DE69512863T2

DE69512863T2 - Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und Ansteuerverfahren dafür

Info

Publication number: DE69512863T2
Application number: DE69512863T
Authority: DE
Inventors: Hideki Takahasi; Tohru Watanabe
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1995-11-08
Publication date: 2000-04-20
Anticipated expiration: 2015-11-09
Also published as: KR100347507B1; US6288744B1; KR960020386A; EP0712238A1; DE69512863D1; EP0712238B1

Description

Die Erfindung betrifft eine zweidimensionale Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung, bei der eine Vielzahl von Pixeln in der Gestalt einer Matrix angeordnet sind, und ein Verfahren zum Treiben solch einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung.
Eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, ein sog. Bereichssensor, wird für ein Bilderzeugungsgerät, wie beispielsweise eine Videokamera, verwendet und enthält eine Vielzahl von Pixeln, die in Gestalt einer Matrix angeordnet sind. Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung liest Informationsladungen, die Informationen angeben, welche durch die jeweiligen Pixel vermittels einer fotoelektrischen Umsetzung erzeugt werden, in einer vorbestimmten Reihenfolge über eine Vielzahl von Schieberegistern aus.
Gemäß Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen umfaßt eine CCD- Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vom Bildübertragungstyp eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten vertikalen Schieberegistern 1 und ein horizontales Schieberegister 2. Jedes der vertikalen Schieberegister 1 enthält einen Bildaufnahmeabschnitt und einen Speicherabschnitt, die ausgerichtet sind. Das horizontale Schieberegister 2 ist an den Außenseiten der jeweiligen vertikalen Schieberegister 1 gelegen.
Jeder Bildaufnahmeabschnitt enthält eine Vielzahl von. Pixeln, die durch elektrisches Aufteilen jedes Schieberegisters 1 gebildet sind. Im Ansprechen auf einen Bildübertragungstaktimpuls FS werden Informationsladungen, die durch Pixel erzeugt wurden, von dem Bildaufnahmeabschnitt zu dem Speicherabschnitt übertragen, wo die Informationsladungen zeitweilig gespeichert werden. Dann werden im Ansprechen auf einen vertikalen Übertragungstaktimpuls VS die gespeicherten Informationsladungen Zeile für Zeile zu jedem Bit des horizontalen Schieberegisters 2 übertragen. Im Einklang mit einem horizontalen Übertragungstaktimpuls HS wird jede Zeile der Informationsladungen von dem horizontalen Schieberegister 2 zu einer Ausgangseinheit 3 übertragen. Die Ausgangseinheit 3 setzt eine Menge der Informationsladungen in einen Spannungswert um, der als ein Bildsignal übertragen wird.
Eine CCD-Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vom Zwischenzeilentyp, die in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt eine Vielzahl von Pixeln 4, die in einem Array angeordnet sind, eine Vielzahl von vertikalen Schieberegistern 5, die zwischen Spalten der Pixel 4 angeordnet sind, und ein horizontales Schieberegister 6, welches an den Ausgangsseiten der vertikalen Schieberegister 5 gelegen ist.
Die an den Pixeln vorhandenen Informationsladungen werden zu dem vertikalen Schieberegister 5 übertragen, von wo aus sie dann Zeile für Zeile zu dem horizontalen Schieberegister 6 im Ansprechen auf einen vertikalen Übertragungstaktimpuls VS übertragen werden. Wie bei der CCD-Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung vom Bildübertragungstyp werden die Informationsladungen Zeile für Zeile von dem horizontalen Schieberegister 6 zu einer Ausgangseinheit 7 übertragen. Dann sendet die Ausgangseinheit 7 die Informationsladungen als ein Bildsignal aus.
Fig. 3 zeigt eine Art, in welcher die vertikalen und horizontalen Schieberegister in der CCD-Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach dem Stand der Technik verbunden sind.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung umfaßt eine Vielzahl von vertikalen Schieberegistern 10. Jedes vertikale Schieberegister 10 enthält eine Kanalzone 11 und eine Vielzahl von Übertragungsgateelektroden 12, 13, die in einer überlappenden Weise angeordnet sind. Die Kanalzonen 11 und die Übertragungsgateelektroden 12, 13 sind auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet. Die Übertragungsgateelektroden 12, 13 werden gemeinsame für die Schieberegister 10 verwendet. Die Kanalzonen 11 sind durch Kanalstoppzonen 14 getrennt, die aus Isolatoren, wie beispielsweise dicken Oxidschichten hergestellt sind, welche selektiv oxidiert sind und welche elektrisch voneinander unabhängig sind. Jede Kanalzone 11 besteht aus einem eingegrabenen Kanal, in welchem eine N- leitende Zone auf einer P-leitenden Zone implantiert ist. Die Übertragungsgateelektroden 12 sind auf und über der Kanalzone 11 und der Kanalstoppzone 14 angeordnet und sind dazwischen in gleichem Abstand angeordnet. Die Übertragungsgateelektroden 13 sind auf der Kanalzone 11 zwischen den Übertragungsgateelektroden 12 in einer solchen Weise angeordnet, daß sie sich mit den Übertragungsgateelektroden 12 überlappen. Es werden vier Phasen Vertikalübertragungstaktimpulse VS1 bis VS4 an die Übertragungsgateelektroden 12, 13 angelegt. Es werden somit Informationsladungen von den Kanalzonen 11 im Ansprechen auf die vertikalen Übertragungstaktimpulse VS1 bis VS4 vertikal und sequentiell übertragen.
Ein horizontales Schieberegister 20 enthält eine Kanalzone 21 und eine Vielzahl von Übertragungsgateelektroden 22 und 23. Die Kanalzone 21 ist durch eine inselförmige Kanalstoppzone 24 festgelegt, die sich von der Kanalstoppzone 14 der vertikalen Schieberegister 10 und einer Kanalstoppzone 24a aus erstreckt, welche gegenüber der inselförmigen. Kanalstoppzone 24 positioniert ist. Die Kanalzone 21 ist mit den Enden der Kanalzonen 11 der vertikalen Schieberegister 10 über die Räume zwischen den inselförmigen Kanalseparato ren 24 verbunden. Die Kanalzone 21 besteht aus einem eingegrabenen Kanal ähnlich der Kanalzone 11. Die Gateübertragungselektroden 22 überspannen die Kanalstoppzonen 24, 24a. Ferner erstreckt sich jede zweite Übertragungsgateelektrode 22 zu den Schieberegistern 11 und bedeckt Verbindungsabschnitte zwischen den Kanalzonen 11 der vertikalen Schieberegister 10 und den Kanalzonen 21 und überlappt sich mit der Übertragungsgateelektrode 13 an den Ausgangsenden der vertikalen Schieberegister 10.
Die Übertragungsgateelektroden 23 sind über der Kanalzone 21 in solcher Weise angeordnet, daß sie die Räume zwischen den Übertragungsgateelektroden 22 überdecken. Die Übertragungsgateelektroden 22, 23 überlappen einander. Benachbarte Paare der benachbarten Übertragungsgateelektroden 22, 23 sind miteinander verbunden.
Es werden zwei Phasen Horizontaltaktimpulse HS1, HS2 an jedes angeschlossene Paar der Übertragungsgateelektroden 22, 23 angelegt. Im Ansprechen auf die horizontalen Taktimpulse HS1, HS2 werden die Informationsladungen in den Kanalzonen 21 horizontal übertragen. Die Horizontal-Übertragungstaktimpulse HS1, HS2 sind in solcher Weise eingestellt, daß eine Zeile der Informationsladungen übertragen wird, während die Informationsladungen in dem vertikalen Schieberegister 10 zu jedem nächsten Bit im Ansprechen auf die vertikalen Übertragungstaktimpulse VS1 bis VS2 übertragen werden. Daher werden die Informationsladungen, die zu dem horizontalen Schieberegister 20 von dem vertikalen Schieberegister 10 übertragen werden, außerhalb des horizontalen Schieberegisters 20 übertragen, bevor das vertikale Schieberegister 10 nachfolgende Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister 20 überträgt.
Bei der zuvor erläuterten CCD-Festkörper-Bildaufnahme Vorrichtung ist eine Gesamtzahl von vier Elektroden, das heißt zwei Übertragungsgateelektroden 22 und zwei Übertragungsgateelektroden 23 pro vertikalem Schieberegister vorgesehen. Es ist daher unmöglich, die Teilung von jedem vertikalen Schieberegister 10 kleiner zu machen als den minimalen Raum für die Aufnahme der Übertragungsgateelektroden 22, 23. Es ist daher erforderlich, die CCD-Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung zu vergrößern, um so die Auflösung der Bildaufnahmevorrichtung durch Erhöhen der Zahl der Pixel zu erhöhen. Diese Maßnahme macht die Bildaufnahmevorrichtung unweigerlich kostspielig.
Die japanische Patentanmeldung JP 900199585 offenbart eine ähnliche CCD-Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, bei der lediglich zwei horizontale Übertragungsgateelektroden pro vertikalem Schieberegister vorgesehen sind. Es sind Ausgangssteuergateelektroden an den vertikalen Schieberegistern vorgesehen, um die Bewegung der Informationsladungen von den ersten der ungeradzahligen und dem geradzahligen vertikalen Schieberegistern zu dem horizontalen Schieberegister zu steuern, wobei die Informationsladungen durch eine horizontale Übertragung nach jeder vertikalen Übertragung ausgegeben werden. Es sind getrennte Ausgangssteuergateelektroden für jedes zweite vertikale Schieberegister vorgesehen.
Es ist eine Aufgabe der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die Konstruktion oder Struktur der Verbindungsteile oder Abschnitte zwischen den vertikalen Schiebe registern und dem horizontalen Schieberegister zu vereinfachen und die Integration der Elemente durch Vermindern der Teilung der vertikalen Schieberegister zu erhöhen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung geschaffen, die aufweist: eine Vielzahl vertikaler Schieberegister für eine vertikale Übertragung der Informationsladungen, die durch eine Viel zahl von Pixeln erzeugt wurden, wobei die vertikalen Schieberegister den jeweiligen Spalten der Pixel entsprechen; ein horizontales Schieberegister zum Empfangen der Informationsladungen von einem Ende der Vielzahl der vertikalen Schieberegister und zum horizontalen Übertragen der Informationsladungen; und eine Ausgangseinheit zum Umsetzen der Informationsladungen von einem Ende des horizontalen Schieberegisters in einen Spannungswert und zum Erzeugen eines Bildsignals. Die vertikalen Schieberegister enthalten eine Gruppe von vertikalen Übertragungselektroden für eine vertikale Übertragung der Informationsladungen in jeder Spalte und enthalten wenigstens zwei Ausgangssteuergateelektroden, von denen jede gemeinschaftlich alle vertikalen Schieberegister bedient und an einem Ausgabeende derselben angeordnet ist. Die Ausgangssteuergateelektroden setzen zeitweilig die Übertragung der Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister unabhängig von der vertikalen Übertragung der Informationsladungen durch die vertikalen Übertragungselektroden aus. Die Kanäle, welche die Vielzahl der vertikalen Schieberegister und die horizontalen Schieberegister verbinden, bestehen aus einer Halbleiterzone, deren Potential sich zu dem horizontalen Schieberegister hin vertieft.
Die zuvor erläuterte Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wird durch ein Verfahren angetrieben, welches die folgenden Schritte umfaßt: einen ersten Schritt gemäß einem Ausschalten der geradzahligen Bits und Einschalten der ungeradzahligen Bits, um die Informationsladungen von den ungeradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister zu den ungeradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters zu übertragen; einen zweiten Schritt gemäß einem Ausschalten von einer der Ausgangssteuergateelektroden und horizontalem Übertragen der Informationsladungen in den ungeradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters; einen dritten Schritt gemäß einem Ausschalten der ungeradzahligen Bits und Einschalten der geradzahligen Bits, um die Informationsladungen von den geradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister zu den geradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters zu übertragen; und einen vierten Schritt gemäß einem Ausschalten von einer der Ausgangssteuergateelektroden und gemäß einem horizontalen Übertragen der Informationsladungen in den geradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters.
Bei dem zuvor erläuterten Aspekt der Erfindung enthält jedes vertikale Schieberegister zwei Ausgangssteuerelektroden an den Ausgangsenden desselben. Die vertikalen Schieberegister und das horizontale Schieberegister besitzen unterschiedliche Potentiale. Wenn das horizontale Schieberegister ein Potential besitzt, welches niedriger ist als dasjenige der vertikalen Schieberegister, werden die Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister übertragen. Umgekehrt, wenn das Potential in dem horizontalen Schieberegister höher ist, werden die Informationsladungen zeitweilig unter den Ausgangssteuerelektroden aufbewahrt. Es ist daher möglich, die Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister abwechselnd von dem ersten der ungeradzahligen und geradzahligen vertikalen Schieberegister zu transferieren.
Die zuvor erläuterte Bildaufnahmevorrichtung wird gemäß dem Verfahren angetrieben, bei dem jedes der Bits an den Ausgangsenden der vertikalen Schieberegister unabhängig getrieben wird. Es werden somit die Bits der ungeradzahligen und der geradzahligen Spalten des horizontalen Schieberegisters abwechselnd eingeschaltet und ausgeschaltet, so daß die Informationsladungen in den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten abwechselnd ausgegeben werden können. Dies kann die Zahl der Pakete für eine gleichzeitige Übertragung der Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister halbieren und kann die Zahl der Bits des horizontalen Schieberegisters auf die Hälfte reduzieren.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung geschaffen, die aufweist: eine Vielzahl von vertikalen Schieberegistern zum vertikalen Übertragen von Informationsladungen, die durch eine Vielzahl von Pixeln erzeugt wurden, wobei die vertikalen Schieberegister den jeweiligen Spalten der Pixel entsprechen; ein horizontales Schieberegister zum Empfangen der Informationsladungen von einem Ende der Vielzahl der vertikalen Schieberegister und zum horizontalen Übertragen der Informationsladungen; und eine Ausgangseinheit zum Umsetzen der Informationsladungen von einem Ende des horizontalen Schieberegisters in einen Spannungswert und zum Erzeugen eines Bildsignals. Bei der zuvor erläuterten Bildaufnahmevorrichtung enthalten die Vielzahl der vertikalen Schieberegister eine Gruppe von vertikalen Übertragungselektroden zum vertikalen Übertragen der Informationsladungen in jeder Spalte, und enthalten wenigstens ein Paar von Ausgangssteuergateelektroden, die an den Ausgangsenden derselben angeordnet sind. Die Ausgangssteuerelektroden überspannen die Spalten der Vielzahl der vertikalen Schieberegister und sind abwechselnd in einer umgekehrten Weise in einer Richtung der vertikalen Übertragung der geradzahligen und der ungeradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister angeordnet und haben Positionen zum Zwecke einer zeitweiligen Reservierung der Informationsladungen, die für die ungeradzahligen und geradzahligen Spalten der vertikalen Register verschieden sind, in solcher Weise, daß die Informationsladungen abwechselnd von den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister zu dem horizontalen Schieberegister transferiert werden.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wird gemäß einem Verfahren angetrieben, welches die folgenden Schritte um faßt: abwechselndes Betreiben eines Paares der Ausgangssteuerelektroden, um die Positionen zum Reservieren der Informationsladungen um ein Bit in den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten zu versetzen oder zu verschieben; Empfangen der Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen Spalten bei den ungeradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters, und Ausgeben der empfangenen Informationsladungen während einer ersten Zeitperiode; und Empfangen der Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern an den geradzahligen Spalten bei den geradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters in einer nachfolgenden zweiten Periode.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind zwei Ausgangssteuergateelektroden an dem Ausgangsende der vertikalen Schieberegister. Die Informationsladungen aus der Vielzahl der vertikalen Schieberegister können in solche der vertikalen Schieberegister an den ungeradzahligen Spalten und in solche der vertikalen Schieberegister an den geradzahligen Spalten aufgeteilt werden und werden getrennt übertragen.
Bei dem zuvor erläuterten Treibverfahren werden die Informationsladungen an Positionen aufbewahrt oder reserviert, und zwar an den Ausgangsenden der vertikalen Schieberegister, die wechselseitig um ein Bit versetzt oder verschoben sind. Es können somit die Informationsladungen abwechselnd von den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen Spalten und an den geradzahligen Spalten ausgegeben werden. Es ist somit möglich, die Zahl der Pakete der Informationsladungen zu halbieren, die gleichzeitig zu dem horizontalen Schieberegister übertragen werden. Die Zahl der Bits der horizontalen Schieberegister kann auf eine Hälfte reduziert werden.
Bei einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung geschaffen, die folgendes aufweist: eine Vielzahl von vertikalen Schieberegistern zum vertikalen Übertragen der Informationsladungen, die durch eine Vielzahl von Pixeln erzeugt wurden, wobei die vertikalen Schieberegister den jeweiligen Spalten der Pixel entsprechen; ein horizontales Schieberegister zum Empfangen der Informationsladungen von einem Ende der Vielzahl der vertikalen Schieberegister und zum horizontalen Übertragen der Informationsladungen; und eine Ausgangseinheit zum Umsetzen der Informationsladungen von einem Ende des horizontalen Schieberegisters in einen Spannungswert und zum Erzeugen eines Bildsignals. Die vertikalen Schieberegister enthalten eine Gruppe von vertikalen Übertragungselektroden, um die Informationsladungen in jeder Spalte vertikal zu übertragen, und enthalten eine Vielzahl von Ausgangssteuerelektroden, deren effektive Zahl bei den ungeradzahligen Spalten und den geradzahligen Spalten verschieden ist. Die Ausgangssteuerelektroden variieren die Zeitpunkte zum Übertragen der Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister, und zwar abhängig von den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten.
Die vertikalen Übertragungselektroden sind nebeneinander angeordnet und überspannen die Spalten der vertikalen Schieberegister. Die Vielzahl der Ausgangssteuergateelektroden besteht aus wenigstens zwei oberen Ausgangssteuergateelektroden und wenigstens zwei unteren Ausgangssteuergateelektroden. Die oberen und unteren Ausgangssteuergateelektroden sind auf einem Substrat parallel zu den vertikalen Übertragungselektroden montiert und überspannen die Spalten der vertikalen Schieberegister. An den geradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister bedecken die oberen Ausgangssteuergateelektroden die Substrat-Unterräume zwischen der vertikalen Übertragungselektrode und der unteren Ausgangssteuergateelektrode, die einander benachbart sind, und die Substrat-Unterräume zwischen den unteren Ausgangssteuergateelektroden. An den ungeradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister verteilen sich die oberen Ausgangssteuergateelektroden über den unteren Ausgangssteuergateelektroden.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wird gemäß einem Verfahren angetrieben, welches die folgenden Schritte umfaßt: Übertragen der Informationsladungen in einer Vielzahl von vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und den geradzahligen Spalten zu der Ausgangssteuerelektrode Reihe für Reihe; und Steuern einer Vielzahl der Ausgangssteuerelektroden in solcher Weise, daß die Informationsladungen der vertikalen Schieberegister an den geradzahligen Spalten an den Ausgangsseiten derselben gespeichert werden, während die Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen Spalten über das horizontale Schieberegister übertragen werden.
Bei der zuvor erläuterten Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung können die Informationsladungen abwechselnd zu dem horizontalen Schieberegister von den vertikalen Schieberegistern an den geradzahligen Spalten und den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen Spalten übertragen werden.
Bei der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung besitzen die vertikalen Schieberegister an den ungeradzahligen Spalten und diejenigen an den geradzahligen Spalten eine unterschiedliche effektive Zahl von Ausgangssteuerelektroden an deren Ausgangsenden. Wenn beispielsweise die vertikalen Schieberegister an den ungeradzahligen Spalten mehrere effektive Ausgangssteuerelektroden besitzen als die vertikalen Schieberegister an den geradzahligen Spalten, ist es möglich, die Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen Spalten zu den vertika len Schieberegistern an den geradzahligen Spalten zu übertragen, während die Informationsladungen der vertikalen Schieberegister an den geradzahligen Spalten an den Ausgangsenden derselben reserviert oder aufbewahrt werden. Es können daher die Informationsladungen von den ungeradzahligen Pixeln und diejenigen von den geradzahligen Pixeln getrennt behandelt werden, wenn sie von den vertikalen Schieberegistern zu dem horizontalen Schieberegister übertragen werden.
Während die Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen Spalten über das horizontale Schieberegister übertragen werden, werden die Informationsladungen der vertikalen Schieberegister an den geradzahligen Spalten an den Ausgangsenden derselben reserviert oder aufbewahrt. Es werden somit die Informationsladungen abwechselnd an das horizontale Schieberegister von den vertikalen Schieberegistern an den geradzahligen Spalten und denjenigen an den ungeradzahligen Spalten ausgegeben. Dies kann die Zahl der Pakete für eine gleichzeitige Übertragung der Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister halbieren und kann die Zahl der Bits des horizontalen Schieberegisters auf die Hälfte reduzieren.
Es werden nun im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht ist, die die Konfiguration einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vom Bildübertragungstyp nach dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 2 eine schematische Ansicht ist, welche die Konfiguration einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vom Zwischenzeilentyp nach dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 3 eine Draufsicht ist, welche die Konfiguration eines Teiles oder Abschnitts zeigt, um die vertikalen Schieberegister und ein horizontales Schieberegister beim Stand der Technik zu verbinden;
Fig. 4 eine schematische Ansicht ist, welche die allgemeine Konfiguration einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine Draufsicht ist, welche die Konfiguration eines Teiles oder Abschnitts zum Verbinden der vertikalen Schieberegister und eines horizontalen Schieberegisters in einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
Fig. 6 ein Zeitsteuerdiagramm der Taktimpulse zum Betreiben der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der ersten Ausführungsform ist;
Fig. 7 ein Diagramm ist, welches die Potentiale zum Beschreiben eines Verfahrens zum Betreiben der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der ersten Ausführungsform wiedergibt, wobei speziell ein Vergleich der zeitabhängigen Schwankungen der Potentiale in den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten dargestellt ist.
Fig. 8 eine Draufsicht ist, welche die Konfiguration eines Verbindungsteiles oder Verbindungsabschnitts zwischen vertikalen Schieberegistern und einem horizontalen Schieberegister gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wiedergibt;
Fig. 9 ein Zeitsteuerdiagramm von Taktimpulsen ist, die zum Betreiben der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der zweiten Ausführungsform verwendet werden;
Fig. 10 ein Diagramm ist, welches die Potentiale zum Beschreiben eines Verfahrens zum Betreiben der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der zweiten Ausführungsform zeigt, wobei speziell die Potentiale zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des vertikalen Transfers der Informationsladungen in den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten dargestellt sind;
Fig. 11 ein Diagramm ist, welches die Potentiale zum Beschreiben eines Verfahrens zum Betreiben der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der zweiten Ausführungsform zeigt, wobei speziell die Potentiale zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Transfers der Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister von den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten dargestellt sind;
Fig. 12 ein Diagramm ist, welches die Potentiale zum Beschreiben eines Verfahrens zum Betreiben der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der zweiten Ausführungsform zeigt, wobei speziell die Potentiale bei unterschiedlichen Zeitpunkten während des Transfers der Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister von den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten gezeigt sind;
Fig. 13 eine Draufsicht ist, die einen Teil oder Abschnitt zum Verbinden der vertikalen Schiebe register und eines horizontalen Schieberegisters der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform wiedergibt;
Fig. 14 ein Zeitsteuerdiagramm ist, welches die Taktimpulse zeigt, die zum Betreiben der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung der dritten Ausführungsform verwendet werden;
Fig. 15 ein Diagramm zeigt, welches die Potentiale zum Beschreiben eines Verfahrens zum Betreiben der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der dritten Ausführungsform zeigt, wobei speziell die Potentiale bei unterschiedlichen Zeitpunkten während des Transfers der Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister von den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten gezeigt sind;
Fig. 16 ein Diagramm ist, welches die Potentiale zum Beschreiben eines Verfahrens zum Betreiben der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der dritten Ausführungsform zeigt, wobei speziell die Potentiale bei unterschiedlichen Zeitpunkten während des Transfers der Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister von den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten gezeigt sind;
Gemäß Fig. 4 ist eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der Erfindung allgemein als Zwischenzeilentyp ausgeführt.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung ist auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet und umfaßt eine Vielzahl von Pixeln 25, eine Vielzahl von CCD-(ladungsgekoppelte Vorrichtung)-Vertikal-Schieberegister 26, ein CCD-Horizontal- Schieberegister 27 und eine Ausgangseinheit 28. Die Pixel 25 erzeugen Ladungen durch fotoelektrische Umwandlung und sind in einem zweidimensionalen Array angeordnet. Die vertikalen CCD-Schieberegister 26 transferieren vertikal die Ladungen von jeder Spalte der Pixel 25. Das horizontale Schieberegister 27 empfängt die Ladungen von den vertikalen Schieberegistern 26 und transferiert die Ladungen horizontal zu der Ausgangseinheit 28. Die Ausgangseinheit 28 setzt die Ladungen in Spannungssignale um.
Eine Ausführungsform der Erfindung zeitigt eine Verbindung zwischen den vertikalen Schieberegistern 26 und dem horizontalen Schieberegister 27 und betrifft ein Verfahren zum Betreiben dieser Schieberegister. Im folgenden wird der Hauptabschnitt der Erfindung beschrieben und die allgemeinen Merkmale oder Eigenschaften der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung werden hier nicht nochmals wiederholt, da sie identisch mit denjenigen sind, die in Verbindung mit dem Stand der Technik erwähnt wurden.

Ausführungsform 1:

Bei der ersten Ausführungsform umfaßt eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung eine Vielzahl von vertikalen Schieberegistern 30 und ein horizontales Schieberegister 40, die so, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, verbunden oder angeschlossen sind. Die Verbindungsstruktur ist sowohl für den Bildtransfertyp als auch den Bildzwischenzeilentyp dar Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen anwendbar.
Jedes vertikale Schieberegister 30 enthält eine Kanalzone 31, eine Vielzahl von Übertragungsgateelektroden 32, 33 und erste und zweite Ausgangssteuergateelektroden 34, 35, von denen alle auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet sind. Bei dieser Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung sind die Kanalzonen 31 durch Kanalstoppzonen 36 festgelegt, die parallel nebeneinander bzw. parallel zueinander angeordnet sind und die elektrisch voneinander unabhängig sind. Jede Kanalzone 31 besteht aus einem eingegrabenen Kanal, in welchem eine N-leitende Zone auf einer P-leitenden Zone implantiert ist. Die Übertragungsgateelektroden 32 sind auf den Kanalzonen 31 derart angeordnet, daß sie zueinander parallel verlaufen und die Kanalseparatoren 36 schneiden. Bei dieser Ausführungsform sind die Übertragungsgateelektroden 32 in einer einzelnen Schicht angeordnet. Alternativ können sie in zwei Schichten angeordnet sind. Die erste Ausgangssteuergateelektrode 34 ist parallel zu den Übertragungsgateelektroden 32, und zwar an den Ausgangsseiten der vertikalen Schieberegister 30. Die Übertragungsgateelektrode 33 ist über der Ausgangssteuergateelektrode 34 und der Übertragungsgateelektrode 32 in einer überlappenden Weise angeordnet. Die zweite Ausgangssteuergateelektrode 35 überlappt sich mit der ersten Ausgangssteuergateelektrode 34 und ist an den Ausgangsenden der Kanalzonen 32 positioniert. Die Übertragungsgateelektroden 32, 33 und die Ausgangssteuergateelektroden 34, 35 bedienen alle die vertikalen Schieberegister 30.
Es werden drei Phasen Vertikal-Übertragungstaktimpulse VS1 bis VS3 jeweils an die Übertragungsgates 32, 33 angelegt. Zur gleichen Zeit werden Ausgangssteuertaktimpulse TG1 und TG2 jeweils an die Ausgangssteuergateelektroden 34, 35 angelegt. Es werden somit Informationsladungen in den vertikalen Schieberegistern 30 sequentiell und vertikal im Ansprechen auf die vertikalen Übertragungstaktimpulse VS1 bis VS3 übertragen. Die Informationsladungen werden zeitweilig an den Ausgangsseiten der Kanalzonen 31 im Ansprechen auf die Ausgangssteuertaktimpulse TG1 und TG2 gespeichert.
Das horizontale Schieberegister 40 enthält eine Vielzahl von Übertragungsgateelektroden 42, 43, die in einer überlappenden Weise angeordnet sind. Die Kanalzonen 41 sind durch inselförmige Kanalstoppzonen 44 festgelegt, die zusammenhängend mit den Kanalstoppzonen 36 ausgebildet sind und wobei die Kanalstoppzone 45 zu den inselförmigen Kanalstoppzonen 44 hinweist bzw. diesen gegenüberliegt. Die Kanalzonen 41 stehen in Verbindung mit den Enden der Kanalzonen 41 der Schieberegister 30, und zwar über die Räume zwischen den Kanalstoppzonen 44. Die Kanalzonen 41 bestehen aus eingegrabenen Kanälen, deren Struktur ähnlich den Kanalzonen 41 ist. Jede Übertragungsgateelektrode 42 überspannt die Kanalstoppzonen 44, 45 und erstreckt sich zu jedem vertikalen Schieberegister 30, um den Teil oder Abschnitt zu überdecken, wo die Kanalzonen 31 und 41 verbunden sind. Die Übertragungsgateelektroden 43 sind auf den Kanalzonen 41 in solcher Weise angeordnet, daß sie über den Räumen zwischen den Übertragungsgateelektroden 42 vorhanden sind und sich mit den Übertragungsgateelektroden 42 überlappen. Die Übertragungsgateelektroden 42, 43 überlappen sich einander und die Paare der benachbarten Übertragungsgateelektroden 42, 43 sind miteinander verbunden. Jeder Zwei-Phasen-Horizontal-Übertragungstaktimpuls HS1 wird an jedes ungeradzahlige Paar der angeschlossenen oder verbundenen Übertragungsgateelektroden 42 und 43 angelegt, während ein Zwei-Phasen-Horizontal-Übertragungstaktimpuls HS2 an die abwechselnden Paare der angeschlossenen oder verbundenen Übertragungsgateelektroden 42 und 43 angelegt wird. Es werden somit die Informationsladungen von den Kanalzonen 41 horizontal übertragen.
Zwischen den vertikalen Schieberegistern 30 und dem horizontalen Schieberegister 40 wird dann, wenn die Ausgangssteuergateelektroden 34, 35 eingeschaltet sind und das Übertragungsgate 42 eingeschaltet ist, eine Potentialmulde in dem horizontalen Schieberegister 40 so eingestellt, daß sie tiefer liegt als eine Potentialmulde der vertikalen Schieberegister 30. Es kann beispielsweise die Potentialmulde in der Kanalzone 41 tiefer ausgelegt werden, indem mehr N-leitende Fremdstoffe hinzugefügt werden als diejenigen der Kanalzonen 31. Es können somit die Informationsladungen effizient zu der Kanalzone 41 des horizontalen Schieberegisters 40 von der Kanalzone 31 der vertikalen Schieberegister 30 transferiert werden.
Die horizontalen Taktimpulse VS1 bis VS3, die Ausgangssteuertaktimpulse TG1 und TG2 und die horizontalen Taktimpulse HS1 und HS2 sind zeitlich derart gesteuert, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Fig. 7 zeigt die Zustände der Potentiale in den Kanalzonen 31 und 41 zu den Zeitpunkten T1 bis T13. Es ist angenommen, daß die jeweiligen Gateelektroden eingeschaltet sind, wenn die Taktimpulse einen hohen Pegel H haben, und ausgeschaltet sind, wenn die Taktimpulse einen niedrigen Pegel L haben.
Zuerst wird der Taktimpuls HS1 auf den Pegel H gesetzt und der Taktimpuls HS2 wird auf den Pegel L gesetzt. Zu dem Zeitpunkt T1, wenn der Taktimpuls VS3 den Pegel L hat, wird die Übertragungsgateelektrode 32 entsprechend dem Taktimpuls VS2 eingeschaltet. In diesem Zustand wird eine Potentialmulde in der Kanalzone 31 unter der Übertragungsgateelektrode 32 im Ansprechen auf den Taktimpuls VS2 ausgebildet. Die Informationsladungen werden in dieser Potentialmulde gespeichert. Da die Ausgangstaktimpulse TG1 und TG2 den Pegel L haben, verbleiben die Ausgangssteuergateelektroden 34, 35 in einem Ausschaltzustand.
Wenn der Taktimpuls VS3 den Pegel H hat, und zwar bei dem Zeitpunkt T2, werden die Übertragungsgateelektroden 32, 33 im Ansprechen auf VS3 eingeschaltet, so daß eine Potentialsenke in den Kanalzonen unter diesen Elektroden 32, 33 aus gebildet wird. Danach, wenn der Taktimpuls VS2 zu dem Zeitpunkt T3 den Pegel L erreicht, wird die Übertragungsgateelektrode 32 im Ansprechen auf VS2 ausgeschaltet und die Potentialmulde in der Kanalzone unter der Übertragungsgateelektrode 32 verschwindet. Es werden somit die Informationsladungen von der Kanalzone unter der Übertragungsgateelektrode 32 (im Ansprechen auf den Taktimpuls VS2) zu der Kanalzone 31 unter den Übertragungsgateelektroden 32, 33 übertragen (im Ansprechen auf den vertikalen Taktimpuls VS3). Es kann aus Fig. 7 ersehen werden, daß die Informationsladungen in einer ähnlichen Weise zu dem Zeitpunkt T1 bis T3 für die vertikalen Schieberegister 3 an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten übertragen werden.
Wenn die Taktimpulse TG1 und TG2 zu dem Zeitpunkt T4 den Pegel H erreichen, werden die Ausgangssteuergateelektroden 34, 35 eingeschaltet, so daß eine Potentialmulde unter diesen Elektroden ausgebildet wird. In den ungeradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister 30 besitzt der Taktimpuls HS1 den Pegel H und die Übertragungsgateelektrode 42 wird an dem vertikalen Schieberegister 30 eingeschaltet. Es werden daher die Informationsladungen von der Kanalzone 41 unter der Übertragungsgateelektrode 33 zu der Kanalzone 31 unter der Übertragungsgateelektrode 42 übertragen. In den geradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister 30 besitzt der Taktimpuls HS2 den Pegel L und die Übertragungsgateelektrode 42 ist ausgeschaltet. Es werden daher die Informationsladungen von der Kanalzone 41 unter der Übertragungsgateelektrode 33 zu der Kanalzone 31 unter den Ausgangssteuergateelektroden 34, 35 übertragen und darin aufbewahrt.
Zu dem Zeitpunkt T4 besitzt der Taktimpuls VS1 den Pegel H. Es werden dann die Übertragungsgateelektroden 32 an den jeweiligen Spalten der vertikalen Schieberegister 30 im An sprechen auf den Taktimpuls VS1 eingeschaltet und es wird eine Potentialmulde ausgebildet.
Wenn der Taktimpuls VS3 zu dem Zeitpunkt T5 den Pegel L hat, werden die Übertragungsgates 32, 33, die auf den Taktimpuls VS3 ansprechen, ausgeschaltet, so daß die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Es werden somit die Informationsladungen zu der Kanalzone 31 unter der Übertragungsgateelektrode 32 (im Ansprechen auf den Taktimpuls VS1) von der Kanalzone 31 unter der Übertragungsgateelektrode 32 (im Ansprechen auf den Taktimpuls VS3) übertragen.
Zu dem Zeitpunkt T6 besitzt der Taktimpuls TG1 den Pegel L und es ist die Ausgangssteuergateelektrode 34 ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Es werden die Informationsladungen, die in der Kanalzone 31 unter der Ausgangssteuerelektrode 34 aufbewahrt sind, und zwar von dem vertikalen Schieberegister 30 an den geradzahligen Spalten, zu der Kanalzone 31 unter der Ausgangssteuergateelektrode 35 transferiert.
In den vertikalen Schieberegistern 30 wurden die Informationsladungen an den ungeradzahligen Spalten zu dem Zeitpunkt T4 zu der Kanalzone 41 übertragen. Es werden daher in diesem Zustand keine Informationsladungen übertragen.
Der Taktimpuls VS2 hat zu dem Zeitpunkt T6 den Pegel H. Es werden die Übertragungsgateelektroden 32 (im Ansprechen auf den Gateimpuls VS2) der vertikalen Schieberegister 30 eingeschaltet, so daß eine Potentialmulde ausgebildet wird.
Zu dem Zeitpunkt T7, wenn VS1 den Pegel L erreicht, werden die Übertragungsgateelektroden 32 im Ansprechen auf den Taktimpuls VS1 ausgeschaltet. Die Potentialmulde verschwindet. Es werden somit die Informationsladungen von der Kanalzone 31 unter der Übertragungsgateelektrode 32 (im An sprechen auf den Taktimpuls VS1) zu der Kanalzone 31 unter der Übertragungsgateelektrode 32 übertragen (im Ansprechen auf den Taktimpuls VS2). Die transferierten Informationsladungen werden so wie sie sind gespeichert, bis weitere Informationsladungen von der Kanalzone 31 unter der Ausgangssteuergateelektrode 35 der vertikalen Schieberegister 30 an den geradzahligen Spalten übertragen werden.
Wenn der Taktimpuls TG1 zu dem Zeitpunkt T8 den Pegel H wieder erreicht, wird das Ausgangssteuergate 34 eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird.
Wenn zu dem Zeitpunkt T9 der Taktimpuls TG2 den Pegel L erreicht, wird das Ausgangssteuergate 35 ausgeschaltet, so daß die Potentialmulde verschwindet. Danach werden die Informationsladungen zu der Kanalzone 31 unter dem Ausgangssteuergate 34 von der Kanalzone unter der Ausgangssteuergateelektrode 35 zurückgeführt. Die Taktimpulse HS1 und HS2, die bis hierher aufrechterhalten wurden, werden wiederholt umgekehrt, während die vertikalen Schieberegister 30 in dem Zustand bei dem Zeitpunkt T9 gehalten werden. Es werden somit die Informationsladungen horizontal von der Kanalzone 31 unter den Übertragungsgateelektroden 42 entsprechend den vertikalen Schieberegistern 30 an den ungeradzahligen Spalten übertragen.
Die Zyklen der Taktimpulse HS1, HS2 werden in solcher Weise bestimmt, daß die Informationsladungen für eine halbe Zeile in dem horizontalen Schieberegister 40 innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode übertragen werden können. Es werden somit alle Informationsladungen von der Kanalzone 41 des horizontalen Schieberegisters 40 extern übertragen, bevor nachfolgende Informationsladungen zu dem Schieberegister 40 von den vertikalen Schieberegistern 30 übertragen werden.
Wenn das horizontale Schieberegister 40 den horizontalen Transfer zu dem Zeitpunkt T10 beendet, wird der Taktimpuls HS1 auf den Pegel L gesetzt, während der Taktimpuls HS2 auf den Pegel H gesetzt wird. Die Übertragungsgates 42 der vertikalen Schieberegister 30 an den ungeradzahligen Spalten werden ausgeschaltet und die Potentialmulde verschwindet. Es werden dann die Übertragungsgates 42 der vertikalen Schieberegister 30 an den geradzahligen Spalten eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird.
Der Taktimpuls TG2 besitzt zu dem Zeitpunkt T11 den Pegel H. Die Ausgangssteuergateelektrode 35 wird eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird. Die Informationsladungen, die in der Kanalzone 31 unter den Ausgangssteuergateelektroden 34 der vertikalen Schieberegister 30 an den geradzahligen Spalten aufbewahrt sind, werden zu der Kanalzone 41 unter der Übertragungsgateelektrode 42 des horizontalen Schieberegisters 40 übertragen.
Zu dem Zeitpunkt T12 besitzt der Taktimpuls TG1 den Pegel L, die Ausgangssteuergateelektrode 34 wird ausgeschaltet und die Potentialmulde verschwindet.
Wenn der Taktimpuls TG2 zu dem Zeitpunkt T13 den Pegel L erreicht, wird die Ausgangssteuergateelektrode 35 ausgeschaltet und die Potentialmulde verschwindet. Die Taktimpulse HS1 und HS2 werden wiederholt umgekehrt, während die vertikalen Schieberegister 30 den Zustand zu dem Zeitpunkt T13 beibehalten. Es werden die Informationsladungen von der Kanalzone unter der Übertragungsgateelektrode 42 entsprechend den vertikalen Schieberegistern 30 an den geradzahligen Spalten horizontal transferiert. Der horizontale Transfer der Informationsladungen wird für die Kanalzonen der Übertragungsgateelektroden 32 entsprechend den vertikalen Schieberegistern 30 an den ungeradzahligen Spalten in ähnlicher Weise durchgeführt.
Die wiederholten Operationen der zuvor erläuterten Übertragungsgateelektroden zu den Zeitpunkten T1 bis T13 und der horizontale Transfer des horizontalen Schieberegisters 40 ermöglichen es, daß die Informationsladungen von jedem halben Zeilensignal sequentiell aus den vertikalen Schieberegistern 30 ausgelesen werden können. Gemäß diesem Verfahren werden Informationsladungen für eine Zeile des Signals in Informationsladungen für die ungeradzahligen Spalten und in Informationsladungen für die geradzahligen Spalten aufgeteilt. Diese zwei Signalladungsgruppen werden getrennt gehandhabt. Daher eignet sich die Bildaufnahmevorrichtung der vorliegenden Erfindung bevorzugt für eine Farb-Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung, die Farbfilter enthält, um unterschiedliche Farbkomponenten an den geradzahligen und ungeradzahligen Pixeln durchzulassen. Um Bildsignale zu erhalten, die in einer vorbestimmten Sequenz vorliegen, werden die Informationsladungen an den ungeradzahligen Spalten zuerst in einem Zeilenspeicher aufbewahrt, der Signale einer halben Reihe speichern kann. Dann werden die Signale bzw. Ladungen, die in dem Zeilenspeicher aufbewahrt sind, und die Informationsladungen für die geradzahligen Spalten abwechselnd aufgenommen.
Gemäß der Erfindung verwendet die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung die Ausgangssteuergateelektroden 34, 35, um die Informationsladungen der vertikalen Schieberegister an den geradzahligen Spalten für die Hälfte der horizontalen Abtastperiode aufzubewahren. Die Informationsladungen werden abwechselnd aus den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten ausgelesen. Es ist somit möglich, die Zahl der Bits des horizontalen Schieberegisters für den Empfang der Ausgangsgrößen von der Vielzahl der vertikalen Schieberegister zu reduzieren. Spezifisch besitzt das horizontale Schieberegister zwei Übertragungsgateelektroden für jedes vertikale Schieberegister.
Dies reduziert die Zahl der horizontalen Übertragungsgateelektroden und ermöglicht es, daß die Teilung (pitch) der vertikalen Schieberegister reduziert werden kann. Es kann daher die Auflösung der Bildaufnahmevorrichtung verbessert werden, und zwar durch Erhöhen von dessen Integration und es können die Herstellungskosten der Bildaufnahmevorrichtung reduziert werden, indem die Halbleiterchips ausgeführt werden.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der Erfindung ermöglicht es, daß Bildsignale von den Pixeln an den geradzahligen Spalten und solche von Pikeln an den ungeradzahligen Spalten getrennt erhalten werden können. Wenn daher die Bildaufnahmevorrichtung der Erfindung Farbfilter verwendet, bei denen die Farben an den ungeradzahligen und geradzahligen Pixeln verschieden sind, so können Farbkomponenten in einfacher Weise separiert werden und es können die Bildsignale in einer einfachen Weise verarbeitet werden.

Ausführungsform 2:

Eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung einer zweiten Ausführungsform soll nun unter Hinweis auf Fig. 8 beschrieben werden, die die Verbindung zwischen einer Vielzahl von vertikalen Schieberegistern 130 und eines horizontalen Schieberegisters 140 zeigt. Diese Verbindung ist sowohl für Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen vom Bildübertragungstyp als auch vom Bildzwischenzeilentyp anwendbar, ähnlich der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der ersten Ausführungsform.
Jedes vertikale Schieberegister 130 enthält eine Kanalzone 131, eine Vielzahl von Übertragungsgateelektroden 132 und erste bis vierte Ausgangssteuergateelektroden 133, 134, 135, 136. Die Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 sind paarweise zusammengefaßt und die Ausgangssteuergateelektro den 135 und 136 sind paarweise zusammengefaßt. Bei der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung sind die Kanalzonen 131 durch eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Kanalstoppzonen 137 festgelegt und sie sind elektrisch unabhängig. Jede Kanalzone 131 besteht aus einem eingegrabenen Kanal, in welchem eine N-leitende Zone auf einer P-leitenden Zone eingebettet ist.
Die Übertragungsgateelektroden 132 sind auf den Kanalzonen 131 in einer solchen Weise angeordnet, daß sie parallel zueinander verlaufen und die Kanalstoppzonen 137 kreuzen. Bei dieser Ausführungsform sind die Übertragungsgateelektroden 132 in einer einzelnen Schicht angeordnet. Alternativ können sie in zwei Schichten angeordnet sein. Die erste Ausgangssteuergateelektrode 133 ist neben der Übertragungsgateelektrode 132 auf der Ausgangsseite der vertikalen Schieberegister 130 angeordnet und windet oder schlängelt sich auf den vertikalen Schieberegistern 130.
Speziell ausgedrückt, liegt die erste Ausgangssteuergateelektrode 133 von den Übertragungsgateelektroden 132 der vertikalen Schieberegister 130 an den ungeradzahligen Spalten entfernt und liegt nahe bei den Übertragungsgateelektroden 132 der vertikalen Schieberegister 130 an den geradzahligen Spalten. Im Gegensatz zu der ersten Ausgangssteuergateelektrode 133 liegt die zweite Ausgangssteuergateelektrode 134 nahe bei den Übertragungsgateelektroden 132 der vertikalen Schieberegister 130 an den ungeradzahligen Spalten und liegt von den Übertragungsgateelektroden 132 der vertikalen Schieberegister 130 an den geradzahligen Spalten entfernt. Die ersten und zweiten Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 kreuzen einander an den Kanalstoppzonen 137. Mit anderen Worten sind die Elektroden 133 und 134 in zwei Schichten angeordnet und sie schlängeln sich abwechselnd an unterschiedlichen Übertragungsgateelektroden 132 der vertikalen Schieberegister 130 an den gerad zahligen und ungeradzahligen Spalten vorbei. Diese schlangenförmige Anordnung der Elektroden 133 und 134 ermöglicht es, Informationsladungen in den Kanalzonen 131 der vertikalen Schieberegister 130 an den geradzahligen und den ungeradzahligen Spalten voneinander verschieden gehandhabt zu werden, und zwar in einer Richtung entlang der vertikalen Schieberegister.
Die dritte Ausgangssteuergateelektrode 135 befindet sich nahe bei der ersten Ausgangssteuergateelektrode 133 der vertikalen Schieberegister 130 an den ungeradzahligen Spalten und überlappt sich mit der zweiten Ausgangssteuergateelektrode 134 der vertikalen Schieberegister 130 an den geradzahligen Spalten. Ferner verläuft die dritte Ausgangssteuergateelektrode 135 parallel zu den Übertragungsgateelektroden 132 und sie ist auf der horizontalen Schieberegisterseite der ersten und der zweiten Ausgangssteuergateelektrode 133 und 134 positioniert. Die vierte Ausgangssteuergateelektrode 136 überlappt sich mit der dritten Ausgangssteuergateelektrode 135 und ist nahe dem horizontalen Schieberegister 140 positioniert. Die dritte und die vierte Ausgangssteuergateelektrode 135 und 136 sind elektrisch verbunden.
Die Übertragungsgateelektroden 132 und die Ausgangssteuergateelektroden 133 bis 136 bedienen gemeinsam die vertikalen Schieberegister 130.
Es werden Drei-Phasen-Vertikal-Übertragungstaktimpulse VS1 bis VS3 jeweils an die Übertragungsgateelektroden 132 angelegt. Die Ausgangssteuertaktimpulse TG2 und TG1 werden an die erste und die zweite Ausgangssteuergateelektrode 133 und 134 angelegt. Die dritte und die vierte Ausgangssteuergateelektrode 135 und 136 empfangen die vertikalen Übertragungstaktimpulse VS1, welche die gleiche Phase wie diejenige des Übertragungstaktimpulses hat, der an die zweite Übertragungsgateelektrode 132 angelegt wird, und zwar gesehen von einer Seite der ersten Ausgangssteuergateelektrode 133 aus. Im Ansprechen auf die vertikalen Übertragungstaktimpulse VS1 bis VS3 werden die Informationsladungen sequentiell und vertikal von den Kanalzonen 131 übertragen. Unter den Ausgangssteuergateelektroden werden die Informationsladungen für die vertikalen Schieberegister 130 an den ungeradzahligen Spalten und den geradzahligen Spalten für unterschiedliche Abstände im Ansprechen auf die Ausgangssteuertaktimpulse TG1 und TG2 transferiert. Eine Gruppe der sortierten Informationsladungen wird zeitweilig in den Kanalzonen 131 der vertikalen Schieberegister 130 gespeichert.
Das horizontale Schieberegister 140 ist ähnlich konstruiert wie das horizontale Schieberegister 40 bei der ersten Ausführungsform und wird nun wiederholt im folgenden beschrieben.
Fig. 9 zeigt die Zeitsteuerung der vertikalen Übertragungstaktimpulse VS1 bis VS3, der Ausgangssteuertaktimpulse TG1 und TG2 und der horizontalen Übertragungstaktimpulse HS1 und HS2. Die Fig. 10 bis 12 zeigen Zustände der Potentiale der Kanalzonen 131 und 141 zu den Zeitpunkten TS1 bis T00, T00 bis T08 und TE0 bis TE8. Die Gateelektroden werden eingeschaltet, wenn die Taktimpulse den Pegel H erreichen, und sie werden ausgeschaltet, wenn die Taktimpulse den Pegel L erreichen.
Gemäß Fig. 10 wird ein Bit der Informationsladungen vertikal von den Kanalzonen 131 während der Zeitpunkte TS1 bis TS6 übertragen.
Wenn der Taktimpuls VS2 den Pegel H erreicht und die Taktimpulse VS1 und VS3 den Pegel L zum Zeitpunkt TS1 erreichen, so wird die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, eingeschaltet und es wird eine Potentialmulde ausgebildet, um die Informationsladungen zu speichern. Da die Informationsladungen bei der früheren Übertragungsoperation übertragen worden sind, sind keine Informationsladungen in einer Potentialmulde gespeichert, die in der Kanalzone 131 unter der Übertragungsgateelektrode 132 nahe bei den Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 ausgebildet ist. Beide Taktimpulse TG1 und TG2 besitzen den Pegel L, so daß die Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 sich in dem Auszustand befinden.
Wenn der Taktimpuls VS3 den Pegel H zum Zeitpunkt TS2 erreicht, wird die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht eingeschaltet, so daß eine Potentialmulde ausgebildet wird.
Als nächstes erreicht der Taktimpuls VS2 den Pegel L zum Zeitpunkt TS3 und die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, wird ausgeschaltet. Die Potentialmulde wird dann zum Verschwinden gebracht. Es werden somit die Informationsladungen von der Kanalzone 131 unter der Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, zu der Kanalzone 131 unter der Übertragungsgateelektrode 132 übertragen, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht.
In ähnlicher Weise ändern die Taktimpulse VS1 bis VS3 ihre Pegel von H nach L oder umgekehrt in der vorbestimmten Reihenfolge. Es werden dann Potentialmulden sequentiell in den Kanalzonen 131 ausgebildet. Die Informationsladungen werden von den Kanalzone 131 zu den Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 übertragen. Während dieser Zeit wird eine Potentialmulde zeitweilig ausgebildet, und zwar im Ansprechen auf die Schwankung oder Variation des Taktimpulses VS1, in den Kanalzonen 131 unter den Ausgangssteuergateelektroden 135 und 136. Da jedoch die Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 ausgeschaltet sind, können die Informationsladungen in den Kanalzonen 131 ohne irgendein Problem übertragen werden.
Wenn der Taktimpuls VS2 den Pegel H erreicht und die Taktimpulse VS1 und VS3 den Pegel L zum Zeitpunkt T00 erreichen, wird die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, eingeschaltet und es wird eine Potentialmulde ausgebildet, um die Informationsladungen zu speichern. In diesem Zustand werden die Informationsladungen von den Kanalzonen 131 der vertikalen Schieberegister 130 an den ungeradzahligen Spalten zu der Kanalzone 141 des horizontalen Schieberegisters 140 transferiert. Während der Zeit von TS1 bis T00 werden die Informationsladungen in einer ähnlichen Weise in bezug auf die vertikalen Schieberegister 130 an den geradzahligen Spalten transferiert.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, werden zu den Zeitpunkten T00 bis T08 die Informationsladungen von den Kanalzonen 131 der vertikalen Schieberegister 130 an den ungeradzahligen Spalten zu der Kanalzone 141 des horizontalen Schieberegisters 140 übertragen.
Zu dem Zeitpunkt T00, wenn die vertikale Übertragung der Informationsladungen vervollständigt worden ist, behält der Taktimpuls HS1 den Pegel H bei und der Taktimpuls HS2 behält den Pegel L bei. Die Übertragungsgateelektroden 142 der vertikalen Schieberegister 130 an den ungeradzahligen Spalten werden eingeschaltet, so daß eine Potentialmulde ausgebildet wird. Jedoch befinden sich die Übertragungsgateelektroden 142 der vertikalen Schieberegister 130 an den geradzahligen Spalten in dem ausgeschalteten Zustand und bilden keiner Potentialmulde.
Wenn die Taktimpulse VS3, TG1 und TG2 den Pegel H zum Zeitpunkt T01 erreichen, spricht die Übertragungsgateelektrode 132 auf den Taktimpuls VS3 an und es werden die Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde gebildet wird.
Zu dem Zeitpunkt T02, wenn sich der Taktimpuls VS2 auf dem Pegel L befindet, wird die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Es werden somit die Informationsladungen von der Kanalzone 131 unter der Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, zu der Kanalzone 131 unter den Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 übertragen.
Zu dem Zeitpunkt T03 besitzt der Taktimpuls TG1 den Pegel L. Es wird die Ausgangssteuergateelektrode 134 ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Die Informationsladungen werden von den Kanalzonen 131 unter der Ausgangssteuergateelektrode 134 aus übertragen und werden zu den Kanalzonen 131 unter dem Ausgangssteuerübertragungsgate 133 bewegt. Die Positionen der Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 werden in den vertikalen Schieberegistern 130 an den geradzahligen und ungeradzahligen Spalten umgekehrt. In den vertikalen Schieberegistern 130 an den ungeradzahligen Spalten werden die Informationsladungen von den Kanalzonen 131 zu den Kanalzonen 131 der Ausgangssteuergateelektrode 135 übertragen. Andererseits werden in den vertikalen Schieberegistern 130 an den geradzahligen Spalten die Informationsladungen zu der Kanalzone 131 unter der Übertragungsgateelektrode 132 übertragen.
Wenn der Taktimpuls VS2 zu dem Zeitpunkt T04 den Pegel H erreicht, wird die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird.
Zu dem Zeitpunkt T04 besitzt der Taktimpuls VS2 den Pegel H. Es wird somit die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, eingeschaltet und bildet eine Potentialmulde. Somit erreichen in den vertikalen Schieberegistern 130 an den geradzahligen Spalten die Informationsladungen in den Kanalzone 131 unter den Ausgangsste uergateelektroden 133 die Kanalzone 131 unter der Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht. In diesem Zustand befinden sich die Ausgangssteuergateelektroden 134 in dem ausgeschalteten Zustand in den vertikalen Schieberegistern 130 an den ungeradzahligen Spalten. Es werden somit keine Informationsladungen von den Kanalzonen 131 unter den Ausgangssteuergateelektroden 133 übertragen.
Zu dem Zeitpunkt T05 besitzt der Taktimpuls VS3 den Pegel L. Es wird die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht, ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. In den vertikalen Schieberegistern 130 an sowohl den ungeradzahligen als auch den geradzahligen Spalten werden die Informationsladungen von den Kanalzonen 131 unter den Übertragungsgateelektroden 132, die auf den Taktimpuls VS3 ansprechen, zurück zu den Kanalzonen 131 unter den Übertragungsgateelektroden 132, die auf den Taktimpuls VS2 ansprechen, übertragen und werden in diesen Kanalzonen 131 gespeichert.
Wenn zu dem Zeitpunkt T06 der Taktimpuls VS1 den Pegel H besitzt, werden die Ausgangssteuergateelektroden 135 und 136 eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird. In den vertikalen Schieberegistern 130 an den ungeradzahligen Spalten wird die Potentialmulde unter der Ausgangssteuergateelektrode 133 mit der Potentialmulde unter der Übertragungsgateelektrode 142 verbunden. Es werden somit die Informationsladungen von den Kanalzonen 131 zu den Kanalzonen 141 des horizontalen Schieberegisters 140 über tragen. In den vertikalen Schieberegistern 130 an den geradzahligen Spalten befindet sich die Ausgangssteuergateelektrode 134, die zwischen der Ausgangssteuergateelektrode 133 und der Ausgangssteuergateelektrode 135 vorhanden ist, in dem ausgeschalteten Zustand. Es werden somit keine Informationsladungen von der Kanalzone 131 unter der Ausgangssteuergateelektrode 133 zu dem horizontalen Schieberegister 140 übertragen.
Wenn der Taktimpuls TG2 zu dem Zeitpunkt T07 den Pegel L erreicht, wird die Ausgangssteuergateelektrode 133 ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird.
Zu dem Zeitpunkt T08 besitzt der Taktimpuls VS1 den Pegel L und es ist die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS1 anspricht, und es sind die Ausgangssteuergateelektroden 135 ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Es werden daher in den vertikalen Schieberegistern 130 an den ungeradzahligen Spalten die Informationsladungen von den Kanalzonen 131 unter den Ausgangssteuergateelektroden 133 zu den Kanalzonen 141 unter den Übertragungsgateelektroden 142 des horizontalen Schieberegisters 140 übertragen. In den vertikalen Schieberegistern 130 an den geradzahligen Spalten werden die zuvor genannten Informationsladungen von den Kanalzonen 131 unter der Ausgangssteuergateelektrode 133 zu den Kanalzonen 131 unter der Übertragungsgateelektrode 132 im Ansprechen auf den Taktimpuls VS2 übertragen. Mit anderen Worten werden die Informationsladungen zu unterschiedlichen Bestimmungsorten in Einklang mit den vertikalen Schieberegistern 130 an den ungeradzahligen und den geradzahligen Spalten übertragen. In dem Zustand zum Zeitpunkt T08 werden die Taktimpulse HS1 und HS2 wiederholt umgekehrt, so daß die Informationsladungen durch die Kanalzonen 141 des horizontalen Schieberegisters 140 horizontal übertragen werden.
Die Zyklen der Taktimpulse HS1 und HS2 werden derart bestimmt, daß eine halbe Reihe der Informationsladungen innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode übertragen wird. Es werden daher alle Informationsladungen extern von den Kanalzonen 141 des horizontalen Schieberegisters 140 übertragen, bevor nachfolgende Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern 130 ankommen.
Gemäß Fig. 12 werden zu den Zeitpunkten TE0 bis TE8 die Informationsladungen von den Kanalzonen 131 der vertikalen Schieberegister an den geradzahligen Spalten zu den Kanalzonen 141 des horizontalen Schieberegisters 140 übertragen.
Wenn das horizontale Schieberegister seine horizontale Übertragungsoperation zu dem Zeitpunkt TE0 beendet, wird der Taktimpuls HS1 auf dem Pegel L gehalten, während jedoch der Taktimpuls HS2 auf dem Pegel H gehalten wird. Es werden somit die Übertragungsgateelektroden 142 in den vertikalen Schieberegistern 130 an den geradzahligen Spalten eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird. Im Gegensatz hierzu werden in den vertikalen Schieberegistern 130 an den ungeradzahligen Spalten keine Informationsladungen in den Kanalzonen 131 unter den Ausgangssteuergateelektroden 133 bis 136 und in der Kanalzone 131 unter der Übertragungsgateelektrode nahe bei den Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 gespeichert.
Wenn die Taktimpulse VS3, TG1 und TG2 zu dem Zeitpunkt TE1 den Pegel H erreichen, wird die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, der den Pegel L besitzt, eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird. Zu dem Zeitpunkt TE2 erreicht der Taktimpuls VS2 den Pegel L und es wird die Übertragungsgateelektrode 132, die auf VS2 anspricht, ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Es werden so mit die Informationsladungen von der Kanalzone 131 unter der Übertragungsgateelektrode 132 (die auf den Taktimpuls VS2 anspricht) zu den Kanalzonen 131 unter der Übertragungselektrode 132, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht) und den Kanalzonen 131 unter den Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 übertragen.
Zu dem Zeitpunkt TE3 besitzt der Taktimpuls TG2 den Pegel L. Die Ausgangssteuergateelektrode 133 wird ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Dann werden die Informationsladungen in den Kanalzonen 131 unter den Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 zu den Kanalzonen 131 unter der Ausgangssteuergateelektrode 134 hin gesammelt, das heißt in den Kanalzonen 131 nahe den Übertragungsgateelektroden 132 in den vertikalen Schieberegistern 130 an den geradzahligen Spalten.
Wenn der Taktimpuls VS2 zu dem Zeitpunkt T4 den Pegel H erreicht, wird die Übertragungselektrode 132, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde gebildet wird. Zu dem Zeitpunkt TE5 erreicht der Taktimpuls VS3 den Pegel L. Es wird dann die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht, ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Es werden somit in den vertikalen Schieberegistern 130 an den ungeradzahligen und den geradzahligen Spalten die Informationsladungen von den Kanalzonen 131 unter den Übertragungsgateelektroden 132, die auf den Taktimpuls VS3 ansprechen, zu den Kanalzonen 131 unter den Übertragungsgateelektroden 132, die auf den Taktimpuls VS2 ansprechen, übertragen.
Zu dem Zeitpunkt TE6, wenn der Taktimpuls VS1 den Pegel H erreicht, werden die Ausgangssteuergateelektroden 135 und 136 eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird. In den vertikalen Schieberegistern 130 ist an den ge radzahligen Spalten die Potentialmulde unter der Ausgangssteuergateelektrode 134 mit der Potentialmulde unter der Übertragungsgateelektrode 142 verbunden. Es werden die Informationsladungen von den Kanalzonen 131 zu den Kanalzonen 141 des horizontalen Schieberegisters 140 übertragen.
Zu dem Zeitpunkt TE7 hat der Taktimpuls TG1 den Pegel L. Die Ausgangssteuergateelektrode 134 wird ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Wenn der Taktimpuls VS1 zu dem Zeitpunkt TE8 den Pegel L erreicht, werden die Übertragungsgateelektrode 132, die auf den Taktimpuls VS anspricht, und die Ausgangssteuergateelektroden 135 und 136 ausgeschaltet, wodurch deren Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Dann werden die Taktimpulse HS1 und HS2, die bis hierher aufrechterhalten worden sind, wiederholt umgekehrt, während die vertikalen Schieberegister 130 in dem Zustand zu dem Zeitpunkt TE8 gehalten werden. Es werden somit die Informationsladungen unter den Übertragungsgateelektroden 142 horizontal von den Kanalzonen 141 über das horizontale Schieberegister 140 übertragen. Die horizontale Übertragungsoperation wird in einer ähnlichen Weise wie die horizontale Übertragungsoperation für die Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern 130 an den ungeradzahligen Spalten, wie dies oben beschrieben wurde, durchgeführt.
Unter der Übertragungsgateelektrode 132 wurde nahe den Ausgangssteuergateelektroden 133 und 134 eine Potentialmulde ausgebildet, es wird jedoch keine Signalladung darin nach der Vervollständigung des Transfers der Informationsladungen gespeichert.
Es wird jede halbe Reihe der Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern 130 zu dem horizontalen Schieberegister 140 vermittels nicht lediglich wiederholter Ope rationen der Übertragungsgateelektroden und der Ausgangssteuergateelektroden übertragen, sondern auch durch die horizontale Übertragungsoperation des horizontalen Schieberegisters zu den Zeitpunkten T08 bis TE0 und TE8 bis TS1. Gemäß diesem Verfahren kann jede Reihe der Informationsladungen in den vertikalen Schieberegistern an den geradzahligen und den ungeradzahligen Spalten getrennt gelesen werden. Wenn daher die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach der zweiten Ausführungsform Farbfilter enthält, in welchen Farben an den ungeradzahligen und geradzahligen Pixeln verschieden sind, können Farbkomponenten in einfacher Weise getrennt werden und es können die Bildsignale in einer vereinfachten Weise verarbeitet werden. Der Bildsensor der zweiten Ausführungsform ist genauso effektiv wie derjenige der ersten Ausführungsform.

Ausführungsform 3:

Eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung ist so konfiguriert, wie dies in Fig. 13 gezeigt ist, und zwar gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Bildaufnahmevorrichtung sind die vertikalen Schieberegister 230 und ein horizontales Schieberegister 240 in der gezeigten Weise geschaltet oder verbunden. Dieses Verbindungsverfahren ist ebenfalls auf den Bildübertragungstyp oder den Bildzwischenzeilentyp von Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen ähnlich der ersten und der zweiten Ausführungsform anwendbar.
Jedes vertikale Schieberegister 230 enthält eine Kanalzone 231, eine Vielzahl von Übertragungsgateelektroden 232, erste Ausgangssteuergateelektroden 233 und 234 und zweite Ausgangssteuergateelektroden 235 bis 237.
Die Kanalzonen 231 sind durch eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Kanalstoppzonen 238 festgelegt und sind elektrisch unabhängig. Die Kanalzonen 231 bestehen aus eingegrabenen Kanälen, in welchen eine N-leitende Zone auf einer P-leitenden Zone implantiert ist.
Die Übertragungsgateelektroden 232 sind auf den Kanalzonen 231 parallel zueinander angeordnet und kreuzen oder schneiden die Kanalstoppzonen 238. Die Übertragungsgateelektroden 232 haben eine Einzelschichtstruktur. Alternativ können sie auch eine Zweischichtstruktur haben, bei der sie sich einander überlappen.
Die Ausgangssteuergateelektroden 233 bis 236 besitzen eine Zweischichtstruktur. Die Ausgangssteuergateelektroden 233, 234 an einer ersten Schicht sind in den vertikalen Schieberegistern 230 an den ungeradzahligen Spalten weit oder breit und sind in den vertikalen Schieberegistern 23 G an den geradzahligen Spalten schmal oder eng. Die Ausgangssteuergateelektroden 233 und 234 sind parallel zu den Übertragungsgateelektroden 232 angeordnet.
Die Ausgangssteuergateelektroden 235, 236 an einer zweiten Schicht sind in den vertikalen Schieberegistern 230 an den ungeradzahligen Spalten schmal oder eng und sind in den vertikalen Schieberegistern 230 an den geradzahligen Spalten weit oder breit. Diese Ausgangssteuergateelektroden 235, 236 überlappen sich mit der Übertragungsgateelektrode 232 und den Ausgangssteuergateelektroden 233, 234. In diesem Zustand sind die Ausgangssteuergateelektroden 235, 236 in den vertikalen Schieberegistern 230 an den ungeradzahligen Spalten an den Ausgangssteuergateelektroden 233, 234 ausgerichtet. In den vertikalen Schieberegistern 230 sind die Ausgangssteuergateelektroden 235 an den geradzahligen Spalten überlagert, so daß Spalten zwischen den Übertragungsgateelektroden 232 und den Ausgangssteuergateelektroden 233, 234 überdeckt werden. Daher sind die Ausgangssteuergateelektroden 235, 236 an der zweiten Schicht für die Kanalzonen 231 in den vertikalen Schieberegistern 230 an lediglich den geradzahligen Spalten effektiv. Die Ausgangssteuergateelektrode 237 auf der zweiten Schicht überlappt sich mit der Ausgangssteuergateelektrode 234 an dem Ausgangsende der vertikalen Schieberegister 230 und sie ist parallel zu den Ausgangssteuergateelektroden 235, 236 angeordnet.
Die Übertragungsgateelektroden 232, die Ausgangssteuergateelektroden 233 und 234 an der ersten Schicht und die Ausgangssteuergateelektroden 235 bis 237 an der zweiten Schicht bedienen die vertikalen Schieberegister 230.
Es werden Drei-Phasen-Übertragungstaktimpulse VS1 bis VS3 an den Übertragungsgateelektroden 232 beispielsweise angelegt. Ein vertikaler Übertragungstaktimpuls VS2 und ein Ausgangssteuerimpuls TG2 werden an die Ausgangssteuergateelektroden 233 und 234 an der ersten Schicht angelegt. Der Übertragungstaktimpuls VS2 besitzt die gleiche Phase wie der Übertragungstaktimpuls VS2, der an die dritte Übertragungsgateelektrode 232 angelegt wird, und zwar gesehen von der Ausgangssteuergateelektrode 233 aus. Es werden ein vertikaler Übertragungstaktimpuls VS1 und ein Ausgangssteuertaktimpuls TG3 an die Ausgangssteuergateelektroden 236 und 237 angelegt. Der Übertragungstaktimpuls VS1 besitzt die gleiche Phase wie die Phase des Übertragungstaktimpulses VS1, der an die erste Übertragungsgateelektrode 232 angelegt wird, und zwar gesehen von der Ausgangssteuergateelektrode 235 aus.
Auf den Ausgangsseiten der vertikalen Schieberegister 230 werden lediglich die Potentiale in den Kanalzonen 231 in den vertikalen Schieberegistern 230 an den geradzahligen Spalten durch den Ausgangssteuertaktimpuls TG1 und den vertikalen Übertragungstaktimpuls VS1 beeinflußt. Es werden somit die Informationsladungen von den Pixeln auf einer be stimmten Reihe der vertikalen Schieberegister 230 an den ungeradzahligen Spalten zu dem horizontalen Schieberegister 240 hin übertragen. Während dieser Zeit bewahren die vertikalen Schieberegister 230 an den geradzahligen Spalten die Informationsladungen an deren Ausgangsseiten auf.
Das horizontale Schieberegister 240 ist ähnlich konstruiert wie das horizontale Schieberegister 40 bei der ersten Ausführungsform und wird hier nicht nochmals beschrieben.
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm, welches die Zeitsteuerung zeigt, um die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der dritten Ausführungsform zu betreiben. Die Fig. 15 und 16 zeigen die Zustände der Potentiale in den Kanalzonen 231 und 241 zu den Zeitpunkten TA0 bis TA12 und TB0 bis TB10. Die Gateelektroden werden eingeschaltet, wenn die angelegten Taktimpulse einen Pegel H haben, und werden ausgeschaltet, wenn die Taktimpulse einen Pegel L haben.
Gemäß Fig. 14 werden die Informationsladungen von den Kanalzonen 231 in den vertikalen Schieberegistern 230 an den ungeradzahligen Spalten zu der Kanalzone 241 des horizontalen Schieberegisters 240 übertragen.
Wenn der Taktimpuls VS2 den Pegel H erreicht und wenn die Taktimpulse VS1 und VS3 den Pegel L zu dem Zeitpunkt TA0 erreichen, wird die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird. Die Informationsladungen werden in dieser Potentialmulde gespeichert. In diesem Zustand ist die Potentialmulde, die in der Kanalzone 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 233 ausgebildet ist, zu der der vertikale Übertragungstaktimpuls VS1 zugeführt bzw. angelegt wird, leer. Dies ist deshalb der Fall, weil die Informationsladungen bereits von dort durch die frühere Transferoperation übertragen worden ist.
Die Taktimpulse TG1 bis TG3 haben den Pegel L, so daß sich die Ausgangssteuergateelektroden 234, 235, 237 in dem ausgeschalteten Zustand befinden.
Wenn der Taktimpuls VS3 zu dem Zeitpunkt TA1 den Pegel H hat, wird die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht eingeschaltet, so daß eine Potentialmulde ausgebildet wird. Zu dem Zeitpunkt TA2 erreicht dann der Taktimpuls VS2 den Pegel L und es wird die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, ausgeschaltet, so daß die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Es werden somit die Informationsladungen von der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, zu der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht, übertragen.
Der Taktimpuls VS1 besitzt zu dem Zeitpunkt TA3 den Pegel H, so daß die Übertragungselektrode 232, die auf den Taktimpuls VS1 anspricht, eingeschaltet wird. Dann erreicht der Taktimpuls VS3 zu dem Zeitpunkt TA4 den Pegel L und es wird die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls V53 anspricht, ausgeschaltet. Es werden die Informationsladungen von der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht, zu der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS1 anspricht, übertragen. Es werden die Informationsladungen während der Zeiten TA0 bis TA4 in einer ähnlichen Weise übertragen, und zwar für die vertikalen Schieberegister 230 sowohl an den ungeradzahligen als auch den geradzahligen Spalten.
Zu dem Zeitpunkt TA5 besitzen die Taktimpulse VS2 und TG1 den Pegel H. Die auf den Taktimpuls VS2 ansprechende Übertragungsgateelektrode 232 und die Ausgangssteuergateelek troden 233, 235 werden eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird. Zu dem Zeitpunkt TA6 erreicht der Taktimpuls VS1 den Pegel L, so daß die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS1 anspricht, ausgeschaltet wird und die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Es werden somit die Informationsladungen von der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS1 anspricht, zu der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls V52 anspricht, übertragen und auch zu der Kanalzone 231 unter den Ausgangssteuergateelektroden 233 und 235. Da in diesem Zustand die Ausgangssteuergateelektrode 234 unter der Ausgangssteuergateelektrode 236 in den vertikaler Schieberegistern 230 an den ungeradzahligen Spalten liegt, bleibt das Potential unter der Ausgangssteuergateelektrode 236 unverändert, und zwar selbst dann, wenn sich der Taktimpuls VS1, der an die Ausgangssteuergateelektrode 236 angelegt wird, in seinem Pegel ändert.
Die Taktimpulse VS3 und TG2 besitzen zu dem Zeitpunkt TA7 den Pegel H. Die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht, und die Ausgangssteuergateelektrode 234 werden eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde gebildet wird.
Zu dem Zeitpunkt TA8 besitzt der Taktimpuls VS2 den Pegel L, so daß die Übertragungsgateelektrode 232 und die Ausgangssteuergateelektrode 233, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, ausgeschaltet werden, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Somit werden die Informationsladungen von der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, zu der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht, übertragen.
In den vertikalen Schieberegistern 230 werden die Informationsladungen an den ungeradzahligen Spalten von der Kanalzone 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 233 zu der Kanalzone 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 234 übertragen. In den vertikalen Schieberegistern 230 an den geradzahligen Spalten befindet sich die Ausgangssteuergateelektrode 236 in dem ausgeschalteten Zustand. Es werden somit die Informationsladungen nicht von der Kanalzone 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 233 zu der Kanalzone 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 234 übertragen, sondern werden in der Kanalzone 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 235 gesammelt.
Der Taktimpuls TG3 besitzt zu dem Zeitpunkt TA9 den Pegel H, so daß die Ausgangssteuergateelektrode 237 eingeschaltet wird und eine Potentialmulde gebildet wird. Wenn der Taktimpuls TG2 zu dem Zeitpunkt TA10 den Pegel L erreicht, wird die Ausgangssteuergateelektrode 234 ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. IT1 diesem Zustand befinden sich die Übertragungsgateelektroden 242 für die vertikalen Schieberegister 230 an den ungeradzahligen Spalten in dem eingeschalteten Zustand. Die Informationsladungen werden von den Kanalzonen 231 unter den Ausgangssteuergateelektroden 234 für die vertikalen Schieberegister 230 an den ungeradzahligen Spalten zu den Kanalzonen 231 unter den Übertragungsgateelektroden 242 des horizontalen Schieberegisters 240 übertragen. Ferner isst in den vertikalen Schieberegistern 230 an den geradzahligen Spalten die Potentialmulde unter dem Ausgangssteuerübertragungsgate 234 frei von Informationsladungen. Es werden somit keine Informationsladungen übertragen.
Zu dem Zeitpunkt TA11 besitzt der Taktimpuls VS2 den Pegel H und der Taktimpuls TG3 hat den Pegel L. Die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, und die Ausgangssteuergateelektrode 233 werden eingeschal tet, wodurch eine Potentialmulde gebildet wird. Es wird jedoch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht, da die Ausgangssteuergateelektrode 237 ausgeschaltet wird.
Die Taktimpulse VS3 und TG1 haben zu dem Zeitpunkt TA12 den Pegel L. Es werden dann die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht, und die Ausgangssteuergateelektrode 235 ausgeschaltet.
Es werden Informationsladungen von der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht, zu der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, übertragen. Zur gleichen Zeit werden in den vertikalen Schieberegistern 230 an den geradzahligen Spälten die Informationsladungen von der Kanalzone 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 235 zu der Kanalzone 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 233 transferiert. Zu dem Zeitpunkt TA12 wird die Übertragungsoperation wiederholt ausgeführt, und zwar im Ansprechen auf die Taktimpulse HS1 und HS2. Es werden somit die Informationsladungen in den Kanalzonen 231 unter der Übertragungsgateelektrode 242 horizontal in den Übertragungsgateelektroden 242 entlang den Kanalzonen 241 des horizontalen Schieberegisters 240 übertragen. Die Zyklen der Taktimpulse HS1 und HS2 sind derart bestimmt, daß eine halbe Reihe der Informationsladungen in dem horizontalen Schieberegister 240 innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode übertragen wird. Somit werden alle Informationsladungen aus den Kanalzonen 241 in dem horizontalen Schieberegister 240 übertragen, und zwar vor der Ankunft von nachfolgenden Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern 230.
Wie in Fig. 16 gezeigt ist, werden während der Zeiten TB0 bis TB10 die Informationsladungen von den Kanalzonen 231 in den vertikalen Schieberegistern 230 an den geradzahligen Spalten zu den Kanalzonen 241 in dem horizontalen Schieberegister 240 übertragen.
Zu dem Zeitpunkt TB0, wenn die horizontale Übertragungsoperation in dem horizontalen Schieberegister 240 vervollständigt wurde, wird der Taktimpuls HS1 auf den Pegel L gesetzt und es wird der Taktimpuls HS2 auf den Pegel H gesetzt. Es werden somit die Übertragungsgateelektroden 242, die sich an die vertikalen Schieberegister 230 anschließen, und zwar an den ungeradzahligen Spalten, ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Die Übertragungsgateelektroden 242, die auf die vertikalen Schieberegister 230 an den geradzahligen Spalten ansprechen, werden eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde gebildet wird. In den ungeradzahligen vertikalen Schieberegistern 230 wurden die Informationsladungen während der Zeiten TA0 bis TA12 transferiert. Es sind somit keine Informationsladungen in den Kanalzonen 231 unter den Ausgangssteuergateelektroden 233 bis 237 und den Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232 benachbart zu den Ausgangssteuergateelektroden 233 und 235 vorhanden.
Wenn der Taktimpuls VS1 und TG2 zu dem Zeitpunkt TB1 den Pegel H erreichen, werden die Übertragungsgateelektroden 232 und die Ausgangssteuergateelektroden, die auf die Taktimpulse VS1 und TG2 ansprechen, eingeschaltet, wobei eine Potentialmulde ausgebildet wird.
Zu dem Zeitpunkt TB2 besitzt der Taktimpuls VS2 den Pegel L, so daß die Übertragungsgateelektroden 232, die auf den Taktimpuls VS2 ansprechen, und die Ausgangssteuergateelektrode ausgeschaltet werden, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Demzufolge werden die Informationsladungen von der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS2 anspricht, zu der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232 im Ansprechen auf den Taktimpuls VS1 zurückgeleitet.
Gleichzeitig werden in den vertikalen Schieberegistern 230 der geradzahligen Spalten die Informationsladungen von der Kanalzone 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 233 der Kanalzonen 231 unter den Ausgangssteuergates 234 und 236 übertragen.
Der Taktimpuls VS3 hat zu dem Zeitpunkt TB3 den Pegel H und es wird die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS3 anspricht, eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird. Zu dem Zeitpunkt TB4 besitzt der Taktimpuls VS1 den Pegel L. Es werden dann die Übertragungsgateelektroden, die auf den Taktimpuls VS1 ansprechen, und die Ausgangssteuergateelektrode 236 ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Es werden daher die Informationsladungen, die zu den Kanalzonen unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf die Taktimpulse VS1 anspricht, während der Zeiten TB1 und TB2 transferiert wurden, zu der Übertragungsgateelektrode 232 im Ansprechen auf den Taktimpuls VS1 zurückgeführt. In diesem Zustand werden die Informationsladungen von den Ka nalzonen 231 unter den Ausgangssteuergateelektroden 234 und 236 zu den Kanalzonen 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 234 bewegt.
Zu dem Zeitpunkt TB5 besitzt der Taktimpuls TG3 den Pegel H, so daß die Ausgangssteuergateelektrode 237 eingeschaltet wird und eine Potentialmulde gebildet wird. Wenn der Taktimpuls TG2 zu dem Zeitpunkt TB6 den Pegel L erreicht, wird die Ausgangssteuergateelektrode 234 ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Es werden somit die Informationsladungen von der Kanalzone 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 234 zu der Kanalzone 241 unter der Übertragungsgateelektrode 242 in dem horizontalen Schieberegister 240 über die Kanalzone 231 unter der Ausgangssteuergateelektrode 237 transferiert.
Wenn der Taktimpuls VS1 zu dem Zeitpunkt TB7 den Pegel H erreicht und der Taktimpuls TG3 den Pegel L erreicht, wird die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS 1 anspricht, eingeschaltet, wodurch eine Potentialmulde gebildet wird. Gleichlaufend wird die Ausgangssteuergateelektrode 237 ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird.
Das Übertragungsgate 232, welches auf den Taktimpuls VS3 mit dem Pegel L zu dem Zeitpunkt TB8 anspricht, wird ausgeschaltet, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird.
Zu dem Zeitpunkt T9 besitzt der Taktimpuls VS2 den Pegel H, so daß die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den. Taktimpuls VS2 anspricht, eingeschaltet wird, wodurch eine Potentialmulde ausgebildet wird. Dann erreicht der Taktimpuls VS1 zu dem Zeitpunkt TB10 den Pegel L, so daß die Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS1 anspricht, ausgeschaltet wird, wodurch die Potentialmulde zum Verschwinden gebracht wird. Demzufolge werden die Informationsladungen von der Kanalzone 231 unter der Übertragungsgateelektrode 232, die auf den Taktimpuls VS1 anspricht, zu der Kanalzone 231 der Übertragungsgateelektrode 232 im Ansprechen auf den Taktimpuls VS2 übertragen. In dem Zustand zum Zeitpunkt TB10 werden die Taktimpulse HS1 und HS2 wiederholt umgekehrt, so daß die Informationsladungen unter den Übertragungsgateelektroden 242 horizontal von den Kanalzonen 241 in den horizontalen Schieberegistern 240 übertragen werden.
Jede halbe Reihe der Informationsladungen wird von den vertikalen Schieberegistern 230 zu dem horizontalen Schieberegister 240 nicht nur vermittels wiederholter Operationen der Übertragungsgateelektroden und der Ausgangssteuerga teelektroden übertragen, sondern auch durch die horizontale Übertragungsoperation des horizontalen Schieberegisters zu den Zeitpunkten TA0 bis TA12 und TB0 bis TB10. Entsprechend diesem Verfahren kann jeder Reihe der Informationsladungen in den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten wiederholt gelesen werden.
Wenn daher die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach der zweiten Ausführungsform Farbfilter enthält, in denen Farben an den ungeradzahligen und geradzahligen Pixeln verschieden sind, können Farbkomponenten in einfacher Weise getrennt werden und es können die Bildsignale in einer vereinfachten Weise verarbeitet werden.
Jede halbe Zeile der Informationsladungen wird sequentiell aus den vertikalen Schieberegistern 230 durch die Operation der Übertragungselektroden zu den Zeitpunkten TA0 bis TA12 und TB0 bis TB12 und anhand der horizontalen Übertragungsoperation des horizontalen Schieberegisters 240 gelesen.

Claims

1. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung zum Umsetzen eines zweidimensionalen optischen Bildes in ein zeitserielles elektrisches Bildsignal und zum Ausgeben des Signals, wobei die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung folgendes aufweist:

(a) eine Vielzahl von Pixeln (25), die in einer Matrix zweidimensional angeordnet sind, wobei jedes Pixel Informationsladungen in Einklang mit einer einfallenden Lichtmenge erzeugt;

(b) eine Vielzahl von vertikalen Schieberegistern (30), um die Informationsladungen, die durch die Vielzahl der Pixel (25) erzeugt wurden, vertikal zu übertragen, wobei die vertikalen Schieberegister (30) jeweils Spalten der Pixel (25) entsprechen;

(c) ein horizontales Schieberegister (40), um die Informationsladungen von einem Ausgangsende der Vielzahl der vertikalen Schieberegister (30) zu empfangen und um die Informationsladungen horizontal zu übertragen; und

(d) eine Ausgabeeinheit (28) zum Umsetzen der Informationsladungen von einem Ende des horizontalen Schieberegisters (40) in einen Spannungswert, und zum Erzeugen eines Bildsignals,

wobei die Vielzahl der vertikalen Schieberegister (30) eine Gruppe von vertikalen Übertragungselektroden enthalten, um die Informationsladungen in jeder Spalte vertikal zu übertragen, und wenigstens zwei Ausgangssteuergateelektroden (34, 35) enthalten, von denen jede gemeinsam alle vertikalen Schieberegister (30) be dient und die an den Ausgangsenden derselben angeordnet sind, wobei die Ausgangssteuergateelektroden (34, 35) die Übertragung der Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister (40) unabhängig von der vertikalen Übertragung der Informationsladungen durch die vertikalen Übertragungselektroden (32, 33) zeitweilig aussetzen, und Kanäle, welche die Vielzahl der vertikalen Schieberegister (30) verbinden, und das horizontale Schieberegister (40) eine Halbleiterzone bilden, deren Potential sich zu dem horizontalen Schieberegister (40) hin vertieft.

2. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei der das horizontale Schieberegister (40) eine Gruppe von horizontalen Übertragungselektroden (42, 43) enthält, um die Informationsladungen in den Reihen horizontal zu übertragen, wobei die Gruppe der horizontalen Übertragungselektroden (42, 43) ungeradzahlige Bitelektroden besitzt, die auf geradzahlige Spalten der vertikalen Schieberegister (30) bezogen sind, und geradzahlige Bitelektroden besitzt, die auf die geradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister (30) bezogen sind, und bei der die ungeradzahligen Bitelektroden und die geradzahligen Bitelektroden in einer alternierenden Weise angeordnet sind.

3. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, bei der jede der geradzahligen und der ungeradzahligen Bitelektroden zwei horizontale Übertragungselektroden aufweist.

4. Verfahren zum Treiben einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die ungeradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters mit den ungeradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister verbunden sind, die gerad zahligen Bits des horizontalen Schieberegisters mit den geradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister verbunden sind, die durch die Vielzahl der Pixel erzeugten Informationsladungen, die in der Gestalt einer Matrix angeordnet sind, zu dem horizontalen Schieberegister für jede Spalte der vertikalen Schieberegister übertragen werden, und das horizontale Schieberegister jede Reihe der Informationsladungen überträgt; wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

(a) einen ersten Schritt gemäß einem Ausschalten der geradzahligen Bits und Einschalten der ungeradzahligen Bits, um Informationsladungen von den ungeradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister zu den ungeradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters zu übertragen;

(b) einen zweiten Schritt gemäß einem Ausschalten von einer der Ausgangssteuergateelektroden und einem horizontalen Übertragen der Informationsladungen in den ungeradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters;

(c) einen dritten Schritt gemäß einem Ausschalten der ungeradzahligen Bits und Einschalten der geradzahligen Bits, um die Informationsladungen von den geradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister zu den geradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters zu übertragen; und

(d) einen vierten Schritt gemäß einem Ausschalten von einer der Ausgangssteuergateelektroden und horizontalem Übertragen der Informationsladungen in den geradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Zeit zum Übertragen der Informationsladungen von den geradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister zu dem horizontalen Schieberegister um die Hälfte einer horizontalen Abtastperiode verzögert wird, verglichen mit der Zeit, in welcher die Informationsladungen von den ungeradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister zu dem horizontalen Schieberegister übertragen werden.

6. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung zum Umsetzen eines zweidimensionalen optischen Bildes in ein zeitserielles elektrisches Bildsignal und zum Ausgeben des Signals, wobei die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung folgendes aufweist:

(a) eine Vielzahl von Pixeln (25), die zweidimensional in einer Matrix angeordnet sind, wobei jedes Pixel (25) Informationsladungen in Einklang mit einer Einfall-Lichtmenge erzeugt;

(b) eine Vielzahl von vertikalen Schieberegistern (130), um die Informationsladungen, die durch die Vielzahl der Pixel (25) erzeugt werden, vertikal zu übertragen, wobei die vertikalen Schieberegister (130) den jeweiligen Spalten der Pixel (25) entsprechen;

(c) ein horizontales Schieberegister (140) zum Empfangen der Informationsladungen von einem Ausgangsende der Vielzahl der vertikalen Schieberegister (130) und zum horizontalen Übertragen der Informationsladungen; und

(d) eine Ausgangseinheit (28) zum Umsetzen der Informationsladungen von einem Ende des horizontalen Schieberegisters (140) in einen Spannungswert und zum Erzeugen eines Bildsignals,

wobei die Vielzahl der vertikalen Schieberegister (130) eine Gruppe von vertikalen Übertragungselektroden (132) enthält, um die Informationsladungen in jeder Spalte vertikal zu übertragen, und wobei wenigstens ein Paar der Ausgangssteuergateelektroden (133, 134) an einem Ausgabeende derselben angeordnet ist, die Ausgangssteuergateelektroden (133, 134) die Spalten der Vielzahl der vertikalen Schieberegister (130) überspannen und abwechselnd in einer umgekehrten Weise in einer Richtung der vertikalen Übertragung in den geradzahligen und ungeradzahligen Spalten der Vielzahl der vertikalen Schieberegister (130) angeordnet sind, und Positionen festlegen, um die Informationsladungen in unterschiedlicher Weise für die ungeradzahligen und die geradzahligen Spalten der vertikalen Schieberegister (130) zeitweilig aufzubewahren, derart, daß die Informationsladungen abwechselnd von den ungeradzahligen und den geradzahligen Spalten der Vielzahl der vertikalen Schieberegister (130) zu dem horizontalen Schieberegister (140) übertragen werden.

7. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 6, bei der das horizontale Schieberegister (140) ungeradzahlige und geradzahlige Bitelektrodengruppen enthält, die abwechselnd angeordnet sind und bei der die ungeradzahligen Bitelektroden oder die geradzahligen Bitelektroden zwei horizontale Übertragungsgateelektroden enthalten.

8. Verfahren zum Treiben einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 6, bei dem die Informationsladungen, die durch die Vielzahl der Pixel erzeugt werden, welche in der Gestalt einer Matrix angeordnet sind, zu dem horizontalen Schieberegister für jede Spalte der vertikalen Schieberegister übertragen werden, und bei dem das horizontale Schieberegister jede Reihe der Informationsladungen überträgt; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

(a) abwechselnd in Betrieb setzen eines Paares der Ausgangssteuergateelektroden, um Positionen zu verschieben oder zu versetzen, und zwar zum reservieren oder freihalten der Informationsladun gen um ein Bit in den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten;

(b) Empfangen der Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen Spalten bei den ungeradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters und Ausgeben der empfangenen Informationsladungen während einer ersten Zeitperiode; und

(c) Empfangen der Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern an den geradzahligen Spalten an den geradzahligen Bits des horizontalen Schieberegisters in einer nachfolgenden zweiten Periode.

9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner mit den folgenden Schritten:

(d) einen ersten Schritt zum Einschalten des Paares der Ausgangssteuergateelektroden, um die Informationsladungen darunter zu speichern;

(e) einen zweiten Schritt gemäß einem Ausschalten von einer der Ausgangssteuergateelektroden und Verschieben oder Versetzen der Informationsladungsspeicherposition der vertikalen Schieberegister an der ungeradzahligen Spalte nahe dem horizontalen Schieberegister, um ein Bit verglichen mit der Informationsladungsspeicherposition des vertikalen Schieberegisters an der geradzahligen Spalte;

(f) einen dritten Schritt gemäß einem Empfangen der Informationsladungen der vertikalen Schieberegister an der ungeradzahligen Spalte in dem horizontalen Schieberegister und Ausgeben der empfangenen Informationsladungen;

(g) einen vierten Schritt gemäß einem erneuten Einschalten des Paares der Ausgangssteuergateelektroden;

(h) einen fünften Schritt gemäß einem Ausschalten der Ausgangssteuergateelektrode, die bei dem ersten Schritt (d) nicht eingeschaltet wurde, und Verschieben oder Versetzen der Informationsladungsspeicherposition der vertikalen Schieberegister an der geradzahligen Spalte nahe dem horizontalen Schieberegister, um ein Bit; und

(i) einen sechsten Schritt gemäß einem Empfangen der Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern an den geradzahligen Spalten und Ausgeben der empfangenen Informationsladungen.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Zeit zum Übertragen der Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern an den geradzahligen Spalten zu dem horizontalen Schieberegister um die Hälfte einer horizontalen Abtastperiode verzögert wird, und zwar verglichen mit der Zeit zum Übertragen der Informationsladungen von dem vertikalen Schieberegister an der ungeradzahligen Spalte zu dem horizontalen Schieberegister.

11. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung zum Umsetzen eines zweidimensionalen optischen Bildes in ein zeitserielles elektrisches Bildsignal und zum Ausgeben des Signals, wobei die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung folgendes aufweist:

(a) eine Vielzahl von Pixeln (25), die zweidimensional in einer Matrix angeordnet sind, wobei jedes Pixel Informationsladungen in Einklang mit einer einfallen Lichtmenge erzeugt;

(b) eine Vielzahl von vertikalen Schieberegistern (230), um die Informationsladungen, die durch die Vielzahl der Pixel (25) erzeugt wurden, vertikal zu übertragen, wobei die vertikalen Schieberegi ster (230) jeweiligen Spalten der Pixel (25) entsprechen;

(c) ein horizontales Schieberegister (240) zum Empfangen der Informationsladungen von einem Ausgangsende der Vielzahl der vertikalen Schieberegister (230) und zum horizontalen Übertragen der Informationsladungen; und

(d) eine Ausgangseinheit (28) zum Umsetzen der Informationsladungen von einem Ende des horizontalen Schieberegisters (240) in einen Spannungswert und zum Erzeugen eines Bildsignals,

wobei die Vielzahl der vertikalen Schieberegister (230) eine Gruppe von vertikalen Übertragungselektroden (232) enthält, um die Informationsladungen in jeder Spalte vertikal zu übertragen, und eine Vielzahl von Ausgangssteuergateelektroden (233-237) enthält, deren effektive Zahl an den ungeradzahligen Spalten und an den geradzahligen Spalten verschieden ist, wobei die Ausgangssteuergateelektroden (233-237) die Zeitpunkte der Übertragung der Informationsladungen zu dem horizontalen Schieberegister abhängig von den ungeradzahligen und den geradzahligen Spalten variieren, wobei die Vielzahl der vertikalen Übertragungselektroden (232) nebeneinanderliegend angeordnet sind und über die Spalten der Vielzahl der vertikalen Schieberegister reichen bzw. diese überspannen, und wobei die Vielzahl der Ausgangssteuergateelektroden (233-237) aus wenigstens zwei oberen Ausgangssteuergateelektroden (235, 236) und aus wenigstens zwei unteren Ausgangssteuergateelektroden (233, 234) bestehen, die oberen und unteren Ausgangssteuergateelektroden auf einem Substrat parallel zu den vertikalen Übertragungselektroden (232) montiert sind und über die Spalten der Vielzahl der vertikalen Schieberegister (230) reichen bzw. diese überspannen, wobei die oberen Ausgangssteuergateelektroden (235, 236) das Substrat un ter den Räumlichkeiten zwischen der vertikalen Übertragungselektrode (232) und der unteren Ausgangssteuergateelektrode (233) überdecken oder überspannen, die einander benachbart sind, und die unteren Räumlichkeiten zwischen den unteren Ausgangssteuergateelektroden (233, 234) in der Vielzahl der vertikalen Schieberegister (230) an den geradzahligen Spalten überdecken, und über die unteren Ausgangssteuergateelektroden (233, 234) in der Vielzahl der vertikalen Schieberegister (230) an den ungeradzahligen Spalten verteilt sind.

12. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 11, bei der das horizontale Schieberegister (240) ungeradzahlige Bitelektrodengruppen und geradzahlige Bitelektroden enthält, die einander benachbart sind, und bei der jede ungeradzahlige Bitelektrodengruppe und jede geradzahlige Bitelektrodengruppe jeweils zwei horizontale Übertragungselektroden besitzen.

13. Verfahren zum Treiben der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 11, bei dem die Informationsladungen, die durch die Vielzahl der Pixel erzeugt werden, welche in der Gestalt einer Matrix angeordnet sind, zu dem horizontalen Schieberegister für jede Spalte der vertikalen Schieberegister übertragen werden, und bei dem das horizontale Schieberegister jede Reihe der Informationsladungen überträgt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

(a) Übertragen der Informationsladungen in eine Vielzahl von vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen und geradzahligen Spalten der Ausgangssteuergateelektroden Reihe für Reihe; und

(b) Steuern einer Vielzahl von Ausgangssteuergateelektroden in solcher Weise, daß die Informati onsladungen der vertikalen Schieberegister an den geradzahligen Spalten an Ausgabeseiten derselben gespeichert werden, und zwar während die Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern an den ungeradzahligen Spalten über das horizontale Schieberegister übertragen werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Zeit zum Übertragen der Informationsladungen von den vertikalen Schieberegistern an der geradzahligen Spalte zu dem horizontalen Schieberegister um die Hälfte einer horizontalen Abtastperiode verzögert wird, und zwar verglichen mit der Zeit zum Übertragen der Informationsladungen von dem vertikalen Schieberegister an der ungeradzahligen Spalte zu dem horizontalen Schieberegister.