DE3116785A1 - Festkoerper-bildabtastervorrichtung - Google Patents

Festkoerper-bildabtastervorrichtung

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electrode
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14887Blooming suppression
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/71Circuitry for evaluating the brightness variation
    • HELECTRICITY
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/73Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the exposure time

Description

  • Festkörper-Bildabtastervorrichtung
  • Die Erfindung betrifft eine Festkörper-Bildabtastervorrichtung, bei der eine Empfindlichkeitseinstellung möglich ist.
  • Festkörper-Bildabtaster (solid state image sensors) des Ladungsübertragungs- oder -verschiebungstyps werden derzeit verbreitet verwendet. Wenn eine solche Vorrichtung bei einer Fernsehkamera oder einem Faksimilegerät verwendet wird, die bzw.
  • das ein Objekt durch Abtastung desselben mit einer bestimmten Frequenz aufnimmt, wird der Blendenwert des Objektivs zur Einstellung der Lichtempfindlichkeit des Festkörper-Bildabtasters entsprechend der Lichtintensität vom Aufnahmeobjekt verändert.
  • Dieser Blendenwert des Objektivs wird nach Maßgabe der Meßgröße (detected level) von Ausgangssignalen bestimmt, die vom Bildabtaster bei jedem Abtastvorgang geliefert werden. Wenn die Ausgangssignale niedrig sind, wird die Blende auf einen kleinen Wert eingestellt, während sie bei hohem Ausgangssignalpegel auf einen großen Wert eingestellt wird. Die Einstellung der Blende des Objektivs erfolgt somit in Abhängigkeit von Ausgangssignalen, die vom Festkörper-Bildabtaster bei einem vorhergehenden Abtastvorgang geliefert werden, um dabei die Blendeneinstellung um eine Zeitspanne zu verzögern, während welcher der vorhergehende Abtastvorgang durchgeführt wird. Es kann vorausgesetzt werden, daß diese Verzögerung in der Blendeneinstellung im allgemeinen kein Problem aufwirft, wenn der Festkörper-Bildabtaster bei einer Fernsehkamera o.dgl. verwendet wird. Andererseits wirft diese zeitliche Verzögerung der Blendeneinstellung aber Probleme auf, wenn dieser Bildabtaster z.B. im optischen Sucher bzw. Entfernungsmesser (rangefinder) einer Kamera angeordnet ist.
  • Wenn ein vom Festkörper-Bildabtaster in Abhängigkeit von der Lichtmenge, die während einer vorherbestimmten ersten Lichtempfangs zeit empfangen wird, erzeugtes Ausgangssignal nicht einen vorbestimmten Pegel besitzt, wird eine zweite Lichtempfangsperiode oder Belichtungszeit in Abhängigkeit von der Größe des Ausgangssignals eingestellt. Dabei wird bestimmt, ob ein vom Festkörper-Bildabtaster in Abhängigkeit von der während einer zweiten Lichtempfangszeit empfangenen Lichtmenge erzeugtes Ausgangssignal den vorbestimmten Pegel besitzt oder nicht. Der Vorgang der Lichtempfangszeiteinstellung wird wiederholt, bis festgestellt wird, daß das vom Festkörper-Bildabtaster abgegebene Ausgangssignal den vorbestimmten Pegel (Größe) besitzt. Wie erwähnt, dauert es eine längere Zeit, bis die passende Lichtempfangszeit bzw. Belichtungszeit eingestellt ist, und diese passende Zeit kann in manchen Fällen nicht eingestellt werden, wenn sich das Aufnahmeobjekt schnell bewegt. Außerdem steigt dabei der Stromverbrauch unter Verkürzung der Betriebs lebensdauer der Batterie an. Weiterhin sind mehrere Schaltungssätze für die Einstellung der Lichtempfangs- bzw. Belichtungszeit erforderlich, so daß die Kosten für den optischen Sucher oder Entfernungsmesser (rangefinder) entsprechend ansteigen.
  • Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Festkörper-Bildabtastervorrichtung, die einen einfachen Aufbau besitzt und bei welcher die Lichtempfangszeit bzw. Belichtungszeit (light receiving time period) schnell eingestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Festkörper-Bildabtastervorrichtung, bestehend aus einem Halbleitersubstrat, einem unter Isolierung auf dem Halbleitersubstrat angeordnete Ladungsspeicherelektroden aufweisenden Ladungserzeugungs- und -speicherbereich zur Erzeugung von Ladungen entsprechend dem einfallenden oder empfangenen Licht und zur Speicherung dieser Ladungen, einem Ladungsübertragungsbereich, einer zwischen dem Ladungserzeugungs- und -speicherbereich sowie dem Ladungsübertragungsbereich angeordneten Steuerelektrode zur Steuerung der Bewegung von Signalladungen vom Ladungserzeugungs- und -speicherbereich zum Ladungsübertragungsbereich sowie einer Steuerschaltung zur Steuerung des Auslesezeitpunkts für die im Ladungserzeugungs- und -speicherbereich gespeicherten Ladungen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerschaltung eine zwischen eine Stromspeiseklemme und die Ladungsspeicherelektrode geschaltete Schaltereinrichtung sowie Potentialdetektoreinheiten zur Bestimmung des Potentials der Ladungsspeicherelektrode zwecks Steuerung des Schaltzustands der Schaltereinrichtung sowie des Potentials der Steuerelektrode entsprechend Änderungen des Potentials der Ladungsspeicherelektrode aufweist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die genannte Lichtempfangs zeit (Belichtungszeit) in Abhängigkeit von der Potentialänderung der Ladungsspeicherelektroden,d. h. der finderung der Größe der jeweils unter den Ladungsspeicherelektroden gespeicherten Ladungen, eingestellt, so daß die jeweils passende Belichtungszeit schnell eingestellt werden kann Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Festkörper-Bildabtastervorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Bildabtaster (image sensor) und einer Steuerschaltung dafür, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 Wellenformdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Festkörper-Bildabtastervorrichtung gemäß Fig.1, Fig. 4 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung eines anderen Bildabtasters bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung und Fig. 5 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Festkörper-Bildabtastervorrichtung.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Festkörper-Bildabtastervorrichtung gemäß der Erfindung enthält einen schematisch in Aufsicht dargestellten Festkörper-Bildabtaster 10 und eine noch näher zu beschreibende Steuerschaltung zur Steuerung der Arbeitsweise des Festkörper-Bildabtasters 10. Gemäß Fig. 2, die einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 darstellt, ist eine Isolierschicht auf Elektroden ausgebildet.
  • Gemäß den Fig. 1 und 2 weist der Festkörper-Bildabtaster 10 beispielsweise ein p-Typ-Halbleitersubstrat 12 sowie n-Typ-Halbleiterinseln 14-1 bis 14-N auf, die in einer Reihe angeordnet sind und auf der Oberfläche des Substrats 12 einen photoelektrischen Wandlerbereich oder -zone bilden. Auf dem Substrat 12 ist unter Isolierung eine sich neben den Halbleiterinseln 14-1 bis 14-N längs dieser erstreckende Ladungsspeicherelektrode 16 ausgebildet, während ein Ladungsübertragungselektrodenabschnitt 18 mit mehreren Paaren von Übertragungselektroden 18-1 und 18-2 versehen ist, die von der Ladungsspeicherelektrode 16 beabstandet und parallel dazu angeordnet sind. Die verschiedenen Elektrodenpaare 18-1 und 18-2 des Ladungsübertragungselektrodenabschnitts 18 werden selektiv z.B. an Spannungen verschiedener Phasen gelegt, und sie dienen zum Übertragen von in dem darunter liegenden Halbleiterbereich vorhandenen Ladungen, Eine zwischen der Ladungsspeicherelektrode 16 und dem Elektrodenabschnitt 18 angeordnete Steuerelektrode 20 dient zur Steuerung der Verschiebung (travel) von Ladungen in Richtung auf den Elektrodenabschnitt 18; diese Ladungen werden in Abhängigkeit von dem über ein Fenster, das durch eine undurchsichtige Isolierschicht 21 und eine durchsichtige Isolierschicht 22 gebildet wird, einfallenden Licht erzeugt. Eine in Fig. 1 schraffiert eingeteichnete p+-Kanal-Stop- oder -Sperrzone 24 dient zur Verhinderung einer Verschiebung oder Wanderung von Ladungen zu unerwünschten Stellen. Der Bildabtaster 10 mit dem beschriebenen Aufbau ist an sich bekannt.
  • Die Ladungsspeicherelektrode 16 ist mit einem N-Kanal-MOSFET 30 und über die Stromstrecke eines N-Kanal-MOSFETs 32 mit einer Stromspeiseklemme VA verbunden. Die Stromstrecke des MOSFETs 30 ist an seiner Drain-Elektrode mit einer Stromspeiseklemme VB verbunden, an seiner Source-Elektrode über einen Widerstand 34 an Masse gelegt und an der ersten Eingangsklemme mit der zweiten Eingangsklemme eines Komparators 36 verbunden, der zur Abnahme einer Bezugsspannung VREF geschaltet ist und dessen Ausgangsklemme an einen Impulsgenerator 38, dessen Ausgangsklemme wiederum mit der Gate-Elektrode des MOSFETs 32 verbunden ist, sowie an einen Impulsgenerator 40 angeschlossen ist, dessen Ausgangsklemme mit der Steuerelektrode 20 verbunden ist.
  • Die Arbeitsweise der Festkörper-Bildabtastervorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 ist im folgenden anhand der Spannungswellenformen nach Fig. 3A bis 3D beschrieben.
  • Die Steuerelektrode 20 wird in Abhängigkeit von einem vom Impulsgenerator 40 angelegten Ausgangsimpuls (Fig. 3A) auf ein vorbestimmtes Potential vorgespannt, und der MOSFET 32 wird durch einen Ausgangsimpuls des Impulsgenerators 38 (Fig. 3B) durchgeschaltet, so daß eine vorbestimmte Spannung VA an die Ladungsspeicherelektrode 16 angelegt wird. Die im Oberflächenbereich des Halbleitersubstrats unter der Ladungsspeicherelektrode 16 gespeicherten Ladungen werden somit zum Oberflächenbereich des Substrats unter dem Ladungsübertragungselektrodenabschnitt 18 verschoben. Diese Signalladungen werden (sodann) längs des Elektrodenabschnitts 18 übertragen. Wenn danach ein Ausgangsimpuls des Impulsgenerators 38 auf einen niedrigen Pegel übergeht und der MOSFET 32 sperrt, fällt das Potential in der Ladungsspeicherelektrode 16 unter den Potentialpegel VA ab, und zwar proportional zur Größe der Ladungen, die entsprechend der auf dem photoelektrischen Wandlerbereich einfallenden Lichtmenge im Oberflächenbereich des Halbleitersubstrats unter der Ladungsspeicherelektrode 16 gespeichert sind. Das Source-Potential des MOSFETs 30 fällt entsprechend der Potential änderung der Ladungsspeicherelektrode 16 gemäß Fig. 3C allmählich ab. Wenn das Source-Potential des MOSFETs 30 den Bezugswert VREF erreicht, liefert der Komparator 36 einen Impuls gemäß Fig. 3D.
  • In Abhängigkeit von diesem Ausgangsimpuls des Komparators 36 erzeugt der Impulsgenerator 38 einen Ausgangsimpuls gemäß Fig. 3B'und der Impulsgenerator 40 liefert in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Komparators 36 (ebenfalls) einen Ausgangsimpuls, der gemäß Fig. 3A eine vorbestimmte zeitliche Verzögerung bzw. Verzögerungszeit besitzt. Während der Ausgangsimpuls vom Impulsgenerator 40 geliefert wird, werden alle im Oberflächenbereich des Halbleitersubstrats unter der Ladungsspeicherelektrode 16 gespeicherten Ladungen zu dem unter dem Ladungsübertragungselektrodenabschnitt 18 befindlichen Oberflächenbereich des Substrats verschoben und dann längs dieses Elektrodenabschnitts 18 zu einer nicht dargestellten Ausgangsschaltung übertragen.
  • Die an den Komparator 36 angelegte Bezugsspannung VREF wird auf eine Größe im Bereich zwischen einer Source-Spannung V des MOSFETs 30 bei an dessen Gate-Elektrode anliegender Spannung VA und einer Source-Spannung V52 des MOSFETs 30 eingestellt, die dann erhalten wird, wenn Sättigungsladungen von allen Halbleiterinseln 14-1 bis 14-N im photoelektrischen Wandlerbereich geliefert werden, nachdem die Ladungsspeicherelektrode 16 auf die Spannung VA aufgeladen worden ist.
  • Bei diesem Bildabtaster 10 werden somit Ladungen in Übereinstimmung mit der auf die Halbleiterinseln 14-1 bis 14-N im photoelektrischen Wandlerbereich auftreffenden Lichtmenge erzeugt und in Richtung auf den Ladungsübertragungselektrodenabschnitt 18 verschoben, wenn die Gesamtmenge der Ladungen eine vorbestimmte Größe erreicht hat. Auf diese Weise ist es möglich, ohne jede Verzögerung in der Abtastperiode eine schnelle Empfindlichkeitseinstellung vorzunehmen. Darüber hinaus umfaßt die für die Steuerung der Empfindlichkeitseinstellung nötige Steuerschaltung den Komparator 36 und die Impulsgeneratoren 38, 40, so daß der Schaltungsaufbau entsprechend vereinfacht ist.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich keineswegs auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Der photoelektrische Wandlerbereich, in welchem die Halbleiterinselnl 4-1 bis 14-N zur Erzeugung von Ladungen mittels des photoelektrischen Wandlereffekts ausgebildet sind, ist bei der beschriebenen Ausführungsform unabhängig von der Ladungsspeicherzone angeordnet, doch können auch die n-Typ-Halbleiterzonen 14-1 bis 14-N weggelassen werden, und eine durchsichtige Ladungsspeicherelektrode 42 kann auf die in Fig.4 gezeigte Weise unter Isolierung auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet werden, wobei diese durchsichtige Elektrode 42 die photoelektrischen Wandler- und Ladungsspeicherfunktionen übernehmen kann. In diesem Fall werden Ladungen in Verarmungszonen unter dieser Elektrode 42 in Abhängigkeit von der Lichtmenge erzeugt, die über Fenster einfällt bzw. empfangen wird, welche durch die undurchsichtige Isolierschicht 21, die durchsichtige Elektrode 42 und die durchsichtige Isolierschicht 22 festgelegt werden, wobei diese Ladungen hauptsächlich in den Oberflächenbereichen oder -zonen des Halbleitersubstrats 12 unter der durchsichtigen Elektrode 42 gespeichert werden.
  • Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Halbleiterinseln 14-1 bis 14-N im photoelektrischen Wandlerbereich in einer Reihe angeordnet, doch können sie gemäß Fig. 5 auch in zweidimensionaler Anordnung vorliegen. Dieser zweidimensionale Bildabtaster enthält eine Anzahl von Bildabtastabschnitten 10-1 bis 10-M, die auf ähnliche Weise wie beim Bildabtaster 10 gemäß Fig. 1 angeordnet sind, sowie eine Ladungsübertragungsvorrichtung 44 zur Übertragung von Signalladungen, die durch diese Bildabtastabschnitte 10-1 bis 10-M erhalten werden, zu einer nicht dargestellten Ausgangsschaltung. Im Bildabtastabschnitt 10-1 werden beispielsweise die von den photoelektrischen Wandlerbereichen 14-11 bis 14-1N erzeugten Ladungen in Abhängigkeit von einem an die Steuerelektrode 20-1 angelegten Spannungsimpuls in Richtung auf den Übertragungselektrodenabschnitt 18-11 übertragen. Auf ähnliche Weise werden z.B. von den photoelektrischen Wandlerbereichen 14-M1 bis 14-MN im Bildabtastabschnitt 10-M erzeugte Signalladungen in Richtung auf den Übertragungselektrodenabschnitt 18-M1 übertragen. Sodann werden diese Signalladungen jeweils parallel längs der Übertragungselektrodenabschnitte 18-11 bis 18-M1 zur Ladungsübertragungsvorrichtung 44 verschoben und hierauf durch letztere nacheinander zur nicht dargestellten Ausgangsschaltung übertragen.
  • Die Ladungsspeicherelektroden 16-1 bis 16-M sind gemeinsam an die Gate-Elektrode des MOSFETs 30 und über den MOSFET 32 an die Stromspeiseklemme VA angeschlossen. Die Steuerelektroden 20-1 bis 20-M sind gemeinsam mit der Ausgangsklemme eines Impulsgenerators 40 verbunden. Die anderen Schaltungsabschnitte entsprechen denen gemäß Fig. 1 und sind daher mit denselben Bezugsziffern wie dort bezeichnet. Wenn die Gesamtmenge der von allen photoelektrischen Wandlerbereichen 14-11 bis 14-MN erzeugten Signalladungen eine vorbestimmte Größe erreicht, werden diese Signalladungen in der Bildabtastervorrichtung gemäß Fig. 5 ausgelesen. Hierbei wird dieselbe Wirkung erzielt wie bei der Bildabtastervorrichtung gemäß Fig. 1. Die Ladungsspeicherelektroden 16-1 bis 16-M können auf die in Verbindung mit Fig. 4 beschriebene Weise durchsichtig ausgelegt und im photoelektrischen Wandlerbereich ausgebildet werden, so daß sie photoelektrische Wandler-und Ladungsspeicherfunktionen zu erfüllen vermögen.
  • Während bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein p-Typ-Halbleitersubstrat 12 v#erwendet wird, kann auch ein n-Typ-Halbleitersubstrat verwendet werden, wenn die anderen Halbleiterbereiche oder -zonen den gegenüber Fig.2 entgegengesetzten Leitungstyp besitzen. Der dargestellte Übertragungselektrodenabschnitt 18 ist vom Zweiphasentyp, doch kann er auch von einem beliebigen anderen Typ sein.

Claims (10)

  1. PATENTANSPRÜCHE Festkörper-Bildabtastervorrichtung, bestehend aus einem Halbleitersubstrat, einem unter Isolierung auf dem Halbleitersubstrat angeordnete Ladungsspeicherelektroden aufweisenden Ladungserzeugungs- und -speicherbereich zur Erzeugung von Ladungen entsprechend dem einfallenden oder empfangenen Licht und zur Speicherung dieser Ladungen, einem Ladungsübertragungsbereich, einer zwischen dem Ladungserzeugungs- und -speicherbereich sowie dem Ladungsübertragungsbereich angeordnetenSteuerelektrode zur Steuerung der Bewegung von Signalladungen vom Ladungserzeugungs- und -speicherbereich zum Ladungsübertragungsbereich sowie einer Steuerschaltung zur Steuerung des Auslesezeitpunkts für die im Ladungserzeugungs- und -speicherbereich gespeicherten Ladungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine zwischen eine Stromspeiseklemme (VA) und die Ladungsspeicherelektrode (16) geschaltete Schaltereinrichtung (32) sowie Potentialdetektoreinheiten (30, 34, 36, 38, 40) zur Bestimmung des Potentials der Ladungsspeicherelektrode (16) zwecks Steuerung des Schaltzustands der Schaltereinrichtung (32) sowie des Potentials der Steuerelektrode (20) entsprechend Änderungen des Potentials der Ladungsspeicherelektrode (16) aufweist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungserzeugungs- und -speicherbereich eine Reihe von Halbleiterzonen aufweist, die einen dem Halbleitersubstrat entgegengesetzten Leitungstyp besitzen und im Oberflächenbereich des Halbleitersubstrats ausgebildet sind, um Ladungen entsprechend der einfallenden bzw.
    empfangenen Lichtmenge zu erzeugen, und daß die Ladungsspeicherelektrode aus einer leitfähigen bzw. Leiterschicht geformt ist, die unter Isolierung auf dem der Reihe von Halbleiterzonen benachbarten Bereich des Halbleitersubstrats angeordnet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungserzeugungs- und -speicherbereich aus einer durchsichtigen leitfähigen bzw. Leiterschicht geformt ist, die unter Isolierung auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialdetektoreinheiten eine erste Signalerzeugungsschaltung zur Lieferung eines Ausgangssignals entsprechend dem Potential der Ladungsspeicherelektrode, eine Komparatorschaltung zum Vergleichen eines Ausgangssignals der ersten Signalerzeugungsschaltung mit einem Bezugssignal und zur Lieferung eines Ausgangssignals, wenn das Ausgangssignal der ersten Signalerzeugungsschaltung das Bezugssignal bzw. dessen Größe erreicht, und eine zweite Signalerzeugungsschaltung zum Anlegen eines Ausgangssignals an die Schaltereinrichtung sowie einer Ausgangsspannung an die Steuerelektrode in Abhängigkeit von einem von der Komparatorschaltung erzeugten Ausgangssignal aufweisen, um eine Verschiebung von Signalladungen vom Ladungserzeugungs- und -speicherbereich zum Ladungsübertragungsbereich zu erlauben.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Signalerzeugungsschaltung eine erste Impulserzeugungsschaltung, die in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Komparatorschaltung betätigbar ist, um die Schaltereinrichtung für eine vorbestimmte Zeitspanne durchzuschalten, und eine zweite Impulserzeugungsschaltung aufweist, die in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Komparatorschaltung betätigbar ist, um während zumindest eines Teils der Zeitspanne, in welcher die Schaltereinrichtung durchgeschaltet ist, eine vorbestimmte Spannung an die Steuerelektrode anzulegen.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung auf eine kleinere Größe als die eines Ausgangssignals eingestellt ist, das von der ersten Signalerzeugungsschaltung zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, zu welchem ein Sättigungswert der Signalladungen im Ladungserzeugungs- und -speicherbereich gespeichert ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungserzeugungs- und -speicherbereich Halbleiterzonen aufweist, welche einen dem Halbleitersubstrat entgegengesetzten Leitungstyp besitzen und die in mehreren Reihen im Oberflächenbereich des Halbleitersubstrats angeordnet sind, um Ladungen entsprechend der einfallenden bzw.
    empfangenen Lichtmenge zu erzeugen, daß die Ladungsspeicherelektrode aus einer Anzahl von leitfähigen bzw. Leiterschichten aufgebaut ist, die jeweils unter Isolierung auf dem Bereich des Halbleitersubstrats angeordnet sind, welcher einer entsprechenden Reihe der Halbleiterzonen benachbart ist, und die gemeinsam an die Potentialdetektoreinheiten angeschlossen sind, und daß der Ladungsübertragungsbereich mehrere erste, parallel zu den verschiedenen Leiterschichten angeordnete Ladungsübertragungsvorrichtungen zur Übertragung von Ladungen parallel zu den verschiedenen Leiterschichten sowie eine zweite Ladungsübertragungsvorrichtung zur parallelen Abnahme der Signalladungen von den ersten Ladungsübertragungsvorrichtungen und zur Reihenübertragung dieser Signalladungen aufweist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungserzeugungs- und -speicherbereich mehrere Reihen von photoempfindlichen (photosensing) Halbleiterzonen aufweist, die denselben Leitungstyp wie das Halbleitersubstrat besitzen und in dessen Oberflächenbereich ausgebildet sind, um Signalladungen entsprechend der empfangenen Lichtmenge zu erzeugen, daß die Ladungsspeicherelektrode aus einer Anzahl durchsichtiger Leiterschichten ausgebildet ist, die jeweils unter Isolierung auf einer entsprechenden Reihe der photoempfindlichen Halbleiterzonen angeordnet und gemeinsam an die Potentialdetektoreinheiten angeschlossen sind, und daß der Ladungsübertragungsbereich mehrere erste Ladungsübertragungsvorrichtungen, die jeweils parallel zu einer betreffenden der verschiedenen Leiterschichten angeordnet sind und Ladungen parallel zu den Leiterschichten zu übertragen vermögen, und eine zweite Ladungsübertragungsvorrichtung aufweist, welche Signalladungen von den ersten Ladungsübertragungsvorrichtungen in Parallelanordnung abnimmt und die Signalladungen in Reihenanordnung überträgt.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode mehrere Leiterschichten aufweist, die jeweils zwischen den einzelnen Leiterschichten angeordnet sind, welche gemeinsam die Ladungsspeicherelektrode und jede erste Ladungsübertragungsvorrichtung im Ladungsübertragungsbereich bilden und welche elektrisch miteinander verbunden sind.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialdetektoreinheiten eine erste Signalerzeugungsschaltung zur Lieferung eines Ausgangssignals entsprechend dem Potential der Ladungsspeicherelektrode, eine Komparatorschaltung zum Vergleichen eines Ausgangssignals von der Signalerzeugungsschaltung mit einem Bezugssignal und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wenn das Ausgangssignal der ersten Signalerzeugungsschaltung das Bezugssignal bzw. dessen Größe erreicht, und eine zweite Signalerzeugungsschaltung zur Anlegung eines Ausgangssignals an die Schaltereinrichtung sowie einer Ausgangsspannung an die Steuerelektrode in Abhängigkeit von einem von der Komparatorschaltung gelieferten Ausgangssignal aufweisen, um eine Verschiebung der Signalladungen vom Ladungserzeugungs- und -speicherbereich zum Ladungsübertragungsbereich zu ermöglichen.
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