahligen Zeilen in einem Karomuster angeordnet sind.
19. Gerät nach Anspruch 11, wobei die Bildrasterpunkte (101) der Bildabtasteinrichtung (201) mit einem Komplementärfarbfilter aus Rot-, Grün-, Blau- und Gelbanteilen überzogen sind, die derart angeordnet sind, daß verschiedene Kombinationen von zwei Farben in geradzahligen Zeilen und ungeradzahligen Zeilen verwendet werden und abwechselnd auftreten, wobei die beiden Farben in sowohl den geradzahligen Zeilen als auch den ungeradzahligen Zeilen in Karomustern angeordnet sind.
20. Gerät nach Anspruch 14, bei dem die Steuereinrichtung die Bildabtasteinrichtung weiterhin zur Durchführung eines zweiten Leseverfahrens steuert, bei dem Bildsignale addiert werden, die in Paaren von aneinandergrenzenden Bildrasterpunkten in zwei Zeilen gespeichert sind, deren Kombination bei jeder Bildperiode geändert wird, und die resultierenden Bildsignale ausgegeben werden, wobei die Bildrasterpunkte (101) der Bildabtasteinrichtung (201) mit einem Komplementärfarbfilter aus Rot-, Grün-, Blau- und Gelbanteilen überzogen sind, die derart angeordnet sind, daß verschiedene Kombinationen von zwei Farben in geradzahligen Zeilen und ungeradzahligen Zeilen verwendet werden und abwechselnd auftreten, wobei die beiden Farben in sowohl den geradzahligen Zeilen als auch den ungeradzahligen Zeilen in einem Karomuster angeordnet sind,
und bei dem ferner vorgesehen sind:
eine Wähleinrichtung zur Auswahl entweder des ersten Leseverfahrens oder des zweiten Leseverfahrens,
eine Luminanzsignal-Erzeugungseinrichtung (210) zur Erzeugung eines Luminanzsignals aus den Bildsignalen einer Zeile und einer vorherigen Zeile, und
eine Farbdifferenzsignal-Erzeugungseinrichtung (223) zur Erzeugung von Farbdifferenzsignalen aus den Bildsignalen der einen Zeile und der vorherigen Zeile.
21. Gerät nach Anspruch 16, bei dem die Steuereinrichtung die Bildabtasteinrichtung weiterhin zur Durchführung eines zweiten Leseverfahrens steuert, bei dem Bildsignale addiert werden, die in Paaren von aneinandergrenzenden Bildrasterpunkten in zwei Zeilen gespeichert sind, deren Kombination bei jeder Bildperiode geändert wird, und die resultierenden Bildsignale ausgegeben werden, wobei die Bildrasterpunkte (101) der Bildabtasteinrichtung (201) mit einem Komplementärfarbfilter aus Rot-, Grün-, Blau- und Gelbanteilen überzogen sind, die derart angeordnet sind, daß verschiedene Kombinationen von zwei Farben in geradzahligen Zeilen und ungeradzahligen Zeilen verwendet werden und abwechselnd auftreten, wobei die beiden Farben in den geradzahligen Zeilen und die beiden Farben in den ungeradzahligen Zeilen in Karomustern angeordnet sind,
und bei dem ferner vorgesehen sind:
eine Wähleinrichtung zur Auswahl entweder des ersten Leseverfahrens oder des zweiten Leseverfahrens,
eine Speichereinrichtung (301) zur Speicherung der ausgelesenen Bildsignale sämtlicher Bildrasterpunkte eines gesamten Einzelbildes, wenn die Bildsignale, gesteuert von der Steuereinrichtung, in dem zweiten Leseverfahren ausgelesen werden,
eine Luminanzsignal-Erzeugungseinrichtung (210) zur Erzeugung eines Luminanzsignals aus den Bildsignalen der einen Zeile und einer vorherigen Zeile, wenn die Bildsignale, gesteuert von der Steuereinrichtung, in dem ersten Leseverfahren ausgelesen werden, und zur Erzeugung eines Luminanzsignals aus den in der Speichereinrichtung abgespeicherten Bildsignalen, wenn die Bildsignale in dem zweiten Leseverfahren ausgelesen werden, und
eine Farbdifferenzsignal-Erzeugungseinrichtung (223) zur Erzeugung von Farbdifferenzsignalen aus den Bildsignalen der einen Zeile und der vorherigen Zeile, wenn die Bildsignale aus der Bildabtasteinrichtung in dem ersten Leseverfahren ausgelesen werden, und Erzeugung eines Farbdifferenzsignals aus den in der Speichereinrichtung abgespeicherten Bildsignalen, wenn die Bildsignale in dem zweiten Leseverfahren ausgelesen werden.
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