DE2602800A1 - Festkoerper-bildsensor - Google Patents

Festkoerper-bildsensor

Info

Publication number
DE2602800A1
DE2602800A1 DE19762602800 DE2602800A DE2602800A1 DE 2602800 A1 DE2602800 A1 DE 2602800A1 DE 19762602800 DE19762602800 DE 19762602800 DE 2602800 A DE2602800 A DE 2602800A DE 2602800 A1 DE2602800 A1 DE 2602800A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
image sensor
vertical
vertical shift
parts
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19762602800
Other languages
English (en)
Other versions
DE2602800B2 (de
DE2602800C3 (de
Inventor
Yasuo Kanou
Shigeyuki Ochi
Seisuke Yamanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of DE2602800A1 publication Critical patent/DE2602800A1/de
Publication of DE2602800B2 publication Critical patent/DE2602800B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2602800C3 publication Critical patent/DE2602800C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/26—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton
    • C07C17/32—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton by introduction of halogenated alkyl groups into ring compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14831—Area CCD imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42396—Gate electrodes for field effect devices for charge coupled devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/41—Extracting pixel data from a plurality of image sensors simultaneously picking up an image, e.g. for increasing the field of view by combining the outputs of a plurality of sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/73—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using interline transfer [IT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

2S0280Q
It 3527
SONY CORPORATION Tokyo / Japan
Festkörper-Bildsensor
Die Erfindung betrifft allgemein-.-einen Festkörper-Bildsensor und ist insbesondere auf einen ladungsgekoppelten Bildsensor des Zwischenzeilenübertragxmgstyps gerichtet.
Es ist ein Festkörper-Bildsensor bekannt, der z.B. eine ladungsgekoppelte Vorrichtung oder ein ladungsgekoppeltes Element (CCD) verwendet und von der Art eines Zwischenzeilenübertragungssystems ist.
Fig. 1 zeigt eine typische ladungsgekoppelte Vorrichtung 10 der bekannten Festkörper-Bildsensoren, die aus einem gemeinsamen Halbleitersubstrat 1, einer Anzahl von Sensorbereichen 2, die auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet sind und von denen jeder in zweidimensionalen Bereichen als Bildelemente ausgerichtet ist, vertikalen Schieberegistern 3, deren Anzahl gleich der der Sensorbereiche 2 in der horizontalen Abtastrichtunq bzw. der der Bildelemente in der horizontalen Richtung ist und sich in vertikaler Richtung erstreckt, und einem horizontalen Schieberegister 4 zur übertragung gespeicherter Träger zu einem Ausgangsanschluß besteht.
Um ein Ausgangssignal von dem Festkörper-Bildsensor 10 zu erhalten, werden zuerst Minoritätsträger, die in
609832/0645
jedem Sensorbereich 2 in Abhängigkeit von Lichtinformationen gespeichert sind, einmal während des Vertikalaustastintervalls eines Fernsehsignals in jeder vertikalen Zeile zu dem vertikalen Schieberegister 3 (parallele Übertragung) übertragen, dann werden die Träger über jedes vertikale Schieberegister 3 in der vertikalen Richtung (serielle Übertragung) sequentiell übertragen und danach werden die Träger über das horizontale Schieberegister 4 in jeder horizontalen Abtastzeile in der horizontalen Richtung ausgelesen. Somit kann ein gewünschtes Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß (nicht gezeigt) des horizontalen Schieberegisters 4 erhalten werden.
Da die Übertragung gespeicherter Träger bei jeder horizontalen Abtastzeile durchgeführt wird, wird dieses übertragungssystem allgemein als ein Zwischenzeilenübertragungsschiebesystem (oder Zwischenzeilenschiebesystem) bezeichnet.
Mehrere Pfeile in Fig. 1 zeigen die Richtung der Trägerübertragung, wenn jedoch ein Zeilensprungabtastsystem während der Bildaufnahme verwendet wird, zeigen die gestrichelten Pfeile in Fig. 1 Trägerübertragungen bei bestimmten geradzahligen Halbbildern. Die gespeicherten Trägern werden so zu den vertikalen Schieberegistern 3 nur über die durch ausgezogene Pfeile gezeigten Wege bei ungeradzahligen Halbbildern übertragen.
Wenn durch den obigen bekannten Festkörper-Bildsensor 10 eine ausreichende Auflösung erhalten wird, wird es notwendig, die Anzahl der Bildelemente zu erhöhen und damit wird es sehr schwer, daß ein Festkörper-Bildsensor auf dem Halbleitersubstrat 1 bestimmter Abmessung rißfrei gebildet wird.
Außerdem tritt bei dem Trägerübertragungswirkungsgrad der vertikalen Schieberegister des bekannten Festkörper-
609832/064 5
Bildsensors ein Problem auf, das dazu führt, daß ein bekannter Festkörper-Bildsensor vom praktischen Standpunkt aus kaum hergestellt werden kann.
Durch die Erfindung wird ein Festkörper-Bildsensor mit einer Ladungsübertragungsvorrichtung geschaffen, die aus mehreren Bildaufnähmeteilen besteht, die in zweidimensionalen Bereichen eines Halbleiterkörpers angeordnet sind, von denen jeder einen Bildsensorbereich und einen Übertragungssteuerbereich hat, aus mehreren vertikalen Schieberegistern, die sich ■nahe den Bildaufnahmeteilen in der vertikalen Richtung erstrecken und von denen jedes mehrere Sätze Elektroden hat, die erweitert sind, damit sie gleichmäßig zwischen den Bildaufnahmeteilen relativ zu der vertikalen Richtung liegen, und aus einem horizontalen Register zur parallelen Aufnahme der aufgenommenen Lichtinformationen von den vertikalen Schieberegistern und zur übertragung der Lichtinformationen zu einem Ausgangsanschluß in serieller Form.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Festkörper-Bildsensor in Form eines Zwischenzeilenschiebesystems zu schaffen, bei dem der Trägerübertragungswirkungsgrad im Vergleich zum Stand der Technik durch Vergrößerung des Elektrodenbereichs an dem vertikalen Schieberegister erheblich verbessert ist, ohne eine Verschlechterung der vertikalen Auflösung zu verursachen.
Weiterhin soll durch die Erfindung ein Festkörper-Bildsensor geschaffen werden, bei dem die Bildelemente, die in der vertikalen Richtung angeordnet sein sollen, bei jeder horizontalen Abtastperiode (1H) gebildet werden und nicht benutzte Bereiche der Bildelemente zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wirksam ausgenutzt werden.
609832/0645
Weiterhin soll durch die Erfindung ein Festkörper-Bildsensor geschaffen v/erden, bei dem die vertikalen Schieberegister zick-zack-förmig angeordnet sind, um den Bereich der Übertragungselektrode und damit den Ladungsübertragungs· Wirkungsgrad zu erhöhen.
Auch ist es Aufgabe der Erfindung, einen Festkörper-Bildsensor zu schaffen, bei dem die Informationen entsprechend zwei Spalten von einem einzigen vertikalen Schieberegister verarbeitet werden, so daß die Anzahl der vertikalen Schieberegister auf die Hälfte verringert werden kann und daher einige Teile eingespart werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 9 beispielsweise erläutert. Es zeigt.
Figur 1 eine Aufsicht eines Beispiels eines bekannten Festkörper-Bildsensors vom Zwischenzeilenübertragungstyp unter Verwendung einer ladungsgekoppelten Vorrichtung,
Figur 2A eine Vorderansicht einer Ausführungsform des Festkörper-Bildsensors gemäß der Erfindung,
Figur 2B, 2C und 2D Schnitte längs der Linien I-I, II-II und III-III der Fig. 2A,
Figur 3 zur Erläuterung der Erfindung eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Fig. 2A,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines der Fälle, in denen der Bildsensor der Erfindung in Fig. 2A als Fernsehkamera verwendet ist,
Figur 5 eine schematische Darstellung eines der Fälle, in denen der Bildsensor in Fig. 2A als Farbfernsehkamera verwendet ist,
609832/0645
Figur 6, 7 und 8 Vorderansichten von weiteren Ausführungsformen des Festkörper-Bildsensors gemäß der Erfindung, und
Figur 9A und 9B schematische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungen der Erfindung.
In Fig. T!sind die Bildelemente der ungeradzahligen Spalten bezüglich der horizontalen Abtastrichtung mit 2a und die Bildelemente der geradzahligen Spalten bezüglich der horizontalen Abtastrichtung mit 2b bezeichnet. Außerdem sind in Fig. 1 die ungeradzahligen horizontalen Abtastzeilen mit 5a und die geradzahligen horizontalen Abtastzeilen mit 5b bezeichnet.
In Fig. 2A, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, bezeichnet 10 einen Hauptteil einer Ausführungsform des Festkörper-Bildsensors gemäß der Erfindung. Wie zuvor erwähnt wurde, sind bei der Erfindung die Bildelemente in jeder zweiten Zeile im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung der Fig. 1 angeordnet.
Bei dem Beispiel der Fig. 2A sind die Bildelemente auf den geradzahligen horizontalen Abtastzeilen 5b weggelassen. Somit ist seine Grundrißkonstruktion gleich der in der Figur gezeigten.
In Fig. 2A sind die durch gestrichelte Linien gezeigten Bereiche solche zur Speicherung und Übertragung von Trägern und werden im folgenden als Bildsensor- oder Aufnahmeteile bezeichnet. In Fig. 2A bezeichnet 0, Elektroden zur
α.
Speicherung von Trägern und 0 Steuerelektroden, die an Steuerbereichen 6 zur Verschiebung der gespeicherten Träger zu den vertikalen Schieberegistern 31 vorgesehen sind. Da Fig. 2A den Fall zeigt, daß die Träger in einem zweiphasigen Takt übertragen werden, ist jedes der vertikalen Schieberegister 31 mit einem Satz von zwei Elektroden O- und 02 versehen und damit ist die Gesamtanzahl von
609832/0645
Elektroden zweimal so groß wie die der Bildelemente in der vertikalen Richtung.
Bei der Erfindung erstreckt sich die Elektrode 0.. (oder 02) der vertikalen Schieberegister 31 zu den Bereich, wo das Bildelement weggelassen ist, um den Bereich der Elektrode zu vergrößern. Somit ist jedes Schieberegister 31 in Form eines Zickzackmusters ausgebildet.
Die Querschnittsdarstellungen und die Längsschnittdarstellung des Festkörper-Bildsensors 10, der in der obigen Weise aufgebaut ist, sind in den Fig. 2B, 2C und 2D gezeigt. Bei diesem Beispiel ist ein Halbleitersubstrat mit N-Leitfähigkeit als Hauptleitersubstrat 1 verwendet und die oben erwähnten Elektroden sind auf die eine Oberfläche 1a des Halbleitersubstrats 1 an bestimmten Stellen über eine Isolierschicht 7 z.B. aus Siliziumdioxyd SiOp aufgeschichtet, da solch eine Konstruktion eine Form einer CCD ist, wodurch man den gewünschten Festkörper-Bildsensor 10 erhält. In dem Halbleitersubstrat 1 sind Zonen 8 gebildet, die als Kanalbegrenzer dienen.
Die Leitfähigkeit einer Überlauf-Drainzone 9, die in der Zone 8 gebildet ist, unterscheidet sich von der des Substrats 1 bzw. ist vom P -Typ. Bei dem gezeigten Beispiel ist die Zone 9 so gebildet, daß ihre Breite sehr viel geringer als die der Zone 8 des Kanalbegrenzers ist, es ist jedoch selbstverständlich möglich, daß. die Breite und Form bzw. Anordnung der Zone 9 entsprechend der Abmessung der Zone 8 gewählt werden.
Da die Übertragung von Trägern in dem Festkörper-Bildsensor dadurch verschlechtert wird, daß Träger infolge des Grenzpegels in dem Substrat 1 eingefangen werden, wird der Übertragungswirkungsgrad allgemein durch den "fat zero"-Effekt verbessert, der elektrisch oder optisch
609832/064S
hervorgerufen wird, oder durch die ständige Zufuhr einer geringen Menge von Vorspannungsladung zu dem vertikalen Schieberegister 31 hervorgerufen wird. Wenn daher der Bereich der Elektrode des vertikalen Schieberegisters 3' im Zusammenhang mit dem "fat zero"-Effekt ausgedehnt wird, kann der Einfangeinfluß gegenüber den Minoritätsträgern infolge des Grenzpegels weiter verringert und demzufolge der Übertragungswirkungsgrad stark verbessert werden.
Z.B. ist einer der Maßstäbe zur.Bestimmung, ob der Übertragungswirkungsgrad hoch oder niedrig ist, das Verhältnis von S und β , wobei S dem Bereich des vertikalen Schieberegisters 31 und t die Länge ihrer einen Seite (Kante) ist, die als Träger-auffang wirkt, der nicht von dem fat zero-Effekt überdeckt werden kann. Hierbei bedeutet die Länge £ der Seite, die als Trägerauffana wirkt, die Länge einer Seite, die die Grenzfläche bildet, die nicht
K Il
von dem fat zero-Effekt überdeckt wird, in den Grenzflächen der Verarmungsschicht, die durch die Elektrode für die Trägerübertragung verursacht wird. Wenn somit die Richtung der Trägerübertragung gewählt wird, wie durch die Pfeile in Fig. 3 angegeben ist, werden die Grenzflächen 9a und 9b, die senkrecht zu der Trägerübertragungsrichtung verlaufen, die durch die Pfeile angegeben ist, von dem fat zero-Effekt und der Übertragung von Signalträgern überdeckt. Daher wird die gesamte Länge der Seiten der Grenzflächen, die nicht zu den obigen Grenzflächen gehören (diese Seiten sind in Fig. 3 schraffiert gezeigt) zu einem Problem.
Wenn daher der Bereich S größer ist als die Länqe L bzw. wenn das Verhältnis S/t groß ist, wird der Auffangeinfluß an der Grenzfläche klein und somit kann der Übertragungswirkungsgrad verbessert werden. Es ist daher ersichtlich, daß, wenn der Bereich der Elektrode wie bei der Erfindung erweitert wird, der Übertragungswirkungsgrad wirksam ver-
609832/0645
bessert werden kann. Obwohl später praktische Werte beschrieben werden, ist zu beachten, daß der Übertragunqswirkungsgrad um etwa 20 bis 50 % im Vergleich zum Stand der Technik verbessert werden kann.
Wie zuvor beschrieben wurde, sind bei dem Festkörper-Bildsensor 10 in Fig. 2A die Bildelemente 2 entsprechend der horizontalen Abtastlinie bei jedem weiteren 1H weggelassen. Wenn somit ein Videoausgangssignal unter Verwendung dieses Festkörper-Bildsensors 10 erzeugt wird, genügt es, daß der Bildsensor 10 mit der in Fig. 4 gezeigten Schaltung verbunden wird.
In Fig. 4 bezeichnet 21 ein aufzunehmendes Objekt, 22 ein optisches Linsensystem, 23 einen 1H-Verzöaerungskreis, 24 einen Schalter, der jeweils bei 1H geschaltet wird, und 40 einen Signalmischer. Der Schalter 24 besteht aus einem beweglichen Kontakt 2 4a, der mit einem Ausgangsanschluß 40_ verbunden ist, und festen Kontakten 24^ und 24_. Wenn die Lichtinformationen entsprechend den ungeradzahligen Abtastzeilen 5a als Ausgangssignale ausgelesen werden, ist der Schalter 24 geschaltet, wie Fig. 4 zeigt bzw. dessen beweglicher Kontakt 24a berührt dessen festen Kontakt 24_. Wenn die Lichtinformationen entsprechend den geradzahligen horizontalen Abtastzeilen 5b ausgelesen werden, werden diejenigen vor 1H zu dem Ausgangsanschluß 40 geleitet. Im allgemeinen besteht eine vertikale Korrelation, so daß ein wiedergegebenes Bild nicht verschlechtert wird, selbst wenn eine Signalverarbeitung durchgeführt wird.
Anhand der Fig. 5 wird nun der Fall einer Farbsignalverarbeitung mit dem Festkörper-Bildsensor 10 beschrieben. In der Farbfernsehkamera, die in Fig. 5 gezeigt ist, sind drei Festkörper-Bildsensoren 1OR, 10G und 10B verwendet, von denen jeder gleich dem oben beschriebenen Bildsensor ist. Monochromatische Filter 25R, 25G und 25B entsprechend R (rot), G (grün) und B (blau) sind vor den Festkörper-
609832/0645
Bildsensoren 1OR, 1OG und 1OB angeordnet. Somit werden gewünschte farbgetrennte Bilder der Objekte 21 von den Bildsensoren 10 R, 10G und 10B aufgenommen. In Fig. 5 bezeichnen 26 und 26b Halbspiegel und 27a und 27b Spiegel.
Die Lagebeziehungen zwischen den farbgetrennten Bildern und den Bildsensoren 10R bis 1OB sind so gewählt, daß sie um 1/3r„ (wobei C„ den Fluchtungsabstand in der
η ti
horizontalen Abtastrichtung darstellt) in der horizontalen Richtung gegeneinander verschoben sind, so daß die farbgetrennten Bilder mit einer Phasendifferenz von 120° vom Standpunkt der Phase aus projiziert werden. Videoausgangssignale werden von den jeweiligen Bildsensoren 10R bis 10B sequentiell und abwechselnd ausgelesen und dann über einen Addierkreis 28 und den Signalmischer 40 (der in Fig. 4 gezeigt ist) zu einem Tiefpaßfilter 29 geleitet, dessen Abschneidfrequenz etwa 20 MHz beträgt. Der Grund, weshalb das Tiepaßfilter 29 zwischengeschaltet ist, besteht darin, daß die Auflösung in der vertikalen Richtung im Zusammenhang mit der später beschriebenen Konstruktion nicht verschlechtert wird. Zu diesem Zweck werden die unteren Bandkomponenten, die die Auflösung beeinträchtigen könnten, keiner Signalverarbeituna unterzogen.
Das Ausgangssignal des Filters 29 und das Mischsignal des Signalmischers 40 (dessen Band nicht begrenzt ist) werden einem Subtrahierkreis 30 zugeführt, der die obere Bandkomponente abgibt. Das Ausgangssignal des Subtrahierkreises 30 wird über einen Verzögerungskreis 32 um 1H verzögert und dann einem Addierkreis 32 zugeführt, der von dem Mischer 40 mit dem Mischsignal versorgt wird. Somit enthält das Ausgangssignal des Addierkreises 32 die unteren Bandkomponenten, die nicht über das Signalverarbeitungssystem laufen, wird jedoch einem Tiefpaßfilter 33 zugeführt, dessen Abschneidfrequenz 5,0 MHz beträgt. Dieses Tiefpaßfilter 33 erzeugt eine modulierte
609832/0645
26028
- 1G -
Gleichspannungskomponente. Das Ausgangssignal des Addierkreises 32 wird auch über ein Bandpaßfilter 34 Demodulatoren 35A und 35B zugeführt, die bestimmte Demodulationsachsen haben und die FärbSignalkomponenten demodulieren. Z.B. demoduliert der Demodulator 35A die Farbsignalkomponente.: R - —*—, während der Demodulator 35B die Farbsignalkomponente G-B demoduliert, so daß, wenn diese Farbsignalkomponenten und die modulierte Komponente R + G + B einer Matrixschaltung 36 zugeführt werden, das Leuchtdichtesignal Y und die Farbdifferenzsignale bzw. Farbartsignale R-Y und B - Y z.B. des NTSC-Systems an Ausgangsanschlüssen 36a, 36b und 36c erhalten werden können, die von dem Matrixkreis 36 herausgeführt sind.
Wie oben beschrieben wurde, wird der Bildsensor 10 in Fig. 2A verwendet, wenn bei der Bildaufnahme nicht das Zeilensprungsystem angewandt wird. Der Fall, wenn das Zeilensprungsystem angewandt wird, wird anhand der Fig. 6 und der folgenden beschrieben. In solch einem Fall werden die Bildelemente benachbarter horizontaler Abtastperioden zu einem Satz ausgebildet und diese Sätze von Bildelementen sind abwechselnd angeordnet, um den Festkörper-Bildsensor 10 zu bilden.
Fig. 6 zeigt einen Teil solch eines Bildsensors 10 in vergrößertem Maßstab. Hierbei ist die überlauf-Drainzone 9 als Zickzackmuster ausgebildet.
Fig. 7 zeigt einen Teil eines weiteren Beispiels des Bildsensors 10 in vergrößertem Maßstab. Hierbei sind die Bildelemente abwechselnd längs der beiden Seiten des vertikalen Schieberegisters 31 angeordnet und die Lichtinformationen von den Bildelementen auf beiden Seiten des vertikalen Schieberegisters 31 bzw. der beiden Spalten werden von einem einzigen vertikalen Schieberegister 3· übertragen. Somit kann bei dem Beispiel der Fig. 7 die Anzahl
609832/0645
der vertikalen Schieberegister 3· ohne die zuvor beschriebene Wirkung der Erfindung zu verlieren, verringert werden. Außerdem ist das Beispiel der Fig. 7 einfach im Aufbau und damit leicht herzustellen.
Bei dem Beispiel der Fig. 7 wird ein Bereich 11, der von den Überlaufzonen 9 umgeben ist, zu einem Einheitsbereich in der horizontalen Abtastrichtung und es sind ein gemeinsames vertikales Schieberegister 31 und zwei Spalten von Bildelementen in einem Einheitsbereich 11 vorgesehen.
Fig. 8 zeigt eine Abwandlung des Festkörper-Bildsensors der Fig. 7.
Wie oben beschrieben wurde, sind bei der Erfindung die Bildelemente bei jeder zweiten horizontalen Abtastperiode weggelassen und die Elektrode des Schieberegisters ist in den freien Bereich erweitert, so daß der Trägerübertragungswirkungsgrad im Vergleich zum Stand der Technik stark erhöht werden kann. Dies bedeutet, daß bei den Festkörper-Bildsensoren in den Fig. 2, 6,7 und 8 der Trägerwirkungsgrad um etwa 20 bis 50 % im Vergleich zum Stand der Technik verbessert werden kann.
Zum besseren Verständnis wird nun der in Fig. 1 gezeigte Stand der Technik mit der in Fig. 7 gezeigten Erfindung beschrieben. Bei dem Beispiel des Standes der Technik, das in Fig. 9A gezeigt ist, beträgt das Verhältnis S/e 4,5, jedoch ist bei dem Beispiel der Erfindung έ = C. + e2 +#2 +^4 ~ 44 9™* gegenüber S = 297 üom) , wie Fig. 9B zeigt, so daß das Verhältnis S,/£ zu 6,8 wird, was bedeutet, daß der Trägerübertragungswirkungsgrad um etwa 50 % erhöht ist.
Außerdem nimmt bei der Expansion des Elektrodenbereichs die Anzahl der zu verarbeitenden Träger zu, so daß Störungen verringert werden können.
609832/0 6 45
Wie die Fig. 7 und 8 zeigen, kann, wenn die Bildelemente längs der beiden Seiten jedes vertikalen Schieberegisters 3' und abwechselnd bezüglich der vertikalen Richtung liegen, die Anzahl der vertikalen Schieberegister 31 um 1/2 im Vergleich zu derjenigen der Bildelemente in der horizontalen Richtung theoretisch verringert werden, und auch die Anzahl der Bildelemente selbst kann im Vergleich zum Stand der Technik um 1/2 verringert werden. Wenn hierbei das Signal unter Verwendung der vertikalen Korrelation verarbeitet wird, wird die Qualität der wiedergegebenen Bilder kaum verschlechtert. Wenn eine Bildqualität im wesentlichen gleich derjenigen des derzeitigen Fernsehbildes erhalten wird, genügt es, daß die Anzahl der Bildelemente zu 2/3 derjenigen des Standes der Technik und die Anzahl der vertikalen Schieberegister in Abhängigkeit von derjenigen der Bildelemente gewählt wird. Wenn z.B. die Anzahl der Bildelemente in der horizontalen Richtung in der Größenordnung von 280 gewählt wird, kann eine ausreichende Auflösung erhalten werden. Somit wird die Anzahl der vertikalen Schieberegister 3· bei dem Fest- kcrper-Bildsensor 10 in der Größenordnung von 140 gewählt.
Wie im Zusammenhang mit den Fig. 7 und 8 beschrieben wurde, können die Festkörper-Bildsensoren leicht hergestellt werden.
6098 3 2/0645

Claims (4)

  1. Ansprüche
    Festkörper-Bildsensor mit einer Ladungsübertragunqsvorrichtung, bestehend aus mehreren Bildaufnahmeteilen, die in zweidimensionalen Bereichen eines Halbleiterkörpers angeordnet sind, von denen jeder einen Bildaufnahmebereich und einen Übertragungssteuerbereich hat, mit mehreren vertikalen Schieberegistern, die sich nahe den Bildaufnahmeteilen vertikal erstrecken und von denen jedes mehrere Sätze Elektroden hat, und mit einem horizontalen Register zum parallelen Empfang der aufgenommenen Lichtinformationen von den vertikalen Schieberegistern und zur Weiterleitung der Lichtinformationen in serieller Form zu einem Ausgang, dadurch gekennzeichnet, daß die Sätze Elektroden derart erweitert sind, daß sie gleichmäßig zwischen den Bildaufnahmeteilen relativ zu der vertikalen Richtung liegen.
  2. 2. Bildsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Bildsensorteile, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind, eine Gruppe bilden, und daß die Elektrode jedes vertikalen Schieberegisters sich zwischen den Bildaufnahmeteilen jeder Gruppe erstreckt.
  3. 3. Bildsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen von Bildsensorteilen in benachbarten Spalten verschachtelt angeordnet sind.
  4. 4. Bildsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsensorteile, die in vertikaler Richtung und in einem vertikalen Schieberegister angeordnet sind, ein vertikales Sensorelement bilden, und daß ein Isolierbereich zwischen benachbarten vertikalen Sensoranordnungen gebildet ist.
    609832/0645
    JH
    Leerseite
DE2602800A 1975-01-30 1976-01-26 Festkörper-Bildsensor Expired DE2602800C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50012740A JPS5937629B2 (ja) 1975-01-30 1975-01-30 固体撮像体

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2602800A1 true DE2602800A1 (de) 1976-08-05
DE2602800B2 DE2602800B2 (de) 1980-01-03
DE2602800C3 DE2602800C3 (de) 1980-09-11

Family

ID=11813813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2602800A Expired DE2602800C3 (de) 1975-01-30 1976-01-26 Festkörper-Bildsensor

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4012587A (de)
JP (1) JPS5937629B2 (de)
AT (1) AT349550B (de)
CA (1) CA1050640A (de)
CH (1) CH607333A5 (de)
DE (1) DE2602800C3 (de)
ES (1) ES444819A1 (de)
FR (1) FR2299775A1 (de)
GB (1) GB1521881A (de)
IT (1) IT1054590B (de)
NL (1) NL187420C (de)
SE (1) SE404642B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2621063A1 (de) 1975-05-13 1976-12-02 Sony Corp Halbleiter-fernsehkamera
DE2641957A1 (de) * 1975-09-18 1977-03-24 Sony Corp Ladungsgekoppelter festkoerperbildabtaster- oder -sensor unter verwendung eines zwischenzeilenuebertragungssystems
EP0007384A1 (de) * 1978-03-28 1980-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Eindimensionaler CCD-Sensor mit Überlaufvorrichtung
EP0030375A1 (de) * 1979-12-07 1981-06-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Festkörper-Bildabtastvorrichtung

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5140711A (en) * 1974-10-02 1976-04-05 Nippon Electric Co 2 jigendenkatensososhi oyobi koreomochiita eizoshingono goseihoho
JPS5217771A (en) * 1975-07-31 1977-02-09 Sony Corp Charge transfer device
US4141024A (en) * 1975-09-25 1979-02-20 Sony Corporation Solid state image sensing device
DE2606308C2 (de) 1976-02-17 1985-05-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Zweidimensionaler optoelektronischer Halbleitersensor
JPS5377131A (en) * 1976-11-26 1978-07-08 Sony Corp Solid state pick up unit
JPS5396720A (en) * 1977-02-04 1978-08-24 Hitachi Ltd Solid image pickup element
JPS5451318A (en) * 1977-09-29 1979-04-23 Sony Corp Solid pickup unit
US4185292A (en) * 1977-10-07 1980-01-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Potential troughs for charge transfer devices
JPS54109317A (en) * 1978-02-16 1979-08-27 Toshiba Corp Charge transfer type pickup unit
US4200892A (en) * 1978-03-27 1980-04-29 Rca Corporation Solid state image sensor
US4247874A (en) * 1978-09-28 1981-01-27 Northern Telecom Limited Photoconductor device for imaging a linear object
US4204230A (en) * 1978-10-25 1980-05-20 Xerox Corporation High resolution input scanner using a two dimensional detector array
JPS55163951A (en) * 1979-06-08 1980-12-20 Toshiba Corp Solid-state pickup unit
US4264921A (en) * 1979-06-29 1981-04-28 International Business Machines Corporation Apparatus for color or panchromatic imaging
US4278999A (en) * 1979-09-12 1981-07-14 The Mead Corporation Moving image scanner
US4345021A (en) * 1979-09-25 1982-08-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid-state image pickup element and process for fabricating the same
EP0033129B1 (de) * 1980-01-25 1984-06-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Ladungsübertragungsvorrichtung
JPS56132876A (en) * 1980-03-22 1981-10-17 Canon Inc Solid image pickup device
US4471387A (en) * 1981-01-14 1984-09-11 Morton Nadler Image scanning method and device
NL8101887A (nl) * 1981-04-16 1982-11-16 Philips Nv Televisie-opneeminrichting voorzien van een vaste-stof beeldopneempaneel.
JPS57193184A (en) * 1981-05-25 1982-11-27 Toshiba Corp Solid-state image pickup device
EP0066767B1 (de) * 1981-05-25 1990-10-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Festkörper-Bildsensor
JPS5856580A (ja) * 1981-09-30 1983-04-04 Toshiba Corp 固体撮像装置
US4593303A (en) * 1981-07-10 1986-06-03 Fairchild Camera & Instrument Corporation Self-aligned antiblooming structure for charge-coupled devices
US4432017A (en) * 1981-07-20 1984-02-14 Xerox Corporation Adjacent bilinear photosite imager
US4712137A (en) * 1981-07-20 1987-12-08 Xerox Corporation High density CCD imager
JPS5856458U (ja) * 1981-10-09 1983-04-16 株式会社日立製作所 カラ−固体撮像装置
FR2517864A1 (fr) * 1981-12-07 1983-06-10 Telecommunications Sa Dispositif d'enregistrement et de lecture d'images
JPS58117776A (ja) * 1981-12-30 1983-07-13 Sony Corp 固体撮像装置
US4727406A (en) * 1982-02-12 1988-02-23 Rockwell International Corporation Pre-multiplexed detector array
CA1199400A (en) * 1982-04-07 1986-01-14 Norio Koike Solid-state imaging device
US4564766A (en) * 1982-04-20 1986-01-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for driving solid state image pickup device
US4602289A (en) * 1982-05-31 1986-07-22 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Solid state image pick-up device
JPS59172888A (ja) * 1983-03-22 1984-09-29 Toshiba Corp 固体撮像装置
US4570252A (en) * 1982-08-09 1986-02-11 Drexler Technology Corporation Optical data retrieval system using multi-spectral light sources
US4558365A (en) * 1983-06-06 1985-12-10 Fuji Photo Film Co., Ltd. High-resolution high-sensitivity solid-state imaging sensor
US4634882A (en) * 1985-02-19 1987-01-06 Karmar Research Partnership Optical device for displaying a large two dimensional image
JPH0712079B2 (ja) * 1985-08-13 1995-02-08 三菱電機株式会社 固体撮像素子
US4788445A (en) * 1986-01-24 1988-11-29 Canon Kabushiki Kaisha Long array photoelectric converting apparatus with insulated matrix wiring
US4916326A (en) * 1986-01-24 1990-04-10 Canon Kabushiki Kaisha Long array photoelectric converting apparatus with reduced crosstalk
JP2597600B2 (ja) * 1987-09-29 1997-04-09 株式会社東芝 固体撮像装置
KR930002818B1 (ko) * 1990-05-11 1993-04-10 금성일렉트론주식회사 Ccd 영상소자
US5111263A (en) * 1991-02-08 1992-05-05 Eastman Kodak Company Charge-coupled device (CCD) image sensor operable in either interlace or non-interlace mode
US5274476A (en) * 1991-08-14 1993-12-28 Gold Star Electron Co., Ltd. CCD image sensor with photodiodes in a zig-zag pattern and particular transfer gate electrodes formed over channel stop regions and VCCD regions
KR930005226A (ko) * 1991-08-14 1993-03-23 문정환 Ccd 영상소자
KR930009132A (ko) * 1991-10-04 1993-05-22 김광호 고체 촬영 소자
US5793071A (en) * 1996-09-27 1998-08-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-State imaging device
US6822682B1 (en) * 1999-08-18 2004-11-23 Fuji Photo Film Co., Ltd. Solid state image pickup device and its read method
JP2002185871A (ja) * 2000-12-12 2002-06-28 Sony Corp 固体撮像素子及びその駆動方法
JP4139641B2 (ja) * 2002-07-19 2008-08-27 富士フイルム株式会社 固体撮像素子

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3869572A (en) * 1971-12-30 1975-03-04 Texas Instruments Inc Charge coupled imager
US3896474A (en) * 1973-09-10 1975-07-22 Fairchild Camera Instr Co Charge coupled area imaging device with column anti-blooming control
US3940602A (en) * 1974-09-23 1976-02-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Signal processing imager array using charge transfer concepts

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2621063A1 (de) 1975-05-13 1976-12-02 Sony Corp Halbleiter-fernsehkamera
DE2641957A1 (de) * 1975-09-18 1977-03-24 Sony Corp Ladungsgekoppelter festkoerperbildabtaster- oder -sensor unter verwendung eines zwischenzeilenuebertragungssystems
EP0007384A1 (de) * 1978-03-28 1980-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Eindimensionaler CCD-Sensor mit Überlaufvorrichtung
EP0030375A1 (de) * 1979-12-07 1981-06-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Festkörper-Bildabtastvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
AT349550B (de) 1979-04-10
IT1054590B (it) 1981-11-30
FR2299775B1 (de) 1980-01-18
SE7600985L (sv) 1976-08-02
AU1056776A (en) 1977-08-04
DE2602800B2 (de) 1980-01-03
CA1050640A (en) 1979-03-13
NL187420B (nl) 1991-04-16
NL7600948A (nl) 1976-08-03
ATA62376A (de) 1978-09-15
FR2299775A1 (fr) 1976-08-27
DE2602800C3 (de) 1980-09-11
SE404642B (sv) 1978-10-16
CH607333A5 (de) 1978-12-15
US4012587A (en) 1977-03-15
JPS5937629B2 (ja) 1984-09-11
JPS5187913A (de) 1976-07-31
ES444819A1 (es) 1977-05-01
NL187420C (nl) 1991-09-16
GB1521881A (en) 1978-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2602800C3 (de) Festkörper-Bildsensor
DE2641957C2 (de)
DE2514156C3 (de) Festkörper-Fernsehkamera
DE2514157C3 (de) Festkörperkamera
DE3750347T2 (de) Festkörper-Farbbildaufnahmegerät.
DE3149567C2 (de) Farb-Abbildungsfeld
DE2905816C3 (de) Festkörper-Farbbildaufnahmeeinrichtung
DE3515020C2 (de)
DE3546141C2 (de)
DE3043671C2 (de) Farbfilter
DE2538609C2 (de) Festkörper-Farbfernsehkamera
DE2541497C2 (de) Halbleiter-Farbfernsehkamera
DE3228337A1 (de) Farb-abbildungsfeld und farb-abbildungseinrichtung
DE3446374A1 (de) Ladungskopplungs-bildwandler mit registern, die zur gleichzeitigen ladungsuebertragung in entgegengesetzten richtungen unterteilt sind
DE2605905C2 (de) Festkörper-Farbkamera
DE2724170A1 (de) Festkoerperfarbkamera
DE69110797T2 (de) Bildsensor.
DE2537533C2 (de) Festkörper-Fernsehkamera
DE2504617C3 (de) Fernsehkamera zur Erzeugung von Signalen von Teilbildern eines Fernsehbildes
DE3312962C2 (de)
DE4115227A1 (de) Ccd-bildwandler
DE3645044C2 (de)
DE60225133T2 (de) Vorrichtung zur parallelen datenverarbeitung und kamerasystem mit einer solchen vorrichtung
DE2721784A1 (de) Festkoerperfarbkamera
DE2621063A1 (de) Halbleiter-fernsehkamera

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee