DE2541497C2 - Halbleiter-Farbfernsehkamera - Google Patents
Halbleiter-FarbfernsehkameraInfo
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Description
4. Halbleiter-Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Farbfiltereinrichtung
(2O2), deren untereinanderliegende Abschnitte folgende Farbcharakteristik in Zeilenlängsrichtung
aufweisen:
a) im ersten Abschnitt (2ai,2a2...):
Yl-Cy-YI-Cy
Yl-Cy-YI-Cy
b) im zweiten Abschnitt (2*p, 2a?.. ■):
G
G
c) im dritten Abschnitt (261.262...):
G-W-G-W
G-W-G-W
d) im vierten Abschnitt (26p, 2br...):
G
5. Halbleiter-Farbfemsehkamera nach Anspruch
1, gekennzeichnet durch eine Farbfiltereinrichtung (2Ο3), deren untereinanderliegende Abschnitte folgende
Farbcharakteristik in Zeilenlängsrichtung aufweisen:
a) im ersten Abschnitt (2a 1,2a2...):
Yl-G-Cy- Yl-G-Cy
Yl-G-Cy- Yl-G-Cy
b) im zweiten Abschnitt (2ar, 2a2-.. ■):
G
G
c) im dritten Abschnitt (2b\, 2fc...):
Cy- Mg- Yl- Cy- Mg- Yl
Cy- Mg- Yl- Cy- Mg- Yl
d) im vierten Abschnitt (26r, 2br. ■.):
G
G
6. Halbleiter-Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Farbfütereinrichtung
(200), deren untereinanderliegende Abschnitte folgende Farbcharakteristik in Zeilenlängsrichtung
aufweisen:
a) im ersten Abschnitt (32OA):
R-G-B
b) im zweiten Abschnitt (32QB):
W
c) im dritten Abschnitt (32OA):
B-R-G
d) im vierten Abschnitt (320ß,J:
W
W
Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Farbfernsehkamera
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs I.
Bei der Verwendung eines Halbleiter-Bildabtasters (im folgenden auch als CCD bezeichnet) als Bildaufnahmevorrichtung
für eine Fernsehkamera werden Eingangslichtinformationer;
entsprechend dem Bild eines Objektes in elektrische Signale umgewandelt. Im Unterschied
zu den bekannten Vidikons werden in einer CCD von den einzelnen Bildabtastelementen Ausgangssigna-Ie
abgenommen. Die Bildabtastelemente werden hierbei in horizontaler Richtung mit einer Abtastfrequenz £
abgetastet. Das sich hierbei ergebende Videosignal Sv enthält Gleichspannungskomponcnten S;* u"d Scitenbandkomponenten
5S;ider Abtastfrequenz A1-. moduliert
mit den Gleichspannungskomponeruen Six:
Die Seitenbandkomponente Ssb Hegt über und unter
der Abtastfrequenz fa die sich in der Mitte der Seitenbandkomponente
befindet Wird das Frequenzband der Gleichspannungskomponente Soc ausreichend breit gewählt,
um eine genügende Auflösung zu erreichen, so wird eine hochfrequente Komponente Sdh der Gleichspannungskomponente
der Seitenbandkomponente überlagert, wodurch sich ein Abtastfehler ergibt, der bei
der Wiedergabe eines durch ein solches Videosignal erzeugten Bildes ein Flimmern verursacht.
Dieser Abta^tfehler und das dadurch hervorgerufene Flimmern könnten vermieden werden, wenn das Frequenzband
der Gleichspannungskomponente Soc auf wenigsr als die halbe Abtastfrequenz fc begrenzt wird
Hierdurch wird jedoch die Auflösung verschlechtert Um das Frequenzband dtr Gleichspannungskomponente
Sdc ohne Verschlechterung der Auflösung auf etwa 3,5 MHz zu bringen, muß die Abtastfrequenz fc ausreichend
hoch gemacht werden. Nun ist jedoch die Abtastfrequerci
f~ durch das Produkt π ■ (η gegeben, wobei π
die Anzahl der Bildabtastelemente in horizontaler Richtung und fn die Horizontalfrequenz des Fernsehsignals
■st. Um die Abtastfrequenz fc so hoch zu machen, daß
der Abtastfehler vermieden wird, muß die Anzahl der Bildabtastelemente sehr stark vergrößert werden, was
wesentliche Schwierigkeiten bei der Herstellung des Halbleiter-Bildabtasters mit sich bringt.
Durch die US-PS 38 01 884 ist bereits ein Halbleiter-Bildabtaster mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1
vorausgesetzten Merkmalen bekannt. Hierbei werden die Bildelemente jeder zweiten horizontalen Zeile während
eitles ersten von zwei Halbbildintervallen und die Bildelemente der dazwischenliegenden horizontalen
Zeilen während des zweiten Halbbildintervalles ausgelesen. Die Bildelemente sind dabei aus zwei in vertikaler
Richtung untereinander angeordneten getrennten Abtasteinheiten aufgebaut, wobei die beiden Abtasteinheiten
eines Bildelementes mit unterschiedlichen Phasen ausgelesen werden.
Durch die US-PS 37 25 572 ist weiterhin eine Halbleiter-Farbfernsehkamera
bekannt, enthaltend einen Halbleiter-Fildabtaster mit mehreren horizontal und vertikal angeordneten Bildelementen, eine erste Leseeinrichtung
zum Auslesen erster Bildsignale aus den einem ersten Halbbildintervall zugeordneten Bildelementen
während dieses Halbbildintcrvalls, eine zweite Lesecinrichtung zum Auslesen zweiter Bildsignale aus den
einem zweiten Halobildintervall zugeordneten Bildelemcnten
während dieses zweiten Halbbildintervalls sowie eine Farbfiltereinrichtung mit in der Farbe unterschicdlichen
Bereichen, die im Lichtweg eines auf den Halbleiter-Bildabtaster zj projizierenden Objektbildes
angeordnet und derart ausgebildet ist, daß aus den Ausgangssignalen
der ersten und zweiten Leseeinrichtung die Farbsignalkomponenten eines Farbvideosignals ableitbar
sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiter-Farbfernsehkamera
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß die Bildsignale
beider Halbbilder (d. h. die Bildsignale der geradzahligen und ungeradzahligen Halbbilder) dieselben Farblichtkomponenten
aufweisen, so daß die Signale beider Halbbilder in gleicher Weise verarbeitet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 17 beispielsweise erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Halbleiterbildabtaster, der bei der Erfindung verwendet wird,
Fig.2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils des
Halbleiterbildabtasters der F i g. 1,
Fig.3A einen Querschnitt längs der Linie I-I in
Fig. 2,
Fig.3B einen Querschnitt längs der Linie H-II in F ig. 2,
F i g. 4A und 4B Darstellungen von vergrößerten Teilen, aus denen die Beziehung zwischen den Bildelementen
und einen Halbleiterkörper in geraden und ungeraden Halbbildern hervorgehen,
Fig. 5A, 5B und 5C den Verlauf von Steuerimpulssignalen
für die CCD,
F i g. 6 eine schematische Darstellung eines Teils eines Farbfilters, das vorzugsweise bei der Erfindung verwendbar
ist,
F i g. 7 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Halbleiterfarbfernsehkamera gemäß der
Erfindung,
Fig.SA bis SE Frequenzspektrer; und Vektordiagramme
zur Erläuterung der Arbeitsweise der Halbleiterfarbfernsehkamera in F i g. 7,
F i g. 9 eine schematische Darstellung eines Teils eines weiteren Farbfilters, das ebenfalls bei der Erfindung
verwendet werden kann,
Fig. 1OA und 1OB Frequenzspektren und Vektordiagramme
zur Erläuterung der Arbeitsweise der Halbleiterfarbfernsehkamera, bei der das Farbfilter in F i g. 9
verwendet wird,
F i g. 11 eine schematische Darstellung eines Teils eines
weiteren Beispiels des Farbfilters, das bei der Erfindung verwendbar ist,
Fig. 12A und 12B Frequenzspektren und Vektordiagramme
zur Erläuterung der Arbeitsweise der Halbleiterfarbfernsehkamera, bei der das Farbfilter in F i g. 11
verwendet ist,
Fig. 13 schematische Darstellung von Teilen eines weiteren Farbfilters, das bei der Erfindung verwendbar
ist,
Fig. 14 eine Aufsicht eines Teils einer weiteren CCD,
die bei der Erfindung verwendbar ist,
Fig. 15 eine Aufsicht eines Teils des Farbfilters, das
zusammen mit der CCD in Fig. 14 verwendet wird,
Fig. 16 eine schematische Darstellung der Halbleiterfarbfernsehkamera,
die im Zusammenhang mit der Fig. 15 erwähnt ist, und
Fig. 17A bis 17E Frequenzspektren und Vektordiagramme
zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Halbleiterfarbfernsehkamera in F i g. 16.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen ils Beispiel eine dreiphasige
ladungsgekoppelte Vorrichtung (im folgenden als CCD bezeichnet) als Halbleiterbildabtaster verwendet
ist.
In F i g. 1 bezeichnet 10/4 eine CCD. Die CCD 10/4
besteht aus einer fotoelektrischen Anordnung 20/4, auf die ein Bild eines Objekts (in F i g. 1 nicht gezeigt) projiziert
wird, einem Zwischenspeicher 30/4, der elektrische
Ladungen entsprechend Eingangslichtinformationen des Bildes der fotoelektrischen Anordnung 20.4 speichern
kann, und einem Leseregister 40/ zum Lesen eines Bildsignals. Die fotoelektrische Anordnung 20/4
hat eine bestimmte Anzahl von Bildabtastelementen
lii, I12 Im π. die ir; der horizontalen und vertikalen
Richtung mit einem bestimmten Abstand r« und n/
angeordnet sind, wobei η und in positive ganze Zahlen
sind. Jedes der Bildabtastelementc 1ii, I12 1,„ π hat
drei Bildabtasteinheiten 2,die mit drei Elektroden Φ\, Φι
und Φ} verbunden sind.
F i g. 2, 3A und 3B zeigen ein praktisches Beispiel der fotoelektrischen Anordnung 20,4 einschließlich der
Bildabtastelemente Ih, I1.2.1„,„.
In F i g. 3A und 3B ist ein Halbleitersubstrat 3 z. H. mit
P-Leitfähigkeit gebildet. Zonen 4a, 4b. ... mit der gleichen Leitfähigkeit wie derjenigen des Halbleitersubstrats
3 sind gebildet, haben jedoch eine unterschiedliche Verunreinigungskonzentration, wobei der Abstand
Tu die Kanalgrenzen bildet. Sie werden durch das Diffusionsverfahren
von einer Hauptfläche bzw. oberen Flache 3a des Halbleitersubstrats 3 aus gebildet. In den
P-Zonen 4a. 4b, ... sind durch das Diffusionsverfahren
Überlauf-Drain-Zonen 5;i, 5b,... gebildet, um die überschüssigen
Elektronen zu entladen, die in dem Substrat 3 gebildet werden können, das von den P-Zonen 4a, 4b,
"WCbCP !St. Die Leitfähigkeit der Zonen Ha. 5h ist
von derjenigen des Substrats 3 verschieden bzw. ist bei dem gezeigten Beispiel vom /V-Typ. In Fig. 3A und 3B
ist eine Isolierschicht 6 aus S1O2 oder dergleichen auf
der oberen Fläche 3a gebildet und wird bei dem obenerwähnten Diffusionsverfahren verwendet.
Eine leitende Schicht 7. die z. B. aus Aluminium hergestellt
ist, dient als eine Elektrode an der Isolierschicht 6, d. h. eine erste leitende Schicht 7a, die den Kanalbegrenzer
4a rechtwinklig schneidet und eine bestimmte Breite in der horizontalen Ebene hat, ist an der Isolierschicht 6
gebildet, und eine zweite leitende Schicht 7b, deren
Breite die gleiche ist, wie diejenige der ersten leitenden Schicht 7a, ist ebenfalls auf der Isolierschicht 6 parallel
zu der ersten leitenden Schicht 7a in einem vorbestimmten Abstand von dieser gebildet. In gleicher Weise sind
mehrere leitende Schichten 7c, Td, ... auf der Isolierschicht
6 sequentiell und wiederholt bezüglich der vertikalen Richtung der fotoelektrischen Anordnung 20/4
gebildet. Hierbei ist die Gesamtanzahl der leitenden Schichten 7 (7a, Tb. Tc, Td,...) dreimal so groß wie die
Anzahl der Bildabtastelemente gewählt, was aus der Tatsache leicht verständlich ist, daß die CCD IQA dreiphasig
ist. Die Gruppen von jeder dritten leitenden Schicht (7a, Tb,...), (Tb, Te,...),... sind elektrisch verbunden
und die Elektroden Φ\, Φ2 und Φ} sind von den
verbundenen leitenden Schichten herausgeführt, wie F i g. 1 zeigt.
Eine Metallschicht 9, die z. B. aus Aluminium hergestellt
ist, dient als lichtundurchlässiger Körper und ist durch eine Isolierschicht 8 aus S1O2 oder dergleichen auf
der leitenden Schicht 7 gebildet. Hierbei besteht die Metallschicht 9 sv.« mehreren bandförmigen Streifen 9a,
9b,.., von denen jeder eine bestimmte Breite What und sich in vertikaler Richtung erstreckt, um wenigstens jeden
der Kanalbegrenzer 4a, 4b, ... zu bedecken, um jedoch nicht die Kanalbegrenzer zu bedecken, die zu
den anderen Kanälen gehören, wie Fig.2 zeigt Die
schraffierten Bereiche in F i g. 2 wirken als Biidabtasteinheiten 2 der jeweiligen Bildabtastelemente Im, I1.2,
.., lm.„. Wie in F i g. 3B gezeigt ist, ist in der Bildabtasteinheit
2 keine leitende Schicht 7 (7a, Tb,...) vorhanden, die die obere Oberfläche 3a des Halbleitersubstrats 3
sperrt.
Bei der wie oben aufgebauten fotoelektrischen Anordnung
2OA bewirkt eine Eingangslichtinformation des Bildes des Objekts die Induktion einer elektrischen Ladung
in dem Halbleitersubstrat 3 entsprechend der Bildabtasteinheit 2, die zu einer der Elektroden Φ\, Φι und
Φί gehört, die mit einem Bildabtastimpiils versorgt wird,
der eine bestimmte Potentialbeziehung zu der Fingangslichtinfornuition
hat. Wenn somit ein Übertragungstaklimpuls auf die Elektroden Φ·, bis Φ>
gegeben wird, kann die elektrische Ladung, die in jedem der BiId-
abtastelemcnie !;.;, Ii „■ 1|.„, Im, ... b.·,. .. In, ·. .,
l„w, in den horizonalen Abtastzeilen induziert wird, in
den Zwischenspeicher 304 während der Vcrtikalaustastzeit
in seine entsprechenden horizontalen Abtaststellen übertragen und darin gespeichert werden. Dazu
ist der Zwischenspeicher 30A im wesentlichen in der
gleichen Weise wie die fotoelektrische Anordnung 20/4
aufgebaut, es ist jedoch selbstverständlich notwendig, daß der gesamte Zwischenspeicher 30/4 gegen Licht
abgeschirmt ist. weshalb diejenigen Teile des Zwischenspeichers 30/4, die denjenigen der fotoelektrischcn Anordnung
20/4 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen und einem zusätzlichen Strich versehen sind, wie in
F i g. 1 gezeigt ist.
τη Die in dem Zwischenspeicher 30.4 gespeicherten Ladungen
werden sequentiell mit dem Takt- bzw. Abtastimpuls ausgelesen, der auf das Leseregister 40A gegeben
wird, und dann von einem Anschluß 11 (Fig. I) als
das Videosignal S, abgenommen. Wie Fig. 1 zeigt, hat
das I.eseregister 40Λ nur Leseelemente 12|, 122 12n
entsprechend den horizontalen Bildabtasielemcnten. Hierbei erfolgt das Lesen mittels dreiphasigen Abtastimpuisen
Φα, Φβ und Φα so daß die Leseelemente 12|,
122. .. Xln drei Leseeinheiten 13,.,, 13..6, 13|.t-: 132.,.
«1 132 ν 132.,·;...: 13„ j. 13„n 13ης·haben.
Selbstverständlich können auch andere Arten von Halbleiterbildabtastern, wie eine Fotodiodenanordnung,
anstelle der CCDs verwendet werden.
Die F i g. 4A und 4B sind schematische Darstellungen zur Erläuterung, wie Videosignale in ungeraden und geraden Halbbildern erhalten werden können, die unter Verwendung der z. B. in F i g. 2 gezeigten CCD im Zeilensprungverfahren gebildet werden. Wenn angenommen wird, daß die gestrichelten Blockbereiche OFEi 1, OFEt 2...- OFEm.„(nicht gezeigt)in Fig.4A Bildabtastelemente sind, die das ungerade Halbbild OF bilden, sind die Bildabtastelemente EFE\.\, EFE1.2, ... EFE1,- „ (nicht gezeigt) in dem geraden Halbbild EF\n der Lage um r/v'/2 (wobei rn' der Abstand der Bildabtastelemente in der vertikalen Richtung ist) gegenüber den Bildabtastelementen OFE\.\..., OFEm.„ in der vertikalen Richtung verschoben, wie Fig.4B zeigt. Die Büdabtastele-
Die F i g. 4A und 4B sind schematische Darstellungen zur Erläuterung, wie Videosignale in ungeraden und geraden Halbbildern erhalten werden können, die unter Verwendung der z. B. in F i g. 2 gezeigten CCD im Zeilensprungverfahren gebildet werden. Wenn angenommen wird, daß die gestrichelten Blockbereiche OFEi 1, OFEt 2...- OFEm.„(nicht gezeigt)in Fig.4A Bildabtastelemente sind, die das ungerade Halbbild OF bilden, sind die Bildabtastelemente EFE\.\, EFE1.2, ... EFE1,- „ (nicht gezeigt) in dem geraden Halbbild EF\n der Lage um r/v'/2 (wobei rn' der Abstand der Bildabtastelemente in der vertikalen Richtung ist) gegenüber den Bildabtastelementen OFE\.\..., OFEm.„ in der vertikalen Richtung verschoben, wie Fig.4B zeigt. Die Büdabtastele-
mente Ih , lm η der fotoelektrischen Anordnung 2OA,
die soeben in F i g. 1 gezeigt wurde, zeigen die Lage der
Bildabtastelemente in dem ungeraden Feld.
Da die CCD 10,4 als Halbbildverschiebungssystem
ausgebildet ist, um ein Objekt in der oben besd.,iebenen Weise aufzunehmen, werden die obenerwähnten
Elektroden mit Steuerimpulssignalen Si, £2 und S3 ver-
sorgt (die aus einem Bildabtastimpuls und einem Übertragungstaktimpuls
bestehen), die später beschrieben werden. Wie in den F i g. 5A, 5B und 5C gezeigt ist, wird,
wenn die Periode eines ungeraden Haibildes mit Na und
diejenige eines geraden Halbbildes mit Nb bezeichnet
wird, eine elektrische Ladung in Abhängigkeit von der Eingangslichtinformation in dem Halbleitersubstrat 3
unter der Elektrode Φι während der Periode M* induziert
und dann elektrisch gelesen. Während der folgenden Periode Ns werden elektrische Ladungen in dem
Halbleitersubstrat 3 unter den Elektroden Φ2 und Φ3 in
Abhängigkeit von der Eingangslichtinformation induziert und dann elektrisch gelesen.
Zu diesem Zweck ist das Potentialverhältnis zwischen
den Bildabtastimpulsen Sm. S2A ur|d Sm der Steuerimpulssignalc
Si bis Si, die auf die Elektroden Φι bis Φι
gegeben werden, in den F i g. 5A bis 5C gezeigt. Dies bedeutet, daß nur der Impuls Sm im Potential verglichen
mit den Potentialen der Impulse 52λ und Sia niedrig ist.
Mit dem ßildabtasiimpuls Sm wird die elektrische Ladung
in Abhängigkeit von der Eingangslichtinformation in dem Halbleitersubstrat 3 unter der Elektrode Φ\ gespeichert.
Die gespeicherte elektrische Ladung wird zu dem unteren Teil in der vertikalen Richtung innerhalb
eines Moments mit den Überiragungstaktimpulsen S\n,
Sm und Sw übertragen, die ein gewünschtes Potentialverhältnis
und die Übertragungszeit ΔΤ haben, wie in den F i g. 5A bis 5C gezeigt ist.
Durch die Abtastung während der Periode Na wird
der Inhalt der gerade in Fig.4A gezeigten Bildabtastelemente
als Informationsinhalt erhalten.
Es wird nun die folgende Periode Nu beschrieben.
Während der Periode Nb werden im Gegensatz zu dem obigen Fall die Bildabtastimpulse S2a und Sm der Stcuerimpulssignale
Si und Sj im Potential veringert, um
elektrische Ladungen in dem Halbleitersubstrat unter den Elektroden Φι und Φ} zu induzieren. Bei der Übertragung
der elektrischen Ladungen wird die elektrische Ladung, die in dem Halbleitersubstrat 3 unter der Elektrode
Φ? induziert wird, zuerst mit dem Übertragungstaktimpuls,
der in F i g. 5 gezeigt ist, unter die Elektrode Φι übertragen. Danach wird die elektrische Ladung mit
den Übertragungstaktinipulsen Sis bis Sjb ähnlich der
Periode Νλ weiter übertragen. Wie oben beschrieben
wurde, wird wenn die Speicherstelle der elektrischen Ladungen in Ahängigkeit von der Eingangslichtinformation
an dem geraden Halbbild verschoben wird, die Mitte des Bildabtastelements selbstverständlich um
/-///2 in der vertikalen Richtung gegenüber dem Fall des
ungeraden Halbbildes verschoben. Daher wird in diesem Fall der Inhalt der Bildabtastelemente, die in
Fig.4B gezeigt sind, als Informationsinhalt erhalten
und damit wird ein Zeiicnspfufigveriänfcn durchgeführt.
Im folgenden wird nun eine Ausführungsform der Halbleiterfarbkamera gemäß der Erfindung beschrieben.
Zuerst wird anhand der Fig.6 ein Beispiel des
Farbfilters beschrieben, das zur Verwendung bei der Erfindung geeignet ist. Das Farbfilter dieses Beispiels
besteht aus lichtdurchlässigen Teilen, die in der vertikalen und horizontalen Richtung in mehrere Abschnitte
unterteilt sind. Die jeweiligen lichtdurchlässigen Teile sind in der vertikalen Richtung in zwei Abschnitte unterteilt,
um die jeweiligen Farblichtkomponenten, die bei den geraden und ungeraden Halbbildern erhalten
werden, gleichzumachen.
Wie F i g. 6 zeigt, ist das Farbfilter 20 im Bereich der ungeraden Abtastzeilen in zwei Abschnitte 2ai, 2ji'; 2n,
2j?'; ... unterteilt. Farbfilterelemente, die aufeinanderfolgend
als
R-G-B-R-G-B-...
(Rot—Grün-Blau-Rot-Grün-Blau-...)
vorgesehen sind, liegen auf den oberen Abschnitten, während ihre unteren Abschnitte als Weiß—(W)-Filterelemente
(transparente Filterelemente) ausgebildet sind. In gleicher Weise ist das Farbfilter im Bereich der
geraden Abtastzeilen in zwei Abschnitte 2w, 2t\': 2&ι,
2/,2'; - - · unterteilt, wobei die oberen Abschnitte als FiI-icrabschniue
in der Reihenfolge
Cy-Mg- Yc-Cy-Mg- Yc- ...
(Cyan—M agent a rot —Gelb —Cyan —Magen lam I—
GeIb-.)
und die unteren Abschnitte als weiße Filterelemente ausgebildet sind.
In dem Farbfilter 20 in F i g. 6 sind die Abschnitte 2.,i'.
2,,2' 2h\', 2hi die entlang der ganzen Zeilen die
gleiche Farbcharakteristik besitzen, für weißes Licht als
ίο Dui'chgangslicht gewählt, jedoch kann Farblicht (Primärfarblicht
oder Komplementärfarblicht) anstelle des weißen Lichts als Durchgangslicht vorgesehen werden.
Anhand der F i g. 7 und 8A bis 8E wird nun eine Ausführungsform der Halbleiierfarbkamera gemäß der Erfindung beschrieben, bei der das Farbfilter 20 in F i g. 6 verwendet ist. In (ig.7 bezeichnet Γ ein Signalverarbeitungssystem, das in der Halbleitcrfarbkamera der Erfindung vorzugsweise verwendet wird. Das Bild eines Objekts 21 wird durch ein optisches Linsensystem 22 längs eines optischen Wegs 1, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist. auf die fotoelektnsche Anordnung 20/4 der CCD 10/4 projiziert. Hierbei liegt das oben beschriebene Farbfiler 20 im optischen Weg 1 des Objekts 21, so daß das Bild des Objekts 21, das auf die fotoelektrische Anordnung 20/4 der CCD 10/4 projiziert wird, in der Farbe getrennt wird. Daher wird ein Videosignal Saufgrund des farbgetrennten Biides des Objekts 21 an dem Ausgangsanschluß 11 der CCD 10/4 erhalten. Wird das Licht, das das Farbfilter 20 bei der ungeraden horizontalen Abtastperiode in dem ungeraden Halbbild passiert, als R, G, B und W'bezeichnet, wird ein Videosignal So erhalten, das die in Fig.8A gezeigten Frequenzspektren und Phasenbeziehungen hat. Das Videosignal Sd enthält eine Gleichspannungskomponente Sdo und eine Seitenbandkomponente Ssea Da hierbei die weiße Farbe W in ihrem lichtdurchlässigen Abschnitt bezüglich der horizontalen Abtastrichtung nicht geteilt wird, beträgt die Trägerfrequenz des weißen Lichts VV I/ ftf— Ic Während UCf gC'fäucTl nönZöniäicn Auiäätpcriode ist das durchgehende Licht Cy, Mg, Ye und W, so daß ein Videosignal Se erhalten wird, das in Fig.8B gezeigt ist. Das Videosignal St enthält eine Gleichspannungskomponente Sot und eine Seitenbandkomponente SsßE- Hierbei ist die Phasenbeziehung seiner Farbkomponenten im Vergleich zu derjenigen der Farbkomponenten bei der geraden horizontalen Abtastperiode, die in F i g. 8B gezeigt ist, umgekehrt.
Anhand der F i g. 7 und 8A bis 8E wird nun eine Ausführungsform der Halbleiierfarbkamera gemäß der Erfindung beschrieben, bei der das Farbfilter 20 in F i g. 6 verwendet ist. In (ig.7 bezeichnet Γ ein Signalverarbeitungssystem, das in der Halbleitcrfarbkamera der Erfindung vorzugsweise verwendet wird. Das Bild eines Objekts 21 wird durch ein optisches Linsensystem 22 längs eines optischen Wegs 1, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist. auf die fotoelektnsche Anordnung 20/4 der CCD 10/4 projiziert. Hierbei liegt das oben beschriebene Farbfiler 20 im optischen Weg 1 des Objekts 21, so daß das Bild des Objekts 21, das auf die fotoelektrische Anordnung 20/4 der CCD 10/4 projiziert wird, in der Farbe getrennt wird. Daher wird ein Videosignal Saufgrund des farbgetrennten Biides des Objekts 21 an dem Ausgangsanschluß 11 der CCD 10/4 erhalten. Wird das Licht, das das Farbfilter 20 bei der ungeraden horizontalen Abtastperiode in dem ungeraden Halbbild passiert, als R, G, B und W'bezeichnet, wird ein Videosignal So erhalten, das die in Fig.8A gezeigten Frequenzspektren und Phasenbeziehungen hat. Das Videosignal Sd enthält eine Gleichspannungskomponente Sdo und eine Seitenbandkomponente Ssea Da hierbei die weiße Farbe W in ihrem lichtdurchlässigen Abschnitt bezüglich der horizontalen Abtastrichtung nicht geteilt wird, beträgt die Trägerfrequenz des weißen Lichts VV I/ ftf— Ic Während UCf gC'fäucTl nönZöniäicn Auiäätpcriode ist das durchgehende Licht Cy, Mg, Ye und W, so daß ein Videosignal Se erhalten wird, das in Fig.8B gezeigt ist. Das Videosignal St enthält eine Gleichspannungskomponente Sot und eine Seitenbandkomponente SsßE- Hierbei ist die Phasenbeziehung seiner Farbkomponenten im Vergleich zu derjenigen der Farbkomponenten bei der geraden horizontalen Abtastperiode, die in F i g. 8B gezeigt ist, umgekehrt.
Es wird nun das gerade Halbbild betrachtet. Hierbei sind die entsprechenden Bildelemente nur um r>/72 in
der vertikalen Richtung verschoben, so daß das durchgelassene Licht bei der ungeraden Abtastperiode Cy.
Mg, Ve und Wist, das das gleiche ist, das bei der geraden
Abtistperiode in dem ungeraden Halbbild erhalten wird, während das durchgelassene Licht bei der geraden
Abtastperiode aus dem gleichen Grund R, G, B und VV ist. Daher werden die Frequenzspektren und die Phasenbeziehung
unter den Farbkomponenten der Videosignale Sd und Se' bei dem geraden Halbbild gleich demjenigen
bei dem ungeraden Halbbild.
Die Signalverarbeitung wird unter Berücksichtigung der obigen Tatsache durchgeführt. Das Videosignal S
(einschließlich der Signalkomponente Sa Se und Sd,
Se'), das an dem Ausgangsanschluß 11 erhalten wird, wird einem Tiefpaßfilter 23 zugeführt, das niederfrequente
Signalkomponenten des Signals S mit einer Frequenz von etwa 1,0 bis 2,0 MHz durchlaufen. Die niederfrequenten
Komponenten des Tiefpaßfilters 23 und das Signal S, dessen Band nicht begrenzt ist, werden zusam-
men einem Subtrahierer 24 zugeführt. Der Subtrahierer
24 erzeugt ein Ausgangssignai, das nur die hochfrequenten Bandkomponenten enthält, wie in Fig. 8C gezeigt
ist, und das einem Verzögerungskreis 25 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Verzögerungskreises 25, das
um eine einer Horizonalabtastperiode entsprechende Zeit verzögert wird, wird einem Subtrahierer 26 und
einem Addierer 27 zugeführt.
Da dem f> -Jdierer 27 ebenfalls das Videosignal zugeführt
wird, dessen Band nicht begrenzt ist und das nicht verzögert ist, werden die Farbkomponenten in dem Addierer
27 unterdrückt. Der Addierer 27 erzeugt somit ein in F i g. 8D gezeigtes Ausgangssignal. Dies bedeutet,
daß die Farbkomponenten, die gegenphasig sind, durch Addition unterdrückt werden, so daß eine Gleichspannungskomponente
Sdc ohne Abtastfehler über einen Tiefpaßfilter 28 erhalen werden kann, das an die Ausgangsseite
des Addierers 27 angeschlossen ist.
Da dem Addierer 27 auch das Videosignal S, das nicht verzögert ist, zusammen mit dem verzögerten Signal
des Verzögerungskreises 25 zugeführt wird, werden die Gleichspannungskomponente Sdc und die Seitenbandkomponenten
des weißen Lichts W, die gleichphasig sind, in dem Subtrahierer 26 unterdrückt. Somit werden
nur die Farbkomponenten an dem Subtrahierer 26 erhalten. Wenn die Farbkomponenten des Subtrahierers
26 den Demodulatoren 29 und 30 zugeführt werden, die gleiche Demodulationsachsen haben, können beabsichtigte
Farbkomponenten demoduliert werden. Wenn z. B. die Demodulationsachse des Demodulators 29 als
V-Achse gewählt wird, wie F i g. 8E zeigt, wird die Farbkomponente
R-
G + B
und B hinsichtlich der Frequenz zu trennen, werden das
Farblicht
W-G-Ye-Cy-Ye-G
insgesamt gewählt und in der ungeraden horizontalen Periode wiederholt angeordnet, während das Farblicht
G-W-Cy-Ye-Cy-W
insgesamt gewählt und wiederholt in der geraden horizontalen Periode angeordnet wird. Da durch solch eine
Filteranordnung das rote Licht R an jedem zweiten lichtdurchlässigen Abschnitt erhalten wird, wird seine
Trägerfrequenz
M 'Hi= -ir/,
durch den Demodulator 29 demoduliert. Wenn in gleicher Weise die Demodulationsachse des Demodulators
3ö ais x-Achse gewählt wird (wie F i g. SE zeigt), der mit dem Ausgangssignal des Subtrahierers 26 versorgt wird,
kann die Farbkomponente B— G von dem Demodulator 30 demoduliert werden. Wenn daher die Farbkomponenten
der Demodulatoren 29 und 30 und die obige Gleichspannungskomponente nach Durchlaufen des
Tiefpaßfilters 28 einem Matrixkreis 31 zugeführt werden, können die beabsichtigten Videosignale an den
Ausgangsanschlüssen 31a,31 i> und 31cerhalten werden,
die von dem Matrixkreis 31 herausgeführt sind. Zum Beispiel können das Leuchtdichtesignal Kund die Farbdifferenzsignale
B— Y,R— Vdes NTSC-Systems an den Ausgangsanschlüssen 31 bis 31c erhalten werden. In
F i g. 7 bezeichnet 32 einen Verzögerungskreis, der dazu dient, die Verzögerungszeit zu kompensieren, die durch
das Tiefpaßfilter 23 verursacht wird.
Bei dem obigen Beispiel der Erfindung ist als Beispiel
des Farbfilters das Farbfilter 20 in F i g. 6 beschrieben. Jedoch können andere Farbfilter als das Farbfilter 20
verwendet werden. Es werden daher nun einige weitere Farbfilter beschrieben, die bei der Erfindung verwendet
werden können.
Bei dem Farbfilter 2Oi gemäß F i g. 9 wird das grüne
Licht G, das die Auflösung beeinträchtigt, von dem gesamten Farbfilter 20i erhalten, und das rote Licht R und
das blaue Licht B werden durch Verwendung eines optischen Tiefpaßfilters (nicht gezeigt) in der Bandbreite auf
500 bis 1000 kHz bzw. auf ein schmales Band beschränkt,
das keinen Einfluß auf die Auflösung hat. um es außerdem zu ermöglichen, das rote und b'iaue Licht R
Da das blaue Licht B an jedem dritten lichtdurchlässigen Abschnitt erhalten wird, wird seine Trägerfrequenz
1/3 T11 = 4-
Es ist daher ersichtlich, daß beide Farbkomponenten hinsichtlich der Frequenz getrennt werden können.
Das Farbfilter 2Oi ist in zwei Abschnitte ähnlich dem
vorherigen Beispiel unterteilt und die Abschnitte zwisehen den beiden unterteilten Abschnitten sind für das
grüne Licht G durchlässig.
Wenn ein Objekt von der Halbleiterfarbkamera aufgenommen
wird, bei der das gerade zuvor erwähnte Farbfilter 2Oi verwendet ist. haben bei der Halbbildver-Schiebung
die erzeugten Videosignale S(die Signale Sa Se und Sd, Sb) die Frequenzspektren und die Phasenbeziehung
unter ihren Farbkomponenten, die in den Fig. 1OA und 1OB gezeigt sind. Wie aus den Fig. 1OA
und iöB ersichtlich ist, kann die Farbkamera mit dem Farbfilter 2Oi in F i g. 9 die gleiche Wirkung erreichen
wie bei Verwendung des Farbfilters 20 in F i g. 6.
F i g. 11 zeigt ein drittes Beispiel des Farbfilters, das
bei der Erfindung verwendbar ist. Das Farbfilter 20? in F i g. 11 ist ein Beispiel, bei dem eine Farbtrennung nach
der Phase erfolgt. In dem Farbfilter 2O2 wird das rote
und blaue Licht R und B als Schmalbandcharakteristik gewählt, die gewählten Abschnitte und ihre Anordnung
sind Ye- Cy- Ye und G-W-G und der Abschnitt
zwischen den obigen beiden Abschnitten ist für das grüne Licht C durchlässig, wie F i g. 11 zeigt.
Die Fig. 12A und 12B zeigen die Frequenzspektren und die Phasenbeziehung der Videosignale S(die Signale
Sa Se und Sd, Se), die durch die Halbleiterfarbkamera
unter Verwendung des Filters 2O2 in F i g. 11 erhalten
werden.
Die F i g. 13 zeigt ein weiteres Beispiel des Farbfilters, das bei der Erfindung mit den gleichen Wirkungen verwendbar
ist Die Teile des Farbfilters 2O3, die denjenigen
der Farbfilter 20 bis 2O2 entsprechen, sind mit den gleichen
Bezugsziffern und -buchstaben versehen.
F i g. 14 zeigt ein weiteres Beispiel des Halbleiterbildabtasters,
der bei der Erfindung verwendet wird. Der Halbleiterbildabtaster bzw. die CCD lOOA in Fig. 14
hat eine Bildabtastanordnung 200A.
F i g. 15 zeigt ein weiteres Beispiel des Farbfilters, das bei der Erfindung verwendbar ist
Vor der Beschreibung einer Haibieiterfarbkamera
unter Verwendung der CCD 100A in Fig. 14 und des
Farbfilters 200 in F:ig. 15 wird die CCD 100/4 anhand
der F^g. 14 im einzelnen beschrieben.
Wie Fig. 14 zeigt, ist bei der CCD 1004 jedes Bildablastelement
I1I bis \m.„ (nicht gezeigt) in zwei Bereiche
bezüglich J'.t vertikalen Abtastrichtung unterteilt. In
einem Bereich ist der eine bzw. obere Haibabschnitt 310/4 in seiner Bildabtast/one begrenzt, während der
andere bzw. untere Halbabschnitt 310ß über seine gesamte Bildabtast/one bei dem gezeigten Beispiel offen
ist. Dies bedeutet, daß die schraffierten Teile 50a und 5Oi) in F i g. 14 Lichtabschirmteile zeigen. In F i g. 14 bezeichnen
30a, 306 Kanalbegrenzer.
Die Bildabtasteinheiten 20a, 20£>, ... in dem oberen
Haibabschnitt 310/4 der jeweiligen Bildabtastelemente sind in der Lage derart angeordnet, daß die Phase bei
jeder Zeile umgekehrt wird.
Das Farbfil;sr 200, das vor der CCD 100,4 angeordnet
ist. ist bezüglich der vertikalen Richtung, wie Fig. 15
zeigt, ähnlich der CCD 100/4 in zwei Teile unterteilt. Scir; einer Teil 320-4, der den Bildabtasteinheiten 20a,
20o bzw. dem oberenHaibabschnitt iiüÄ entspricht, ist
in seiner Farbdurchlässigkeit für den Durchgang von gewünschtein Primärfarblicht gewählt, während der andere
Teil (der gemeinsame Teil) 320S entlang der ganzen Zeile die gleiche Farbcharakteristik besitzt. Wenn
das Farbfilter 200 wie oben beschrieben in zwei Teile unterteilt ist. wird ein ungerades Halbbild Of um ry//2
gegenüber einem geraden Halbbild £"Fin der Lichtabtastzone
verschoben. Daher stimmen aufgrund der Tatsache, daß der Teil 320S für die jeweiligen Halbbilder
OFund EFgemeinsam vorgesehen ist, die Farbkompor.enten,
die von den jeweiligen Halbbildern erhalten werden, miteinander überein. Zum Beispiel wird die
Wahl des Farblichts derart erreicht, daß in der uneraden horizontalen Abtastperiode das Farblicht
R-C-B-R-G-B
ment wiederholt wird, während in der geraden horizontalen
Abtastperiode die Phasendifferenz von 180° gegenüber der obigen Wiederholung des Farblichts auftritt,
d. h.die Folge
B-R-G-B-R-C
wie Fig. 15 zeigt. Das weiße Licht W wird als Durchgangslicht
in dem gemeinsamen Teil 320ß gewählt. Jedoch kann ein anderes Farblicht, wie z. B. das grüne
Licht G, anstelle des weißen Lichts Wgewählt werden.
Bei der Beschreibung eines für die Zeilensprungsteuerung notwendigen Signals wird die CCD 100Λ
weggelassen, da sie bereits im Zusammenhang mit dem vorherigen Beispiel beschrieben wurde.
Anhand der Fig. 16 wird die zweite Ausführungsform der Halbleiterfarbkamera gemäß der Erfindung
beschrieben, bei der die CCD 100/4 und das Farbfilter 200 verwendet sind. Bei dem Beispiel der Fig. 16 wird
ein Bild eines Objekts 210 durch ein optisches Linsensystem 220 und das Farbfilter 200 auf die CCD 100Λ projiziert,
und ihr Leseregister lOOC führt das Lesen des Videosignals S durch. Das Videosignal S(die Signale Sa
Si), das einem Ausgangsanschluß 110 zugeführt wird,
der mit dem Leseregister HOC verbunden ist, wird einem Addierer 250 über einen Schalter SW zugeführt,
der bei jeder Horizontalabtastperiode umgeschaltet wird, um die Signalverarbeitung durchzuführen.
Da der Abstand r«/2 zwischen den Bildabtasteinhei-
ten 20a und 20ό der ungeraden und geraden Perioden
vorgesehen ist, wie Fig. 14 zeigt, könnte man meiner,,
daß eine Phasendifferenz von 180° zwischen den Videosignalen So und Se auftritt, wenn die Videosignale So
und Sf in den ungeraden und geraden Perioden sequentiell
gelesen werden. Obwohl eine detaillierte Beschreibung unterbleibt, ist ersichtlich, daß die V?rarmungsschichten,
die in dem Halbleitersubstrat mit den Bildabtastimpulsen erzeugt werden, die an die Elektroden
<P\ bis Φ) angelegt werden, die in dem Halbleitersubstrat
unter den Bildabtasteinheiten vorgesehen sind, sich zu allen unterteilten Zonen zusätzlich zu den unteren Teilen
der Bildabtasteinheiten 20a und 206 erstrecken bzw. über alle diese Zonen erzeugt werden, so daß, obwohl
beide Videosignale So und Se um r»/2 verschoben werden,
sie nach dem Übertragen und Lesen zeitlich phasengleich werden.
Daher wird bei der Ausführungsform der Fig. 16, um das Videosignal So um Γ///2 bzw. 180° zeitlich in der
Phase zu verschieben, nachdem das Videosignal Se in dem ungeraden Halbbild von einem Verzögerungskreis
260 verzögert wurde, das Videosignal Se dem Addierer 250 zugeführt. Dies bedeutet, daß, wenn der Schalter
SW zu dem einen festen Kontakt 270a umgeschaltet wird, das Videosignal So in der ungeraden Periode deni
Addierer 250 zugeführt wird.
Die Frequenzspektren und die Phasenbeziehungen der Videosignale So und Sf, die dem Addierer 250 zugeführt
werden, sind in den Fig. 17A und 17Bgezeigt.
Fig. 17A zeigt diejenigen des Videosignals So Hierbei
sind die Frequenzen der Fablichtkomponenten R bis
B -jrii und es tritt eine Phasendifferenz von 120° zwischen
diesen auf. so daß die in der Figur gezeigten Phasenbeziehungen erfüllt sind. Das weiße Licht W wird in
dem gemeinsamen Abschnitt 320S nicht geändert, so daß seine Trägerfrequenz l/rv/ist.
Fig. 17B zeigt den Fall des Videosignals Sf. Da hier-
ka; A'.** /"7Ti ιλλ λ «>Λ nnu:uA. :_· j.n λ— \ι:λ : ι σ
eine Phasendifferenz von 180° gegenüber dem Videosignal
So hat, werden die Seit^nbandkomponenten Ssb mit
den Frequenzen l/3r>/und 1/rwgegenphasigerhalten.
Aus der vorherigen Beschreibung ist leicht ersichtlich, daß sich die obenerwähnten Phasenbeziehungen für die
ungeraden und geraden Halbbilder niemals ände n.
Die Videosignale So und Sf, die sequentiell und abwechselnd
bei jeder horizontalen Abtastperiode erhalten werden, werden einem Tiefpaßfilter 340 zugeführt,
das die niederfrequenten Komponenten mit der Frequenz von 1,0 bis 2,0 MHz durchläßt. Die niederfrequenten
Komponenten hiervon und die Videosignale So und Se. deren Band nicht begrenzt wird, werden beide
einem Subtrahierer 350 zugeführt, so daß der Subtrahierer 350 ein Ausgangssignal erzeugt, das nur eine hochfrequente
Komponente enthält, die in F i g. 17C gezeigt ist. Die hochfrequente Komponente des Subtrahierers
350 wird einem Verzögerungskreis 360 zur Verzögerung um eine horizontale Abtastperiode zugeführt. Das
verzögerte Signal des Verzögerungskreises 360 wird einem Subtrahierer 370 und einem Addierer 380 zugeführt.
Da dem Addierer 380 auch das Videosignal S zugeführt wird, dessen Band nicht begrenzt und das nicht
verzögert ist, werden die Farbkomponenten in dem Addierer 360 unterdrückt, der damit nur die Gleichspannungskomponente
Sdc erzeugt, wie Fig. 17D zeigt.
Dies bedeutet, daß die gegenphasigen Farbkomponenten
durch deren Addition unterdrückt werden und damit
13
die Gleichspannungskomponente Sdc, die keinen Abtastfehler enthält, erhalten werden kann.
Dem Subtrahierer 370 wird das verzögerte Signal des Verzögerungskreises 360 und auch das Videosignal S
zugeführt, das nicht verzögert ist, so daß die gleichphasigen
Gleichspannungskomponenten Sdc darin unterdrückt und nur dit Farbkomponenten von dem Subtrahierer
370 erhalten werden. Die Farbkomponenten des Subtrahierers 370 werden über ein Bandpaßfilter 430
Demodulatoren 390,4 und 3905 zugeführt, die geeignete
Demodulationsachsen zur Demodulation der beabsichtigten Farbkomponenten haben. Wenn z. B. die Demodulationsachse
des Demodulators 390 als y-Achse (F i g. 17E) gewählt wird, kann von ihm die Farbkomponente
demoduliert werden. Wenn in gleicher Weise die Demodulationsachse
des Demodulators 390B als x-Achse (F! g. !7E) gewählt wirrj.. kann von ihm die Farhkomnonente
B—G demoduliert werden. Wenn somit diese Farbkomponenten und die obenerwähnte GleäcLspannungskomponente
einem Matrixkreis 400 zugeführt werden, können die gewünschten Videosignale an seinen
Ausgangsanschlüssen 400a, 4006 und 400c erhalten werden. Zum Beispiel können das Leuchtdichtesignal Y
und die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y des
NTSC-Systems an den Ausgangsanschlüssen 400a bis 400c erhalten werden.
In Fig. 16 bezeichnet 410 einen Verzögerungskreis,
der zur Kompensation der Zeitverzögerung dient, die durch das Tiefpaßfilter 340 verursacht wird und 420
bezeichnet einen Verzögerungskreis, der aus dem gleichen Grund vorgesehen ist.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
40
45
50
55
65
Claims (3)
1. Halbleiter-Farbfernsehkamera, enthaltend
ii) einen Halbleiter-Bildabtaster (10/4, 100Λ) mit
einer Anzahl von in horizontalen Zeilen und vertikalen Spalten angeordneten Bildabtastelementen
(Im ... lm-n), deren jedes aus mehreren
Bildabtasteinheiten (2) besteht, die vertikal untereinander angeordnet sind und jeweils eine
obere und eine untere Hälfte der Bildabtastelemente bilden.
b) eine Einrichtung zur Zuführung von Abtastimpulsen (SiA, Su, S]a) zu dem Halbleiter-Bildabtaster
(1OA IGOAJ im Zeilensprungvefahren, wobei die Bildsignale eines ersten Halbbildes
(OF) durch zeilenweise Abtastung jeweils aller zu einem Bildabtastelement gehörenden Bildabtasteinheiten
gewonnen werden, während die Bildsignale eines zweiten Halbbildes (EF)durch
Abtastung jeweils der zur unteren Hälfte der Bildabtastelemente einer Zeile und zur oberen
Hälfte der Bildabtastelemente der nächsten Zeile gehörenden Bildabtasteinheiten gewonnen
werden,
gekennzeichnet durck folgende Merkmale:
c) im optischen Weg eines auf dem Halbleiter-Bildabtaster (10/4. \0OA) abzubildenden Gegenstandes
ist eine Farbfiltereinrichtung (20, 200) angeordnet, die derart ausgebildet ist, daß die
abgetasteten Bildsignale jer beiden Halbbilder (OF, EF) unter BiHung verschiedener Farbsignalkomponenten
(R, C, £ jecodierbarsind;
d) jene Abschnitte (2a'„. 2b'n, 32OB) der Farbfiltereinrichtung
(20, 200). die in einer horizontalen Zeile den unteren Hälften der Bildabtastelemente
entsprechen, besitzen die gleiche Farbcharakteristik (W, G) entlang der ganzen Zeile.
2. Halbleiter-Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Farbfiltereinrichtung
(20), deren untereinanderliegende Abschnitte folgende Farbcharakteristik in Zeilenlängsrichtung
aufweisen:
a) im ersten Abschnitt (2ai,2a2):
R-G-B-R-G-B
R-G-B-R-G-B
b) im zweiten Abschnitt (2ar. 232· ■ · -):
W
W
c) im dritten Abschnitt (20,,2O2):
Cy-Mg- Yl-Cy-Mg- Yl
Cy-Mg- Yl-Cy-Mg- Yl
d) im vierten Abschnitt (2by, 2b2 ...):
W
W
3. Halbleiter-Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Farbfiltereinrichtung
(2O|). deren untereinanderliegende Abschnitte folgende Farbcharakteristik in Zeilenlängsrichtung
aufweisen:
a) im ersten Abschnitt (2at, 2a2...):
W-G- Yl-Cy- Yl-G
W-G- Yl-Cy- Yl-G
b) im zweiten Abschnitt (2ar. 2a:·. · ·):
G
G
c) im dritten Abschnitt (261,263...):
G- W-Cy- YI-Cy- W
G- W-Cy- YI-Cy- W
d) im vierten Abschnitt (26p, 2br...):
G
G
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10749974A JPS5711197B2 (de) | 1974-09-18 | 1974-09-18 | |
JP752602A JPS5737152B2 (de) | 1974-12-26 | 1974-12-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2541497A1 DE2541497A1 (de) | 1976-04-01 |
DE2541497C2 true DE2541497C2 (de) | 1985-08-01 |
Family
ID=26336022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2541497A Expired DE2541497C2 (de) | 1974-09-18 | 1975-09-17 | Halbleiter-Farbfernsehkamera |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4064532A (de) |
AT (1) | AT361553B (de) |
CA (1) | CA1108290A (de) |
DE (1) | DE2541497C2 (de) |
FR (1) | FR2285773A1 (de) |
GB (1) | GB1507510A (de) |
IT (1) | IT1042684B (de) |
NL (1) | NL7511035A (de) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6056030B2 (ja) * | 1975-10-24 | 1985-12-07 | 松下電器産業株式会社 | カラー固体撮像装置 |
JPS5941351B2 (ja) * | 1976-09-13 | 1984-10-06 | 株式会社日立製作所 | カラ−用固体撮像素子 |
JPS5437533A (en) * | 1977-08-30 | 1979-03-20 | Sony Corp | Color pickup unit |
JPS5455324A (en) * | 1977-10-13 | 1979-05-02 | Sony Corp | Color pickup unit |
US4153912A (en) * | 1978-03-27 | 1979-05-08 | Polaroid Corporation | Apparatus and method for electronically improving the apparent resolution of a color imaging CCD |
JPS5520012A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-13 | Sony Corp | Formation circuit of luminance signal |
US4288812A (en) * | 1979-11-19 | 1981-09-08 | Rca Corporation | Color filter |
JPS57102281U (de) * | 1980-12-16 | 1982-06-23 | ||
EP0066767B1 (de) * | 1981-05-25 | 1990-10-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Festkörper-Bildsensor |
US4593303A (en) * | 1981-07-10 | 1986-06-03 | Fairchild Camera & Instrument Corporation | Self-aligned antiblooming structure for charge-coupled devices |
US4500914A (en) * | 1981-08-01 | 1985-02-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Color imaging array and color imaging device |
JPS59204804A (ja) * | 1983-05-09 | 1984-11-20 | Canon Inc | カラ−フイルタ− |
JPS60103790A (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-08 | Nec Corp | カラ−固体撮像装置 |
US4870495A (en) * | 1985-02-22 | 1989-09-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing element and image sensing apparatus for recording a still image |
US4720746A (en) * | 1985-08-05 | 1988-01-19 | Eastman Kodak Company | Frame transfer CCD area image sensor with improved horizontal resolution |
JPH0292087A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-03-30 | Nikon Corp | 固体撮像素子 |
GB9620838D0 (en) * | 1996-10-02 | 1996-11-20 | Marconi Gec Ltd | A camera |
US6642963B1 (en) * | 1998-06-29 | 2003-11-04 | Intel Corporation | Silylation layer for optical devices |
US8031243B2 (en) * | 2007-07-06 | 2011-10-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus, method, and medium for generating image |
US9077910B2 (en) | 2011-04-06 | 2015-07-07 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Multi-field CCD capture for HDR imaging |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1092881A (en) * | 1963-01-31 | 1967-11-29 | Emi Ltd | Improvements relating to colour television apparatus |
GB1216835A (en) * | 1967-04-17 | 1970-12-23 | Columbia Broadcasting Syst Inc | Method of recording information |
US3647948A (en) * | 1969-04-04 | 1972-03-07 | Hitachi Ltd | Chrominance signal generator having striped filter |
JPS5016134B1 (de) * | 1970-12-26 | 1975-06-11 | ||
US3801884A (en) * | 1972-12-18 | 1974-04-02 | Bell Telephone Labor Inc | Charge transfer imaging devices |
-
1975
- 1975-09-15 US US05/613,519 patent/US4064532A/en not_active Expired - Lifetime
- 1975-09-16 CA CA235,558A patent/CA1108290A/en not_active Expired
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US4064532A (en) | 1977-12-20 |
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