DE68926214T2

DE68926214T2 - Festkörperbildaufnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE68926214T2
Application number: DE68926214T
Authority: DE
Inventors: Tohru Watanabe
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1988-11-15
Filing date: 1989-11-13
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2009-11-14
Also published as: DE68926214D1; JPH02134989A; EP0369381B1; US5043801A; EP0369381A2; EP0369381A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Festkörperbildaufnahmevorrichtungen und insbesondere auf eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung, die mit einer Einstellfunktion zum weißabgleich versehen ist, und auf ein Verfahren zum Einstellen des Weißabgleichs.

Beschreibung des Standes der Technik

Im allgemeinen wird die Farbbildaufnahme unter Verwendung einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung, wie beispielsweise einer CCD (ladungsgekoppelte Vorrichtung), durch das Vorsehen eines Farbtrennfilters an einem Bildaufnahmeteil einer CCD ausgeführt. Bei einer CCD-Kamera für eine spezifische Anwendung wird die Farbbildaufnahme durch die Verwendung einer Lichtquelle vom periodisch emittierenden Typ ausgeführt. Die periodisch emittierende Lichtquelle emittiert wiederholt monochromes Licht, wie beispielsweise rot (R), grün (G) und blau (B), und zwar jeweils für jedes Teilbild. Ein Objekt wird durch diese periodisch emittierende Lichtquelle beleuchtet und von der CCD, an der kein Farbfilter montiert ist, zur Bildaufnahme erfaßt, von der Bildsignale erhalten werden, um für jedes Teilbild kombiniert zu werden. Auf eine solche Art wurde die Farbbildaufnahme durchgeführt.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung zeigt, die, wie vorstehend beschrieben, eine periodisch emittierende Lichtquelle verwendet.
Eine Taktsteuerung 7 erzeugt basierend auf einem Grundtakt CK ein Horizontalabtastsignal (oder Horizontal-Synchronisationssignal) HD, ein Vertikalabtastsignal (oder Vertikal- Synchronisationssignal) VD, einen Abtastimpuls SP, der mit dem Vertikalabtastsignal VD synchronisiert ist, und ein Lesetaktsignal FT. Das Lesetaktsignal FT erhält zu einem bestimmten Zeitpunkt während der jeweiligen Austastperioden des Vertikalabtastsignals VD einen Lesetransferimpuls. Eine Lichtquelle 8 zum Beleuchten eines Objektes ist mit dem Vertikalabtastsignal VD synchronisiert, um monochromes Licht R, G und B wiederholt für eine V-Periode (eine Periode des Vertikalabtastsignals) zu emittieren. Die Lichtquelle 8 ist so ausgebildet, daß sie mit einer rotierenden Filterplatte im optischen Weg des das Objekt beleuchtenden weißen Lichtes versehen ist, die Farbfilter in rot, grün und blau hat und in ihrer Rotation mit dem Vertikalabtastsignal synchronisiert ist.
Eine CCD-Festkörperbildaufnahmevorrichtung 1 vom Vollbildübertragungstyp (im nachfolgenden als CCD bezeichnet) hat einen lichtempfindlichen Teil I, einen Speicherteil S und ein Horizontalregister H. Diese CCD 1 wird durch eine Treiberschaltung 6 getrieben. Die Treiberschaltung 6 hat eine Lesetransferimpuls-Erzeugerschaltung 6F zum Erzeugen eines Lesetransferimpulses F, eine Speichertransferimpuls-Erzeugerschaltung 6S zum Erzeugen eines Speichertransferimpulses S und eine Ausgangstransferimpuls-Erzeugerschaltung 6H zum Erzeugen eines Ausgangstransferimpulses H.
Diese Impulserzeugerschaltungen 6F, 6S und 6H arbeiten basierend auf dem Grundtakt CK von der gleichen Oszillatorquelle zum Erzeugen der Transferimpulse F, S bzw. H.
Der lichtempfindliche Teil I wandelt das Licht, das am Objekt reflektiert wird, für jedes Vollbild photoelektrisch um. Die Bildinformation (Ladungssignale), die vom lichtempfindlichen Teil I erhalten werden, werden in Abhängigkeit vom Lesetransferimpuls F herausgelesen, um zuerst zum Speicherteil S übertragen zu werden. Die Bildinformation, die im Speicherteil S gespeichert ist, wird auf das Horizontalregister H in Abhängigkeit von dem Speichertransferimpuls S mit einer Abtastzeile für eine einzelne Horizontalabtastperiode übertragen. Die Bildinformation, die auf das Horizcntalregister H übertragen worden ist, wird als Bildsignal Y in Abhängigkeit von dem Ausgangstransferimpuls H ausgegeben.
Die Verstärkung des Bildsignals Y wird an einer AGC(automatische Schwundregelung) Schaltung 2 gesteuert, bevor es in die Abtast- und Halteschaltungen 3R, 3G und 3B eintritt. Die Abtast- und Halteschaltungen 3R, 3G und 3B führen basierend auf dem Abtastimpuls SP ein Abtasten und Halten des Bildsignals Y für jede Vertikalabtastperiode durch. Dadurch wird ermöglicht, daß das Bildsignal Y in Farbkomponentensignale R, G und B getrennt wird, die dann jeweils in geregelte Verstärker 4R, 4G und 4B eintreten. Die geregelten Verstärker 4R, 4G und 48 sprechen auf die Regelungssignale CR, CG und CB an, um die Farbkomponentensignale R, G und B bezügldlch ihres Pegels zu steuern, um sie an eine Signalverarbeitungsschaltung 5 anzulegen. Die Signalverarbeitungsschalturig 5 führt eine Gammakorrektur, eine Schwarzanhebungssteuerung und dergleichen durch, um die Farbkomponentensignale R, G und B auszugeben.
Die Lichtemission LC einer derartigen Lichtquelle 8, wie vorstehend beschrieben und in der Fig. 2 gezeigt, ist mit dem Vertikalabtastsignal VD synchronisiert, um für jede eine V-Periode wiederholt jeweils die Farbe Rot R, Grün G und Blau B aufzunehmen. Der lichtempfindliche Teil I wird durch den Lesetransferimpuls F getrieben, so daß während einer Abtastperiode des Vertikalabtastsignals VD ein Ladesignal herausegelesen wird. Die jeweiligen Perioden zwischen einem Lesen eines Ladesignals und dem darauffolgenden Lesen eines anderen Ladesignals werden als photoelektrische Umwandlungsperioden ER, EG und EB betrachtet. Diese photoelektrischen Umwandlungsperioden ER, EG und EB entsprechen den jeweilgen monochromen Lichtstrahlen R, G und B der Lichtquelle 8. Die Bildinformation, die während der jeweiligen photoelektrischen Umwandlungsperioden erhalten worden ist, wird in den folgenden Teilbildern herausgelesen, wodurch ein Bitdsignal Y erzeugt wird. Daher erscheinen die Farbkomponenten R, G und B im Bildsignal Y durch Drehungen wiederholt, wobei ein Teilbild (eine V-Periode) als Einheit für eine Drehung gilt, um mit einer Verzögerung von einem Teilbild, bezogen auf die Lichtemission LC, ausgegeben zu werden.
Das Bildsignal mit den Farbkomponenten R, G und B, das Teilbild für Teilbild erscheint, wird, wie vorstehend beschrieben, sequentiell für jedes eine Teilbild durch die Abtast- und Halteschaltungen 3R, 3G und 3B abgetastet und gehalten, um in die Farbkomponentensignale R, G und B getrennt zu werden.
Wenn der Weiß-Abgleich bei der vorstehend beschriebenen Festkörperbildaufnahmevorrichtung eingestellt werden soll, werden die Farbkomponentensignale R, G und B individuell in ihrem Pegel geändert, indem die Verstärkungsregelungssignale CR, CG und CB, die in die geregelten Verstärker 4R, 4G und 4B eingegeben werden, basierend auf der Lichtquelle, geändert werden.
Wenn zwischen den Pegeln der Farbkomponentensignale R, G und B jedoch zu große Differenzen zu sehen sind, ist es erforderlich, die Verstärkungsfaktoren der geregelten Verstärker 4R, 4G und 4B für die jeweiligen Farbkomponenten entsprechend zu ändern, um dabei die jeweiligen Farbkomponenten bezüglich ihres Weißabgleichs einzustellen. Das kann den Abgleich des S/N-Verhältnisses der Farbkomponentensignale R, G und B stören, was möglicherweise zu einer verschlechterten Bildqualität einer reproduzierten Bildebene führen kann.
In der GB-A-2 175 173 ist eine photoelektrische Umwandlungseinrichtung offenbart, die durch einen MOS-Bildsensor gebildet ist der selektiv jedes Pixel bearbeiten kann. Im Fall eines MOS-Bildsensors ist es leicht, einzeln Signalladungen, die für jedes Pixel erzeugt worden sind, zu entladen/herauszulesen, und die wirksame photoelektrische Umwandlungsperiode für jede Farbkomponente kann gesteuert werden, um komprimiert oder ausgedehnt zu werden, indem eine Treiberschaltung entsprechend jeder Farbkomponente vorgesehen ist. Bei einem herkömmlichen CCD-Bildsensor ist ein Verfahren zum Entladen von Signalladungen, die für jedes Pixel erzeugt worden sind, schwierig zu erzielen. Daher war es im Gegensatz zum Fall des MOS-Bildsensors unmöglich, die effektive photoelektrisch Umwandlungsperiode, die komprimiert und ausgedehnt werden soll, zu steuern.
In der EP-A-0 277 792 andererseits ist eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 offenbart. In dieser Schrift ist ein System zum wiederholten Emittieren eines monochromen Lichtes von einer Lichtquelle zum Beleuchten eines Objektes und Halten eines Videosignals durch Empfangen des reflektierten Lichtes mit tels einer photoelektrischen Umwandlungseinrichtung offenbart. In dieser Schrift sind keine Einrichtungen zum Einstellen des Abgleichs von Videosignalen unter den jeweiligen Farbkomponenten, d.h. eine Weißabgleichseinstellung, offenbart. Zusätzlich hat die photoelektrische Umwandlungsperiode des CCD-Bildsensors, der in dieser Schrift offenbart ist, keine Steuerung der Komprimierung oder Ausdehnung der wirksamer: photoelektrischen Umwandlung.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Weißabgleich in einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung, die eine periodisch emittierende Lichtquelle verwendet, welche eine Vielzahl von monochromen Lichtstrahlen Teilbild für Teilbild emittiert, einzustellen, ohne daß der Abgleich des S/N-Verhältnisses der jeweiligen Farbkomponentensignale gestört wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Aspekte der vorliegenden Erfindung.
In der Festkörperbildaufnahmevorrichtung wird durch individuelles Steuern der effektiven photoelektrischen Umwandlungsperioden an den jeweiligen vorbestimmten Perioden, die der Vielzahl von monochromen Lichtstrahlen von der lichtemittierenden Vorrichtung entsprechen, der Abgleich der Farbkomponenten entsprechend jener monochromen Lichtstrahlen in dem photoelektrischen Umwandlungselement eingestellt. Dies erlaubt, daß Bildsignale, die in ihren Farbkomponenten abgeglichen sind, an dem photoelektrischen Umwandlungselement ausgegeben werden. Demgemäß ist es nicht länger notwendig, die jeweiligen Bildsignale bezüglich ihres Pegels für jede Farbkomponente einzustellen, so daß eine Verschlechterung des S/N-Verhältnisses der Farbkomponentensignale verhindert werden kann.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung anhand der begleitenden Figuren hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer herkömmlichen Festkörperbildaufnahmevorrichtung zeigt;
Fig. 2 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß Fig. 3;
Fig. 5 ein Elockschaltbild, das den Aufbau einer Steuersignal-Erzeugerschaltung zeigt, die in der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß Fig. 3 enthalten ist;
Fig. 6 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Ausstoßtakt-Erzeugerschaltung zeigt, die in der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß Fig. 3 enthalten ist;
Fig. 7 ein Blockschaltbild, das den Aufbau der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 8 ein Blockschaltbild eines Aufbaus der Takterzeugerschaltung, die in der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß Fig. 7 enthalten ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen anhand der begleitenden Figuren beschrieben.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der Fig. 3 sind eine CCD-Festkörperbildaufnahmevorrichtung (im folgenden der Einfachheit halber als CCD bezeichnet) 1, eine AGC-Schaltung 2, Abtast- und Halteschaltungen 3R, 3G und 3B und eine Signalverarbeitungsschaltung 5 auf die gleiche Art und Weise wie bei der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß Fig. 1 ausgebildet. Die CCD 1 hat dabei ein Ausstoß-Drain D zum Ausstoßen von Ladungen. Ein Bildsignal Y, das durch die CCD 1 erhalten wird, wird zuerst in der AGC-Schaltung 2 bezüglich seines Verstärkungsfaktors gesteuert, bevor es durch die Abtast- und Halteschaltungen 3R, 3G und 3B, basierend auf einem Abtastimpuls SP, abgetastet und gehalten wird, um in Farbkomponentensignale R, G und B getrennt zu werden. Die Bearbeitung umfaßt eine Gammakorrektur, Schwarzanhebungssteuerung und dergleichen, die an diesen Farbkomponentensignalen R, G und B in der Signalverarbeitungsschaltung 5 durchgeführt werden.
Eine Taktsteuerschaltung 10 hat eine Lesetakterzeugerschaltung 11, Ausstoßtakterzeugerschaltungen 12R, 12G und 12B, einen Wähler 13 und eine Impulserzeugerschaltung 14. Die Impulserzeugerschaltung 14 erzeugt, basierend auf einem Orundtakt CK ein Horizontalabtastsignal (oder Horizontalsynchronisationssignal) HD, ein Vertikalabtastsignal (oder Vertikalsynchronisationssignal) VD und der Abtastimpuls SP ist mit dem Vertikalabtastsignal VD synchronisiert.
Die Lesetakterzeugerschaltung 11 spricht auf das Vertikalabtastsignal VD an, um ein Lesetaktsignal FT zu erzeugen. Die Ausstoßtakterzeugerschaltung 12R spricht auf ein Steuersignal CR, angelegt von einer Steuersignalerzeugerschaltung 14R, und das Vertikalabtastsignal VD an, um ein Ausstoßtaktsignal BTR zu erzeugen. Die Ausstoßtakterzeugerschaltung 12G spricht auf ein Steuersignal CG, angelegt von einer Steuersignalerzeugerschaltung 14G, und das Vertikalabtastsigral VD an, um ein Ausstoßtaktsignal BTG zu erzeugen. Die Ausstoßtakterzeugerschaltung 12B spricht auf ein Steuersignal CB, angelegt von einer Steuersignalerzeugerschaltung 14B, und das Vertikalabtastsignal VD an, um ein Ausstoßtaktsignal BTB zu erzeugen.
Der Wähler 1 ist mit dem Vertikalabtastsignal VD synchronisiert, um eines der Ausstoßtaktsignale BTR, BTG und BTB zu wählen, uw es sequentiell als ein Ausstoßtaktsignal B auszugeben.
Eine Treiberschaltung 60 hat, wie die Treiberschaltung 6 in Fig. 1, eine Lesetransferimpulserzeugerschaltung 6F, eine Speichertransfererzeugerschaltung 6S, eine Ausgangstransferimpulserzeugerschaltung 6H und zusätzlich eine Ausstoßstransferimpulserzeugerschaltung 6B. Die Lesetransfererzeugerschaltung 6F spricht auf das Lesetaktsignal FT von der Lesetakterzeugerschaltung 11 an, um einen Lesetransferimpuls F an einen lichtempfindlichen Teil 1 anzulegen. Die Ausstoßtransferimpulserzeugerschaltung 6B spricht auf das Ausstoßtaktsignal BT vom Wähler 13 an, um einen Ausstoßtransferimpuls B an den lichtempfindlichen Teil I anzulegen. Der Ausstoßtransferimpuls B und der Lesetransferimpuls F haben zueinander unterschiedliche Phasen. Ein Ladesignal, das im lichtempfindlichen Teil I erhalten wird, wird auf einen Drain D in Abhängigkeit von dem Ausstoßtransferimpuls B übertragen, und zwar wo dieser verschwindet. Die Speichertransferimpulserzeugerschaltung 6S legt einen Speichertransferimpuls S an einen Speicherteil S. Die Ausgangstransferimpulserzeugerschaltung 6H legt einen Ausgangstransferimpuls H an ein Horizontalregister H.
Eine Lichtquelle 8 zur Beleuchtung eines Objektes ist mit dem Vertikalabtastsignal VD synchronisiert, um wiederholt einen der monochromen Lichtstrahlen R, G und B für jedes Teilbild zu emittieren. Daher wird das Objekt wiederholt durch jeweils einen der monochromen Lichtstrahlen R, G und B beleuchtet.
In einem Teilbild, wo das monochrome Licht R auf das Objekt emittiert wird, wird das Ausstoßtaktsignal BTR gewählt, um an die Ausstoßtransferimpulserzeugerschaltung 6B angelegt zu werden. Weiterhin wird in einem anderen Teilbild, wo monochromes Licht G auf das Objekt emittiert wird, das Ausstoßtaktsignal BTG gewählt, um an die Ausstoßstransferimpulserzeugerschaltung 6B angelegt zu werden. Bei einem weiteren Teilbild, wo monochromes Licht B auf das Objekt emittiert wird, wird das Ausstoßtaktsignal BTB gewählt, um an die Ausstoßtransferimpulserzeugerschaltung 6B angelegt zu werden. Diese Ausstoßtaktsignale BTR, BTG und BTB werden jeweils zu einem Zeitpunkt entsprechend den Steuersignalen CR, CG und CB erzeugt.
Fig. 4 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß Fig. 3. Die Lichtemission LC von der Lichtquelle 8 ist, wie in der Fig. 2 mit dem Vertikalabtastsignal VD synchronisiert, um wiederholt für jede eine V-Periode Rot R, Grün G und Blau B zu erhalten. Die Farben werden während einer Austastperiode des Vertikalabtastsignals VD geändert. Die Ausstoßtaktsignale BTR, BTG und BTB werden jeweils zu Zeitpunkten entsprechend den Steuersignalen CR, CG und CB zu Impulsen, die in den Wähler 13 eingegeben werden.
Der Wähler 13 ist mit dem Vertikalabtastsignal VD synchronisiert, um geschaltet zu werden. Wenn er beispielsweise während einer Austastperiode eines Vertikalabtastsignals VD auf die Seite der Ausstoßtakterzeugerschaltung 12R geschaltet wird, wählt der Wähler 13 einen Impuls b, und wenn er während der darauffolgenden Austastperiode c auf die Seite der Ausstoßtakterzeugerschaltung 12G geschaltet wird, wählt er einen Impuls d. Wenn er darauffolgend während einer Austastperiooe e auf die Seite der Ausstoßtakterzeugerschaltung 12B geschaltet wird, dann wählt der Wähler 13 einen Impuls f. Der Wähler 13 leitet diese gewählten Impulse zur Ausstoßtransferimpulserzeugerschaltung 6B als Ausstoßtaktsignale BT.
Die Ausstoßtransferimpulserzeugerschaltung 6B spricht auf das Ausstoßtaktsignal BT an, um den Ausstoßtransferimpuls B auszugeber. Effektive photoelektrische Umwandlungsperioden ER, EG und EB werden durch die Ausstoßtransferimpulse B und die Lesetransferimpulse F eingestellt. Die Bildinformation, die in diesen effektiven photoelektrischen Umwandlungsperioden ER, EG und EB erhalten wird, wird in den darauffolgenden Teilbildern herausgelesen, um das Bildsignal Y zu bilden.
In der vorliegenden Festkörperbildaufnahmevorrichtung sind die Takte zum Ausstoßen der Ladesignale, die durch die photoelektrische Umwandlung erhalten werden, für die jeweiligen Teilbilder entsprechend den monochromen Lichtstrahlen R, G und B von der Lichtquelle 8 individuell eingestellt, so daß die effektiven photoelektrischen Umwandlungsperioden der Festkörperbildaufnahmevorrichtung für die jeweiligen Teilbilder gesteuert werden können. Dies ermöglicht für die Bildsignale eine Einstellung des Weißabgleichs.
Genauer gesagt, wenn eines der Farbkomponentensignale R, G und B einen höheren Pegel als die anderen beiden hat, wird der Ausstoßzeitpunkt in dem Teilbild entsprechend dem Hochpegel-Farbkomponentensignal verzögert, um seine effektive photoelektrische Umwandlungsperiode kürzer einzustellen. Wenn im Gegensatz hierzu eines der Farbkomponentensignale R, G und B einen niedrigeren Pegel als die anderen beiden hat, werden die Ausstoßzeitpunkte in den Teilbildern entsprechend den anderen beiden verzögert, um ihre effektiven photoelektrischen Umwandlungsperioden kürzer einzustellen. Dies ist die Art und Weise, wie die Einstellung des Weißabgleichs durchgeführt wird.
In der Fig. 5 ist ein Beispiel für den Aufbau der Steuersignalerzeugerschaltung 14R gezeigt, wobei die Steuersignalerzeugerschaltungen 14G und 14B auf die gleiche Art und Weise, wie in der Fig. 5 gezeigt, gebildet sind.
Die Steuersignalerzeugerschaltung 14R hat Vergleicher 141 und 142, Flipflops 143 und 144 und einen Decoder 145. Die Vergleicher 141 und 142 vergleichen die Gleichspannung VIN mit den Referenzspannungen VH bzw. VL (VH> VL). Die Flipflops 143 und 144 werden mit dem Vertikalabtastsignal VD synchronisiert, um Ausgangssignale von den Vergleichern 141 und 142 an den Decoder 145 anzulegen. Der Decoder 145 gibt ein Auf-Zählsignal UP ab, wenn VIN> VH, ein Abwärts- Zählsignal DOWN ab, wenn VL> VIN, und kein Signal ab, wenn VH> VIN> VL. Das Auf-Zählsignal UP und das Abwärts-Zählsignal DOWN bilden das Steuersignal CR.
Im Fall des manuellen Betriebes wird die Gleichspannung VIN durch einen variablen Widerstand und dergleichen gebildet. Wie weiterhin in der Fig. 3 durch die gestrichelte Linie angegeben, ist eine automatische Steuerung möglich, wenn der Pegel des Farbkomponentensignals R als die Gleichspannung VIN angelegt wird.
In der Fig. 6 ist ein Beispiel für den Aufbau der Ausstoßtakterzeugerschaltung 12R gezeigt. Die Ausstoßtakterzeugerschaltungen 12G und 12B sind auf die gleiche Art und Weise wie die in der Fig. 6 gezeigte Schaltung ausgebildet.
Die Ausstoßtakterzeugerschaltung 12R hat einen Schrittzähler 121, einen Auf-/Ab-Zähler 122 und einen Vergleicher 123. Der Schrittzähler 121 spricht auf das Horizontalabtastsignal HD an, um einen Auf-Zählvorgang durchzuführen. Der Auf-/Ab-Zähler 122 spricht auf das Auf-Zählsignal UP an, um einen Auf-Zählvorgang durchzuführen und spricht auf das Abwärts-Zählsignal DOWN an, um einen Abwärts-Zählvorgang durchzuführen. Der Vergleicher 123 vergleicht den Ausgang des Schrittzählers 121 mit dem des Auf-/Ab-Zählers 122, um das Ausstoßtaktsignal BTR nur dann auszugeben, wenn zwischen beiden Signalen eine übereinstimmung festgestellt wurde.
Die Inhalte des Auf-/Ab-Zählers 122 entsprechen der Anzahl der horizontalen Abtastzeilen. Anders gesagt, der Auf-/Ab- Zähler 122 speichert einen Ausstoßzeitpunkt durch die Nummer einer Horizontalabtastzeile. Der Ausstoßzeitpunkt wird verzögert, wenn der Auf-/Ab-Zähler 122 aufzählt, und wird beschleunigt, wenn derselbe abwärts zählt.
Der Aufbau der Ausstoßtakterzeugerschaltung ist nicht auf den in der Fig. 6 gezeigten begrenzt. Anstatt des Auf-/Ab- Zählers 122 kann beispielsweise eine andere Einrichtung, die Daten derselben Bitnummer anlegt, vorgesehen werden. Beispielsweise kann ein Speicher verwendet werden.
Weiterhin ist es auch möglich, ohne jeglichen Zähler beim Verzögern des Anstiegszeitpunktes des Vertikalabtastsignals VD auf analoge Art und Weise unter Verwendung einer RC- Schaltung und dergleichen durchzuführen, um einen Einmalimpuls in Abhängigkeit von dem verzögerten Anstieg zu erzeugen.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bei dieser Ausführungsform hat eine Taktsteuerschaltung 20 Zähler 21R, 21G und 21B, einen Wähler 22 und eine Takterzeugerschaltung 23. Die anderen Teile sind auf die gleiche Art und Weise, wie in der Fig. 3 gezeigt, gebildet und gleiche Teile haben gleiche Bezugsziffern oder Buchstaben.
Die Zähler 21R, 21G und 21B sprechen auf die Steuersignale CR, CG bzw. CB an, um ein Aufwärts- oder Abwärtszählen durchzuführen, um Ausgangszählsignal Cr, Cg und Cb auszugeben. Diese Zähler 21R, 21G und 21B speichern Ausstoßzeitpunkte der Ladesignale, die durch die photoelektrische Umwandlung erhalten worden sind, wie der in der Fig. 6 gezeigte Auf-/Ab-Zähler 122, wobei die Anzahl der Horizontalabtastzeilen für die jeweiligen Teilbilder den monochromen Lichtstrahlen R, G und B von der Lichtquelle 8 entspricht. Der Wähler 22 ist mit einem Vertikalabtastsignal VD synchronisiert, um wiederholt eines der Zählsignal Cr, Cg und Cb für jedes Teilbild zu wählen und es als ein Zählsignal C an die Takterzeugerschaltung 23 anzulegen.
In der Fig. 8 ist der Aufbau einer Takterzeugerschaltung 23 gezeigt. Die Takterzeugerschaltung 23 hat eine Impulserzeugerschaltung 201, eine Ausstoßtakterzeugerschaltung 202, einen Schrittzähler 203 und einen Vergleicher 204. Die Impulserzeugerschaltung 201 erzeugt, basierend auf einem Grundtakt CK ein Horizontalabtastsignal HD, das Vertikalabtastsigrial VD und einen Abtastimpuls SP. Die Ausstoßtakterzeugerschaltung 202 erzeugt ein Lesetaktsignal FT, das mit dem Vertikalabtastsignal VD synchronisiert ist. Der Schrittzähler 203 zählt das Horizontalabtastsignal HD, um seinen Zählwert an den Vergleicher 204 anzulegen. Der Vergleicher 204 vergleicht das Zählsignal C, das vom Wähler 22 angelegt worden ist, mit dem Zählwert, der vom Schrittzähler 203 angelegt worden ist, um ein Ausstoßtaktsignal BT zu erzeugen, daß zum Zeitpunkt der Übereinstimmung zwischen den beiden S£gnalen einen Impuls erhält.
In der vorliegenden Ausführungsform führen die Zähler 21R, 21G und 21B ein Aufwärtszählen oder Abwärtszählen in Übereinstimmung mir den Steuersignalen CR, CG und CB durch, so daß eine individuelle Steuerung der effektiven photoelektrischen Umwandlungsperioden ER, EG und EB in den Teilbildern entsprechend der Farbkomponentensignale R, G bzw. B möglich wird Genauer gesagt, wenn eines der Farbkomponentensignale R, G und B einen höheren Pegel als die anderen beiden hat, führt ein Zähler entsprechend der Farbkomponentensignale mit hohem Pegel einen Aufzählvorgang durch. Dies bewirkt, daß der Ausstoßzeitpunkt in dem damit entsprechenden Teilbild verzögert wird, so daß die effektive photoelektrische Umwandlungsperiode kürzer eingestellt ist, wodurch der Pegel des Farbkomponentensignals begrenzt wird.
Bei der Ausführungsform, wie in der Fig. 7 gezeigt, ist die Anzahl der Zähler verglichen mit der Ausführungsform in Fig. 3 verringert.
Während bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Farben Rot, Grün und Blau als die drei monochromen Lichtfarben verwendet wurden, können irgendwelche Komplementärfarben zu diesen verwendet werden. Beispielsweise können Gelb, Cyan oder Magenta oder Gelb, Cyan und Grün als die drei monochromen Lichtfarben verwendet werden.
Wie im vorstehenden beschrieben und gemäß der vorliegenden Erfindung, ermöglicht die individuelle Steuerung der effektiven photoelektrischen Umwandlungsperioden für die jeweiligen Teilbilder entsprechend der monochromen Lichtstrahlen die Steuerung der spektralen Sensitivität der Festkörperbildaufnahmevorrichtung. Dies ermöglicht, daß die Bildsignale, die von der Festkörperbildaufnahmevorrichtung erhalten werden, mit Weißabgleich eingesrellt sind. Daher ist es, nachdem die Bildsignale in die Farbkomponentensignale getrennt worden sind, nicht mehr notwendig, diese Farbkomponentensignale bezüglich ihres Pegels zu steuern, wodurch eine Ausdehnung des dynamischen Bereiches sowie auch eine Reduktion der Streubreite des S/N-Verhältnisses der Farbkomponentensignale ermöglicht ist. Demgemäß wird die Bildqualität auf der Bildwiedergabeebene verbessert.
Zusätzlich wird es möglich, die Schaltung für die Einstellung des Weißabgleichs unter Verwendung von Digitalschaltungen aufzubauen, was bei der Erzielung einer höheren Integration und Verbesserung der Zuverlässigkeit der Schaltung wirksam ist.

Claims

1. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung mit lichtemittierenden Mitteln (8) zum wiederholten Emittieren einer Anzahl von Typen von monochromatischem Licht in vorbestimmten Perioden, zum Beleuchten eines Objekts, wobei die Vorrichtung aufweist fotoelektrische Umwandlungsmittel (1), die das am Objekt reflektierte Licht in Informationsladungen umwandeln und Steuermittel (10, 14R, 14G, 14B und 60; 20) zum Ausgeben der Informationsladungen, die von den fotoelektrischen Umwandlungsmitteln (1) umgewandelt wurden, zu einem ersten Zeitpunkt und Herauslesen der Informationsladungen, die von dem fotolektischen Umwandlungsmitteln (1) umgewandelt wurden, zu einem zweiten Zeitpunkt während der jeweiligen, vorbestimmten Perioden; dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Umwandlungsmittel einen Drain aufweisen, der benachbart angeordnet ist; die Steuermittel die Informationsladungen, welche von den fotoelektrischen Umwandlungsmitteln (1) umgewandelt worden sind, zu einem ersten Zeitpunkt in eine erste Richtung übertragen, um die übertragenen Informationsladungen an den Drain abzugeben, was zu einem Entfernen solcher Informationsladungen führt, und dann die Informationsladungen, welche durch die fotoelektrischen Mittel (1) umgewandelt worden sind, zu einem zweiten Zeitpunkt in eine zweite Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet, übertragen, um die übertragenen Informationsladungen herauszulesen, und die ersten und zweiten Zeitpunkte für die jeweiligen vorbestimmten Perioden wiederholt setzen, um eine effektive fotoelektrische Umwandlungsperiode zwischen erstem und zweitem Zeitpunkt in den jeweiligen, vorbestimmten Perioden auszudehnen, wodurch die Informationsladungen, welche die monochromatische Komponente repräsentieren, entsprechend der ausgedehnten Periode erhöht werden, und die Informationsladungen, welche die monochromatische Komponente repräsentieren, entsprechend der komprimierten Periode gesenkt werden, wodurch der Abgleich der entsprechenden Farben eingestellt wird.

2. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anzahl monochromatischer Lichttypen erste, zweite und dritte monochromatische Lichttypen aufweist, und die lichtemittierenden Mittel (8) die ersten, zweiten und dritten monohromatischen Lichttypen wiederholt jeweils einmal für die jeweiligen vorbestimmten Perioden emittieren.

3. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuermittel (10, 14R, 14G, 14B und 60; 20) aufweisen: erste Einstellmittel (12R, 14R) zum Einstellen der effektiven, fotoelektrischen Umwandlungsperiode in der vorbestimmten Periode entsprechend dem ersten monochromatischen Licht; zweite Einstellmittel (12G, 14G) zum Einstellen der effektiven, fotoelektrischen Umwandlungsperiode in der vorbestimmten Periode entsprechend dem zweiten monochromatischen Licht; und dritte Einstellmittel (12B, 14B) zum Einstellen der effektiven, fotoelektrischen Umwandlungsperiode in der vorbestimmten Periode entsprechend dem dritten monochromatischen Licht.

4. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuermittel aufweisen:

eine Anzahl erster Signalerzeugungsmittel (12R und 14R; 12G und 14G; 12B und 14B), die entsprechend der Anzahl monochromatischer Lichttypen vorgesehen sind, um für jedes ein erstes Zeitschaltsignal zu erzeugen, um den ersten Zeitpunkt in den jeweiligen, vorbestimmten Perioden zu bestimmen;

Wählmittel (13; 22) zum aufeinanderfolgenden Wählen eines der Anzahl der ersten Zeitschaltsignale, entsprechend der Lichtemission der Anzahl monochromatischer Lichttypen, um das gewählte Signal an die fotoelektrischen Umwandlungsmitrel (1) anzulegen; und

zweite Signalerzeugungsmittel (11; 202) zum Erzeugen eines zweiten Zeitschaltsignals, um den zweiten Zeitpunkt in den ]eweiligen vorbestimmten Perioden zu bestimmen, und zum Anlegen des erzeugren Signals an die fotoelektrischen Umwandlungsmittel (1).

5. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei jedes der Anzahl erster Signalerzeugungsmittel aufweist:

Steuersignalerzeugungsmittel (14R, 14G und 14B) zum Erzeugen eines Steuersignals; und Zeitschaltsignal-Erzeugungsmittel (12R, 12G und 12B; 21R, 21G und 21B) die auf das besagte Steuersignal ansprechen, um das erste Zeitschaltsignal zu einem Zeitpunkt, der durch das Steuersignal bezeichnet ist, zu erzeugen.

6. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die vorbestimmte Periode eine erste Halbbildperiode ist, die Steuermittel weiterhin Synchronisiersignal - Erzeugungsmittel (14; 201) zum Erzeugen eines ersten synchronisierenden Signals, das eine Periode entsprechend einem Halbbild hat, aufweisen, wobei die lichtemittierenden Mittel (8) mit dem ersten synchronisierenden Signal synchronisiert werden, um aufeinanderfolgend die Anzahl von monochromatischen Lichttypen zu emittieren, und die Wählmittel (13, 22) mit dem ersten synchronisierenden Signal synchronisiert werden, um aufeinanderfolgend eines der Anzahl der ersten Zeitschaltsignale zu wählen.

7. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Anzahl von monochromatischen Lichttypen irgendwelche drei Lichttypen von rot, grün und blau und deren Komplementärfarben aufweisen.

8. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 5, wobei weiterhin vorgesehen sind:

Farbkomponenten-Erzeugungsmittel (3R, 3G und 3B) zum aufeinanderfolgenden Erzeugen einer Anzahl von Farbkomponentensigalen entsprechend der Anzahl monochromatischer Lichttypen vom Ausgang der fotoelektrischen Übertragungsmittel (1) und wobei die Steuersignal-Erzeugungsmittel (14R, 14G und 14B) auf den Pegel des entsprechenden Farbkomponentensignals ansprechen, um das Steuersignal zu erzeugen.

9. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 5, wobei weiterhin vorgesehen sind:

Farbkomponenten-Erzeugungsmittel (3R, 3G und 3B) zum aufeinanderfolgenden Erzeugen von Farbkomponentensignalen, die der Anzahl von monochromatischen Lichttypen entsprechen, vom Ausgang der fotoelektrischen Übertragungsmittel (1) und wobei die Steuersignal-Erzeugungsmittel (14R, 14G und 14B) das Steuersignal durch manuellen Betrieb erzeugen.