DE3600253C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3600253C2 DE3600253C2 DE3600253A DE3600253A DE3600253C2 DE 3600253 C2 DE3600253 C2 DE 3600253C2 DE 3600253 A DE3600253 A DE 3600253A DE 3600253 A DE3600253 A DE 3600253A DE 3600253 C2 DE3600253 C2 DE 3600253C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- horizontal
- image sensor
- output
- zone
- pulses
- 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.)
- Expired
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 3
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 claims 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- KPGCIKDEXQALKK-UHFFFAOYSA-N 2-(4-azido-2-nitroanilino)ethyl phosphono hydrogen phosphate Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(=O)OCCNC1=CC=C(N=[N+]=[N-])C=C1[N+]([O-])=O KPGCIKDEXQALKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
-
- 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
- H04N25/745—Circuitry for generating timing or clock signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Festkörper-Bildsensor nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solcher Bildsensor ist aus der US-PS 43 60 833 bekannt.
Zweidimensionale CCD-Bildsensoren, die im Halbbild-Speicher
betrieb arbeiten, werden üblicherweise in Fernsehkameras
eingesetzt. Im Halbbild-Speicherbetrieb werden Signalladungs
übertragungen aus Photodioden für jedes Halbbild durchge
führt, um eine ineinandergreifende Abtastung zu errei
chen. Dieser Transfer von Signalladungen wird als Feld
verschiebung bezeichnet. Feldverschiebungs-Signalladungen
werden sequentiell von Vertikal-Transferregistern zu
für eine Horizontal-Ladungsübertragung vorgesehenen
Ladungskoppelabschnitten gesendet. Dieses Senden von
Signalladungen bezeichnet man als Zeilenverschiebung.
Die zeilenverschobenen Signalladungen werden durch die
Horizontal-Ladungsübertragung in ein Ausgangssignal des
Bildsensors umgesetzt.
Fig. 1 zeigt die typische Ausgestaltung von Elektroden
eines CCD-Bildsensors. Die Zeilenverschiebung erfordert
überlappte Abschnitte X zwischen der Elektrode 12 des
Vertikal-Transferregisters und der Elektrode 15 des
Horizontal-Transferregisters. Dies bedeutet, daß über
die überlappenden Abschnitte X zwischen der Elektrode 12
und der Elektrode 15 eine gewisse Kopplungskapazität
gebildet ist. Wenn demnach das Horizontal-Transferregister
während der Feldverschiebung arbeitet, wird das Potential
an der Elektrode 12 unvorteilhaft durch an die Elektrode
15 angelegte Horizontal-Treiberimpulse moduliert.
Wenn eine ineinandergreifende Abtastung erfolgt, ist
obwohl die Horizontal-Transferfrequenz einem gradzahligen
Vielfachen der Horizontal-Abtastfrequenz eines gerad
zahligen Halbbildes (Feldes) entspricht, die Horizontal-
Transferfrequenz nicht das geradzahlige Vielfache der
Horizontal-Abtastfrequenz eines ungeradzahligen Halb
bildes. Hieraus folgt: Da die Phasendifferenz zwischen
dem Feld-(Halbbild-)Verschiebungsimpuls und dem Horizon
tal-Treiberimpuls im ungeradzahligen Halbbild sich von
derjenigen unterscheidet, die man in einem geradzahligen
Halbbil erhält, erhält man Potentialänderungen im
Ausgangssignal des Bildsensors, wodurch ein flimmerndes
Bild entsteht.
Es hat sich gezeigt, daß solches Flimmern
dadurch beseitigt werden kann, daß der Betrieb des
Horizontal-Transferregisters in einem CCD-Bildsensor
vorübergehend gestoppt wird, wenn die Halbbild-Verschie
bung erfolgt. Obschon das Flimmern wirksam beseitigt
werden kann, wenn der Betrieb des Horizontal-Transfer
registers bei jeder Halbbild-Verschiebung vorübergehend
angehalten wird, entsteht ein weiteres ernsthaftes Pro
blem: Der Signalpegel des Bildsensor-Ausgangssignals
(Schwarzpegel des Videobilds), den man erhält, wenn das
Horizontal-Transferregister arbeitet, unterscheidet sich
von demjenigen, den man erhält, wenn der Betrieb des
Horizontal-Transferregisters vorübergehend angehalten
wird. Dies ist besonders dann ein schwerwiegendes Problem,
wenn die Empfindlichkeit der Fernsehkamera mit einem
CCD-Bildsensor der obenerläuterten Art groß ist.
Wenn außerdem das Horizontal-Transferregister die La
dungsübertragung durchführt, wenn eine Halbbild-Verschie
bung erfolgt, verschlechtert sich die Schärfe oder
Auflösung des erhaltenen Bildes in horizontaler Richtung,
weil von dem Vertikal-Transferregister gesendete Ladun
gen sich in unvorteilhafter Weise über verschiedene
Stufen des Horizontal-Transferregisters verstreuen. Um
eine derartig ungünstige Ladungsstreuung zu vermeiden,
wurde der Betrieb des Horizontal-Transferregisters ge
stoppt, wenn eine Halbbild-Verschiebung stattfand. Aller
dings fördert das Anhalten des Horizontal-Tranferregi
sters auch hier das Auftreten von Signalpegel-Differenzen.
Aus der DE-OS 34 12 861 ist eine rauscharme Schwarzpegel
bezugsschaltung für Bildaufnahmeeinrichtungen bekannt,
die für einen CCD-Bildwandler des Halbbildübertragungs
typs geeignet ist. Die bekannte Schwarzpegelbezugs
schaltung geht von einem Horizontalregister des CCD-
Bindwandlers aus, dessen Ausgangssignal mit Hilfe eines
potentialfreien (schwimmenden) Diffusionsgebietes eines
auf einem Halbleiterchip ausgebildeten Ladungs-/Spannungs-
Umsetzers abgenommen wird. Auf die letzte Horizontaltrans
ferelektrode des Horizontalregisters folgt eine mit einer
Gleichvorspannung beaufschlagte Elektrode, die den poten
tialfreien Diffusionsbereich überlappt, welcher als Source
elektrode eines Feldeffektelementes dient, das außerdem
mit einem Rückstellgate, zwei Gleichspannungsgates und
einer Rückstelldrainzone versehen ist. Die erwähnte mit
einer Gleichvorspannung beaufschlagte Elektrode dient
der Abschirmung des potentialfreien Diffusionsbereichs
gegenüber den an den Horizontaltransferelektroden auf
tretenden Taktsignalen. In ähnlicher Weise verhindern
die Gleichspannungsgates, daß das Rücksetztaktsignal
zum potentialfreien Diffusionsbereich gekoppelt wird.
Der potentialfreie Diffusionsbereich ist mit dem Gate
eines MOSFET verbunden, der Teil eines Pufferverstär
kers ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Festkörper-Bildsensor zu schaffen, dessen Ausgangs
signal für ein flimmerfreies Bild geeignet ist, während
Signalpegel-(Schwarzpegel-)Schwankungen vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene
Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er
findung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung schafft also einen Bildsensor, bei dem
das Horizontal-Transferregister eine Endstufen-Elektrode
besitzt, die unabhängig von den anderen Elekroden des
Registes ist. Um das Flimmern zu beseitigen, wird der
Betrieb des Horizontal-Transferregisters für eine gege
bene Zeitspanne, während der eine Feld-(Halbbild-)
Verschiebung stattfindet, angehalten. Die Endstufen-
Elektrode wird angesteuert von vorgegebenen, kontinuier
lichen Impulsen, selbst wenn der Betrieb des Horizontal-
Transferregisters während der Halbbild-Verschiebung
angehalten wird, um dadurch die Möglichkeit von Signal
pegel-(Schwarzpegel-)Schwankungen zu eliminieren.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine typische Elektrodenanordnung eines CCD-
Bildsensors;
Fig. 2 einen Teil des Horizontal-Transferregisters
eines CCD-Bildsensors gemäß einer Ausführungs
form der Erfindung;
Fig. 3A-3D Impulsdiagramme der Vertikal-Treiberimpulse
Φ V 1-Φ V 4 für den CCD-Bildsensor nach Fig. 1;
Fig. 3E-3F Impulsdiagramme der Horizontal-Treiberimpulse
Φ H 1-Φ H 2 für den Bildsensor nach Fig. 1;
Fig. 3G das Impulsdiagramm eines Horizontal-Transfer
freigabeimpulses HP;
Fig. 4A ein Impulsdiagramm des Horizontal-Transfer
freigabeimpulses HP, der in den Vertikal-
Treiberimpulsen Φ V 1-Φ V 4 enthalten ist;
Fig. 4B den mit dem Freigabeimpuls HP synchronisierten
Grundtaktimpuls CK;
Fig. 4C-4D vergrößerte Impulsdiagramme der Horizontal-
Treiberimpulse Φ H 1-Φ H 2 für die Ausführungs
form nach Fig. 2;
Fig. 4E ein vergrößertes Impulsdiagramm des Horizontal-
Treiberimpulses Φ H 3 für die Endstufen-Elektrode
37, angewendet in Verbindung mit den Impulsen
nach den Fig. 4C-4D für die Ausführungsform
nach Fig. 2;
Fig. 4F ein vergrößertes Impulsdiagramm eines Rück
setzimpulses Φ RS für die Ausführungsform nach
Fig. 2;
Fig. 4G ein vergrößertes Impulsdiagramm des Bild
sensor-Ausgangssignals OS für die Ausführungs
form nach Fig. 2;
Fig. 4H ein vergrößertes Impulsdiagramm des Bildsen
sor-Ausgangssignals, welches man bei einem
herkömmlichen Bildsensor erhält, und
Fig. 5 eine Schaltungsskizze des Signalgenerators
zum Erzeugen der in den Fig. 4C-4F dar
gestellten Impulse.
Es sei angenommen, ein zweidimensionaler CCD-Bildsensor
vom Zwischenzeilentyp mit 490 Bildelementen in vertikaler
und 400 Bildelementen in horizontaler Richtung sei Be
standteil einer Fernsehkamera der NTSC-Norm. Bei solchen
Fernsehkameras sind für den CCD-Bildsensor 245 Sätze von
Vertilkal-Transferregistern vorgesehen, so daß ein gleich
zeitiges Auslesen von Signalladungen aus 490 Photodioden
für jedes Halbbild möglich ist. Dieses Auslesen geschieht
derart, daß die Signalladungen aus zwei in vertikaler
Richtung benachbarten Photodioden einander aufaddiert
werden.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines zweidimensionalen CCD-
Bildsensors vom Zwischenzeilen-Übertragungstyp. Dieser
Bildsensor enthält 400 horizontale Bildelemente und 490
vertikale Bildelement. Diese Bildelemente bestehen aus
Photodioden PD oder dergleichen. Photodioden PD erhält
man dadurch, daß man N-Ionen in ein P-leitendes Halbleiter
substrat implantiert. In diesem Substrat werden 245
(=490/2) Vertikal-Transferregister (CCD-Schieberegister)
VR als vergrabene Kanäle durch Implantation von N-Ionen
gebildet. In ähnlicher Weise werden ein Horizontal-Transfer
register (CCD-Schieberegister) HR durch N-Ionen-Implanta
tion gebildet. Das aus den Vertikal- und Horizontal-
Registern gebildete P-Substrat wird von einer Isolier
schicht (SiO2-Schicht) bedeckt. Dann werden aus Poly
silizium bestehende Vertikal-Transferelektroden 11-14
und ebenfalls aus Polysilizium bestehende Horizontal-
Transferelektroden 15 und 16 über die Isolierschicht ober
halb der Vertikal- und Horizontal-Register VR und HR er
zeugt.
Die Vertikal-Transferelektoden 11-14 empfangen Verti
kal-Treiberimpulse Φ V 1-Φ V 4 (Fig. 3A-3D). Die Vertikal-
Transferelektroden 11 und 13 überlappen einen Teil jeder
der Photodioden PD. Eine solche teilweise Überlappung
jeder der Photodioden PD durch die Elektroden 11 und 13
wird für die Halbbild-Verschiebung benötigt. In einer Linie mit
dem jeweiligen Ende der Vertikal-Transferregister VR be
finden sich Horizontal-Transferelekroden 15, so daß jede
der Elektroden der Vertikal-Transferregister VR teilweise
von einer entsprechenden Horizontal-Transferelektrode
15 überlappt wird. Die Horizontal-Transferelektroden 15
befinden sich über der Horizontal-Transferelektrode 16,
und beide Horizontal-Transferelektroden 15 und 16 befinden
sich auf der Oberseite des Horizontal-Transferregisters
HR. Die Elektrode 15 empfängt Horizontal-Transferimpulse
Φ H 1 (Fig. 3E, 4C), und die Elektrode 16 empfängt Horizon
tal-Transferimpulse Φ H 2 (Fig. 3F, 4D).
Fig. 2 zeigt einen Teil des Horizontal-Transferregisters
eines CCD-Bildsensors gemäß einer Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung. Fig. 3A bis 3D zeigen Impulsdiagramme
der Vertikal-Treiberimpulse Φ V 1-Φ V 4, die bei dem
CCD-Bildsensor nach Fig. 1 verwendet werden. Fig. 3E bis
3F zeigen Impulsdiagramme der Horizontal-Treiberimpulse
Φ H 1 bis Φ H 2 für den CCD-Bildsensor nach Fig. 1. Fig. 4A
zeigt ein vergrößertes Impulsdiagramm des Horizontal-
Transferfreigabeimpulses HP, der in den Vertikal-Treiber
impulsen Φ V 1 bis Φ V 4 enthalten ist. Fig. 4B zeigt den
Grundtaktimpuls CK, der mit dem Horizontal-Transferfrei
gabeimpuls HP synchronisiert ist. Fig. 4C bis 4D zeigen
vergrößerte Impulsdiagramme von Horizontal-Treiberimpulsen
Φ H 1 bis Φ H 2, die für die Ausführungsform nach Fig. 2
verwendet werden. Fig. 4E zeigt eine vergrößerte Wellen
form des Horizontal-Treiberimpulses Φ H 3, der in Verbindung
mit den Impulsen Φ H 1 bis Φ H 2 nach Fig. 4C und 4D bei der
Ausführungsform nach Fig. 2 verwendet wird. Fig. 4F bis
4G zeigen vergrößerte Wellenformen des Rücksetzimpulses
Φ RS und des Bildsensor-Ausgangssignals OS der Ausführungs
form nach Fig. 2.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Horizon
tal-Transferelektroden 31 bis 36 auf einem Horizontal-
Transferregister (CCD-Schieberegister; HR in Fig. 1)
angeordnet. Das Horizontal-Transferregister ist in dem
Halbleitersubstrat 30 ausgebildet. Dieses Horizontal-
Transferregister wird von den Impulsen Φ H 1 und Φ H 2
(Fig. 4C-4D) im Zwei-Phasen-Betrieb angesteuert.
Der Endabschnitt des Horizontal-Transferregisters besitzt
eine Endstufen-Elektrode 37, die von dem Impuls Φ H 3
(Fig. 4E) angesteuert wird. Gemäß der Ausführungsform
nach Fig. 2 werden selbst während der Zeitspanne, in der
die Impulse Φ H 1 und Φ H 2 verschwinden (t 40-542, t 44-
t 46 in den Fig. 4C und 4D), die Impulse Φ H 3 (Fig. 4E)
dauernd an die Elektrode 37 angelegt. Dies ist ein Schlüs
selmerkmal der vorliegenden Erfindung.
In dem Substrat 30 ist in der Nähe der Stelle der Endstu
fen-Elektrode 37 eine schwimmende Diffusionszone 39
gebildet. Zwischen der Elektrode 37 und der Diffusionszone
39 befindet sich ein Ausganggate 38, welches mit einem
gegebenen Vorpotential EB vorgespannt wird. Die n--Zone
unterhalb der Elekrode 37 ist über eine parasitäre Kapa
zität 42 an die n-Diffusionszone 39 gekoppelt. Die Diffu
sionszone 39 ist über einen MOS-Transistor Q 11 an ein Rück
setzpotential (ER) gekoppelt. Das Gate von Q 11 empfängt
den Rücksetzimpuls Φ RS (Fig. 4F). Wenn der Impulse Φ RS an
das Gate von Q 11 gelegt wird, wird die Drain-Source-
Strecke von Q 11 leitend, so daß die Kapazität 40 der
Diffusionszone 39 mit dem Potential ER aufgeladen wird.
Auf diese Weise wird die Diffusionskapazität 40 durch den
Impuls Φ RS zurückgesetzt. Die Diffusionszone 39 ist auch
an das Gate des MOS-Transistors Q 12 gekoppelt. Der Drain
von Q 12 ist an die Spannungsversorgung EC angeschlossen.
Die Source von Q 12 ist über die Drain-Source-Strecke eines
MOS-Transistors Q 14, dessen Gate auf Masse liegt, auf
Masse geschaltet. Die Source von Q 12 ist an das
Gate eines MOS-Transistors Q 13 angeschlossen. Der Drain von
Q 13 ist an die Spannungsversorgung EC angeschlossen.
Die Source Q 13 ist über die Drain-Source-Strecke eines
MOS-Transistors Q 15, dessen Gate auf Masse liegt, an
Masse angeschlossen. Das Bildsensor-Ausgangssignal OS
(Fig. 4G) wird von der Source des Transistors Q 13 abge
geben. Die Transistoren Q 12 bis Q 15 bilden eine Source-
Folger-Schaltung, die als Impedanzwandler für die Diffu
sionskapazität 40 dient.
Wenn die Halbbild-Verschiebung und die Zeilen-Verschiebung
durchgeführt werden, wird, selbst wenn keine Impulse an
die Elektroden 31-36 gelegt werden (t 40- t 42, t 44-
t 46 in den Fig. 4C bis 4D) der Puls Φ H 3, dessen Wellen
form identisch oder ähnlich der Wellenform des Pulses
Φ H 1 ist, an die Endstufen-Elektrode 37 gelegt (t 40- t 42,
t 44- t 46 in Fig. 4E). Das Potential von Φ H 3 wird durch
die Serienschaltung der parasitären Kapazität 42 und der
schwimmenden Diffusionskapazität 40 geteilt, so daß ein
gewisser Teil des Potentials von Φ H 3 dem Bildsensor-
Ausgangssignal OS überlagert wird. Dann kann die während
der Zeitspanne der Halbbild-Verschiebung erhaltene Wellen
form des Ausgangssignals OS etwa so geformt werden, wie
sie während der Zeit außerhalb der Zeitspanne der Halb
bild-Verschiebung ist (Fig. 4G). Auf diese Weise wird
die Möglichkeit von Signalpegel-(Schwarzpegel-)Schwankun
gen des Ausgangssignals OS mit Hilfe der Ausführungsform
nach Fig. 2 eliminiert. Wenn jedoch die Elektroden 37 in
Verbindung mit dem Impuls Φ H 3 nicht verwendet wird, oder
wenn die Elekrode 37 von dem Impuls Φ H 1 angesteuert
wird, hat die Wellenform des Ausgangssignals OS den in
Fig. 4H gezeigten Verlauf. Liegt einer dieser Fälle vor,
werden im Ausgangssignal OS Signalpegel-(Schwarzpegel)-
Schwankungen verursacht.
Fig. 5 zeigt den Aufbau einer Schaltung des Signalgenera
tors, der die Impulse Φ H 1-Φ H 3 und Φ RS gemäß Fig. 4C
bis 4F erzeugt. Ein D-Flipflop (D-FF) 100 wird von dem
Taktimpuls CK (Fig. 4B) getaktet. Das Flipflop 100 wird
durch den Horizontal-Transferfreigabeimpuls HP (Fig. 4A)
gelöscht. Der Impuls P 100 vom Ausgang Q des Flipflops 100
wird an dessen Eingang D zurückgeführt. Der Impuls P 100
vom Ausgang Q des Flipflops FF 100 wird über einen
invertierenden Puffer 112 in den Impuls Φ H 1 umgesetzt
(Fig. 4C). Der Impuls P 101 wird über einen invertierenden
Puffer 111 in den Impuls Φ H 2 umgesetzt (Fig. 4D). Der
Impuls P 100 wird auf das NOR-Glied 102 gegeben. Dieses
Verknüpfungsglied empfängt außerdem von dem Ausgang Q
des D-Flipflops 104 den Impuls P 104, der über einen
invertierenden Puffer 116 in den Impuls Φ H 3 (Fig. 4E)
umgesetzt wird.
Der NOR-verknüpfte Ausgangsimpuls P 102 vom Gatter 102
wird an den D -Eingang des Flipflops 104 gelegt. Das
Flipflop 104 wird durch den Impuls CK getaktet. Der Impuls
P 104 wird an den D-Eingang des D-Flipflops 106 gelegt. Das
Flipflop 106 wird von dem Impuls P 108 getaktet, wobei die
ser Impuls P 108 durch Invertieren der Phase des Impulses
CK mittels eines Negators 108 gewonnen wird. Der Impuls
P 106 vom Q-Ausgang des Flipflops 106 wird auf ein
NAND-Glied 110 gegeben, welches außerdem von dem -Ausgang
des Flipflops 104 den Impuls P 105 empfängt. Der durch
NAND-Verknüpfung gewonnene Ausgangsimpuls P 110 des Gat
ters 110 wird von dem Negator 118 in den Impuls Φ RS
(Fig. 4F) umgesetzt.
Die obige Beschreibung zeigt klar, daß erfindungsgemäß
das Maß des Potential-Lecks von der Endstufen-Elektrode
über die parasitäre Kapazität 42 zur schwimmenden Diffu
sionszone 39 jederzeit im wesentlichen stabilisiert wer
den kann. Demzufolge ist die Möglichkeit für Schwarzpegel
schwankungen des Bildsensor-Ausgangssignals OS ausge
schaltet. Dies sowie die Realisierung daraus resultieren
der Vorteile sind außerdem durch einen kompakten Schal
tungsaufbau möglich. Das Vorhandensein lediglich einer
einfachen Elektrode (37), die durch einen kontinuierli
chen Impuls (Φ H 3) angesteuert wird, gewährleistet die
Lösung des erfindungsgemäßen Problems.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschrie
bene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise läßt
sich die Erfindung anwenden bei einem herkömmlichen CCD-
Bildsensor der Art, wie er von Kenji HORII u. a. beschrie
ben ist in "A New Configuration of CCD Imager with a
Very Low Smear Level-FIT-CCD Imager", IEEE TRANSACTIONS
ON ELECTRON DEVICES, ED-31, Nr. 7 (Juli 1984), Seiten
904 bis 906. Außerdem findet die Erfindung Andwendung bei
dem Modell "CCD211", einem Bildsensor der Firma
Fairchild Camera and Instrument Co., USA oder bei dem
Modell "SID52501" Silicon Image Device, hergestellt von
der Firma RCA Co., USA.
Die Erfindung läßt sich nicht nur einsetzen bei einem
zweidimensionalen CCD-Bildsensor vom Zwischenzeilentyp
mit Photo-Gattern und/oder Schiebe-Gattern, sondern außer
dem bei einem zweidimensionalen Vollbild-CCD-Sensor.
Selbstverständlich läßt sich ein Bildsensor, dessen
photoempfindliches Element durch MOS-Dioden gebildet
wird, zur Erreichung der erfindungsgemäßen Ziele ge
stalten. Außerdem läßt sich die Erfindung anwenden bei
einem zweidimensionalen MOS-Bildsensor mit X-Y-Adressie
rung.
Claims (5)
1. Festkörper-Bildsensor, der sowohl einen optischen
Bereich aus photoempfindlichen Elementen (PD), die Signal
ladungen liefern, welche ein von dem optischen Bereich
erfaßten Bild repräsentieren, als auch eine Registeranordnung
(VR, HR; 100-118) zum Übertragen der Signalladungen aus
den photoempfindlichen Elementen (PD) zu einer Ausgabezone
(39) des Bildsensors nach Maßgabe vorgegebener Impulse
(Φ V 1-Φ V 4; Φ H 1-Φ H 3) aufweist, wobei die Registeran
ordnung (VR, HR; 100-118) enthält:
eine Horizontalregisteranordnung (HR), die ein Bild sensor-Ausgangssignal (OS) liefert, welches das von dem optischen Bereich erfaßte Bild repräsentiert, und die Horizontal-Transferelektroden (31-36) aufweist;
eine erste Schaltungsanordnung (100, 112, 114), die den Horizontal-Transferelektroden (31-36) Horizontal- Treiberimpulse (Φ H 1, Φ H 2) zuführt, so daß eine Signal ladungs-Übertragung stattfindet, wobei die Horizontal- Treiberimpulse (Φ H 1, Φ H 2) einen Leerabschnitt (t 40- t 42 oder t 44-t 46 in Fig. 4) aufweisen, während der die Horizontal-Treiberimpulse (Φ H 1, Φ H 2) verschwinden;
dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontal registeranordnung (HR) außerdem eine Endstufen-Elektrode (37) unabhängig von den Horizontal-Transferelektroden (31-36) und angeordnet vor der Stelle der Ausgabezone (39), aus der das Bildsensor-Ausgangssignal (OS) erhalten wird, aufweist, und daß die Registeranordnung (VR, HR; 100-118) ferner eine zweite Schaltungsanordnung (102- 110, 116, 118) enthält, die der Endstufen-Elektrode (37) Endstufen-Treiberimpulse (Φ H 3) zuführt, welche sowohl dann, wenn die Horizontal-Treiberimpulse (Φ H 1, Φ H 2) er scheinen, als auch dann, wenn diese Impulse verschwinden, erzeugt werden.
eine Horizontalregisteranordnung (HR), die ein Bild sensor-Ausgangssignal (OS) liefert, welches das von dem optischen Bereich erfaßte Bild repräsentiert, und die Horizontal-Transferelektroden (31-36) aufweist;
eine erste Schaltungsanordnung (100, 112, 114), die den Horizontal-Transferelektroden (31-36) Horizontal- Treiberimpulse (Φ H 1, Φ H 2) zuführt, so daß eine Signal ladungs-Übertragung stattfindet, wobei die Horizontal- Treiberimpulse (Φ H 1, Φ H 2) einen Leerabschnitt (t 40- t 42 oder t 44-t 46 in Fig. 4) aufweisen, während der die Horizontal-Treiberimpulse (Φ H 1, Φ H 2) verschwinden;
dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontal registeranordnung (HR) außerdem eine Endstufen-Elektrode (37) unabhängig von den Horizontal-Transferelektroden (31-36) und angeordnet vor der Stelle der Ausgabezone (39), aus der das Bildsensor-Ausgangssignal (OS) erhalten wird, aufweist, und daß die Registeranordnung (VR, HR; 100-118) ferner eine zweite Schaltungsanordnung (102- 110, 116, 118) enthält, die der Endstufen-Elektrode (37) Endstufen-Treiberimpulse (Φ H 3) zuführt, welche sowohl dann, wenn die Horizontal-Treiberimpulse (Φ H 1, Φ H 2) er scheinen, als auch dann, wenn diese Impulse verschwinden, erzeugt werden.
2. Bildsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Horizontal-Registeranordnung (HR) eine
Ausgangsgatter-Elektrode (38) aufweist, die mit einem
gegebenen Vorpotential (EB) vorgespannt wird und zwi
schen der Endstufen-Elektrode (37) und der Ausgabezone
(39) angeordnet ist.
3. Bildsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Horizontal-Transferelektroden
(31-36) für Zonen eines ersten Leitungstyps (n-) in
einer Wanne eines ersten Leitungstyps (n), die in einem
Halbleitersubstrat (30) eines zweiten Leitungstyps (p)
ausgebildet ist, vorgesehen sind, daß die Ausgabezone
(39) eine weitere Zone vom ersten Leitungstyp (n) in
dem Halbleitersubstrat (30) des zweiten Leitungstyps
(p) ist, und daß die Endstufen-Elektrode (37) für eine
weitere Zone des ersten Leitungstyps (n) in der Wanne
des ersten Leitungstyps (n) zwischen der Stelle der Aus
gabezone (39) und derjenigen (36) der Horizontal-Transfer
elektroden (31-36) angeordnet ist, die der Stelle der
Ausgabezone (39) am nächsten liegt.
4. Bildsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausgabezone des
ersten Leitungstyps (n) und dem Halbleitertyp (30)
des zweiten Leitungstyps (p) eine Kapazität (40) gebildet
ist, wobei das an der Kapazität (40) erscheinende Poten
tial den Signalladungen entspricht, und daß der Ausgabe
zone (39) eine Einrichtung (Q 11) zum Vorladen der Kapa
zität (40) mit einem gegebenen Potential (ER) synchron
mit dem Endstufen-Treiberimpuls (Φ H 3) zugeordnet ist.
5. Bildsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Horizontal-Registeranordnung (HR) eine Puffer
einrichtung (Q 12-Q 15) zugeordnet ist, die an die Aus
gabezone (39) gekoppelt ist und auf das Potential an der
Kapazität (40) anspricht, um als Impedanzwandler für die
Kapazität (40) zu wirken.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60004368A JPH0754973B2 (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3600253A1 DE3600253A1 (de) | 1986-07-17 |
DE3600253C2 true DE3600253C2 (de) | 1987-06-25 |
Family
ID=11582427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863600253 Granted DE3600253A1 (de) | 1985-01-14 | 1986-01-08 | Festkoerper-bildsensor |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4680637A (de) |
JP (1) | JPH0754973B2 (de) |
DE (1) | DE3600253A1 (de) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0754973B2 (ja) * | 1985-01-14 | 1995-06-07 | 株式会社東芝 | 固体撮像素子の駆動方法 |
JPS639288A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-14 | Toshiba Corp | 固体撮像素子の駆動方法 |
JP2727584B2 (ja) * | 1988-09-20 | 1998-03-11 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
JP3100624B2 (ja) * | 1989-11-29 | 2000-10-16 | イーストマン コダック カンパニー | 各ピクセルに対して簡易電極構造を備えた非インターレースインターライン転送型ccdイメージセンサ |
US5298777A (en) * | 1991-02-12 | 1994-03-29 | Gold Star Electron Co., Ltd. | CCD image sensor of interlaced scanning type |
JPH0738077A (ja) * | 1993-07-23 | 1995-02-07 | Sony Corp | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像装置 |
JP2956544B2 (ja) * | 1995-09-13 | 1999-10-04 | 日本電気株式会社 | 電荷転送固体撮像装置及びその駆動方法 |
JP3183159B2 (ja) * | 1996-03-29 | 2001-07-03 | 日本電気株式会社 | 同期型dram |
JP3090092B2 (ja) * | 1997-07-01 | 2000-09-18 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
US7038723B1 (en) * | 1999-04-26 | 2006-05-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid state imaging device, method for driving the same and camera using the same |
US6514785B1 (en) * | 2000-06-09 | 2003-02-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | CMOS image sensor n-type pin-diode structure |
JP3693026B2 (ja) * | 2002-03-01 | 2005-09-07 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
JP4193877B2 (ja) * | 2006-06-06 | 2008-12-10 | ソニー株式会社 | 電荷転送装置及び固体撮像装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4245252A (en) * | 1976-08-19 | 1981-01-13 | Sony Corporation | Television camera having a character display |
JPS5437657A (en) * | 1977-08-31 | 1979-03-20 | Sony Corp | Charge transfer unit |
US4263623A (en) * | 1979-04-02 | 1981-04-21 | Eastman Kodak Company | Slow-frame video camera/recorder and image-sensing and signal processing device for use therewith |
JPS568968A (en) * | 1979-07-05 | 1981-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid-state image pickup unit |
JPS5671381A (en) * | 1979-11-15 | 1981-06-13 | Canon Inc | Solid-state image sensor |
JPS56119994A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-19 | Toshiba Corp | Driving method of charge-transfer device |
US4498105A (en) * | 1982-05-27 | 1985-02-05 | Rca Corporation | Field-transfer CCD imagers with reference-black-level generation capability |
US4549215A (en) * | 1983-04-07 | 1985-10-22 | Rca Corporation | Low noise black level reference for CCD imagers |
US4562475A (en) * | 1984-03-15 | 1985-12-31 | Rca Corporation | DC Restoration of synchronously detected CCD imager output signals |
JPH0754973B2 (ja) * | 1985-01-14 | 1995-06-07 | 株式会社東芝 | 固体撮像素子の駆動方法 |
-
1985
- 1985-01-14 JP JP60004368A patent/JPH0754973B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1985-12-30 US US06/814,376 patent/US4680637A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-01-08 DE DE19863600253 patent/DE3600253A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61163772A (ja) | 1986-07-24 |
JPH0754973B2 (ja) | 1995-06-07 |
US4680637A (en) | 1987-07-14 |
DE3600253A1 (de) | 1986-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3412861C2 (de) | ||
DE69020833T2 (de) | Ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung mit in einem Abbildungsteil horizontalen Ladungsübertragungsteilen. | |
DE2936703C2 (de) | ||
DE68915930T2 (de) | CCD-Bildsensor mit vertikaler Überlauf-Senke. | |
DE3446374C2 (de) | ||
DE3600253C2 (de) | ||
DE3530222A1 (de) | Ladungsuebertragungs-bildaufnahmevorrichtung des zwischenzeilen-typs | |
DE3854832T2 (de) | Halbleiterbildsensor mit mehrfachen horizontalen Transferabschnitten | |
DE3223809C2 (de) | Bildsensor | |
DE3416058C2 (de) | ||
DE3308182C2 (de) | Rauscharme CCD-Ausgangsschaltung | |
DE3120458A1 (de) | Festkoerper-bildsensoranordnung | |
DE69331357T2 (de) | Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung | |
DE2342684A1 (de) | Signaluebertragungssystem | |
DE3437561A1 (de) | Bildaufnahmevorrichtung | |
DE3006267A1 (de) | Festkoerper-abbildungsanordnung | |
DE3320706C2 (de) | ||
DE69508345T2 (de) | Ansteuerverfahren einer CCD Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und Videokamera nach dem Verfahren | |
DE4115227A1 (de) | Ccd-bildwandler | |
DE3335681C2 (de) | Bildaufnahmeeinrichtung mit einem CCD-Bildfühler | |
DE2939518C2 (de) | ||
DE3725004C2 (de) | Bildaufnahmeanordnung mit einem Feststoffbildaufnehmer und einem elektronischen Verschluß | |
DE60032283T2 (de) | Festkörperbildaufnahmevorrichtung | |
DE2248423A1 (de) | Ladungsuebertragungsschaltung | |
DE3874775T2 (de) | Halbleiterbildsensor. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |