DE3345238A1

DE3345238A1 - Festkoerper-bildaufnahmewandler

Info

Publication number: DE3345238A1
Application number: DE19833345238
Authority: DE
Inventors: Toyokazu Nagano Mizoguchi; Jun-Ichi Nishizawa; Sohbe Suzuki; Takashige Sendai Miyagi Tamamushi
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1982-12-14
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1984-06-14
Also published as: DE3345238C2; JPS59108463A; US4626916A

Description

PATENTANWÄLTE;* ^v f .* " - - - » dk.-ing. franz vuesthoff

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOeTZ "·'»'>"«»* wuestho» („.7-19,«)

DIPL.-ING. GERHARD PULS (l9$2-I97l)

EUROPEAN PATENTATTORNEYS dipl.-chem. dr. e. Freiherr von pechmann

DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

Olympus Optical Company Ltd., Tokyo D-8000 MÜNCHEN 90

Jun-ichi NISHIZAWA, Sendai City Schweigerstrasse2

TEtEFON: (089)6620 JI TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX! 524070

Beschreibun g^"⁵? 839 Festkörper-Bildaufnahmewandler

Die Erfindung bezieht sich auf einen Festkörper-Bildaufnahmewandler mit Verschlußfunktion aus Wandler-Elementen mit einem SIT (static induction Transistor) als Festkörper- Abbildungs- bzw. Bildelemente.

Bezüglich der allgemeinen Eigenschaften von SIT wird auf den Artikel "Static Induction Transistor Image Sensors" von Junichi Nishizawa et al, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.ED-26, No.12, Dec, 1979, S.1970-1977 verwiesen.

In der Vergangenheit hat ein Festkörper-Bildaufnahmewandler weite Verbreitung gefunden, dessen Bildelemente eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD) oder einen MOS-Transistor aufweisen. Zur Zeit wird versucht, diese Elemente durch SIT-Elemente zu ersetzen.

Beispielsweise zeigt Fig. 1 die Schaltung eines Festkörper-Bildaufnahmewandlers, der von einer Vielzahl von SIT-Elementen mit isolierter Gate-Elektrode gebildet wird, die in Matrixform angeordnet sind. Fig. 2 zeigt ein Impuls/Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der SIT-Elemente mit isolierter Gate-Elektrode, die in der in

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Fig. 1 gezeigten^-Matrix^-angeprunet: sind. Die jeweiligen SIT-Elemente 1-1.1, 1-1.2, ... 1-2.1, 1-2.2, ... bestehen aus η-Kanal SIT-Elementen, die normalerweise nicht leitend sind, und bilden ein Bildelement bzw. -zelle (auch Wandlerzelle oder Wandler-Bildelement genannt). Jedes Bildelement empfängt das auftreffende Licht und erzeugt Videosignal-Ausgangssignale, die von einem XY-Adreßsystem ausgelesen werden. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, haben die jeweiligen SIT-Elemente 1-1.1, 1-1.2, ..., 1-2.1, 1-2.2, Source-Elektroden, die mit den jeweiligen vertikalen Abtastleitungen 2-1, 2-2, ... verbunden sind, Drain-Elektroden, die mit einer Referenzspannungsquelle (bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Bezugsspannung) verbunden sind, und Gate-Elektroden, die mit den jeweiligen horizontalen Abtastleitungen 3-1, 3-2, ... verbunden sind. Die horizontalen Abtastleitungen 3-1» 3-2, ... werden nacheinander durch Signale <j>G-|, OG2, ··· angewählt, die von einem nichtgezeigten Horizontalregister erzeugt werden. Die vertikalen Abtastleitungen 2-1, 2-2, ... werden nacheinander durch entsprechende Leitungs-Wählschalter 4-1, 4-2, ... ausgewählt und mit einer Signal-Ausleseleitung 5 verbunden; die Leitungs-Wählschalter 4-1, 4-2, ... werden durch Signale <j>S-], §$2> ··· leitend geschaltet, die während einer ausgewählten Periode einer horizontalen Abtastleitung von einem nichtgezeigten Vertikalregister erzeugt werden.

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!

Wenn das Signal öS-], dejssen Dauer gleich einer Zeilenabtastperiode (Fig. 2a) ist, an den Leitungs-Wählschalter 4-1 der vertikalen Abtastleitung 2-1 von dem Vertikalregister angelegt wird, wird der Leitungs-Wählschalter 4-1 leitend und die Source- und Drainelektroden der entsprechenden SIT-Elemente 1-1.1, 1-1.2, ..., die den jeweiligen Bildelementen in Horizontalrichtung entsprechen, werden während einer Zeilenabtastperiode mit einer bestimmten Spannung vorgespannt. Wenn in diesem Zustand das in Fig. 2c gezeigte Signal d>G -j an die horizontale Abtastleitung 3-1 von dem Horizontalregister angelegt wird,

wird das SIT-Elemenv 1-1.1 "a'viagewählt;' so daß ein Strom, der äquivalent zu der durch das Licht hervorgerufenen Ladung ist, die in der Gate-Kapazität Cg des SIT-Elements 1-1.1 gespeichert ist, und eine Größe entsprechend der einfallenden Lichtmenge hat, durch einen Lastwiderstand 7, den Transistorschalter 4-1 und das SIT-Element 1-1.1 von einer Energiequelle 6 fließt. Infolge hiervon liegt ein variabler Anteil des Spannungsabfalls, der am Lastwiderstand 7 erzeugt wird, an einem Ausgangsanschluß 8 als Ausgangsspannung entsprechend der auf das SIT-Element 1-1.1 einfallenden Lichtmenge an. Auf diese Weise wird, nachdem die den auftreffenden Lichtmengen entsprechenden Ausgangssignale mittels der vertikalen Abtastleitung 2-1 nacheinander aus den entsprechenden SIT-Elementen 1-1.1, 1-2.2, ... ausgelesen worden sind, die folgende vertikale Abtastleitung 2-2 mittels des in Fig. 2b gezeigten Signals iS₂ des Vertikalregisters ausgewählt, so daß die von dem Horizontalregister erzeugten Signale <|>G-|, d>G₂, ... (Fig. 2c und 2d) die entsprechenden SIT-Elemente 1-2.1, 1-2.2, ... treiben, deren Source- und Drainelektroden durch die vertikale Abtastleitung 2-2 in gleicher Weise wie vorstehend erläutert vorgespannt sind und deren Ausgangssignale nacheinander ausgelesen werden. Diese Vorgänge werden nacheinander wiederholt, so daß das gewünschte Bildaufnahme-Ausgangssignal erhalten wird.

Bei dem. vorstehend beschriebenen bekannten Festkörper-Bildaufnahmewandler kann das Auslesen des Signals und das Rücksetzen des Signals gleichzeitig für die entsprechenden SIT-Elemente, die die Bildelemente bilden, durchgeführt werden, so daß lediglich eine Verschlußgeschwindigkeit mit bestimmter Dauer erhalten werden kann, die durch die Abtastperiode von dem Zeitpunkt, an dem das SIT-Element 1-1.1 gewählt wird, bis zu dem Zeitpunkt bestimmt ist, an dem das gleiche SIT-Element 1-1.1 erneut gewählt wird. Unter der Voraussetzung, daß beispielsweise der Leitungs-Wahlschalter 4-1 durch das Signal iS·) leitend ist, so daß

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die Spannung de"r* Energiequelle* 6°* an der vertikalen Abtastleitung 2-1 anliegt, wenn das Signal 0G₁ an der horizontalen Abtastleitung 3-1 anliegt, wird ein Teil der Ladung, die in der Gate-Kapazität Cg entsprechend der einfallenden Lichtmenge für das andere SIT-Element 1-2.1 gespeichert ist, das nicht von der horizontalen Abtastleitung 3-1 angewählt ist, durch dessen Source-Elektrode entladen.

Bei einem Fernseh-Bildaufnahmesystem sind SIT-Elemente in etwa 500 Zeilen angeordnet, so daß die durch die Ladung erzeugte Lichtmenge um ca. 20 bis 30% gegenüber der ursprünglichen Ladungssignalmenge abnimmt. Diese Abnahme kann nicht ignoriert werden und führt zu einem ungleichmäßigen oder verschmierten Bild.

Bei dem vorstehend beschriebenen Festkörper-Bildaufnahmewandler sind die SIT-Elemente, von denen jedes eine Bildzelle bildet, in einer Matrix angeordnet und können lediglich gemeinsam rückgesetzt werden, nachdem die Signale für das gesamte Bild ausgelesen worden sind. Zur Erhöhung der Verschlußgeschwindigkeit muß ein äußerer mechanischer Verschluß als Belichtungs-Steuerverschluß vorgesehen werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, di

e vorstehend beschriebenen

Nachteile der herkömmlichen Festkörper-Bildaufnahmewandler zu beseitigen und einen Wandler mit einer elektronischen Verschlußfunktion zu schaffen, der in der Lage ist, ein Bild mit hoher Empfindlichkeit und Qualität dadurch aufzunehmen, daß SIT-Bildsensoren verwendet werden, die aus SIT-Elementen als Bildzellen bestehen.

Eine diese Aufgabe lösender Bildaufnahmewandler ist mit seinen Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß werden die Auslese-Signalimpulse an die Gate-Signalleitung angelegt, wobei die Licht-Ausgangssignale aus den SIT-Elementen der gleichen Gate-Signalleitung gleichzeitig ausgelesen werden. Die derart ausgelesenen Aus-

gangssignale werden—gleichz'ettTg iff dem Schieberegister gespeichert und in Zeitseriensignale während der Zeitdauer bis zu den nächsten Lichtausgangssignalen umgesetzt, die ebenfalls gleichzeitig von den SIT-Elementen der nächsten Gate-Signalleitung ausgelesen werden. Hierdurch erhält man Videosignale, so daß keine Auslese-Signalimpulse an die SIT-EIemente angelegt werden, auf die nicht zugegriffen werden soll Deshalb tritt eine Abnahme der gespeicherten Ladung in den Zellen, auf die nicht zugegriffen wird, im Gegensatz zu herkömmlichen Wandlern nicht auf, so daß die Bildqualität durch das Bildaufnahme-Ausgangssignal verbessert werden kann. Darü berhinaus ist es sehr einfach, die in den SIT-Elementen gespeicherten Ladungen zu dem Zeitpunkt einer Gate-Signalleitung-Einheit (eine Leitung) rückzusetzen und eine Bildaufnahme mit einem Zeilensprungsystem zu erhalten, wenn SIT-EIe mente als Bildelemente verwendet werden, so daß ein Festkörper-Bildaufnahmewandler mit Verschlußfunktion mit hoher Empfindlichkeit und Bildqualität erhalten wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt:

Fig. 3 einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels des Festkörper-Bildaufnahmewandlers,

Fig. 4 ein Impuls/Zeit-Diagramm der verschiedenen Signale des in Fig. 3 gezeigten Wandlers,

Fig. 5 einen Schaltplan eines weiteren Ausführungsbeispiels des Festkörper-Bildaufnahmewandlers, und

Fig. 6 einen Querschnitt zur Erläuterung des Aufbaus eines Bildsensors aus SIT-Elementen der Wandler.

Wie bekannt ist, haben die SIT-Elemente eine hohe Lichtempfindlichkeit und ein hervorragendes Integrationsvermögen.

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Die Erfindung verwe'n'det einen" 'S'lT-B'i ld sensor,' der dadurch entsteht, daß derartige SIT-Elemente, von denen jedes ein Einzelelement für eine Bildzelle bzw. ein Bildelement bildet, in Matrixform angeordnet werden.

In Fig. 3 sind mit den Bezugszeichen 1-1.1 bis 1-1.η SIT-Elemente bezeichnet, die einen Kondensator bzw. eine Kapazität Cg haben, die mit den entsprechenden Signalspeicher-Gate-Elektroden verbunden ist. Die SIT-Elemente sind in einer Matrix angeordnet und haben Gate-Elektroden, die über entsprechende Kondensatoren Cg mit Gate-Signalleitungen 2-1 bis 2-n verbunden sind, während ihre Drain-Elektroden mit entsprechenden Signal-Ausleseleitungen 3-1 bis>3-n verbunden sind. Die Gate-Signalleitungen 2-1 bis 2-n sind mit einem Vertikal-Schieberegister 9 verbunden. Die Gate-Signalleitungen 2-1 bis 2-n sind mit einem Vertikal-Schieberegister 9 verbunden. Die entsprechenden Signal-Ausleseleitungen 3-1 bis 3-n sind über in Serie geschaltete Ausleseleitung-Steuerschaltelemente 4-1 bis 4-n und Schaltelemente 5-1 bis 5-n mit Entnahme Gate-Elektrode mit der entsprechenden Registereinheit eines Schieberegisters verbunden, beispielsweise einem Schieberegister 6 (im Folgenden als CCD-Schieberegister bezeichnet), das Ladungsübertragungseinrichtungen verwendet, die von Transferimpulsen O₁ und 02 betrieben werden. Mit 7-1 bis 7-n sind Lasttransistoren zum Anlegen einer Vorspannung Vs an die entsprechenden SIT-Elemente bezeichnet, wenn die Steuerschaltelemente 4-1 bis 4-n für die Ausleseleitung durch ein Steuersignal LC leitend gemacht werden.

Im Folgenden soll angenommen werden, daß bei dem vorstehend beschriebenen Wandler Rücksetzsignal-Impulse mit einem Potential größer als O V (mit Gr in Fig. 4 bezeichnet) an die Gate-Signalleitung 2-1 angelegt sind. In diesem Fall nimmt die Signalspeicher-Gate-Elektrode aller SIT-Elemente 1-1.1 bis 1-1.n, die mit der Gate-Signalleitung 2-1 verbunden sind, positives Potential an. Hierdurch wird der PN-Übergang zwi-

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sehen der Gate- und"äei* Soürce'-Elefc'trode des SIT-Elements in Vorwärtsrichtung vorgespannt, so daß die in den Signalspeicher-Gate-Elektroden gespeicherten Ladungen abfließen können, so daß die an der Signalspeicher-Gate-Elektrode anliegende Spannung einen konstanten Wert annimmt, der durch die Kapazität der Elektrode bestimmt wird. Die jeweiligen Steuerschaltelemente 4-1 bis 4-n für die Ausleseleitung empfangen während einer Zeitdauer, während der mindestens Rücksetzsignal-Impulse Gr an den Gate-Signalleitungen 2-1 bis 2-n angelegt sind, Steuersignale LC (Fig. 4c), die die Signal-Ausleseleitungen 3-1 bis 3-n abschalten. Deshalb wird das Potential der Signal-Ausleseleitungen 3-1 bis 3-n während der Zeit, in der die Rücksetzsignal-Impulse Gr an der Gate-Signalleitung 2-1 anliegen, schwebend, so daß die Signale, die durch die Rücksetzsignal-Impulse Gr aus den Signalspeicher-Gate-Elektroden der entsprechenden SIT-Elemente, die mit den Gate-Signalleitungen 2-1 verbunden sind, ausgelesen werden, ohne daß sie an dem Schieberegister 6 anliegen, so daß die entsprechenden SIT-Elemente sicher rückgestellt werden.

Wenn nach einer Zeit T ein Auslesesignal-Impuls Rs an der Gate-Signalleitung 2-1 anliegt, ergibt sich die Spannung der Signalspeicher-Gate-Elektrode der SIT-Elemente, die mit der Gate-Signalleitung 2-1 verbunden sind, als Summe der Spannung, die durch die Ladung hervorgerufen wird, die in dem PN-Übergang einer Photodiode, die in der Signalspeicher-Gate-Elektrode gebildet wird, während der Zeit T gespeichert wird, und der Spannung des angelegten Auslesesignal-Impulses, so daß die entsprechenden SIT-Elemente durchgeschaltet werden und damit Lichtsignale aufgrund der entsprechend dem Lichteingangssignal gespeicherten Ladung gleichzeitig aus den entsprechenden SIT-Elementen ausgelesen werden können. In diesem Falle werden die Steuerschaltelemente 4-1 bis 4-n für die Ausleseleitung, die die entsprechenden Signalausleseleitungen 3-1 bis 3-n ein- bzw. ausschalten, durchgeschaltet.

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Die entsprechenden'Schaltelemente 5-1*bis 5-n für die Entnahme Gate-Elektroden sind so aufgebaut, daß Impulse mit der gleichen Impulsdauer synchron zu den Auslesesignal-Impulsen (Fig. 4d) als Steuersignal SG angelegt werden, wodurch sie gleichzeitig durchgeschaltet werden, so daß die Ausgangssignale der jeweiligen SIT-Elemente, die mit derselben Gate-Signalleitung verbunden sind, beispielsweise der Leitung 2-1, gleichzeitig an die entsprechenden Registereinheiten des Schieberegisters 6 angelegt werden. Fig. Me zeigt ein Bildsignal S einer horizontalen Abtastleitung (entsprechend der Gate-Signalleitung), das gleichzeitig an das Schieberegister 6 angelegt wird.

Der vorstehend beschriebene Vorgang wird während einer Feldperiode für die gleiche Gate-Signalleitung ausgeführt, so daß die Rücksetzsignal-Impulse Gr, Gr' einer horizontalen Abtastperiode H und die Auslesesignal-Impulse Rs, Rs¹ nacheinander an die entsprechenden Gate-Signalleitungen 2-1 bis 2-n angelegt werden; hierdurch kann ein gleichzeitiges Auslesen der Lichtausgangssignale der SIT-Elemente, die mit der gleichen Gate-Signalleitung verbunden sind, in der Zeitdauer 1H (in Fig. 4e S', S", ...) für jede Gate-Signalleitung sukzessive durchgeführt werden. Die derart ausgelesenen Bildsignale werden gleichzeitig in den entsprechenden Registereinheiten des CCD-Schieberegisters 6 gespeichert. Während einer 1H-Zeitdauer vor dem Auslesen der Ausgangssignale der SIT-Elemente, die mit der folgenden Gate-Signalleitung, beispielsweise 2-2 verbunden sind, werden die gespeicherten Bildsignale vollständig zu der Ausgangsseite durch Taktimpulse <j>i, <j>2 verschoben und in ein zeitserielles Signal So umgesetzt, das als Video-Ausgangssignal an einem Ausgangsanschluß 8 ansteht. Dabei wird angenommen, daß die Taktimpulse (j»1 und <i>2 mit den Auslesesignal-Impulsen Rs und Rs¹ synchronisiert sind.

In gleicher Weise werden die jeweiligen Gate-Signalleitungen

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2-1 bis 2-n und die"*Signal-AüsIesel"eiVungen 3-1 bis 3-n nach einander eingeschaltet, so daß am Video-Ausgangsanschluß 8 ein Videosignal So (Fig. 4f) für ein vollständiges Bild ansteht. Das Videosignal So wird dabei dadurch erhalten, daß eine Belichtung mit der in Fig. 4a angegebenen Zeit T ausgeführt wird. Diese Belichtungszeit T, d.h. die Verschlußzeit bzw. Verschlußgeschwindigkeit kann nach Wunsch dadurch in jeder horizontalen Abtastperiode H dadurch eingestellt werden, daß der Zeitpunkt der Rücksetzsignal-Impulse Gr und Gr' geändert wird.

In den Fig. 4a und 4b bezeichnet γ k eine ausgewählte Gate-Signalleitung und -γ k+1 die nächste Gate-Signalleitung, die auf die ijik n-te Gate-Signalleitung folgt.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Festkörper-Bildaufnahmewandler, bei dem eine Zeilensprungabtastung unter Verwendung des in Fig. 3 gezeigten Wandlers ausgeführt werden kann. Dabei tragen entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen. Der grundlegende Aufbau dieses Ausführungsbeispiels gleicht dem des in Fig. 3 gezeigten Wandlers mit der Ausnahme, daß die Rücksetzsignal-Impulse Gr, Gr¹ und die Auslesesignal-Irapulse Rs, Rs¹ (siehe Fig. 4), die an die entsprechenden Gate-Signalleitungen 2-1 bis 2-n von einem Vertikal-Abtastregister 9 angelegt werden, alternierend an Gate-Signalleitungen 2-1, 2-3 > -·· mit ungerader Nummer und Gate-Signalleitungen 2-2, 2-4, ... mit gerader Nummer während einer Feldperiode durch Schaltelemente 10-1 bis 10-n zur Leitun,gsumschaltung angelegt werden, die durch Steuersignale (J)F ein- und ausgeschaltet werden. Das Signal oF nimmt alternierend in jeder Feldperiode den Pegel "1" bzw. "0" an.

Die Steuersignale §F, die den Pegel "1" bei ungeradem und den Pegel "0" bei geradem an den Eingangsanschluß 11 angelegten Feld haben, sind in zwei Teile geteilt. Die eine Hälf

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te der Steuersignale* if schäite't d'i'e Schaltelemente 10-1, 10-3, ... mit ungerader Nummer während der ungerade numerierten Feldperioden durch, so daß nacheinander die Treibersignale Gr und Rs an den Gate-Signalleitungen 2-1, 2-3, ··· mit ungerader Nummer anliegen. Die andere Hälfte der Steuersignale oF wird an die Schaltelemente 10-2, 10-4 zum Durchschalten der Leitungen mit gerader Nummer über eine Inverterschaltung 12 angelegt und schaltet die Schaltelemente 10-2, TO-4, ... während der Feldperioden mit gerader Nummer durch, so daß nacheinander Rücksetzsignal-Impulse Gr und Auslesesignal-Impulse Rs an die Gate-Signalleitungen 2-2, 2-4, ... mit gerader Nummer von dem Vertikal-Abtastregister 9 angelegt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Beziehung zwischen dem Rücksetzvorgang und dem Signalauslesevorgang die gleiche wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß die entsprechenden Bildaufnahme-Ausgangssignale während gerade bzw. ungerade numerierten Feldperioden durch Zeilensprungabtastung erhalten werden, so daft auf eine Erklärung verzichtet werden kann. Auf diese Weise können am Video-Ausgangsanschluß 8 Videosignale bestehend aus geraden und ungeraden Feldsignalen erhalten werden.

Um Videosignale für Fernseh-Standardsysteme zu erhalten, ist es notwendig, die folgenden numerischen Werte zu verwenden: 490 oder mehr vertikale Bildelemente, 400 bis 700 horizontale Elemente, eine Impulsperiode für Φθ von 1H=63,5 usec, die nacheinander an die entsprechenden Gate-Signalleitungen 2-1 bis 2-n angelegt werden {4G ist ein Gattungsname für die Rücksetzsignal-Impulse Gr, Gr¹, ... und die Auslesesignal-Impulse Rs, Rs¹, ...), sowie eine Impulsdauer von ca. 100 nsec und eine Impulsfrequenz von 6 MHz bis 10 MHz für die Treiberimpulse <j>-|, j>₂ ^des CCD-Schieberegisters 6 in Verbindung mit den horizontalen Bildelementen. Wenn die Auslesesignal-Impulse Rs und die Rücksetzsignal-Impulse Gr konti-

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nuierlich an dieselbe Gate-5i"gnalleitung angelegt werden, ist die Speicherzeit für die aufgrund des Lichts hervorgerufene Ladung des SIT-Elements, das jeweils ein Bildelement bildet, 1V=33,3 msec, so daß Laufbilder mit 30 Bildern pro Sekunde aufgenommen werden können.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt eines Bildaufnahmesensors mit SIT-Elementen, der den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Festkörper-Bildaufnahmewandler verwendet.

In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 13 ein Siliziumsubstrat, auf dem ein SIT-Element 1, ein η-Kanal MOS-Transistor 4, der das Steuerschaltelement für eine Ausleseleitung bildet, ein CCD-Element 5, das das Schaltelement für die Entnahme Gate-Elektrode bildet, und ein CCD-Schieberegister 6 einteilig ausgebildet sind. Mit dem Bezugszeichen 14 ist in Fig. 6 eine SIT-Signalspeicher-Gate-Elektrode bezeichnet, während 15 eine SIT-Source-Elektrode, 16 ein isoliertes Gate des SIT-Elements, 17 eine SIT-Drain-Elektrode und 18, 19 und 20 Source-Gate- bzw. Drain-Elektroden des MOS-Transistors 4 bezeichnen; 21 ist ein Abschirmwiderstand. Der Abschirmwiderstand 21 und der Lastwiderstand 7 sind mit einer Spannungsversorgungsquelle Vs verbunden. Mit 22 ist ein Eingangsanschluß für ein Steuersignal LC für eine Signalausleseleitung bezeichnet, während 23 einen Eingangsanschluß für das Auslese-Steuersignal SG, 24 einen Eingangsanschluß für den Treiber-Taktimpuls des CCD-Schieberegisters 6 und 25 einen Verbindungsanschluß für eine Gate-Signalleitung bezeichnen.

Bei den in den Fig. 3 und 5 gezeigten Ausführungsbeispielen werden CCD-Elemente als Schieberegister 6 verwendet; das CCD-Schieberegister 6 kann jedoch durch einen Aufbau ersetzt werden, bei dem die entsprechenden Signal-Ausleseleitungen 3-1 bis 3-n mit Kondensatoren versehen sind, die die ausgelesenen Signale halten; diese Kondensatoren werden nacheinander mittels Transistoren abgetastet, die durch ein weiteres digita-

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les Schieberegister betätigt werden, wodurch die in Fig. Hf gezeigten zeitseriellen Signale erhalten werden.

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DIPL.-1NG. GFRHAKD PUlS (1952-1971)

EUROPEAN PATENTATTORNEYS uipl.-cmi m. dr. f. frf inr rr von pech.

DR.-ING. DIETER BEHRENS

DIP1..-INC.; DIPL.-TIRTSCH.-ING. RUPERT

D-8000 MÜNCHEN 90 Olympus Optical, Tokyo /. schvc-i-igf.rstrassf^

Jun-ichi NISHIZAWA, Sendai City telefon: (os_y)66 20 j.

TELEGRAMM: PROTECTrATENT TELEX: J 24 070

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-Ansprüche

\\J Festkörper-Bildaufnahraewandler mit einer Vielzahl von Bild- bzw. Wandlerelementen aus jeweils einem SIT (staticinduction transistor), die in Form einer Matrix angeordnet sind, einer Einrichtung, die gleichzeitig Gate-Signale an die Bildelemente in der jeweiligen Reihe der Matrix anliegt, einer Einrichtung, die Gate-Signale erzeugt und die Einrichtung zum Anlegen der Gate-Signale abtastet, einer Einrichtung, die die in den Bildelementen, die in der jeweiligen Spalte der Matrix angeordnet sind, gespeicherten Lichtsignale ausliest,

gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6), die gleichzeitig und zeitweise die in den Elementen jeweils der gleichen Reihe gespeicherten Lichtsignale speichert und sie in zeitserielle Signale umsetzt, und eine Einrichtung (4, 5) die mit der Signalausleseeinrichtung (3) und der Einrichtung zum zeitweisen Speichern (6) zur Steuerung der Verbindung zwischen diesen Einrichtungen verbunden ist.
2. Wandler nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anlegen eines Gate-Signals aus einer Vielzahl von Gate-Signalleitungen (2) besteht.
3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet , daß die· Einrichtung

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zum Signalauslesen aus einer Vielzahl von Signal-Ausleseleitungen (3) besteht.
4. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die ein Gate-Signal erzeugt, ein Vertikal-Abtastregister (9) ist.
5. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die die Signale zeitweise speichert und umwandelt, ein Schie beregister (6) mit einer Vielzahl von Registereinheiten ist.
6. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Vielzahl von Leitungs-Steuerschaltelementen (4), die durchgeschaltet sein können oder sperren, sowie eine Vielzahl von Schaltelementen (5) mit Entnahme aus der Gate-Elektrode aufweist, die durchgeschaltet sein können oder sperren können, und daß jeweils ein Leitungs-Steuerschaltelement (4) und ein Schaltelement (5) mit Gate-Elektrodenentnahme zwischen die entsprechenden Signal-Ausleseleitungen (3) und das Schieberegister (6) geschaltet ist.
7. Wandler nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Auslesesignal-Impulse und die Steuersignale zum Steuern der Schaltelemente mit Taktimpulsen zum Betreiben des Schieberegisters (6) synchronisiert sind, und daß die Signale der Wandlerelemente einer Reihe, die in dem Schieberegister gespeichert sind, verschoben werden, bevor die Auslesesignal-Impulse an die nächste Gate-Signalleitung (2) angelegt werden, um so die Speicherung der Eingangssignale vorzubereiten, die gleichzeitig durch Anlegen der Auslesesignale an die nächste Gate-Signalleitung ausgelesen werden.

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8. Wandler nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gate-Signalleitungen mit ungerader Nummer und die Gate-Signalleitungen mit gerader Nummer alternierend in Verknüpfung mit der Feldperiode angesteuert werden, und daß die Bildsignale, die den gespeicherten Ladungen gemäß dem Lichteingangssignal entsprechen, gleichzeitig aus den SIT-Elementen (1) auf den Gate-Signalleitungen (2) ausgelesen werden, die nacheinander mit einer Zeilenperiode ausgewählt werden, um ein Video-Ausgangssignal mit Zeilensprung zu erhalten.

ν 9- Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Rücksetzsignal-Impulse, die ein ausreichendes positives Potential zum Durchschalten des PN-übergangs zwischen der Gate- und der Drain-Elektrode des SIT-Elements in Vorwärtsrichtung haben und deren Zeitpunkt vor dem Zeitpunkt des Auslesesignal-Impulses liegt, an die entsprechenden Gate-Signalleitungen angelegt werden, um einen Auslesevorgang nach dem Verstreichen einer Zeitspanne entsprechend der gewünschten Belichtungszeit zu ermöglichen, so daß nacheinander die gespeicherten Ladungen der SIT-Elemente jeder Gate-Signalleitung rückgesetzt werden und die Belichtungszeit voni dem Zeitpunkt des Rücksetzvorgangs bis zu dem Zeitpunkt dies Auslesevorgangs nach Wunsch für jeden Leitungszeitpujnkt durch Ändern des Rücksetzzeitpunkts eingestellt werdjen kann.