DE3785773T2 - Farbfilter fuer farbbildwandler. - Google Patents

Farbfilter fuer farbbildwandler.

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DE3785773T2
DE3785773T2 DE8787301035T DE3785773T DE3785773T2 DE 3785773 T2 DE3785773 T2 DE 3785773T2 DE 8787301035 T DE8787301035 T DE 8787301035T DE 3785773 T DE3785773 T DE 3785773T DE 3785773 T2 DE3785773 T2 DE 3785773T2
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blue
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Jin C O Fuji Photo Fi Murayama
Kenji C O Fuji Photo Fi Suzuki
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    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645Colour imagers
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    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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    • H04N25/13Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/134Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Farbfilter für einen Farbbildwandler.
  • Ein bekannter Farbdrucker reproduziert einen gut ausgeglichenen Farbdruck durch Einteilen eines Farboriginals (beispielsweise einen Farbnegativfilm) in eine Vielzahl von Szenen und durch Regulierung der Größe der Einschiebung eines Farbkorrekturfilters in den optischen Pfad entsprechend zu jeder Szene. Zurn Einteilen eines Farboriginals in eine Vielzahl von Szenen ist ein Farbbildwandler zur Messung dreier Farbdichten des Farboriginals an jedem seiner Punkte verwendet worden.
  • Zum Lesen eines Farboriginals wird entweder ein Dreibildabtaster oder ein Einzelbildwandler verwendet. Bei dem ersten Verfahren werden drei Farben getrennt voneinander gemessen, indem entsprechend drei Farbfilter für blau, grün und rot auf der Lichtempfangsfläche eines jeden Bildwandlers angeordnet werden. Bei dem letzteren Verfahren wird ein Farbfilter mit einem Mosaikmuster aus blauen, grünen und roten Farbbereichen auf der Empfangsfläche des Bildwandlers angeordnet. Dies ist sehr kostenintensiv.
  • Mit dem letzteren Einzelbildfarbbildwandler werden für jedes Pixel drei Farbsignale gemischt und durch den Abtaster gesammelt. Folglich wird die Signalverarbeitung, wie Farbkorrektur, aufwendig und es ist notwendig, drei Farben zur Speicherung der entsprechenden drei Farbsignale in einem Speicher voneinander zu trennen. Weiterhin ist es wünschenswert, eine unterschiedliche Ladungsspeicherzeit für jede Farbe aufgrund des einfallenden Lichts zu bestimmen, um den Dynamikbereich des Farbbildwandlers zu erweitern und ein Signal mit geringem Rauschanteil zu erhalten.
  • Um ein Farbsignal unabhängig für jede Farbe mittels eines MOS-Farbbildwandlers zu lesen, ist es notwendig, für jede Farbe horizontale und vertikale Signalleitungen bereitzustellen. Bei dem bekannten Farbbildwandler wird ein Farbfilter verwendet, dessen Farbbereiche für die jeweils gleiche Farbe nicht in enger Beziehung zueinander angeordnet sind, so daß drei horizontale und drei vertikale Signalleitungen bereitzustellen sind, um jede photoelektrische Wandlerzelle zu umgeben. Dies führt zu einer komplizierten Verdrahtung und eine begrenzte Lichtempfangsfläche für die photoelektrischen Wandlerzellen aufgrund des notwendigen Verdrahtungsraums, wodurch ein geringes Aperturverhältnis und folglich eine geringe Empfindlichkeit entsteht.
  • Aufgaben der Erfindung
  • Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Farbfilter für einen Farbbildwandler bereitzustellen, bei dem die Anzahl der Verdrahtungen innerhalb der Matrix der photoelektrischen Wandlerzellen reduziert ist und welcher eine einfache Konstruktion aufweist.
  • Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, einen Farbfilter für einen Farbbildwandler bereitzustellen, bei dem die Lichtempfangsfläche der photoelektrischen Wandlerzellen durch Reduktion der Anzahl der Verdrahtungen vergrößert ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgaben wird bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter mit Farbbereichen für N (N ist eine ganze Zahl gleich 3 oder größer) Farben bereitgestellt, wobei jeder dieser Farbbereiche L-förmig ist und die L-förmigen Bereiche so miteinander verschachtelt sind, daß die Anzahl der Farben in jeder Reihe und jeder Spalte gleich (N-1) ist. Bei Verwendung dieses Farbfilters sind (N-1) Signalleitungen für jede Reihe und Spalte erforderlich. So ist die Anzahl der Verdrahtungen reduziert und folglich die Fläche für die photoelektrischen Wandlerzellen vergrößert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden rot, grün und blau für die N-Farben verwendet und jeder Farbbereich ist L-förmig (einschließlich eines invertierten L), welche in gleichmäßiger Folge angeordnet sind.
  • Durch getrenntes Messen dreier Farben durch Verwendung eines Einzelbildfarbwandlers werden unvermeidlich Farbregistrierungsfehler erzeugt, da eine Pixelgruppe aus drei Pixeltypen gebildet ist, die Seite an Seite angeordnet sind und wobei jeder Pixel einen anderen Punkt mißt. Zur Lösung dieses Problems wird gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ein Farbbildwandler bereitgestellt, welcher Licht durch ein Farbfilter mit verschiedenen Farbbereichen durchläßt und dieses in eine Signalladung umwandelt, wobei der Farbbildwandler eine Matrix aus photoelektrischen Wandlerzellen und ein Farbfilter mit Farbbereichen von N (N ist eine ganze Zahl gleich 3 oder größer) in diesen angeordneten Farben aufweist, wobei jeder Farbbereich L-förmig ist und die L-förmigen Gestalten miteinander so verschachtelt sind, daß die Anzahl der Farben in jeder Reihe und jeder Spalte gleich (N-1) ist. Weiterhin schließt eine Pixelgruppe X x Y (X und Y sind ganze Zahlen gleich 3 oder größer) photoelektrische Wandlerzellen ein und Signalladungen der gleichen Farbe, die in den photoelektrischen Wandlerzellen der Pixelgruppe gespeichert sind, werden addiert und während des Auslesens eines Signals von der Pixelgruppe aufgenommen. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden in photoelektrischen Wandlerzellen einer gleichen Farbe gespeicherte Signalladungen während ihres Lesens aufgenommen, um auf spezifische Addierer verzichten zu können, die nach Lesen der Signalladungen verwendet werden. Verschiedene Verfahren sind für eine solche Addition angemessen. Gemäß eines Beispiels sind vertikale MOS-Schalter entsprechend zur Anzahl der Farben für jede Pixelgruppe vorgesehen, so daß die photoelektrischen Wandlerzellen mit einer Source eines vertikalen MOS-Schalters einer entsprechenden Farbe verbunden sind, während mit derem Gate deren horizontale Signal leitungen verbunden sind und mit dem Drain deren vertikale Signalleitungen verbunden sind. Bei einer solchen Anordnung werden im Fall einer einzelnen Pixelgruppe aus 3 x 3 Matrix von Photoelektrischen Wandlerzellen von rot, grün und blauer Farbe, beispielsweise nur eine einzelne Signalleitung für jede Reihe und Spalte benötigt, wodurch die Anzahl der Signalleitungen um eins im Vergleich zu dem Fall vermindert ist, in dem ein vertikaler MOS-Schalter unabhängig für jede photoelektrische Wandlerzelle vorgesehen ist.
  • Die Farbkombination des Farbfilters ist durch rot, grün und blau gebildet. Allerdings können spezifische Farben, wie eine Fleischfarbe, hingezufügt werden. Weitere Beispiele einer Farbkombination umfassen cyan, magentarot und gelb.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Farbfilter kann die Anzahl der Verdrahtungen eines Farbbildwandlers reduziert werden. Entsprechend kann die Lichtempfangsfläche einer jeden photoelektrischen Zelle vergrößert werden und folglich wird das Aperturverhältnis erhöht, um die Empfindlichkeit einer jeden photoelektrischen Wandlerzelle zu verbessern. Weiterhin weist gemäß des erfindungsgemäßen Farbfilters jeder Farbbereich eine L-förmige Gestalt auf, so daß deren Herstellung einfach ist und die Gefahr des Ablösens des Filters vom Wandler gering ist. Zusätzlich sind photoelektrische Wandlerzellen der gleichen Farbe gleichmäßig auf dem Wandler verteilbar.
  • Gemäß des erfindungsgemäßen Farbbildwandlers ist eine einzelne Pixelgruppe aus X x Y Pixeln gebildet und Signalladungen einer gleichen Farbe werden innerhalb der Pixelgruppe addiert und so aufgenommen, daß Farbregistrierungsfehler eliminiert werden können.
  • Da weiterhin die Pixel einer Farbe Seite an Seite angeordnet sind, wird die Verdrahtung zur Addition der Signalladungen vereinfacht.
  • Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Farbbildwandlers mit abgenommenem Farbfilter gemäß der Erfindung;
  • Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil des Farbfilters;
  • Fig. 3 die Anordnung eines Farbbildwandlers gemäß der Erfindung, bei dem eine einzelne Pixelgruppe aus X x Y Pixeln gebildet ist;
  • Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm zur Darstellung eines beispielhaften MOS-Farbbildwandlers gemäß der Erfindung, bei dem Signalladungen einer Farbe innerhalb einer Pixelgruppe addiert und aufgenommen werden; und
  • Fig. 5 ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung der Zeitfolge von Ladungsspeicherung und Signalauslesung.
  • Fig. 1 zeigt einen Farbbildwandler. Auf einer Lichtempfangsfläche eines IC-Chips 2 ist eine Vielzahl von photoelektrischen Wandlerzellen 4 im Matrixformat angeordnet. Ein Farbfilter 6 mit einer Vielzahl von verschiedenen Farbbereichen in L-förmiger Gestalt ist auf der Lichtempfangsfläche 3 angeordnet. Statt eine Anordnung des Filters 6 könnte die Filtersubstanz direkt auf der Lichtempfangsfläche 3 durch eine Photoätztechnik aufgebracht werden.
  • Fig. 2 zeigt eine vergrößerte, schematische Ansicht des Farbfilters, wobei R einen Bereich zum selektiven Durchlassen von rot, G einen Bereich zum selektiven Durchlassen von grün und B einen Bereich zum selektiven Durchlassen von blau kennzeichnen. Diese Farbbereiche können durch Auftragen einer Farbsubstanz auf einer transparenten Filterbasis unter Verwendung einer Photoätztechnik gebildet werden. Dem Farbfilter fehlt jeweils eine Farbe für jede Reihe und Spalte. Zum Beispiel fehlt rot in der ersten Reihe und blau in der zweiten Reihe. Bei dieser Ausführungsform kann der Farbbereich durch eine L-förmige Gestalt einteilig über drei photoelektrische Wandlerzellen aufgetragen werden oder er kann durch getrennte L-förmige Gestalt, von der jedes Teil über einer der drei photoelektrischen Wandlerzellen positioniert ist, gebildet werden.
  • Fig. 3 zeigt die Anordnung eines Farbbildwandlers, bei dem Signalladungen einer Farbe innerhalb einer Pixelgruppe aufaddiert und aufgenommen werden. Der Farbbildwandler 10 ist durch eine Matrixanordnung von blauen Pixeln 11 zur photoelektrischen Wandlung von blauem Licht in eine Signalladung und zu deren Speicherung, grünen Pixeln 12 zur photoelektrischen Wandlung von grünem Licht in eine Signalladung und deren Speicherung und roten Pixeln 13 zur photoelektrischen Wandlung von rotem Licht in eine Signalladung und deren Speicherung gebildet. Diese Pixel sind, wie oben beschrieben, aus photoelektrischen Zellen und auf diesen angeordneten Farbbereichen gebildet. In der Matrizenanordnung sind Pixel der gleichen Farbe in L-förmiger Gestalt angeordnet. Um einen Farbregistrierungsfehler zu eliminieren sind die Pixel in Pixelgruppen 10a aufgeteilt. Bei dieser Ausführungsform weist jede Pixelgruppe 10a drei Reihen und drei Spalten, d.h. 3 x 3 = 9 Pixel auf. In Fig. 3 ist ein Pixel von einer gestrichelten Linie und eine Pixelgruppe von einer durchgehenden Linie umgeben.
  • Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines MOS-Farbbildwandlers mit Verwendung der Pixelanordnung nach Fig. 3. Photoelektrische Wandlerzellen sind durch jeweils äquivalente Photodioden dargestellt. Photodioden 21 bis 47 sind beispielhaft dargestellt. Diese Photodioden wandeln einfallendes Licht in Signalladungen um und speichern diese in ungeerdeten (floating) Kondensatoren. Photodioden 21, 22, 24, 25, 33, 36, 39, 40 und 45 werden für blau, Photodioden 23, 26, 27, 29, 30, 32, 41, 42 und 44 für grün und Photodioden 28, 31, 34, 35, 37, 38, 43, 46 und 47 für rot verwendet. Die Photodioden 21 bis 23, 27 bis 29 und 33 bis 35 bilden eine Pixelgruppe in der ersten Reihe und ersten Spalte. Zur Addition von Signalladungen der gleichen Farbe innerhalb der Pixelgruppe sind drei vertikale MOS-Schalter 51 bis 53 vorgesehen. Blauempfindliche Photodioden 21, 22 und 33 sind mit dem für blau zuständigen, vertikalen MOS-Schalter 51 verbunden. Wird der vertikale MOS-Schalter 51 für die blaue Farbe eingeschaltet, werden zur gleichen Zeit drei Signalladungen von einer vertikalen Leitung 61 für die blaue Farbe aufgenommen, welche mit dem Drain verbunden ist, um die Signalladungen innerhalb der Pixelgruppe zu addieren.
  • Grünempfindliche Photodioden 23, 27 und 29 sind mit der Source des vertikalen MCS-Schalters 52 für die grüne Farbe verbunden. Wird dieser eingeschaltet, werden zur gleichen Zeit drei Signalladungen von einer vertikalen Leitung 63 für eine grüne Farbe aufgenommen, um die Signalladungen zu addieren. In ähnlicher Weise werden beim Einschalten des MOS-Schalters 53 für die rote Farbe drei Signalladungen addiert und von einer vertikalen Leitung 62 für die rote Farbe aufgenommen.
  • Eine Pixelgruppe in der ersten Reihe und der zweiten Spalte ist durch die Photodioden 24 bis 26, 30 bis 32 und 36 bis 38 gebildet. Zur Addition von Signalladungen einer Farbe und deren Aufnahme sind drei vertikale MOS-Schalter 54 bis 56 vorgesehen. Die vertikalen Leitungen 64 bis 66 sind in Serie mit den Drains der vertikalen MOS-Schalter 54 bis 56 verschaltet. Eine Pixelgruppe der zweiten Reihe und der ersten Spalte ist durch die Photodioden 39 bis 41, 42 bis 44 und 45 bis 47 gebildet. Zur Addition von Signalladungen einer Farbe und deren Aufnahme sind drei vertikale MOS-Schalter 57 bis 59 vorgesehen. Vertikale Leitungen 61 bis 63 sind mit den vertikalen MOS-Schaltern 57 bis 59 verschaltet.
  • In der Photodiodenmatrix ist eine vertikale Leitung und eine horizontale Leitung für jede Reihe und Spalte vorgesehen. Insbesondere ist eine horizontale Leitung 71 für eine blaue Farbe in der ersten Reihe, eine horizontale Leitung 72 für eine grüne Farbe in der zweiten Reihe und eine horizontale Leitung 73 für eine rote Farbe in der dritten Reihe angeordnet. In ähnlicher Weise sind eine horizontale Leitung 74 für eine blaue Farbe in der vierten Reihe, eine horizontale Leitung 75 für eine grüne Farbe in der fünften Reihe und eine horizontale Leitung 76 für eine rote Farbe in der sechsten Reihe angeordnet. Diese Signalleitungen sind durch Auftragen von Aluminium gebildet. Da eine einzelne Signalleitung für jede Reihe und jede Spalte ausreichend ist, wird die Verdrahtung vereinfacht und außerdem die Lichtempfangsfläche einer Photodiode wird um den Grad vergrößert, der dem Grad der Verringerung der Anzahl der Verdrahtungen entspricht.
  • Die Vertikalabtasteinrichtung 80 ist aus einem vertikalen Abtastschieberegister 81 für eine blaue Farbe, einem vertikalen Abtastschieberegister 82 für eine grüne Farbe und einem vetikalen Abtastschieberegister 83 für eine rote Farbe gebildet. Die horizontale Leitung 71 für die blaue Farbe ist mit einem ersten Ausgabeanschluß D1 des vertikalen Abtastschieberegisters 81 für die blaue Farbe verbunden. Die horizontale Leitung 74 für die blaue Farbe ist mit einem zweiten Ausgabeanschluß D2 verbunden. Die horizontale Leitung 72 für die grüne Farbe ist mit einem ersten Ausgabeanschluß D1 des vertikalen Abtastschieberegisters 82 für die grüne Farbe verbunden und die horizontale Leitung 75 für die grüne Farbe ist mit einem zweiten Ausgabeanschluß D2 verbunden. Weiterhin ist die horizontale Leitung 73 für die rote Farbe mit dem ersten Ausgabeanschluß D1 des vertikalen Abtastschieberegisters 83 für die rote Farbe und die horizontale Leitung 76 für die rote Farbe mit dem zweiten Ausgabeanschluß D2 verbunden.
  • Die vertikalen Leitungen 61 bis 66 sind seriell mit den Sourcen der horizontalen MOS-Schalter 85 bis 90 verschaltet. Die horizontalen MOS-Schalter 85 bis 87 werden zum Aufnehmen der drei Farbsignale von den Pixelgruppen der ersten Zeile verwendet, wobei deren Gates mit einem ersten Ausgabeanschluß F1 eines horizontalen Abtastschieberegisters 91 verbunden ist. Die horizontalen MOS-Schalter 88 bis 90 werden zur Aufnahme der drei Farbsignale von den Pixelgruppen der zweiten Zeile verwendet, wobei deren Gates mit dem zweiten Ausgabeanschluß F2 des horizontalen Abtastschieberegisters 91 verbunden sind.
  • Eine Ausgabeleitung 93 für blaue Farbe ist mit den Drains der horizontalen MCS-Schalter 85 und 88 der blauen Farbe und eine Ausgabeleitung 94 für rote Farbe mit den Drains der horizontalen MOS-Schalter 86 und 89 für rote Farbe verbunden. Ahnlich ist eine Ausgabeleitung 95 für grüne Farbe mit den horizontalen MOS-Schaltern 87 und 90 für grüne Farbe verbunden. Angeschlossen an der Ausgabeleitung 93 für blaue Farbe sind: ein MOS-Schalter 97 zum Aufnehmen von effektiven Signalen und ein MOS-Schalter 98 zum Entleeren gelesener Signale während des periodischen Betriebs des Farbbildwandlers 10. Ähnlich sind zwei MOS-Schalter 99 und 100 mit der Ausgabeleitung 94 für rote Farbe verbunden und zwei MCS-Schalter 101 und 102 sind mit einer Ausgabeleitung 95 für grüne Farbe verbunden. Die Drains der MCS-Schalter 97, 99 und 101 zur Aufnahme von effektiven Signalen sind mit einer einzelnen Ausgabeleitung 103 verbunden, während die Drains der MCS-Schalter 98, 100 und 102 zum Ausleeren unnötiger Signale mit einer einzelnen Rücksetzleitung 104 verbunden sind.
  • Der Betrieb der vertikalen Abtasteinrichtung 80 und des horizontalen Abtastschieberegisters 91 ist durch eine Steuereinrichtung 106 gesteuert, um jede Pixelgruppe abzutasten und jedes Signal aufzunehmen. Der Farbbildwandler 10 wird für eine vorbestimmte Periode betrieben und es ist notwendig, unnötige Signale zu entleeren und nur effektive Signale aufzunehmen. Zu diesem Zweck gibt die Steuereinrichtung 106 EB, ER und EG-Signale zur Verwendung zum Entleeren unnötiger Signale aus, um die MCS-Schalter 98, 100 und 102 einzuschalten, und die Steuereinrichtung gibt Signale TSB, TSR und TSG zum Aufnehmen effektiver Signale aus, um die MCS-Schalter 97, 99 und 101 einzuschalten. Der Steuereinrichtung 106 wird weiterhin ein Startsignal für eine Hauptabtastung eingegeben und ein Signal zum Setzen der Ladungsspeicherzeit für jede Farbe. Bezugszeichen 107 kennzeichnet einen Impulsgenerator.
  • Eine Überlagerung der Farbsignale ist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 nicht erlaubt. Allerdings kann eine Überlagerung durchgeführt werden, indem für jede Farbe ein horizontales Abtastschieberegister und eine Ausgabeleitung 103 für jede Farbe unabhängig bereitgestellt werden.
  • Im folgenden wird der Betrieb der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform unter Bezug auf Fig. 5 beschrieben. Zur Vergrößerung des Dynamikbereichs und zum Erhalt eine Signals mit einem geringen Rauschanteil wird die Ladungsspeicherzeit für jede Farbe so bestimmt, daß der maximale Ausgabewert der photoelektrischen Wandlereinrichtung nahe bei dessen Sättigungswert ist. Der Wert wird in der Steuereinrichtung 106 gesetzt. Diese betreibt den Farbbildwandler 10 für eine vorbestimmte Zeitperiode in einer Normalabtastung, um seguentiell die drei Farbsignale aufzunehmen. Die während der normalen Abtastung ausgelesenen Signale werden nicht gebraucht, so daß sie über die Rücksetzleitung 104 abgeführt werden. Insbesondere aktiviert die Steuereinrichtung 106 die vertikale Abtasteinrichtung 80 und das horizontale Abtastschieberegister 91 und gibt Signale EB, EG oder ER für ein zu lesendes Farbsignal aus, um dadurch die MCS-Schalter 98, 100 oder 102 einzuschalten, so daß ein ausgelesenes Signal zur Rucksetzleitung 104 abgeführt wird.
  • Wird ein Farboriginal in die Leseposition gebracht, wird die Steuereinrichtung 106 mit einem Auslesestartsignal versorgt. Bei Empfang dieses Auslesestartsignals startet eine Hauptabtastung synchron mit einem vertikalen Synchronsignal für ein zuerst zu lesendes Farbsignal. Bei dieser Ausführungsform wird ein blaues Farbsignal zuerst gelesen, so daß die Hauptabtastung zum Zeitpunkt t1 startet.
  • Zum Zeitpunkt t1, zu dem die Hauptabtastung startet, gibt die Steuereinrichtung 106 das Signal EB zum Einschalten des MOS-Schalters 98 aus. Gleichzeitig führt die Steuereinrichtung 106 einen Schiebeimpuls 108 dem vertikalen Schieberegister 81 für die blaue Farbe und einen Schiebeimpuls 109 dem horizontalen Abtastschieberegister 81 zu. Die Steuereinrichtung 106 führt einen Taktimpuls dem horizontalen Abtastschieberegister 91 zu, um eine Horizontalabtastung einmal durchzuführen. Jedesmal, wenn eine Horizontalabtastung durchgeführt worden ist, wird ein Taktimpuls 110 der vertikalen Abtasteinrichtung 80 zur Durchführung einer Vertikalabtastung zugeführt.
  • Wenn ein Schiebeimpuls 108 dem vertikalen Abtastschieberegister 81 für die blaue Farbe eingegeben wird, ist der erste Ausgabeanschluß D1 auf hohem Pegel. Gleichzeitig ist der erste Ausgabeanschluß F1 des horizontalen Abtastschieberegisters 91 auf hohem Pegel, so daß die vertikalen und horizontalen MCS-Schalter 51 und 85 eingeschaltet werden, um die in den blauen Photodioden 21, 22 und 33 in der ersten Reihe und ersten Spalte gespeicherten Signalladungen zu addieren und diese von der Ausgabeleitung 93 für blaue Farbe aufzunehmen. Diese blauen Farbsignale werden nicht benötigt, so daß sie über den MCS-Schalter 98 an die Rücksetzleitung 104 ausgegeben werden.
  • Nach Beendigung des Abtastens der Pixelgruppe in der ersten Reihe und ersten Spalte wird das horizontale Abtastschieberegister 91 durch einen Taktimpuls 111 verschoben, so daß der zweite Ausgabeanschluß F2 auf hohem Pegel ist, um ein blaues Farbsignal von der Pixelgruppe der ersten Reihe und zweiten Spalte auszulesen. In diesem Fall schalten die vertikalen und horizontalen MCS-Schalter 54 und 88 ein, um die in den blauen Photodioden 24, 25 und 36 gespeicherten Signalladungen zu addieren und diese von der Ausgabeleitung 93 für blaue Farbe aufzunehmen, welche selbst über den MCS-Schalter 98 zur Rücksetzleitung 104 entleert wird.
  • Nachdem die blauen Farbsignale für die Pixelgruppen in der ersten Reihe durch einmaliges Abtasten des horizontalen Abtastschieberegisters 91 gelesen sind, führt die Steuereinrichtung einen Taktimpuls 110 der vertikalen Abtasteinrichtung 80 zu, so daß nur der zweite Ausgabeanschluß D2 des vertikalen Abtastschieberegisters 82 für blaue Farbe auf hohem Pegel ist. Unter dieser Bedingung wird das horizontale Abtastschieberegister 91 einmal ähnlich zum obigen Fall abgetastet, um in den blauen Farbpixeln innerhalb der gleichen Pixelgruppe in der zweiten Reihe gespeicherte Signalladungen zu addieren und diese aufzunehmen, um diese an die Rücksetzleitung 104 abzugeben. In ähnlicher Weise werden blaue Farbsignale der dritten und folgenden Spalten seguentiell durch Abtasten entsprechender Pixel gelesen. Das Lesen der blauen Farbsignale wird während der Zeit t1 bis t2 durchgeführt. Folglich werden die blauen Farbpixel 11 des Bildwandlers 10 in Einheiten von einer Pixelgruppe sequentiell zurückgesetzt, um sofort danach die Ladungsspeicherung für die blauen Farbpixel 11 zu beginnen.
  • Nach Rücksetzen der blauen Farbpixel 11 zum Zeitpunkt t2 werden die grünen Farbpixel 12 zum Rücksetzen initiiert. In diesem Fall führt die Steuereinrichtung 106 einen Schiebeimpuls 112 dem vertikalen Abtastschieberegister 82 der grünen Farbe und einen Schiebeimpuls 109 dem horizontalen Abtastschieberegister 91 zu, um grüne Farbsignale zu addieren und diese für jede Pixelgruppe in einer ähnlichen, wie oben beschriebenen Weise zu lesen. Das Lesen grüner Farbsignale wird während der Zeit t2 bis t3 durchgeführt, wobei grüne Farbpixel 12 für jede Pixelgruppe zum Beginn der Ladungsspeicherung sequentiell zurückgesetzt werden. Nach Rücksetzen der grünen Farbpixel 12 wird der MOS-Schalter 100 eingeschaltet, um die roten Farbpixel 13 während der Zeit t3 bis t4 zurückzusetzen.
  • Die Ladungsspeicherung der blauen Farbe endet zum Zeitpunkt t5. Signalladungen, die in den blauen Farbpixeln 11 gespeichert sind, werden addiert und sequentiell in Einheiten von einer Pixelgruppe unter Verwendung des vertikalen Abtastschieberegisters 81 und des horizontalen Abtastschieberegisters 91 für die blaue Farbe gelesen. Während des Lesens der blauen Farbsignale gibt die Steuereinrichtung 106 ein Signal TSB aus, um den MCS-Schalter 97 einzuschalten, so daß blaue Farbsignale, die für jede Pixelgruppe sequentiell addiert wurden, von der Ausgabeleitung 103 aufgenommen und zu einer nicht dargestellten Signalverarbeitungsschaltung übermittelt werden. Die Signalverarbeitungsschaltung führt in wohlbekannter Weise eine digitale Umwandlung, logarithmische Umwandlung, Farbkorrektur und dgl. durch, um erhaltene Dichtesignale an einen nicht dargestellten Mikrocomputer zu übermitteln. Ein Lesen der blauen Farbsignale wird während der Zeit t5 bis t6 durchgeführt.
  • Ist die Ladungsauslesung für grüne Farbe zum Zeitpunkt t7 beendet, werden in den grünen Farbpixeln 12 gespeicherte Signalladungen addiert und sequentiell in Einheiten einer Pixelgruppe unter Verwendung des vertikalen Abtastschieberegisters 82 und des horizontalen Abtastschieberegisters 91 für grüne Farbe ausgelesen. Die ausgelesenen Ladungen werden über den MCS-Schalter 101 im eingeschalteten Zustand an die Ausgabeleitung 103 übermittelt. Ein Lesen der grünen Farbsignale wird während der Zeit t7 bis t8 durchgeführt.
  • Ist die Ladungsauslesung der roten Farbe zum Zeitpunkt t9 beendet, werden in den roten Farbpixeln 13 gespeicherte Signalladungen addiert und sequentiell in Einheiten einer Pixelgruppe unter Verwendung des vertikalen Schieberegisters 83 und des horizontalen Schieberegisters 91 für rote Farbe gelesen. Die ausgelesenen Ladungen werden über den MOS-Schalter 99 im eingeschalteten Zustand an die Ausgabeleitung 103 übermittelt. Ein Auslesen der roten Farbsignale wird während der Zeit t9 bis t10 durchgeführt.
  • Mit der obigen Prozedur wird die Hauptabtastung während der Zeit t1 bis t10 durchgeführt, während der effektive blaue, grüne und rote Farbsignale sequentiell gelesen werden. Nach der Hauptabtastung treibt die Steuereinrichtung 106 den Bildwandler für eine vorbestimmte Periode und entleert die ausgelesenen Signale zur Rücksetzleitung 104.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Rücksetzen bei der Hauptabtastung unabhängig für jede Farbe durchgeführt. Allerdings ist unter der Bedingung, daß ein Rücksetzsignal von der Steuereinrichtung ausgegeben und zur gleichen Zeit den Gates der MOS-Schalter 98, 100 und 102 zugeführt wird, ein Rücksetzen der entsprechenden Farbpixel zur gleichen Zeit möglich. Weiterhin ist es zur Bestimmung der Ladungsspeicherzeit von Voteil, eine Vorabtastung vor der Hauptabtastung durchzuführen, um die Menge des einfallenden Lichts für jede Farbe zu überprüfen und automatisch die Ladungsspeicherzeit entsprechend zur Menge des einfallenden Lichts zu bestimmen.
  • In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist eine einzelne Signalleitung für jede Reihe und für jede Spalte vorgesehen. Allerdings können auch zwei Signalleitungen unabhängig für zwei Farbphotodioden in jeder Reihe und jeder Spalte vorgesehen sein, so daß vertikale MOS-Schalter, die unabhängig für jede Photodiode vorgesehen sind, jeder mit zwei Signalleitungen (horizontale und vertikale Signalleitung) verbunden ist.
  • Insbesondere sind horizontale Leitungen für blaue und grüne Farbe für die erste Reihe, horizontale Leitungen für die rote und grüne Farbe für die zweite Reihe und horizontale Leitungen für die rote und blaue Farbe für die dritte Reihe vorgesehen sind. Zwei horizontale Leitungen für die gleiche Farbe sind miteinander verschaltet, um diese mit dem ersten Ausgabeanschluß D1 eines jeden vertikalen Abtastschieberegisters 81 bis 83 zu verbinden. Ähnlich sind zwei vertikale Leitungen für jede Spalte und zwei vertikale Leitungen der gleichen Farbe innerhalb der gleichen Pixelgruppe miteinander verbunden, um diese mit jedem der horizontalen MOS-Schalter für die entsprechenden Farben zu verbinden.
  • Das Farbfilter gemäß der Erfindung ist nicht nur in den Fällen anwendbar, in denen in den photoelektrischen Wandlerzellen gespeicherte Signalladungen innerhalb der gleichen Pixelgruppe für jede Farbe addiert und aufgenommen werden, sondern auch in dem Fall, in dem Signalladungen nicht addiert, sondern eine Signalladung in jeder photoelektrischen Wandlerzelle separat aufgenommen wird. Weiterhin ist die Erfindung ebenfalls anwendbar auf Bildwandler des CCD-Typs.

Claims (6)

1. Ein Farbfilter (6) mit Farbbereichen von N (N ist eine ganze Zahl gleich 3 oder größer) Farben, wobei jeder der Farbbereiche eine L-förmige Gestalt aufweist, und die L-förmigen Gestalten miteinander so verschachtelt sind, daß die Anzahl der Farben in jeder Reihe und in jeder Spalte gleich (N-1) ist.
2. Ein Farbiflter (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die N Farben rot, grün und blau sind.
3. Ein Farbbildwandler zum Durchführen von Licht durch ein Farbfilter (6) mit Farbbereichen und dessen Umwandlung in eine Signalladung, wobei der Bildwandler eine Matrix aus photoelektrischen Wandlerzellen (4) und ein Farbfilter mit Farbbereichen von N (N ist eine ganze Zahl gleich 3 oder größer) Farben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Farbbereich des Farbfilters eine L-förmige Gestalt aufweist, die L-förmigen Gestalten miteinander so verschachtelt sind, daß die Anzahl der Farben in jeder Reihe und jeder Spalte gleich (N-1) ist; eine Pixelgruppe (10a) X x Y (X und Y sind jeweils ganze Zahlen gleich 3 oder größer) photoelektrische Wandlerzellen (4) aufweist; und in den photoelektrischen Wandlerzellen der Pixelgruppe (10a) gespeicherte Signalladungen einer Farbe addiert und während des Auslesens eines Signals von der Pixelgruppe aufgenommen werden.
4. Ein Farbbildwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ganzen Zahlen N, X und Y gleich 3 sind.
5. Ein Farbbildwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrischen Wandlerzellen vom MOS-Typ sind.
6. Ein Farbbildwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß drei vertikale MOS-Schalter entsprechend für rot, grün und blau für jede Pixelgruppe vorgesehen sind, drei photoelektrische Wandlerzellen mit der Source eines jeden vertikalen MOS-Schalters verbunden sind, welcher in der Farbe zu der der drei photoelektrischen Wandlerzellen korrespondiert und in den photoelektrischen Wandlerzellen innerhalb einer Pixelgruppe gespeicherte Signalladungen addiert werden und von der Drain zur gleichen Zeit über jeden der vertikalen MOS-Schalter in eingeschaltetem Zustand aufgenommen werden.
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