DE3943762C2

DE3943762C2 - Farbbildabtasteinrichtung

Info

Publication number: DE3943762C2
Application number: DE3943762A
Authority: DE
Inventors: Tadahiko Hamaguchi; Masatoshi Katoh; Tsuneo Sato
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1989-03-28
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2009-03-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbbildabtasteinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Fig. 1 zeigt schematisch eine bekannte Farbbildabtasteinrich tung. Dabei liegt eine Vorlage bzw. ein Original 1 auf einer Auflageplatte 2. Unter der Auflageplatte 2 ist eine Leucht stoffröhre 3 angeordnet, die als Beleuchtungsquelle für die Vorlage 1 dient. Ferner ist nahe der Leuchtröhre 3 eine Stablinsenanordnung 5 angeordnet, die als Fokussiereinheit zur Fokussierung des Farbbildes der Vorlage 1 auf einen Bild wandler 4 dient.

Bei dieser bekannten Farbbildabtasteinrichtung wird die auf der Auflageplatte 2 liegende Vorlage 1 von der Leuchtstoff röhre 3 beleuchtet, und das Farbbild auf der Vorlage 1 wird von der Stablinsenanordnung 5 in ein auf rechtes reelles Bild mit derselben Größe wie das Farbbild auf den Bildwandler 4 fokussiert. Die Leuchtstoffröhre 3, der Bildwandler 4 und die Stablinsenanordnung 5 werden als Einheit relativ zu der Vorlage 1 und der Auflageplatte 2 in Richtung eines Pfeils A verschoben. Daher werden die Bildinformationsteile der Vorlage 1 sequentiell in jeder Abtastzeile in elektri sche Signale umgewandelt.

Die Fig. 2 und 3 sind eine Draufsicht auf den Bildwandler 4 bzw. eine Draufsicht auf die Anordnung der Farbfilter im Lichtempfangsbereich des Bildwandlers 4. In Fig. 2 besteht der Bildwandler 4 aus einem Isolatorsubstrat 41 und einer Mehrzahl von ladungsgekoppelten bzw. CCD-Bildsensoren 42, die gerade auf dem Isoliersubstrat 41 angeordnet sind. Nach Fig. 3 ist ein Bildelement 43 aus Bilddetektoren 431-434 zusammengesetzt, die auf einem CCD-Bildwandler 42 angeord net sind. Der Detektor 431 hat kein Farbfilter (W), und die Frontseiten der Detektoren 432, 433 bzw. 434 weisen ein Gelbfilter (Y), ein Grünfilter (G) bzw. ein Zyanfilter (C) auf. Auf die Detektoren 431-434 auftreffendes Licht wird in elektrische Signale umgewandelt, die extern durch CCD- Kanäle (nicht gezeigt) abgeleitet sind, die zu beiden Seiten der Detektoranordnung vorgesehen sind.

Nachstehend wird ein Verfahren erläutert, mit dem in der oben erläuterten Weise abgeleitete Ausgangswerte in R-, G-und B-Werte umgewandelt werden, die normale Farbbildsi gnale sind. Wenn man mit Anw, Any, Ang und Anc die Aus gangswerte von Digitalsignalen bezeichnet, die durch A-D- Umsetzung der Ausgangssignale der das n-te Bildelement 43 bildenden Detektoren 431-434 gewonnen sind, erhält man die R-, G-, B-Werte durch die nachstehende Gleichung (1):

Die in Gleichung (1) verwendete Matrix aus drei Zeilen und vier Spalten wird als "Transformationsmatrix M" bezeichnet, die beispielsweise folgende Elemente hat:

Anschließend wird die Funktionsweise der bekannten Farb filteranordnung erläutert. Wenn man annimmt, daß gelbes Licht, dessen Große "2" ist, in ein Bildelement 43 einge treten ist, so werden die Ausgangswerte Anw, Any, Ang und Anc der jeweiligen Detektoren 431-434 innerhalb des Bild elements 43:

Anw = 2, Any = 2, Ang = 1, Anc = 1.

Durch Substitution dieser Werte in Gleichungen (1) und (2) werden die R-, G- und B-Werte wie folgt erhalten:

R = 1, G = 1, B = 0,

und es wird gefunden, daß die Farbe des in das Bildelement 43 eingetretenen Lichts Gelb ist.

Die Abbildung der Vorlage 1 ist jedoch nicht auf eine Farb art begrenzt, sondern hat jedenfalls auch Farbgrenzen. Wie in diesem Fall die R-, G- und B-Werte aussehen, wird unter Bezugnahme auf einen Fall erläutert, in dem die Farbgrenzen im wesentlichen in der Mitte des Bildelements liegen (auf einer Linie L in Fig. 3). Wenn man beispielsweise annimmt, daß weißes Licht einer Größe "3" in die Detektoren 431 und 433 eingetreten ist und daß schwarzes Licht einer Größe "0" in die Detektoren 432 und 434 eingetreten ist, sind die Ausgangswerte Anw, Any, Ang und Anc der jeweiligen Detek toren 431-434 wie folgt:

Anw = 3, Any = 0, Ang = 1, Anc = 0.

Entsprechend den Gleichungen (1) und (2) werden die Werte für R, G und B wie folgt errechnet:

Rn = 3, Gn = 1, Bn = 3.

Diese Werte bezeichnen eine Farbe der Magentafarbgruppe, und es ist bekannt, daß Rauschen auftritt, in das sich Magenta auf der Grenzlinie zwischen Weiß und Schwarz ein mischt.

Wie oben angegeben, ist die bekannte Farbbildabtastein richtung mit dem Problem behaftet, daß in einem Fall, in dem beim Lesen eines Farbbilds die Farbgrenze auf der Vor lage 1 in die Mitte des Bildelements 43 zu liegen kommt, die Ausgangswerte der fotoelektrischen Umwandlung des Bild elements 43 eine Farbe aufweisen, die gegenüber den Farben der Vorlage 1 vollständig verschieden ist, so daß im Umriß bzw. Konturteil eines gelesenen Bildes Rauschen auftritt.

Um dieses Rauschen zu vermindern, wird manchmal die Methode angewandt, die Anfangszeiten der Speicherperioden des CCD- Bildwandlers verschieden zu machen und Pufferspeicherkreise vorzusehen, die die damit einhergehenden Verschiebungen der Ausgangssignale ausgleichen. Diese Maßnahme wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4-9 erläutert.

In Fig. 4, die ein detaillierterer Konstruktionsplan ent sprechend Fig. 3 ist, sind Transfergates 141 und 142 vor gesehen, durch die Ladungen, die von Eingangslicht in den Detektoren 431, 432 bzw. 433, 434 erzeugt werden, zu CCD- Kanälen 151 und 152 übertragen werden.

Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm, das die konventionelle Funk tionsweise des CCD-Bildwandlers 42 verdeutlicht.

Der CCD-Bildwandler 42 funktioniert wie folgt: Wenn das Transfergate 141 den Aus-Zustand hat, wird das in die Detektoren 431, 432 eintretende Licht in die Ladungen umge wandelt, die in diesen Detektoren gespeichert werden. Wenn anschließend das Transfergate 141 den Ein-Zustand annimmt, werden die gespeicherten Ladungen zum CCD-Kanal 151 über tragen. Im CCD-Kanal 151 sind den einzelnen Detektoren 431, 432 entsprechende Potentialmulden (nicht gezeigt) vorge sehen. Durch Anlegen von Zweiphasen-Taktimpulsen Φ1 und Φ2 an den CCD-Kanal 151 werden die von den Detektoren in den Kanal übertragenen Ladungen sukzessive zu den angren zenden Potentialmulden verschoben, bis sie als Analogsi gnale aus dem CCD-Bildwandler 42 durch einen in der End stufe des CCD-Kanals 151 vorgesehenen Float-Diffusionsver stärker (nicht gezeigt) entnommen werden. Tatsächlich wer den, wie das Zeitdiagramm von Fig. 5 zeigt, Transfergate impulse ΦT während der Dauer einer Zeit TS (Fig. 5(a)) eingegeben, während-die Zweiphasentaktimpulse Φ1 und Φ2 (Fig. 5(b) und 5(c)) kontinuierlich angelegt werden. In diesem Fall sind die vom zweiten Transfergateimpuls ΦT zum CCD-Kanal 151 übertragenen Ladungen gleich den in den Detektoren 431, 432 während der vorhergehenden Zeit TS gespeicherten Ladungen. Infolgedessen können Signale, deren Größen proportional den Lichtmengen sind, die in den farb filterfreien Detektor 431 und in den Gelbfilterdetektor 432 eingetreten sind, abwechselnd nacheinander als zeitlich aufeinanderfolgende Signale vom Float-Diffusionsverstärker in der Endstufe des CCD-Kanals 151 abgeleitet werden. Die Funktionsweisen der Detektoren 433, 434, des Transfergates 142 und des CCD-Kanals 152 auf der anderen Seite entspre chen den vorstehend beschriebenen Funktionsweisen.

Bei einem Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik läuft das Verfahren zur Rauschunterdrückung Grenzteil des gelesenen Bildes wie folgt ab:

Mit Φ1 und Φ2 sind in Fig. 6(a) und 6(b) Zweiphasen taktimpulse bezeichnet, die normalerweise und kontinuier lich an die CCD-Kanäle 151 und 152 von Fig. 4 angelegt werden. ΦT_GA und ΦT_GB in Fig. 6(c) und 6(d) bezeichnen Transfergateimpulse, die an die Transfergates 142 bzw. 141 angelegt werden. Die Perioden TSA und TSB der jeweiligen Transfergateimpulse ΦT_GA und ΦT_GB werden zu Speicher zeiten. Wenn der untere Teil von Fig. 4 in bezug auf eine Mittenlinie L′ als Kanal A und der obere Teil als Kanal B definiert ist, kann man sagen, daß die Speicherzeit des Kanals A die Zeit TSA ist, während die Speicherzeit des Kanals B die Zeit TSB ist. Bei diesem bekannten Beispiel sind die Perioden TSA und TSB gleich, aber die Anfangszeit punkte der Speicherzeiten der einzelnen Kanäle unterschei den sich durch ein Zeitintervall TD. Wie in Fig. 6(e) bzw. 6(f) gezeigt ist, werden somit Ausgangssignale D_A und D_B vom Kanal A und vom Kanal B jeweils in der Signalfolge A1g, A1c, A2g, A2c; . . . und in der Signalfolge A1w, A1y, A2w, A2y, . . . unmittelbar nach dem Anlegen der Transfergate impulse ΦT_GA und ΦT_GB erzeugt.

Nachstehend wird die Funktionsweise des Farbgrenzteils erläutert. Fig. 7 zeigt die Positionen (in Vertikalabtast richtung) der Vorlage 1 (in Fig. 1), an denen die Detek toren des Kanals A und des Kanals B in der Farbabtastein richtung mit dem Ablauf der Zeit vorhanden sind. Mit P in Fig. 7 ist ein Vertikalabtastabstand bezeichnet. Es wird angenommen, daß zu einem Zeitpunkt t₀ in Fig. 7 die Detek toren 433, 434 des Kanals A sich in einer Position y0 befinden, während sich die Detektoren 431, 432 des Kanals B auf einer Position y0-(P/2) befinden. In der Farbbild abtasteinrichtung werden die einzelnen Detektoren 431-434 relativ zur Vorlage 1 bewegt. Eine Gerade S1 in Fig. 7 bezeichnet die jeweiligen Bewegungszustände der Detektoren 433, 434 des Kanals A, während eine Gerade S2 die jeweili gen Bewegungszustände der Detektoren 431, 432 des Kanals B bezeichnet. Wenn die Speicherzeit zum Zeitpunkt t₀ beginnt, ist Licht, das auf die Detektoren 433, 434 des Kanals A während der Speicherzeit TSA trifft, das reflektierte Licht von einem Teil der Position y0 zu einer Position y0+P auf der Oberfläche der Vorlage 1. Die Detektoren 431, 432 des Kanals B wandeln die Abbildung eines Teils von Position y0-(P/2) zu Position y0+(P/2) auf der Oberfläche der Vorlage 1 fotoelektrisch um. Dieser Vorgang ist der Haupt grund fuhr die Erzeugung von Rauschen an der Farbgrenze. Daher wird der Startzeitpunkt der Speicherzeit TSB des Kanals B mit t₀+(TSA/2) eingestellt. Damit kann der Teil von der Position y0 zur Position y0+P auf der Oberfläche der Vorlage 1 auch für den Kanal B fotoelektrisch umgesetzt werden, wie Fig. 7 zeigt. Selbst wenn also die Farbgrenze der Vorlage 1 zwischen den Positionen y0 und y0+P liegt, erscheint nur der neutrale Farbton der Farben auf beiden Seiten der Grenze, und es wird kein Rauschen erzeugt.

Die Ausgangssignale der einzelnen Kanäle, die vom CCD-Bild wandler 42 auf diese Weise geliefert werden, werden wie nachstehend angegeben verarbeitet: Fig. 8 ist ein Zeitdia gramm, das die Speicherzeiten TSA, TSB der jeweiligen Kanäle sowie die Zeitpunkte der Bildung der Ausgangssignale D_A, D_B wiedergibt.

Die jeweiligen Ausgangssignale D_A, D_B werden unmittelbar nach Beendigung der entsprechenden Speicherzeiten sukzes sive abgegeben. In Fig. 8 sind die Abgabeintervalle der Ausgangssignale D_A, D_B schraffiert wiedergegeben. Die Bild elementsignale der Bildelemente G, C des Ausgangssignals D_A und diejenigen der Bildelemente W, Y des Ausgangssignals D_B sind um ein Zeitintervall T_D verschoben. Bei der Umsetzung der Ausgangssignale in die R-, G-, B-Werte auf der Grund lage der Gleichung (1) muß daher das Ausgangssignal D_A um das Zeitintervall TD als Signal D_A′ verzögert werden, wie Fig. 8 zeigt, wonach die Gleichung (1) unter Nutzung der Signale D_A′ und D_B berechnet wird.

Fig. 9 ist ein prinzipielles Blockschaltbild einer Farb umsetzungsschaltung, die die Bildelementsignale G, C, W und Y in die R-, G- und B-Werte umsetzt. Das vom CCD-Kanal 151 abgegebene Ausgangssignal D_A (Fig. 5(a)) wird nur hinsicht lich seiner Ausgangssignalkomponenten abgetastet und in einem Abtast-Haltekreis 171 (Fig. 9) gespeichert. Danach werden die zeitseriellen Signale G und C von einem Demulti plexer 181 in Einzelsignale G und C zerlegt. Pufferkreise 191 und 192 haben die Funktion, die jeweiligen Einzelsi gnale G und C um das Zeitintervall T_D zu verzögern. G′ und C′ sind Bildsignale, die um das Zeitintervall TD in bezug auf die jeweiligen Signale G und C verzögert sind.

Das vom CCD-Kanal 152 abgegebene Ausgangssignal D_B (Fig. 5(e)) wird in gleicher Weise von einem Abtast-Haltekreis 172 und einem Demultiplexer 182 in zwei Einzelsignale W und Y aufgetrennt. Die Einzelsignale G′, C′, W und Y, die durch die vorstehend erläuterte Verarbeitung abgetastet und gespeichert sind, werden in ein Matrixrechenglied 110 ein gegeben, um Gleichung (1) zu berechnen, so daß sie in die R-, G- und B-Werte umgesetzt werden.

Wie bisher angegeben, läuft das bekannte Signalverarbei tungsverfahren so ab, daß die Startzeiten der Speicher intervalle der jeweiligen Kanäle des CCD-Bildwandlers ver schieden gemacht werden, um die Störsignale des Farbgrenz teils zu verringern, und daß die damit einhergehende Ver schiebung der Ausgangssignale durch die externen Pufferspei cherkreise ausgeglichen wird.

Da die bekannte Einrichtung, wie angegeben, aufgebaut ist, benötigt sie Pufferspeicherkreise, die die verschiedenen Startzeiten der Speicherintervalle des CCD-Bildwandlers re alisieren können, um die Störsignale des Farbgrenzteils zu verringern, und die die damit einhergehenden Verschiebung der Ausgangssignale ausgleichen. Daher ergeben sich hier die Pro bleme, daß der Schaltungsaufbau komplex ist und daß die Ab tasteinrichtung teuer wird.

Eine Farbbildabtasteinrichtung ist auch aus der US-PS 4 672 433 entnehmbar. Insbesondere weist diese bekannte Farbbildab tasteinrichtung eine Helligkeitssignal-Extraktionseinheit und eine Interpolationseinheit auf.

Die bekannte Farbbildabtasteinrichtung weist pro Bildsegment Detektoren auf, die jeweils ein gelbes, grünes oder cyanfar benes Farbfilter aufweisen. Dabei geht die bekannte Farb bildabtasteinrichtung von einer älteren Einrichtung aus, bei der bereits eine Helligkeitssignal-Extraktionseinheit bekannt war. Diese Helligkeitssignal-Extraktionseinheit basiert auf schwarzen und weißen Referenzplatten, die abgetastet werden, bevor das eigentliche Bild abgetastet wird. Das Bildrauschen an Farbgrenzen soll bei der bekannten Farbbildabtasteinrich tung dadurch vermindert werden, daß die Ausgangssignale der Farbfilter-Detektoren interpoliert werden, ohne daß an der bereits vorher bekannten Helligkeitssignal-Extraktionseinheit irgendetwas geändert wird. Die Interpolation erfolgt bei der bekannten Farbbildabtasteinrichtung vorzugsweise bereits vor der Helligkeitssignal-Extraktionseinheit. Die Interpolation kann aber auch nach oder in der Helligkeitssignal-Extrak tionseinheit erfolgen, aber praktisch unabhängig von der Hel ligkeitssignal-Extraktionseinheit.

Aus der US-PS 4 510 524 ist eine Bildleseeinrichtung entnehm bar, bei der unter Berücksichtigung von das aktuelle Bildele ment umgebenden Bildelementen eine Entscheidung darüber ge troffen wird, welche Farbe das aktuelle Bildelement erhalten soll.

Die US-PS 4 626 902 offenbart ein Verfahren, mit dem Bild punkte an Konturrändern unterdrückt werden können.

Die EP-OS 202 536 offenbart einen Signalprozessor-Schaltkreis für einen Farbvideoprinter mit ersten und zweiten Speichern, einem Dateninterpolationskreis und einem Printer. Der erste Speicher speichert ein Farbsignal, welches unter den Signalen der drei Primärfarben eines Videosignals die meiste Informa tion erfordert. Der zweite Speicher speichert die anderen beiden Farbsignale. Der Dateninterpolationskreis reproduziert die Farbsignale von fehlenden Teilen unter Verwendung der im zweiten Speicher gespeicherten Farbsignale. Die Farbsignale, die vom ersten Speicher oder von dem Dateninterpolationskreis geliefert werden, werden nacheinander (sukzessive) zum Prin ter gesandt, um ausgedruckt zu werden.

Aus der DE-Z "Bildmessung und Luftbildwesen", Heft 2, März 1976, Seite 53 bis 61, kann in dem Artikel "Methoden zur Bildverbesserung" von F. Holdermann eine Kontrastverschärfung von Farbbildern entnommen werden. Hierbei wird zur Vermeidung von Farbstichen an den Objektkonturen vorgeschlagen, aus der Primärfarbendarstellung des Farbbildes zunächst eine Darstel lung kodiert nach Farbhelligkeit, Farbsättigung und Farbton zu erzeugen. Danach werden die kodierten Farbbilder einer Kontrastverschärfung unterzogen, indem lediglich die Farbhel ligkeits- und die Farbsättigungs-Auszüge unabhängig voneinan der kontrastverschärft werden, der Farbton-Auszug jedoch un verändert bleibt.

Die DE 30 39 451 A1 zeigt eine Vorrichtung zum elektronischen Abtasten von Bildern, welche der Reduzierung von Längsabmes sungen einer CCD-Anordnung bei gleichzeitiger Anpassung der Empfindlichkeit einzelner farbsensibilisierter Fotodioden aneinander dient. Hierfür sind auf einem Chip zwei Fotodio denzeilen angeordnet, die gleich lang sind und die gleiche Anzahl von Fotodioden aufweisen, wobei jedoch eine Zeile gänzlich aus grünsensibilisierten Fotodioden und die andere Zeile abwechselnd rot- und blausensibilisierte Fotodioden aufweist. Mittels einer Verzögerungsschaltung erfolgt aus gangsseitig des Analogschieberegisters eine Verzögerung der rot- und blausensibilisierten Signale um eine Zeilendauer, so daß alle drei Farbsignale gleichzeitig für eine weitere Ver arbeitung zur Verfügung stehen. Die Verzögerungszeit der Ver zögerungsschaltung ist dabei fest vorgegeben, so daß eine Änderung der Betriebsweise der Abtasteinrichtung insbesondere mit dem Ziel der Auflösungserhöhung durch Variieren der Scan geschwindigkeit des optischen Abtastsystems nicht ohne wei teres möglich ist.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Auf gabe zugrunde, eine Farbbildabtasteinrichtung bereit zu stel len, bei der eine hohe Flexibilität durch einfache Taktände rung beim Betreiben gegeben ist. Diese Aufgabe wird erfin dungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches gelöst. Mittels der Erfindung ist es möglich, auch bei unterschiedli chen Detektorzeiten TSA und TSB durch einfache Taktänderung ein synchrones Auslesen der gespeicherten Ladungen ohne ex terne Beschaltung zu erreichen.

Bei der Merkmalskombination des Anspruches werden insbeson dere Farbgrenzen betrachtet, die nicht quer zu einer Sequenz von Bildsegmenten bildende Detektoren verlaufen, sondern par allel zu dieser Sequenz.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise nä her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, die schematisch eine bekannte Farbbildabtasteinrichtung zeigt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Bildwandler, der bei der Farbbildabtasteinrichtung von Fig. 1 einsetzbar ist;

Fig. 3 eine vergrößerte Draufsicht auf den Detektorbe reich des Bildwandlers von Fig. 2;

Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht, die den Detektorbe reich von Fig. 3 mehr im einzelnen zeigt, um eine bekannte Ausführungsform zu erläutern;

Fig. 5 ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Ansteue rung des Bildwandlers von Fig. 4 zeigt;

Fig. 6 ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Ansteue rung des Bildwandlers bei einer bekannten Einrich tung zeigt;

Fig. 7 ein Diagramm, das die Lagebeziehungen zwischen dem Bildwandler und einer Vorlage bei der bekannten Einrichtung zeigt;

Fig. 8 ein Diagramm, das die Lagebeziehungen zwischen den Speicherintervallen und den Ausgangserzeugungs zeitpunkten der Detektoren bei der bekannten Ein richtung zeigt;

Fig. 9 ein Blockschaltbild, das ein Verfahren zur Um setzung von Farben in der bekannten Einrichtung zeigt.

Fig. 10 eine größere Draufsicht auf den Detektorbereich eines Bildwandlers im vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Ansteue rung des Bildwandlers von Fig. 10 zeigt; und

Fig. 12 ein Diagramm zur Erläuterung der Lagebeziehungen zwischen dem Bildwandler und einer Vorlage bei dem vierten Ausführungsbeispiel.

In den Zeichnungen sind identische oder gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Beim Ausführungsbeispiel werden in einzelnen Detektoren ge speicherte Ladungen in Speichermitteln bis zu einem vorbe stimmten Zeitpunkt gehalten, so daß die Ausgabestartzeit punkte der gespeicherten Ladungen auf denselben Zeitpunkt einstellbar sind.

Fig. 10 zeigt den Aufbau der wesentlichen Teile dieses Aus führungsbeispiels.

Ein Transfergate 141 dient der Übertragung von in Detekto ren 431 und 432 durch einfallendes Licht erzeugten Ladungen zu einem CCD-Kanal 151. Ein Zeilenverschiebe-Gate 16 (Speicher) hat die Funktion, in den Detektoren 433 und 434 durch einfallendes Licht erzeugte Ladungen aufzunehmen bzw. vorübergehend zu speichern.

Ein Transfergate 142 überträgt die vorübergehend im Zeilen verschiebe-Gate 16 gespeicherten Ladungen zu einem CCD-Ka nal 152.

Das Zeitdiagramm von Fig. 11 zeigt die Einstellung der Speicherzeit jeder Reihe in der aus zwei Reihen bestehenden Detektoranordnung nach Fig. 10.

Nachstehend wird die Funktionsweise dieses Ausführungsbei spiels erläutert. Φ1 und Φ2 bei (a) und (b) in Fig. 11 be zeichnen Zweiphasen-Taktimpulse, die den CCD-Kanälen 151 und 152 in Fig. 10 aufgedrückt werden, und diese Taktim pulse werden ständig und kontinuierlich zugeführt. ΦV in Fig. 11(c) bezeichnet Impulse, die dem Zeilenverschiebe- Gate 16 in Fig. 10 aufgedrückt werden. Dieses Zeilenver schiebe-Gate 16 hat Potentialmulden zur vorübergehenden Speicherung der Speicherladungen der jeweiligen Detektoren 431, 432, 433, 434. Wenn der Zeilenverschiebeimpuls ΦV einen Hochpegel hat, werden die Ladungen der Detektoren 433 und 434 in das Zeilenverschiebe-Gate 16 übertragen. Wenn der Zeilenverschiebeimpuls ΦV einen Niedrigpegel hat, wer den die übertragenen Ladungen vorübergehend im Zeilenver schiebe-Gate 16 gespeichert.

ΦT_GA und ΦT_GB in Fig. 11(d) und (e) bezeichnen Transfer gateimpulse, die den Transfergates 142 bzw. 141 aufgedrückt werden. Wenn der untere Teil und der obere Teil der Detek toranordnung in bezug auf eine in Fig. 10 gezeigte Mitten linie L′ als Kanal A bzw. Kanal B bezeichnet werden, ent sprechen die Speicherzeiten TSA und TSB der Kanäle den Perioden der Impulse ΦV bzw. ΦT_GB in Fig. 11.

Nunmehr soll erläutert werden, wie die gespeicherten Ladun gen der jeweiligen Kanäle von Fig. 10 verschoben werden. Die Detektoren 433 und 434 des Kanals A in Fig. 10 spei chern die durch einfallendes Licht erzeugten Ladungen wäh rend des Intervalls (Intervall TSA) zwischen einem Hochpe gel (zu einem Zeitpunkt t₀) und dem nächsten Hochpegel (zu einem Zeitpunkt t₂) des Impulses ΦV von Fig. 11(c). Die ge speicherten Ladungen gelangen in die Potentialmulden im Zeilenverschiebe-Gate 16 in Fig. 10 zum Zeitpunkt t₂ und werden darin gespeichert. Wenn danach der Impuls ΦT_GA von Fig. 11(d), der an das Transfergate 142 von Fig. 10 ange legt ist, den Hochpegel annimmt (zum Zeitpunkt t₃), werden die im Zeilenverschiebe-Gate 16 gespeicherten Ladungen zum CCD-Kanal 152 in Fig. 10 übertragen, und die übertragenen Ladungen werden sukzessive als Ausgangssignale seit dem Zeitpunkt t₃ abgegeben.

Andererseits speichern die Detektoren 431 und 432 des Kanals B in Fig. 10 die durch einfallendes Licht erzeugten Ladungen während des Intervalls (Intervall TSB) zwischen einem Hochpegel (zu einem Zeitpunkt t₁) und dem nächsten Hochpegel (zum Zeitpunkt t₃) des Impulses ΦT_GB von Fig. 11(e). Die gespeicherten Ladungen werden durch das Trans fergate 141 in Fig. 10 zum Zeitpunkt t₃ zum CCD-Kanal 151 übertragen, und die übertragenen Ladungen werden sukzessive als Ausgangssignale seit dem Zeitpunkt t₃ abgegeben.

Nachstehend wird die Funktionsweise dieses Ausführungsbei spiels an einem Farbgrenzteil erläutert. Fig. 12 zeigt die jenigen Positionen (in Richtung der Vertikalzeilenab tastung) einer Vorlage (1 in Fig. 1), an denen die Detekto ren des Kanals A und des Kanals B in der Farbbildabtastein richtung mit dem Ablauf der Zeit vorhanden sind. P ist der Abstand der Vertikalzeilenabtastung. Dabei ist angenommen, daß zu einem Zeitpunkt t₀ gemäß Fig. 12 die Detektoren 433 und 434 des Kanals A eine Position y0 einnehmen, während die Detektoren 431 und 432 des Kanals B eine Position y0-(P/2) einnehmen. In der Farbbildabtasteinrichtung werden die Detektoren 431-434 relativ zur Vorlage 1 verschoben. S1 in Fig. 12 bezeichnet die Bewegungszustände der Detekto ren 433 und 434 des Kanals A, und S2 bezeichnet die Bewe gungszustände der Detektoren 431 und 432 des Kanals B.

Die Zeitpunkte t₀ t₁, t₂ und t₃ in Fig. 12 entsprechen den Zeitpunkten, die in Fig. 11 mit denselben Symbolen bezeich net sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Startzeitpunkte der Speicherzeiten TSA und TSB der jeweiligen Kanäle A und B die gleichen wie bei dem eingangs erläuterten Beispiel des Standes der Technik. D. h., der Startzeitpunkt t₁ der Speicherzeit des Kanals B ist als t₀+(TSA/2) vorgegeben. Somit wird wie bei dem bekannten Beispiel am Farbgrenzteil auftretendes Rauschen eliminiert.

Ferner ist dieses Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß am Ende des Zeitpunkts t₂ der Speicherzeit TSA mit der vor übergehenden Speicherung der während des Intervalls TSA im Kanal A gespeicherten Ladungen im Zeilenverschiebe-Gate 16 (Fig. 10) begonnen und mit der Ausgabe dieser Ladungen zum Zeitpunkt t₃ (Fig. 12) begonnen werden kann. Dieser Zeit punkt t₃ ist mit der Ausgabestartzeit der im Kanal B ge speicherten Ladungen identisch. D. h., die in beiden Kanä len A und B während der jeweiligen Speicherzeiten TSA und TSB gespeicherten Ladungen werden zum selben Zeitpunkt aus gegeben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel entfallen die bisher zur Verminderung von Rauschen des Farbgrenzteils angewandten Pufferspeicherkreise, so daß eine Farbbildabtasteinrichtung mit einfachem Schaltungsaufbau kostengünstig bereitgestellt wird.

Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird zwar ange nommen, daß die Speicherzeiten TSA und TSB der jeweiligen Kanäle gleich sind, sie können jedoch ebenso gut ungleiche Zeitintervalle sein. Auch wurde zwar der Fall erläutert, daß die Detektoren 431-434 relativ zur Vorlage 1 linear bewegt werden, aber das Verschiebeverfahren ist nicht dar auf beschränkt.

Claims

Farbbildabtasteinrichtung mit Bildelementen (43) mit je weils einer Mehrzahl farbselektiver Detektoren (431-434), die ein Farbbild in elektrische Signale umsetzen, und mit einer Fokussiereinheit zur Fokussierung der Abbildung einer Vorlage auf die Detektoren, wobei die Detektoren in einer Mehrzahl von Reihen in einer integrierten CCD-Struktur, umfassend Transfer gates (141, 142) und CCD-Kanäle (151, 152) angeordnet sind und zu jeweils verschiedenen Zeitpunkten die durch einfallendes Licht in den Detektoren erzeugten Ladungen werden dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen mindestens einer Reihe von Detektoren (433, 434) bis zu einem vorbestimmten Übertragungszeitpunkt an das jeweilige Transfergate (142) in einem Zeilenverschiebe-Gate (16) inner halb der CCD-Struktur zwischengespeichert werden, so daß die Übergabezeitpunkte der gespeicherten Ladungen von den jeweili gen Transfergates (141, 142) in die jeweiligen CCD-Kanäle (151, 152) identisch sind.