DE2933412A1 - Festkoerper-abbildungsvorrichtung - Google Patents

Festkoerper-abbildungsvorrichtung

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DE2933412A1 DE19792933412 DE2933412A DE2933412A1 DE 2933412 A1 DE2933412 A1 DE 2933412A1 DE 19792933412 DE19792933412 DE 19792933412 DE 2933412 A DE2933412 A DE 2933412A DE 2933412 A1 DE2933412 A1 DE 2933412A1
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Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Festkörper-Abbildungsvorrichtung zur Verwendung in einer Fernsehkamera oder dergleichen. Im einzelnen richtet sie sich auf eine Festkörper-Abbildungsvorrichtung, bei der eine Anzahl von BiIdelementen in einem Oberflächenbereich eines Halbleiterkörpers angeordnet ist. Insbesondere richtet sie sich auf eine Festkörper-Abbildungsvorrichtung, die Bildelemente zum Auslesen von in Photodioden gespeicherter Photoinformation aufweist.
Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild eines bekannten Festkörper-Flächensensors. Der Sensor umfaßt einen lichtempfindlichen Teil, der aus einer großen Anzahl von in einer Matrix angeordneten Photodioden 1 besteht, Vertikalschalt-Isolierschichtfeldeffekttransistoren (im folgenden als "MOSFETs" bezeichnet) 2 und Horizontalschalt-MOSFETs 3, die zum Auslesen von in den Photodioden 1 gespeicherten optischen Signalen dienen,und ein Schieberegister 4 einer Vertikalabtastschaltung und ein Schieberegister 5 einer Horizontalabtastschaltung, die dazu dienen, die einzelnen Schalter in der richtigen Reihenfolge umzuschalten. 6 bezeichnet eine Vertikalabtastleitung, 7 eine Vertikalsignalausgangsleitung, 8 eine Horizontalabtastleitung, 9 eine Horizontalsignalausgangsleitung, 10 einen Ausgang, 11 einen Ausgangs-Lastwiderstand und 12 eine Spannungsquelle für Video-Ausgangssignale. Bei den Vertikal- und Horizontalschalt-MOSFETs geschieht das Schalten dadurch, daß von den einzelnen Stufen der Schieberegister herkommende Abtastimpulse auf die Gates der MOSFETs gegeben werden.
Bei dieser Festkörper-Abbildungsvorrichtung liegen die in einer Photodiode 1, auf die intensives Licht mit einer
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einen bestimmten Wert übersteigenden Anzahl von Photonen einfällt, zu speichernden Ladungen über dem Sättigungswert, überschwemmen die Vertxkalsignalausgangsleitung 7 und beeinträchtigen das Auslesen der mit der gleichen Siqnalausgangsleitung 7 verbundenen anderen Photodioden 1. Dies führt zu der überstrahlung (Blooming) genannten Erscheinung, bei der auf dem Bildschirm weiße Streifen erscheinen, so daß die Bildqualität merklich verschlechtert ist.
Eine Gegenmaßnahme besteht darin, einen MOSFET für das Abziehen überschüssiger Ladungen vorzusehen, dessen Source mit der Photodiode 1 verbunden ist, und eine Steuerleitung für eine Vorspannung bzw.eine Auffangleitung für überschüssige Ladungen mit Gate und Drain des FET zu verbinden. Da jedoch die Fläche der Festkörper-Abbildungsvorrichtung festliegt, senkt das Hinzufügen solcher Elemente und Verdrahtungen die Fläche der Photodioden in gleichem Maße, was zu einer Senkung der Empfindlichkeit führt. Insbesondere die Steuerleitungen für die Gate-Spannung und die Auffangleitungen für die Überschußladungen nehmen viel Platz ein und verschlechtern die Empfindlichkeit drastisch.
Nach einer weiterentwickelten Festkörper-Abbildungsvorrichtung, die eine überlauf-Drain verwendet, ist die Photodiode 1 mit einem von den Schalt-MOSFETs getrennten MOSFET versehen, und die Überschußladungen werden über diesen MOSFET mit einer an seine Drain gelegten Gleich-Vorspannung abströmen gelassen. Dementsprechend ist eine zusätzliche Auffangleitung für Überschußladungen auch bei dieser Vorrichtung erforderlich, so daß die Fläche der Photodiode abnimmt und die Photonenausbeute sinkt sowie die Sättigungsladungen vermindert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Festkörper-Abbildungsvorrichtung mit einer Einrichtung zur Verhinderung
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der Überstrahlungserscheinung auszustatten, ohne daß die Fläche eines photoelektrischen Elements, wie etwa einer Photodiode/ abnimmt. Ferner schafft die Erfindung eine Einrichtung zur Verhinderung der überstrahlung bei einer Festkörper-Abbildungsvorrichtung, wobei die Einrichtung das zusätzliche Vorsehen einer Auffangleitung für Überschußladungen oder irgendeiner anderen Steuerleitung überflüssig macht.
Die Erfindung soll also eine praktische Festkörper-Abbildungsvorrichtung hoher Bildqualität, hoher Auflösung und hoher Integrationsdichte schaffen, die mit einer Einrichtung zur Unterdrückung einer auf den Einfall intensives Licht zurückgehenden Überstrahlungserscheinung ausgestattet ist.
Bei der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird eine Auffangleitung für Überschußladungen auch als Vertikalabtastleitung verwendet, wodurch eine Verschlechterung der Bildqualität und ein nachteiliger Einfluß auf die Integrationsdichtesteigerung vermieden werden.
Die Erfindung schlägt hierzu eine Festkörper-Abbildungsvorrichtung vor, welche eine aus einer Diode oder einem Transistor aufgebaute Klemmschaltung zwischen einer Photodiode und einer Vertikalabtastleitung der nächsten Stufe umfaßt.
Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist bzw. sind
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines Festkörper-Flächensensors,
Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
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Fig. 3 ein Impuls-Zeitdiagramm, welches die Beziehung zwischen einem Horizontalabtastimpuls H., einem Vertikalabtastimpuls V. und der Spannung einer Photodiode A der in Fig. 2 gezeigten Festkörper-Abbildungsvorrichtung zeigt/
Fig. 4A ein Schaltbild eines ersten Beispiels für den Aufbau eines Schieberegisters einer Vertikalabtastschaltung zur Verwendung in der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 4B ein Schaltbild eines zweiten Beispiels für den Aufbau des Schieberegisters der Vertikalabtastschaltung zur Verwendung in der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 4C ein Schaltbild eines dritten Beispiels für den Aufbau des Schieberegisters der Vertikalabtastschaltung zur Verwendung in der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 5A eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Klemmschaltung zur Verwendung in der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei das Beispiel eine P-N-Flächendiode verwendet,
Fign. 5B schematische Darstellungen von Beispielen der Klemmschaltung zur Verwendung in der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei jedes der Beispiele einen MOSFET verwendet,
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Fig. 5D eine schematische Darstellung eines Beispiels der Klemmschaltung zur Verwendung in der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei das Beispiel eine Schottky-Diode verwendet, 5
Fig. 6 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung, welche unter Verwendung der durch eine Diode gebildeten Klemmschaltung aufgebaut ist, 10
Fig. 7 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung, welche unter Verwendung der durch einen MOSFET gebildeten Klemmschaltung aufgebaut ist, 15
Fig. 8 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher eine Klemmschaltung auch in einer Vertikalabtastleitung enthalten ist, 20
Fig. 9 eine Schnittansicht, die den Elementaufbau eines Bildelementbereichs, der eine Photodiode, einen Vertikalschalt-MOSFET und die Klemmschaltung enthält, bei Ausbildung der in Fig. 7 gezeigten Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung
in integrierter Schaltungsbauweise zeigt, und
Fig. 10 eine Schnittansicht, die einen Elementaufbau zeigt, wenn im Elementaufbau der Fig. 9 die Photodiode durch ein Element mit MIS-(Metall-Isolator-
Halbleiter-)Aufbau ersetzt ist.
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Fig. 2 ist ein Schaltbild zur Erläuterung der Erfindung.
In Fig. 2 bezeichnet 1 eine Photodiode, 2 einen Vertikalschalt-MOSFET, 3 einen Horizontalschalt-MOSFET, 4 ein Schieberegister einer Vertikalabtastschaltung, 5 ein Schieberegister einer Horizontalabtastschaltung, 6 (V1, V0 ...) eine Vertikalabtastleitung, 7 eine Vertikalsignalausgangsleitung, 8 (H.., H2/ ) eine Horizontalabtastleitung, 9 eine Horizontalsignalausgangsleitung, 10 einen Ausgang, 11 einen Ausgangs-Belastungswiderstand und 12 eine Spannungsquelle für ein Video-Ausgangssignal. Wie in Fig. 3, die eine Impuls-Zeitübersicht ist, gezeigt, liefert das Schieberegister 4 der Vertikalabtastschaltung nacheinander Impulse V1, V_, V-, V., ... und das Schieberegister 5 der Horizontalabtastschltung Impulse in der Reihenfolge Hw H0, H3, ....
Dies sind die gleichen wie im Beispiel der bekannten Schaltung der Fig. 1. Gemäß der Erfindung ist eine durch eine Diode oder einen Transistor gebildete Klemmschaltung 21 zwischen der Photodiode 1, die durch den mit der i-ten Vertikalabtastleitung V verbundenen Vertikalschalt-MOSFET ausgelesen wird, und der (i+1)-ten Vertikalabtastleitung V.+1 der nachfolgenden Stufe angeordnet. Hierdurch werden, wenn die Photodiode 1 der i-ten Stufe ein Potential angenommen hat, das um die Schwellenspannung V„D der Klemmschaltung 21 niedriger als das der Vertikalabtastleitung 6 der (i+1)-ten Stufe ist, diese spezielle Photodiode 1 und die Vertikalabtastleitung 6 der nachfolgenden Stufe elektrisch miteinander verbunden. In anderen Fällen, insbesondere wenn die Spannung der Vertikalabtastleitung 6 niedriger als diejenige der Photodiode 1 ist, sind die Photodiode und die Vertikalabtastleitung elektrisch voneinander getrennt.
Das Schieberegister 4 der Vertikalabtastschaltung ist in eine Schaltungsanordnung gebracht, bei der, wenn der Vertikalschalt-MOSFET 2 im Sperrzustand ist, die mit
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seinem Gate verbundene Leitung mit einer äußeren Spannungsquelle von beispielsweise ungefähr 1 V oder mit Erde mit niedriger Impedanz verbunden ist. Solche Schaltungsanordnungen sind in Fign. 4A bis 4C gezeigt. Die Schaltungsan-Ordnung der Fig. 4A ist bekannt. Sie ist aus Inverterschaltungen, von denen jede aus MOSFETs 41 und 42 besteht, und Übertragungs-Gatterschaltungen, von denen jede aus einem MOSFET 43 besteht, aufgebaut. Taktimpulse JL und 0_ werden über zugehörige Leitungen 0.. und 02 abwechselnd auf die Ubertragungs-Gatterschaltungen gegeben. VD bezeichnet eine Spannungsversorgungsleitung, V eine Erdleitung und 0. einen Im-
ο ■ in
pulseingang. Hinsichtlich der Festkörper-Abbildungsvorrichtung werden Impulse auf bei 6 in der Figur angegebenen Ausgangsleitungen als Vertikalabtastimpulse verwendet. Das Beispiel der Fig. 4B ist derart, daß jeder Inverter mit einem Source-Folger in Bootstrap-Schaltungsanordnung, bestehend aus MOSFETs 44 und 45, versehen ist. Dadurch ist die Schaltung unenpf indlich gegen Pegelschwankungen und Spannungsschwankungen, so daß in den einzelnen AusgangsSignalen Wellenformschwankungen, insbesondere Amplitudenschwankungen, eliminiert sind. Fig. 4C zeigt ein Beispiel einer Schaltung für den Fall, wo gewünscht wird, daß der hohe und niedrige Pegel des Vertikalabtastimpulses in die Spannung V_ bzw. Ve umgewandelt wird. Wenn Transistoren 46 im Nichtsättigungsbereich betrieben werden, lassen sich die Schwankungen des hohen und niedrigen Pegels der entsprechenden Ausgangsimpulse eliminieren.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der erfindungsgeraäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Fign. 2 und 3 unter Betrachtung der Photiode A in
Fig. 2 beschrieben.
Seien nun V„ und V_ der hohe Pegel des Horizontal-
n Ij
abtastimpulses H. und der niedrige Pegel des Vertikal-
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abtastimpulses V.. Sei außerdem V die Video-Vorspannung des Ausganges. Im einzelnen ist angenommen, daß Vn = 9 V,
V = 1 V und Vv = 1 V. Hinsichtlich anderer numerischer Werte ist angenommen, daß die Schwellenspannung V„,D der Klemmschaltung 21 0,5 V und die Schwellenspannung VTE des Vertikalschalt-MOSFET 1,5 V ist. Aus Gründen der Einfachheit ist angenommen, daß die MOSFETs N-Kanal-MOSFETs sind und keinen Substratvorspannungseffekt haben.
(1) Wenn der Vertikalabtastimpuls V2 und auch
der Horizontalabtastimpuls H, geliefert wird, werden in der Photodiode A gespeicherte Signalladungen auf den Ausgang 10 ausgelesen und die Photodiode A auf die Video-Spannung V„ (= 1 V) gesetzt.
(2) Wenn nachfolgend der Vertikalabtastimpuls V, geliefert wird, nimmt die Leitung V3 das hohe Potential V (= 9 V) an, so daß die Klemmschaltung 21 in den leitenden Zustand fällt und die Photodiode A rückgesetzt bzw. auf die folgende Spannung voraufgeladen wird:
VR " VH - VTD (1)
Dabei ist V„ = 9 V und Vmr. = 0,5 V. Deshalb ist
VR - 8,5 V
25
und die Photodiode A wird auf 8,5V rückgesetzt. Der gleiche Vorgang wird auch bei den anderen Photodicden bewirkt, die in der gleichen Zeile wie die Photodiode A liegen.
(3) Mit Wegnahme des Vertikalabtastimpulses V nimmt die Leitung V_ die Spannung V (= 1 V) an, die niedriger als die Spannung der Photodiode A ist, so daß die Klemmschaltung 21 in den Sperrzustand geht. Gleichzeitig ist auch der Vertikalschalt-MOSFET im Sperrzustand. Das Speichern
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von Signalladungen beginnt also in dem Zeitpunkt, in dem der Vertikalabtastiiupuls V3 verschwunden ist.
(4) Die Speicherung von Signalladungen schreitet fort bis zu einem Zeitpunkt,unmittelbar bevor der Vertikalabtastimpuls V3 im nächsten Zyklus (Bild) geliefert wird, und das Potential V der Photodiode A sinkt in Abhängigkeit vom einfallenden Licht.
(5) Im Falle eines solchen Ausmaßes an einfallendem Licht, daß eine überstrahlung nicht herbeigeführt wird, werden die Signalladungen bei Lieferung der Vertikalabtastimpulses V„ sowie des Horizontalabtastimpulses H_ übergeben und die Photodiode A auf die Videospannung Vv (= 1 V) gesetzt.
(6) Bei der bekannten Vorrichtung nimmt mit Eintritt des die überstrahlung hervorrufenden intensiven Lichts das Potential der Photodiode A mehr und mehr ab und nähert sich einem Potential, das man erhält, indem man das eingebaute Potential V, . der Flächendiode (0,6 V) vom Substratpotential VorTD (= 0 V) subtrahiert.
OUtS
(7) In dieser Hinsicht ist bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung das Potential der Vertikalabtastleitung 6 VT (= 1 V). Wenn daher das Potential der Photodiode A niedriger als
Vc = VL - VTD (2)
werden will, beginnt die Klemmschaltung 21 zu arbeiten, so daß die Überschußladungen durch die Vertikalabtastleitung 6 der nachfolgenden Stufe aufgenommen werden und die Photodiode A auf das Potential V der Gleichung (2) geklemmt wird. Da im vorliegenden Fall V_ = 1 V und VmT^ = 0,5 V, beträgt das Potential Vn
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Vc = 0,5 V.
Wenn nachfolgend der Impuls V„ geliefert wird, wird die Photodiode A auf die Videospannung gesetzt und die Signalladungen werden übergeben.
Obiges entspricht dem Arbeitsprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung, nach welchem ein festgelegter Überschwamnungsableitungsvorgang ohne eine gesonderte Verdrahtung möglich ist.
Hinsichtlich der Klemmschaltung 21 zeigen die Pign. 5A, 5B, 5C und 5D Elemente, die diese bilden können. Fig.
5A zeigt eine P-N-Flächendiode 22, Fig. 5B einen MOSFET 23, Fig. 5C einen Durchgreiftransistor (MOSFET ohne Gate-Vorspannung) 24 und Fig. 5D eine Schottky-Diode 25. In allen Figuren bezeichnet 61 die Vertlkalabtastleitungsseite und 1' und die Photodiodenseite. Alle dargestellten Beispiele der Fign. 5A bis 5D betreffen einen Si-Sensor, der N-Kanal-MOSFETs verwendet. Bei einem Si-Sensor, der P-Kanal-MOSFETs verwendet, sind die Polaritäten der Dioden in den Fign. 5A und 5D umgekehrt.
Durch Verwendung irgendeines der in Fign. 5A bis 5D gezeigten Schaltkreiselemente bei der Klemmschaltung 21 in Fig. 2 läßt sich die Erfindung realisieren.
Die Fign. 6 und 7 zeigen weitere Ausfuhrungsformen der Erfindung für die Fälle der Verwendung der P-N-Flächendiode 22 der Fig. 5A bzw. des MOSFET 23 der Fig. 5B als Klemmschaltung 21 der Fig. 2.
Wie man aus Gleichung (2) erkennt, ist es in beiden Fällen wirkungsvoller, wenn die Substratspannung VgUB niedriger als die Spannung Vc aus Gleichung (2) ist. D. h., es ist also vorzuziehen, wenn folgende Bedingungen gilt:
SUB i V L V TD
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-is- 2933A12
Bei Einfall intensiven Lichts fließen die zur überstrahlung gehörigen Ladungen durch eine in Fig. 8 gezeigte Klemmschaltung 23 in die Vertikalabtastleitung 6. Dementsprechend wird die Fähigkeit, die Ladungen aufzunehmen, vom Schieberegister 4 der Vertikalabtastschaltung gefordert. In Anbetracht des Schaltungssystemsist jedoch obige Bedingung nicht stets erfüllt. In einem solchen Fall kann, wie in Fig. 8 gezeigt, eine Klemmschaltung 61 in der Vertikalabtastleitung 6 eingebaut sein. Die Klemmschaltung ist: hierbei als MOSFET aufgebaut. Die zur Oberstrahlung gehörigen Ladungen werden über einen Anschluß 62 durch die Klemmschaltung 61 nach außen abgenctmien. 'Eine Beeinträchtigung des Schieberegisters der Vertikalabtastschaltung ist also nicht gegeben, so daß es auch keine besonderen Fähigkeiten benötigt. Der Anschluß 62 ist mit Erde oder einer externen Spannungsquelle verbunden, deren Spannung größer als die Schwellenspannung der Klemmschaltung 61 ist.
Wie aus obiger detaillierten Beschreibung hervorgeht, können gemäß der Erfindung die Überschußladungen, die die Ursache für die Überstrahlung darstellen, abgezogen werden, ohne daß irgendeine zusätzliche Verdrahtung zur Abnahme der die Photodiode überschwemmenden Überschußladungen vorgesehen werden müßte.
Fig. 9 zeigt einen Elementschnitt eines den Vertikalschalt-MOSFET 2, die Photodiode 1 und die Klemmschaltung enthaltenden Bereichs (eines einem Bildelement entsprechenden Bereichs), wenn die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform der Festkörper-Abbildungsvorrichtung als integrierte Schaltung aufgebaut ist. In Fig. 9 bezeichnet 91 ein Si-Substrat mit P-Leitung, welches eine Fremdstoffdichte von 1-10
16
bis 2 · 10 /cm3 hat, und 92 einen dicken (1 μπι oder dergleichen) Isolationsfilm (aus SiO2 oder dergleichen), der die angrenzenden Bildelementbereiche isoliert. 93 und 94
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bezeichnen N -Fremdstoffbereiche (mit einer Fremdstoffdichte von 10 bis 10 /cm3), die als Drain bzw. Source des Vertikalschalt-MOSFET dienen. Eine P-N-Flächendiode 1 ist aus dem N -Bereich 94 und dem P-Substrat 91 aufgebaut. 902 und 97 bezeichnen den Gate-Isolationsfilm (aus SiO- oder dergleichen und mit einer Dicke von ungefähr 75 nm) bzw. die Gate-Elektrode (aus polykristallinem Si oder dergleichen und mit einem Schichtwiderstand von 15 bis 20JCl) des Vertikalschalt-MOSFET 2. Der MOSFET 23, der die Klemmschaltung bildet, ist aus N -Fremdstoffbereichen (mit einer Fremdstoffdichte von 10 bis 10 /cm3) 94 und 95, die als Drain- bzw. Sourcebereich dienen, einem Gate-Isolationsfilm (aus SiO2 oder dergleichen und mit einer Dicke von ungefähr 75 nm) 901 und einer Gate-Elektrode (aus polykristallinem Si oder dergleichen und mit einem Schichtwiderstand von 15 bis 20 Si.) 96 aufgebaut. In Fig. 9 bezeichnet 98 eine polykristalline Si-Schicht (mit einem Schichtwiderstand von 30 Xl) und 99 eine Al-Schicht, wobei eine aus diesen Schichten bestehende Doppelschichtelektrode die Vertikalsignalausgangsleitung 7 ausbildet. Bei 90 in Fig. 9 ist ein PSG-(Phosphorsilikatglas-)Film gezeigt.
Fig. 10 zeigt eine Vorrichtung, bei welcher eine auf einem Isolierschichtaufbau (MOS-Aufbau) basierende Inversionsschicht für die Photodiode 1 im in Fig. 9 gezeigten Bildelementaufbau verwendet wird. In Fig. 10 bezeichnet eine Gate-Elektrode (Transparentelektrode aus SnO-, polykristallinem Si oder dergleichen), 102 und 103 Gate-Isolationsfilme (aus SiO _ oder dergleichen) und 104 einen Spannungsanschluß zum Vorspannen der Gate-Elektrode des MOS-Aufbaus. Wenn das Element mit MOS-Aufbau als die Photodiode wie bei der Vorrichtung der Fig. 10 verwendet wird, bestehen die Vorteile, daß Ladungen im Falle des Rücksetzens der Photodiode 1 wenig verändert werden und daß das Signal-Rauschverhältnis verbessert ist.
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Wie sich aus obiger Beschreibung ergibt, läßt sich mit der Erfindung eine Festkörper-Abbildungsvorrichtung verwirklichen, bei der die die Ursache für die überstrahlung bildenden Überschußladungen herausgezogen werden können, ohne daß die Notwendigkeit einer zusätzlichen Verdrahtung zur Aufnahme der die Photodiode überschwemmenden Überschußladungen besteht.
Ki/s
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ORIGINAL INSPECTED
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Claims (8)

  1. PATENTANWÄLTE
    SCHIFF v. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK
    MARIAHILFPLATZ 2*3, MÜNCHEN βΟ POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-800O MÖNCHEN 95
    HITACHI, LTD. 17. August 1979
    DEA-5982
    Festkörper-Abbildungsvorrichtung
    PATENTANSPRÜCHE
    y· Festkörper-Abbildungsvorrichtung mit in horizontaler Richtung (Zeilen) und vertikaler Richtung (Spalten) angeordneten Photoelementen; den einzelnen Photoelementen zugeordneten Vertikalschaltelementen; einer ersten Leitung, die die Ausgänge der Vertikalschaltelemente ein und derselben Spalte miteinander verbindet; Horizontalschaltelementen, die mit den ersten Leitungen verbunden sind; einer Ausgangsleitung, die die Ausgänge der Horizontal-
    U3Ü008/Ü881
    schaltelemente miteinander verbindet; einer zweiten Leitung, die Steueranschlüsse der Vertikalschaltelemente ein und derselben Zeile miteinander verbindet; einer Horizontalabtastschaltung, die Horizontalabtastimpulse auf Steueranschlüsse der HorizontaIschaltelernente gibt; und einer Vertikalabtastschaltung, welche über die zweiten Leitungen Vertikalabtastimpulse auf die Steueranschlüsse der Vertikalschaltelemente gibt, dadurch gekennzeichnet , daß jedes der Photoelemente zusätzlich mit einer Klemmschaltung (21) zum Abziehen von Überschußladungen versehen ist, deren Ausgang mit der zweiten Leitung einer nachfolgenden Stufe verbunden ist.
  2. 2. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Klemmschaltung (21) aus einer P-N-Flächendiode (22), einem MOSFET (23), einem Durchgreiftransistor (24) oder einer Schottky-Diode (25) aufgebaut ist.
  3. 3. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Photoelemente, Horizontalschaltelemente, Vertikal schalte leinen te, die Horizontalabtastschaltung, die Vertikalabtastschaltung und die Klemmschaltungen (21) in einem Oberflächenbereich
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    eines Halbleiterkörpers (91) eines ersten Leitungstyps angeordnet sind.
  4. 4. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Photoelement eine P-N-Flächendiode (1) ist, welche aus dem Halbleiterkörper (91> und einem Fremdstoffbereich (94) eines zweiten, zum ersten entgegengesetzten Leitungstyps aufgebaut ist, der entweder als Source oder Drain eines Isolierschicht-Feldeffekttransistors dient, der als Vertikalschaltelement dient.
  5. 5. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Photoelement ein Isolierschichtelement ist und sein Teil für den Empfang von Licht eine unter einer Gate-Elektrode des Isolierschichtelementsausgebildete Inversionsschicht ist.
  6. 6. Feetkörper-Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß mit
    Vj. als dem unteren Spannungspegel des Vertikalabtastimpulse«, VTD der Schwellenspannung der Klemmschaltung (21) und V_rTD der Subetratspannung des Halbleiterkörpers (91) ,
    DUD
    die folgende Bedingung gilt:
    25
    v < ν - v
    SUB - L TD
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  7. 7. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Leitung (6) über einen Erdanschluß oder eine externe Spannungsquelle, und eine zweite Klemmschaltung
    (61) angeschlossen ist.
  8. 8. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5/ dadurch gekennzeichnet , daß die Vertikalabtastschaltung eine Funktion der Verbindung der zweiten Leitung (6) mit einer externen Spannungsquelle oder einem Erdanschluß hat, wenn das Vertikalschaltelement durch den Vertikalabtastimpuls in einen Sperrzustand gebracht wird.
    030001/0881
DE2933412A 1978-08-17 1979-08-17 Festkörper-Abbildungsvorrichtung Expired DE2933412C3 (de)

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