DE69328041T2 - Festkörper-Bildsensor und Ansteuerungsverfahren dazu - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Festkörper-Bildsensor, der mit einer Mehrzahl von Seitenverhältnissen (ungleiche Seitenverhältnisse zwischen der Vertikalen und Horizontalen des Fernsehbildes) kompatibel ist, sowie ein Verfahren zum Ansteuern des Bildsensors.
• Ein Fernsehsystem mit einem Seitenverhältnis von 16 : 0, d. h., ein Bild mit einer relativ größeren Horizontalen als bei einem Bild mit einem Seitenverhältnis von 4 : 3, wird gegenwärtig kommerziell eingesetzt, und es sind einige Festkörper-Bildsensoren entwickelt worden, die mit beiden Systemen kompatibel sind.
• Ein beispielhafter mit beiden Systemen kompatibler Festkörper-Bildsensor enthält einen Bildbereich 1, bestehend aus einer Matrix mit lichtempfindlichen Elementen (nicht gezeigt) und einer Mehrzahl von vertikalen Schieberegistern (nicht gezeigt), die neben den Spalten aus lichtempfindlichen Elementen angeordnet sind und einem Seitenverhältnis von 16 : 9 entsprechen, sowie drei horizontalen Schieberegistern 5, 6, 7 und drei Pufferverstärkern 8, 9, 10, die jeweils mit den drei Schieberegistern 5, 6 und 7 verbunden sind. Der Bildbereich 1 ist in drei Segmente unterteilt, in ein erstes und ein drittes Segment 4, die nicht für das Seitenverhältnis von 4 : 3, sondern für das Seitenverhältnis von 16 : 9 benötigt werden, wobei die drei horizontalen Schieberegister 5, 6 und 7 den jeweiligen Segmenten 2, 3 und 4 zugeordnet positioniert sind. Mit A1, A2, A3 und A4 sind Anschlüsse angegeben, die Steuerimpulse zu den Übertragungsgateelektroden der vertikalen Schieberegister leiten. Die Pfeile geben die Flußrichtung der Signalladungen an.
• Im folgenden wird das Verfahren für die Steuerung des Festkörper-Bildsensors beschrieben.
• Für beide Seitenverhältnisse von 4 : 3 und 16 : 9 werden zuerst Signalladungen aus dem Bildbereich 1 zu den vertikalen Schieberegistern ausgelesen. Dann werden die Vertikalsteuersignale an den vertikalen Schieberegistern von den Anschlüssen A1-A4 ange legt, um die Signalladungen, die sich in den Gruppen lichtempfindlicher Elemente in dem ersten Segment 2, dem zweiten Segment 3 und dem dritten Segment 4 akkumuliert haben, jeweils an den ersten horizontalen Schieberegister 5, den zweiten horizontalen Schieberegister 6 und den dritten horizontalen Schieberegister 7 zu leiten dann werden horizontale Steuerimpulse an den jeweiligen horizontalen Schieberegistern angelegt, um die Signalladungen darin zu den zugeordneten Pufferverstärkern 8, 9 und 10 zu leiten und dadurch Bildsignale auszugeben. In der beschriebenen Anordnung kann dem Pufferverstärker 8 ein Bildsignal entnommen werden, das einem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht, und ein Bildsignal für das Seitenverhältnis von 16 : 9 wird erhalten, indem die Signalausgaben der Pufferverstärker 8, 9 und 10 in einer externen Schaltung einander überlagert werden.
• Dieser dem Stand der Technik entsprechende Festkörper-Bildsensor weist jedoch einen komplizierten Aufbau auf, da jede der Übertragungs- und Pufferverstärkerstufen in drei Segmente unterteilt worden ist. Um ein Bildsignal zu erhalten, das einem Seitenverhältnis von 16 : 9 entspricht, müssen außerdem die Signalausgaben der drei Pufferverstärker einander überlagert werden, was die Komplexität der Signalverarbeitung und der Steuerschaltung zusätzlich erhöht.
• In EP-A2-0 547 697 ist eine Festkörper-Bildeinrichtung beschrieben, die für Bilder mit unterschiedlichen Seitenverhältnissen verwendet werden kann. Die beschriebene Festkörper-Bildeinrichtung umfaßt einen photoempfindlichen Integrationsabschnitt, einen Speicherabschnitt und ein horizontales Ausgangsregister. Wenn ein Bild mit einem Seitenverhältnis von 4 : 3 ausgelesen wird, werden die Informationen jener Spalten, die auf beiden Seiten des Bildabschnitts und des Speicherabschnitts angeordnet sind, nicht verwendet. Für die Auslese werden alle Ladungen in das horizontale Ausgangsregister übertragen, und die aktiven Zeilenladungen werden ausgewiesen. Wenn eine nächste Zeile Videoinformationen in das Ausgangsregister bewegt wird, werden die Ladungen der ersten, unbenutzten Spalten zu den verbleibenden Ladungen der letzten, unbenutzten Spalten hinzuaddiert. Diese unnötigen Ladungen werden jedesmal abgeleitet, bevor die aktiven Zeilenladungen aus dem horizontalen Ausgangsregister ausgewiesen werden.
• Die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist es, einen mit mindestens zwei verschiedenen Seitenverhältnissen kompatiblen Festkörper-Bildsensor zu schaffen, aus dem ein Bildsignal, das einem der Seitenverhältnisse entspricht, einfach ausgelesen werden kann, und ein Verfahren zum Ansteuern der Bildsensoreinrichtung.
• Dies wird durch die Lehre des Anspruchs 1 für einen Festkörper-Bildsensor und durch die Lehre der Ansprüche 3 und 5 für ein Ansteuerverfahren für einen Festkörper-Bildsensor erreicht.
• Die Festkörper-Bildsensoreinrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Matrix lichtempfindlicher Elemente, die in der Lage sind, Signalladungen zu akkumulieren, die zumindest zwei unterschiedlichen Seitenverhältnissen entsprechen, eine Mehrzahl vertikaler Schieberegister, die den Spalten der lichtempfindlichen Elemente benachbart angeordnet sind und die Signalladungen in vertikaler Richtung übertragen können, einen Speicherbereich zum Speichern von Signalladungen von den vertikalen Schieberegistern während einer Dauer, und sie dann in vertikaler Richtung zu übertragen, und ein horizontales Schieberegister zur Übertragung der Signalladungen in horizontaler Richtung, die von der Speichereinrichtung erhalten wurden, wobei der Speicherbereich eine Gruppe Übertragungsgateelektroden umfaßt, von denen entweder die letzte Übertragungsgateelektrode oder eine Mehrzahl von Übertragungsgateelektroden, die die letzte Übertragungsgateelektrode einschließen, elektrisch unabhängig von dem Rest der Übertragungsgateelektroden sind. Indem zumindest die letzte Übertragungsgateelektrode elektrisch von den anderen Elektroden in dem Speicherbereich unabhängig gemacht wird, können die Signalladungen in dem Speicherbereich, die zum Lesen des Bildsignals, das z. B. dem Seitenverhältnis 4 : 3 entspricht, unnötig sind, mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden, so daß das Bildsignal mit einem Seitenverhältnis von 4 : 3 ohne weiteres ohne Rückgriff auf die Unterteilung der horizontalen Schieberegisterstufe ausgelesen werden kann.
• Das Verfahren der Erfindung zum Ansteuern des Festkörper-Bildsensors umfaßt einen Schritt zum Übertragen von Signalladungen, die zumindest zwei unterschiedlichen Seitenverhältnissen entsprechen, wie sie in einer Matrix lichtempfindlicher Elemente ackumuliert wurden, zu einem vertikalen Schieberegister durch eine Mehrzahl vertikaler Schieberegister, die Spalten der lichtempfindlichen Elemente benachbart angeordnet sind, einen Schritt zum Anlegen eines Hochgeschwindigkeitsübertragungsimpulses an das horizontale Schieberegister während eines horizontalen Austastintervalls, um Signalladungen, die für irgendein Seitenverhältnis, das kleiner als die maximale Bildgröße ist, unnötig sind, fortzubewegen, und einen Schritt zur Übertragung von Signalladungen, die für ein kleineres Seitenverhältnis als die maximale Bildgröße notwendig sind.
• Das Verfahren der Erfindung zum Ansteuern eines Festkörper-Bildsensors umfaßt bei einer anderen Ausführungsform einen Schritt, Signalladungen, die zumindest zwei Seitenverhältnissen entsprechen, wie sie in einer Matrix aus lichtempfindlichen Elementen akkumuliert sind, zu einem Speicherbereich zu übertragen, der eine Gruppe Übertragungsgateelektroden umfaßt, wobei entweder die letzte Übertragungsgateelektrode oder eine Mehrzahl von Übertragungsgateelektroden, die die letzte Übertragungsgateelektrode einschließen, elektrisch unabhängig von dem Rest der Übertragungsgateelektroden sind, einen Schritt zum Anlegen eines Hochgeschwindigkeitsübertragungsimpulses an entweder die letzte Übertragungsgateelektrode oder die Mehrzahl von Übertragungsgateelektroden, die die letzte Übertragungsgateelektrode einschließen, um Signalladungen von dem Speicherbereich zu dem horizontalen Speicherbereich zu übertragen, wobei die Weite des Hochgeschwindigkeitsübertragungsimpulses schmaler als die Weite des Ansteuerimpulses ist, der an den Rest der Übertragungsgateelektroden anzulegen ist, und einen Schritt zur Übertragung der Signalladungen, von dem horizontalen Schieberegister zu einem Pufferverstärker.
• Bei diesen Ansteuerverfahren ist es nicht länger notwendig, die Signalausgänge einer Mehrzahl Pufferverstärker zu überlagern, um ein Bildsignal auszulesen, das dem entsprechenden Seitenverhältnis entspricht, mit dem Ergebnis, daß das Bildsignal, das dem erwünschten Seitenverhältnis entspricht, leicht erhalten werden kann.
• Fig. 1 zeigt die Konstruktion in Draufsicht des herkömmlichen Festkörper- Bildsensors;
• Fig. 2 ist eine Teilansicht der obigen Konstruktion im übertriebenem Maßstab;
• Fig. 3 zeigt die Konstruktion in Draufsicht eines Festkörper-Bildsensors gemäß der Ausführungsform 1;
• Fig. 4 und Fig. 5 zeigen die Ansteuersignale zum Auslesen von Bildsignalen, die dem Seitenverhältnis von 16 : 9 bzw. 4 : 3 entsprechen dem gleichen Festkörper-Bildsensor entsprechen;
• Fig. 6 zeigt in Draufsicht die Konstruktion des Festkörper-Bildsensors gemäß der Ausführungsform 2 der Erfindung;
• Fig. 7 ist ein Schema, das eine Spalte lichtempfindlicher Elemente des Bildbereiches und der entsprechenden vertikale Schieberegister zeigt;
• Fig. 8 ist ein Schema, das eine Spalte von Übertragungsgateelektroden in dem Speicherbereich zeigt;
• Fig. 9 und 10 sind Zeitdiagramme, die die Ansteuermodi zum Lesen der den Seitenverhältnissen von 16 : 9 und 4 : 9 entsprechenden Bildsignalen aus dem gleichen Festkörper-Bildsensor darstellen.
Ausführungsform 1
• Der Festkörper-Bildsensor, der in Fig. 3 dargestellt ist, ist mit zwei Femsehsystemen kompatibel, die ein Seitenverhältnis von 16 : 9 bzw. 4 : 3 aufweisen. Der Bildbereich 41 umfaßt einen ersten Abschnitt 42, einen zweiten Abschnitt 43 und einen dritten Abschnitt 44.
• Der Bildbereich 21 und 41, enthält, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, eine Matrix aus lichtempfindlichen Elementen 29 zum Akkumulieren von Signalladungen und vertikale Schieberegister 30, die den Spalten aus lichtempfindlichen Elementen 29 benachbart angeordnet sind. Die lichtempfindlichen Elemente 29 bilden eine Matrix aus 948 Spalten und 486 Zeilen besteht. Die vertikalen Schieberegister 30 sind in 948 Spalten angeord net, die jeweils Übertragunsgateelektroden in 972 Stufen umfassen. Die in dem gesamten Bildbereich 41 akkumulierten Signalladungen werden verwendet, das Bildsignal auszulesen, das dem Seitenverhältnis von 16 : 9 entspricht, und die in einem ersten zentral in dem Bildbereich 41 angeordneten Segment 42 akkumulierten Signalladungen werden verwendet, um das Bildsignal auszulesen, das dem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht. Das erste Segment 42 entspricht 710 Spalten aus lichtempfindlichen Elementen 29 und vertikalen Schieberegistern 30. Das zweite Segment 43 und das dritte Segment 44 an den beiden Enden entsprechen dem Bereich, der bei dem Seitenverhältnis von 4 : 3 nicht benötigt wird. Mit C1, C2, C3 und C4 sind die Anschlüsse angegeben, die die Vertikalsteuerimpulse zu den Übertragungsgateelektroden der vertikalen Schieberegister 30 leiten. Anschlüsse C1, C2, C3 und C4 führen Ansteuerimpulse den Übertragungsgateelektroden der vertikalen Schieberegister zu (nicht gezeigt). Diese Ausführungsform verwendet ein horizontales Schieberegister 45 und einen Pufferverstärker 46. Die Pfeile geben die Flußrichtung der Signalladungen an.
• Das Verfahren, den obigen Festkörper-Bildsensor zum Lesen eines Bildsignals entsprechend einem Seitenverhältnis von 16 : 9 anzusteuern, wird nun beschrieben.
• Zuerst werden Signalladungen, die in den lichtempfindlichen Elementen (nicht gezeigt) in dem Bildbereich 41 akkumuliert sind, in vertikale Schieberegister (nicht gezeigt) ausgelesen. Dann werden vertikale Übertragungsimpulse von den Anschlüssen C1-C4 zugeführt, damit die Signalladungen zu einem horizontalen Schieberegister 45 übertragen werden. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wird eine Zeile Signalladungen, die zu diesem horizontalen Schieberegister 45 übertragen worden ist, durch einen horizontalen Übertragungsimpuls 52 weiter zu einem Pufferverstärker 46 übertragen, der entsprechend ein Bildsignal ausgibt. Dann werden, wenn das horizontale Austastintervall beginnt, wie es durch 51 angegeben ist, Signalladungen aus den lichtempfindlichen Elementen in dem optischen Schwarzbereich (nicht gezeigt) in das horizontale Schieberegister 46 ausgelesen, und durch einen OB Übertragungsimpuls 53 werden diese Signalladungen zu dem Pufferverstärker 46 mit dem Ergebnis übertragen, daß ein Signal, das optischem Schwarz entspricht, von dem Pufferverstärker 46 ausgegeben wird. Dann wird das nächste Spaltenäquivalent an Signalladungen in das horizontale Schieberegister 45 ausgelesen, und wenn das horizontale Austastintervall 51 endet, werden diese Signale ebenso zu dem horizontalen Schieberegister 45 übertragen, woraufhin der Pufferverstärker 46 das entsprechende Bildsignal ausgibt.
• Wenn die obige Schrittreihe wiederholt wird, werden alle Signalladungen, die aus dem Bildbereich 41 ausgelesen sind, übertragen, um ein Bildsignal entsprechend dem Seitenverhältnis von 16 : 9 zu liefern. Im allgemeinen wird ein Bildsignal für ein A Feld durch die obige Schrittreihe gebildet, und dann wird ein Bildsignal für ein B Feld gebildet, indem das obige Vorgehen zur Verwendung als Bildsignale für ein Zeilensprungabtastsystem gebildet wird. Um ein Bildsignal, das dem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht, auszulesen, werden die Signalladungen, die aus den lichtempfindlichen Elementen in dem Bildbereich 41 zu den vertikalen Schieberegistern in der gleichen Weise wie oben ausgelesen worden sind, durch vertikale Übertragungsimpulse übertragen, die von den Anschlüssen C1-C4 angewendet werden.
• In dem horizontalen Schieberegister 45 werden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, die Signalladungen von dem zweiten Segment 43, das einer Zeile entspricht, mit hoher Geschwindigkeit beim Anlegen eines Hochgeschwindigkeitsübertragungsimpulses 54 vor Beendigung des horizontalen Austastintervalls 51 übertragen. Diese Signalladungen sind zur Bildung eines Bildsignals, das dem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht, unnötig, und werden deshalb ausgeschlossen. Dann werden, wenn das horizontale Austastintervall 51 endet, die Signalladungen von dem ersten Segment 42 horizontal durch einen horizontalen Übertragungsimpuls 52 übertragen, und der Pufferverstärker 46 gibt das entsprechende Bildsignal aus. Dann werden im nächsten horizontalen Austastintervall 51 Signalladungen von dem dritten Segment 44 bei hoher Geschwindigkeit durch einen zweiten Hochgeschwindigkeitsübertragungsimpuls 55 übertragen. Diese Signale sind für das Bildsignal, das dem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht, unnötig und werden deshalb ausgeschlossen. Dann werden Signalladungen in dem optischen Schwarzbereich (nicht gezeigt) zu dem horizontalen Pufferregister 45 übertragen, von dem sie durch einen OB Übertragungsimpuls 53 zu dem Pufferverstärker 46 mit dem Ergebnis übertragen werden, daß das Signal, das optischem Schwarz entspricht, von dem Pufferverstärker 46 ausgegeben wird. Bevor das horizontale Austastintervall 51 endet, wird die nächste Zeile Signalladungen in das horizontale Schieberegister 45 ausgelesen, und die Signalladungen von dem zweiten Segment 43 werden bei hoher Geschwindigkeit durch den erste Hochgeschwindigkeitsübertragungsimpuls 54 übertragen. Wenn diese Schritt reihe wiederholt wird, werden alle Signalladungen aus dem ersten Segment 42 ausgelesen, um ein Bildsignal zu erzeugen, das dem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht. Im allgemeinen wird ein Bildsignal für ein A Feld durch die obige Schrittreihe gebildet, und ein Bildsignal für ein B Feld wird dann gebildet, indem das obige Vorgehen zur Verwendung als Bildsignale für ein Zeilensprungabtastverfahren wiederholt wird.
• Indem der erste Hochgeschwindigkeits- und der zweite Hochgeschwindigkeitsübertragungsimpuls innerhalb des horizontalen Austastintervalls 51 angewendet werden, können die für das Seitenverhältnis von 4 : 3 unnötigen Signalladungen von dem zweiten und dritten Segment 43, 44 während des horizontalen Austastintervalls 51 übertragen werden, und nur das Bildsignal, das dem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht, kann aus dem Pufferverstärker 46 ausgelesen werden.
• Während die obige Beschreibung auf das Verfahren zum Ansteuern eines Festkörper- Bildsensors gerichtet ist, der einen Bildbereich und ein horizontales Schieberegister als Hauptkomponenten umfaßt, kann dieses Ansteuerverfahren auf einen Festkörper-Bildsensor vom Zeilensprungverfahren angewendet werden, der einen Speicherbereich aufweist, der zwischen dem Bildbereich und dem horizontalen Schieberegister zur vorübergehenden Speicherung von Signalladungen von dem Bildbereich eingefügt ist. Während sich des weiteren die obige Beschreibung auf den Fall bezieht, in dem ein Bildsignal, das einem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht, aus einem Festkörper-Bildsensor ausgelesen wird, der mit einem Seitenverhältnis von 16 : 9 kompatibel ist, ist diese Ausführungsform nicht auf dem obigen Fall begrenzt, sondern ein Bildsignal, das irgendeinem erwünschten Seitenverhältnis entspricht, kann erhalten werden, indem die Breite des ersten und zweiten Hochgeschwindigkeitsübertragungsimpulses geändert wird.
• Des weiteren ist die obige Beschreibung für den Fall bedeutend, in dem ein verlangtes Bildsignal, das einem Seitenverhältnis entspricht, das kleiner als der maximale Bildrahmen ist, herausgenommen wird, indem der Anfangs- und Endabschnitt der Signalladungen entsprechend dem maximalen Bildrahmen justiert wird, indem entweder nur der Anfangsabschnitt oder nur der Endabschnitt in sonst gleicher Weise justiert werden können.
Ausführungsform 2
• Bezugnehmend auf Fig. 6, die eine schematische Ansicht ist, die einen anderen Festkörper-Bildsensor zeigt, der mit zwei Femsehsystemen mit den Seitenverhältnissen von 16 : 9 bzw. 4 : 3 kompatibel ist, umfaßt dieser Festkörper-Bildsensor einen Bildbereich 61, einen Speicherbereich 71 zur vorübergehenden Speicherung von Signalladungen von dem Bildbereich 61, ein horizontales Schieberegister 76 für eine horizontale Übertragung von Signalladungen von dem Speicherbereich 71 und einen Pufferverstärker 77, der mit dem horizontalen Schieberegister 76 verbunden ist. Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, umfaßt der Bildbereich 61 eine Matrix lichtempfindlicher Elemente 65 zur Akkumulation von Signalladungen, und vertikale Schieberegister 66, die den Spalten der lichtempfindlichen Elemente 65 benachbart angeordnet sind. Es sind jedoch nur eine Spalte lichtempfindlicher Elemente 65 und das entsprechende eine Schieberegister 66 in Fig. 7 gezeigt. Die lichtempfindlichen Elemente 65 sind in 948 Spalten und 486 Zeilen angeordnet. Die vertikalen Schieberegister 66 sind in 948 Spalten angeordnet, von denen jede Übertragungsgateelektroden in 972 Stufen umfaßt. Um ein Bildsignal mit einem Seitenverhältnis von 16 : 9 zu lesen, werden die Signalladungen, die in dem gesamten Bildbereich 61 akkumuliert sind, verwendet. Bei einem Bildsignal, das einem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht, werden die Signalladungen, die in dem mittleren ersten Segment 62 des Bildbereiches 61 akkumuliert sind, verwendet.
• Das erste Segment 62 entspricht 710 Spalten der lichtempfindlichen Elemente 65 und vertikalen Schieberegister 66. Das zweite Segment 63 und das dritte Segment 64 an beiden Enden werden für das Seitenverhältnis von 4 : 3 nicht verlangt. Die Anschlüsse D1, D2, D3 und D4 führen den Übertragungsgateelektroden der vertikalen Schieberegister 66 Ansteuerimpulse zu.
• Der Speicherbereich 71 umfaßt Übertragungsgateelektroden in 972 Stufen, die dem Bild 61 entsprechen, und weist eine Struktur auf, die aus 948 Spalten des vertikalen Schieberegisters 75 bestehen, das in Fig. 8 dargestellt ist. Das vertikale Schieberegister 75 hat die Aufgabe, vorübergehend die Signalladungen zu speichern, und die Aufgabe, die Signalladungen in der vertikalen Richtung zu übertragen. Der Speicherbereich 71 hat ein erstes Segment 72, ein zweites Segment 73 und ein drittes Segment 74, die dem ersten Segment 62, dem zweiten Segment 63 bzw. dem dritten Segment 64 des Bildbereiches 61 entsprechen. Mit E1, E2, E3 und E4 sind Anschlüsse angegeben, um den Übertragungsgateelektroden des vertikalen Schieberegisters 75 Ansteuerimpulse zuzuführen. Anders jedoch als in dem Fall mit dem Bildbereich 61 sind ein Anschluß L4 für die letzte Übertragungsgateelektrode und ein anderer Anschluß L3 für die unmittelbar vorhergehende Übertragungsgateelektrode, die beide elektrisch von den Anschlüssen E1-E4 unabhängig sind, so vorgesehen, daß der letzten Übertragungsgateelektrode und der unmittelbar vorhergehenden Übertragungsgateelektrode Ansteuerimpulse unabhängig von den anderen Übertragungsgateelektroden zugeführt werden können.
• Die Pfeile geben die Flußrichtung der Signalladungen an.
• Das Verfahren zum Ansteuern dieses Festkörper-Bildsensors zum Lesen eines Bildsignals, das einem Seitenverhältnis von 16 : 9 entspricht, wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben.
• Zuerst werden Signalladungen aus den lichtempfindlichen Elementen 65 in dem Bildbereich 61 in die vertikalen Schieberegister 66 ausgelesen, und dann werden vertikale Übertragungsimpulse an die Anschlüsse D1-D4 gegeben, damit die Signalladungen zu dem Speicherbereich 71 übertragen werden. In dem Speicherbereich 71 werden Signalladungen durch die vertikalen Übertragungsimpulse übertragen, die an die Anschlüsse E1-E4 angelegt werden. Auf diese Weise werden Signalladungen von allen lichtempfindlichen Elementen 65 in dem Speicherbereich 71 gespeichert. Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, wird ein Zeilenäquivalent von Signalladungen, die in dem Speicherbereich 71 gespeichert sind, zu dem horizontalen Schieberegister 76 übertragen, von dem sie durch einen horizontalen Übertragungsimpuls 92 zu dem Pufferverstärker 77 übertragen werden, der demgemäß ein einem Seitenverhältnis von 16 : 9 entsprechendes Bildsignal ausgibt. Dann werden beim nächsten horizontalen Austastintervall 91 Signalladungen von den lichtempfindlichen Elementen in dem optischen schwarzen Bereich (nicht gezeigt) in das horizontale Schieberegister 76 ausgelesen. Diese Signalladungen werden dann durch einen OB Übertragungsimpuls 92 zu dem Pufferverstärker 77 so übertragen, daß ein Signal, das optischem Schwarz entspricht, von dem Pufferverstärker 77 ausgegeben wird. Dann wird das nächste Zeilenäquivalent an Signalladungen in das horizontale Schieberegister 76 ausgelesen, und das entsprechende Bildsignal wird in gleicher Weise von dem Pufferverstärker 77 erhalten.
• Zum Lesen des Bildsignals, das dem Seitenverhältnis von 16 : 9 entspricht, können Ansteuerimpulse, die von jenen an E1-E4 angelegten unabhängig sind, den Anschlüssen L3 und L4 zugeführt werden, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, oder als eine Alternative können die Anschlüsse L3 und L4 mit E3 bzw. E4 verbunden werden.
• Das Ansteuerverfahren zum Lesen des Bildsignals, das einem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht, wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben.
• Um das Bildsignal, das einem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht, auszulesen, werden Signalladungen von allen lichtempfindlichen Elementen zuerst in dem Speicherbereich genauso gespeichert, wie es vorstehend beschrieben ist. Diese Signalladungen werden dann durch Ansteuerimpulse ausgelesen, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Jedoch anders als in dem Fall mit dem Seitenverhältnis von 16 : 9 müssen die Signalladungen in dem zweiten Segment 73 und dem dritten Segment 74, die für das Fernsehsystem mit einem Seitenverhältnis von 4 : 3 nicht verlangt werden, während des horizontalen Austastintervalls entfernt werden.
• Zuerst wird während eines horizontalen Austastintervalls 91 ein Zeilenäquivalent an Signalladungen in dem Speicherbereich 71 in das horizontale Schieberegister 76 ausgelesen und durch einen Ansteuerimpuls φH übertragen. Somit werden bevor das horizontale Austastintervall 91 endet, Signalladungen von dem zweiten Segment 73 des Speicherbereichs 61 durch einen ersten Reinigungsimpuls 96 entfernt. Wenn das horizontale Austastintervall 91 endet, wird ein horizontaler Übertragungsimpuls 92 für eine horizontale Übertragung von Signalladungen von dem ersten Segment 72 des Speicherbereichs 71 so angelegt, daß der Pufferverstärker 77 ein Bildsignal ausgibt, das einem Seitenverhältnis von 4 : 3 entspricht. Dann beginnt das nächste horizontale Austastintervall 91, ein zweiter Abtastimpuls 97 entfernt die Signalladungen von dem dritten Segment 74 des Speicherbereichs 71. Dann wird der Pegel des optisch schwarzen Bereichs (nicht gezeigt) durch einen OB Sperrimpuls 95 von φOB verriegelt und diese OB Signal wird durch einen OB Übertragungsimpuls 93 übertragen und von dem Pufferverstärker 77 ausgegeben.
• Indem die obige Schrittreihe wiederholt wird, um Signalladungen von dem ersten Segment 72 des Speicherbereichs 71 zu lesen und sie auszugeben, kann ein einem Seitenverhältnis von 4 : 3 entsprechendes Bildsignal erhalten werden.
• Innerhalb eines Zeitschlitzes 92 des horizontalen Austastintervalls 91, werden φVE1 und φVE3 an die vertikalen Schieberegister 75 des Speicherbereichs 71 angewendet, um die Signalladungen von dem Bildbereich 61 zu übertragen, und während der Periode zwischen dem OB Übertragungsimpuls 93 und dem ersten Abtastimpuls 96 werden Signalladungen von dem Speicherbereich 71 zu dem horizontalen Schieberegister 76 durch Hochgeschwindigkeitsansteuerimpulse übertragen, die schmalere Impulsbreiten φL3 und φL4 aufweisen.
• Man erkennt, daß, obgleich die Ansteuerimpulse φL3 und φL4 angelegt werden müssen, während das horizontale Schieberegister 76 in Ruhe ist, φVE1 und φE3 zu irgendeiner Zeit innerhalb des Zeitschlitzes 94 angelegt werden können.
• Somit können, indem die elektrische Unabhängigkeit der letzten Übertragungsgateelektrode oder der Übertragungsgateelektroden, die die letzte Übertragungselektrode von dem Rest der Übertragungsgateelektroden einschließen, sichergestellt wird, und Hochgeschwindigkeitsansteuerimpulse in der obigen Weise angelegt werden, Signalladungen, die für ein einem Seitenverhältnis von 4 : 3 entsprechendes Bildsignal unnötig sind, mit hoher Geschwindigkeit zu dem horizontalen Schieberegister 76 mit dem Ergebnis bewegt werden, daß das Bildsignal mit einem Seitenverhältnis von 4 : 3 ohne weiteres aus einem Festkörper-Bildsensor gelesen werden kann, der mit einem Fernsehsystem mit einem Seitenverhältnis von 16 : 9 kompatibel ist.
• Zusätzlich zu den besonderen Ausführungsformen, die hier oben beschrieben sind, kann der Durchschnittsfachmann eine Vielzahl Abänderungen der Erfindung entwickeln, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können, obgleich die Festkörper-Bildsensoren, die in der vorstehenden Beschreibung beschrieben sind, mit zwei Seitenverhältnissen von 16 : 9 und 4 : 3 kompatibel sind, Festkörper-Bildsensoren, die mit drei oder mehr unterschiedlichen Seitenverhältnissen kompatibel sind, auch in die beanspruchte Gruppe von Festkörper-Bildsensoren eingebunden werden, die mit einer Mehrzahl von Seitenverhältnissen kompatibel sind. Des weiteren muß der Pufferverstärker nicht notwendigerweise in dem Festkörper-Bildsensor angeordnet werden, sondern kann auch extern von dem Bildsensor angeordnet werden.

Claims (6)

1. Festkörper-Bildsensor, der umfaßt:

eine Matrix lichtempfindlicher Elemente (65), die in der Lage sind, Signalladungen zu akkumulieren, die zumindest zwei unterschiedlichen Seitenverhältnissen entsprechen,

eine Mehrzahl vertikaler Schieberegister (66), die den Spalten der lichtempfindlichen Elemente (65) für eine vertikale Übertragung der Signalladungen benachbart angeordnet sind,

ein Speicherbereich (71), der eine Gruppe Übertragungsgateelektroden umfaßt, die in der Lage sind, Signalladungen von den vertikalen Schieberegistern während einer Dauer zu speichern und sie in einer vertikalen Richtung zu übertragen, wobei entweder die letzte Übertragungsgateelektrode oder eine Mehrzahl von Übertragungsgateelektroden, die die letzte Übertragungsgateelektrode einschließen, elektrisch unabhängig von dem Rest der Übertragungsgateelektroden sind, und

ein horizontales Schieberegister (76), das zu einer horizontalen Übertragung von Signalladungen von dem Speicherbereich in der Lage ist.

2. Festkörper-Bildsensor des Anspruchs 1, wobei die Seitenverhältnisse 16 : 9 und 4 : 3 sind.

3. Verfahren zum Ansteuern eines Festkörper-Bildsensors, das umfaßt:

einen Schritt zum Lesen von Signalladungen aus einer Matrix lichtempfindlicher Elemente (29), die in der Lage sind, Signalladungen, die zumindest zwei unterschiedlichen Seitenverhältnissen entsprechen, zu akkumulieren, und zum Übertragen der Signalladungen zu vertikalen Schieberegistern (30),

einen Schritt zur Übertragung der Signalladungen, von den vertikalen Schieberegistern zu einem horizontalen Schieberegister (45);

einen Schritt zum Anlegen eines ersten Hochgeschwindigkeitsübertragungsimpulses (55) bzw. eines zweiten Hochgeschwindigkeitsübertragungsimpulses (54) an das horizontale Schieberegister (45) während der ersteren Hälfte bzw. der letzteren Hälfte eines horizontalen Austastintervalls (51), um Signalladungen, die für ein Seitenverhältnis, das kleiner als die maximale Bildgröße ist, unnötig sind, fortzubewegen, und

einen Schritt zur Übertragung von Signalladungen, die für ein kleineres Seitenverhältnis als die maximale Bildgröße notwendig sind, zu einem Pufferverstärker (46).

4. Ein Verfahren zum Ansteuern eines Festkörper-Bildsensors, wie in Anspruch 3 beansprucht, wobei die Seitenverhältnisse 16 : 9 und 4 : 3 sind.

5. Das Verfahren zum Ansteuern eines Festkörper-Bildsensors, das umfaßt:

einen Schritt zum Lesen von Signalladungen aus einer Matrix lichtempfindlicher Elemente (65), die in der Lage sind, Signalladungen, die zumindest zwei unterschiedlichen Seitenverhältnissen entsprechen, zu akkumulieren, und zum Übertragen der Signalladungen zu vertikalen Schieberegistern (66),

einen Schritt zur Übertragung der Signalladungen von den vertikalen Schieberegistern zu einem Speicherbereich (71), der eine Gruppe Übertragungsgateelektroden (75) umfaßt, wobei entweder die letzte Übertragungsgateelektrode oder eine Mehrzahl von Übertragungsgateelektroden, die die letzte Übertragungsga teelektrode einschließen, elektrisch unabhängig von dem Rest der Übertragungsgateelektroden sind, und

einen Schritt zum Anlegen eines Hochgeschwindigkeitsansteuerungsimpulses an entweder die letzte Übertragungsgateelektrode oder die Mehrzahl von Übertragungsgateelektroden, die die letzte Übertragungsgateelektrode einschließen, wobei die Weite des Hochgeschwindigkeitsansteuerungsimpulses schmaler als die Weite des Ansteuerimpulses ist, der an den Rest der Übertragungsgateelektroden anzulegen ist, um dadurch die Signalladungen von dem Speicherbereich (71) zu einem horizontalen Schieberegister (76) zu übertragen, und

einen Schritt zur Übertragung der Signalladungen, von dem horizontalen Schieberegister (76) zu einem Pufferverstärker (77).

6. Verfahren zum Ansteuern eines Festkörper-Bildsensors, wie in Anspruch 5 beansprucht, wobei die Seitenverhältnisse 16 : 9 und 4 : 3 sind.