DE3345238C2

DE3345238C2 - Festkörper-Bildaufnahmewandler

Info

Publication number: DE3345238C2
Application number: DE3345238A
Authority: DE
Inventors: Toyokazu Nagano Mizoguchi; Jun-Ichi Nishizawa; Sohbe Suzuki; Takashige Sendai Miyagi Tamamushi
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1982-12-14
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1986-10-09
Also published as: JPS59108463A; DE3345238A1; US4626916A

Abstract

Beschrieben wird ein Festkörper-Bildaufnahmewandler mit Verschlußfunktion. Der Wandler weist eine Vielzahl von Bildelementen (1), von denen jedes einen SIT-Transistor (statischen Induktionstransistor) aufweist, und die in Matrixform angeordnet sind, eine Vielzahl von Gate-Signalleitungen (2) zum gleichzeitigen Anlegen von Gate-Signalen an die Bildelemente, die jeweils in einer Reihe der Matrix angeordnet sind, ein Vertikal-Abtastregister (9) zum Erzeugen und zum Abtasten der Gate-Signale sowie eine Vielzahl von Signal-Ausleseleitungen auf, die die in den Bildelementen in entsprechenden Spalten der Matrix gespeicherten Lichtsignale auslesen. Ferner weist der erfindungsgemäße Wandler ein Schieberegister auf, das gleichzeitig und zeitweise die ausgelesenen Signale speichert und sie in zeitserielle Signale umsetzt, sowie eine Einrichtung, die mit der Signal-Ausleseeinrichtung und der Einrichtung zum zeitweisen Speichern verbunden ist, um deren Verbindung zu steuern.

Description

Die Erfindung betrifft einen Festkörper-Bildaufnahmewandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Festkörper-Bildaufnahmewandler sind aus der Zeitschrift »IEEE Transactions on Electron Devices«, VoI ED-26, Nr. 12, 1979, Seiten 1970-1977, der offengelegten japanischen Patentanmeldung 55 15 229, sowie der nicht vorveröffentlichten EP 8 3900059.3 (Veröffentlichungsnummer: 0 096 725) bekannt. In der erstgenannten Druckschrift sind auch mit weiteren Literaturnachweisen statische Induktionstransistoren (SIT) mit ihren Vorzügen beim Einsatz in Festkörper- Bildaufnahmewandiern beschrieben.

Bisher wurden Festkörper-Bildaufnahmewandler hauptsächlich aus Bildelementen gebildet die eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD) oder einen MOS-Transistor aufweisen. In der oben erstgenannten Druckschrift wird dargelegt, daß demgegenüber statische Induktionstransistoren (SIT) Vorteile bringen (s. a. US-PS 27 990).

Nachfolgend wird anhand der F i g. 1 und 2 der aus der europäischen Patentanmeldung 8 390 00593 gemäß EP-OS 0 096 725 bekannte Festkörper-Bildaufnahmewandler näher beschrieben.

i^: ig. 1 ZCIgL viiC hjCiianüng CiIlCa t C

tivGrpCr-LFiiuaUi-

nahmewandlers, der von einer Vielzahl von SIT-EIementen mit isolierten Gate-Elektroden gebildet wird, welche in Matrixform angeordnet sind.

F i g. 2 zeigt ein ImpulsAZeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der SIT-Elemente mit isolierter Gate-Elektrode, die in der in F i g. 1 gezeigten Matrix

% 3 4

ΐ-; angeordnet sind. entsprechenden SIT-Elemente, die die Bildelemente bil-

1 Die jeweiligen SIT-Elemente 1-1.1, 1-1.2 ... 1-2.1, den, durchgeführt, so daß lediglich eine Belichtungszeit

r-i 1-2.2... bestehen aus λ-Kanal SIT-Elementen, die nor- mit bestimmter Dauer erhalten werden kann, die durch

-^; malerweise nicht leitend sind, und bilden ein Bildete- die Abtastperiode von dem Zeitpunkt, an dem das SIT-

|/ ment bzw.-zelle (auch Wandlerzelle oder Wandler-Bild- 5 Element 1-1.1 gewählt wird, bis zu dem Zeitpunkt be-

[;: element genannt). Jedes Bildelement empfängt das auf- stimmt ist, an dem das gleiche SIT-Element 1-1.1 erneut

;:■' treffende Licht und erzeugt Videosignal-Ausgangssi- gewählt wird. Unter der Voraussetzung, daß beispiels-

!j gnale, die von einem ΛΎ-Adreßsystem ausgelesen wer- weise der Leitungs-Wahlschalter 4-1 durch das Signal

i; i den. Wie in F i g. 1 gezeigt ist, haben die jeweiligen SIT- Φ5η leitend ist, so daß die Spannung der Energiequelle 6

β Elemente 1-1.1,1-1.2... 1-2.1,1-2.2,... Source-Elektro- 10 an der vertikalen Abtastleitung 2-1 anliegt, wenn das

,:': den, die mit den jeweiligen vertikalen Abtastleitungen Signal Φθ\ an der horizontalen Abtastleitung 3-1 an-

$ 2-1, 2-2,... verbunden sind, Drain-Elektroden, die mit liegt, wird ein Teil der Ladung, die in der Gate-Kapazi-

Γ; einer Referenzspannungsquelle (bei dem gezeigten tat Cg entsprechend der einfallenden Lichtmenge für

I Ausführungsbeispiel der Bezugsspannung) verbunden das andere SIT-Element 1-2.1 gespeichert ist, das nicht

R sind, und Gate-Elektroden, die mit den jeweiligen hori- 15 von der horizontalen Abtastleitung 3-1 angewählt ist,

'! zontalen Abtastleiaingen 3-1, 3-2,... verbunden sind. durch dessen Source-Elektrode entladen.

■ Die horizontalen Abtastleitungen 3-1, 3-2, ... werden Bei einem Fernseh-Bildaufnahmesystem sind SIT-

':■ nacheinander durch Signale 0G\, φό* ... angewählt, Elemente in etwa 500 Zeilen angeordnet, so daß die

' die von einem nicht gezeigten Horizontalregister er- durch die Ladung erzeugte Lichtmenge um ca. 20 bis

% zeugt werden. Die vertikalen Abtastleitun^en 2-1, 2-2, 20 30% gegenüber der ursprünglichen Ladungssignalmen-

^f · ... werden nacheinander durch entsprechende Leitungs- ge abnimmt Diese Abnahme führt zu einem ungleich-

ί Wählschalter 4-1, 4-2,... ausgewählt und mit einer Si- mäßigen, kontrastarmen Bild.

Κ gnal-Ausleseleitung 5 verbunden; die Leitungs-Wähl- Bei dem vorstehend beschriebenen Festkörper-Bild-

£ schalter 4-1,4-2,... werden durch Signale 0S\, 1PS2,... aufnahmewandler können die SIT-Elemente lediglich

I leitend geschaltet, die während einer ausgewählten Pe- 25 gemeinsam rückgesetzt werden, nachdem die Signale

it node einer horizontalen Abtastleitung von einem nicht für das gesamte Bild ausgqjesen worden sind. Zur Erhö-

■| gezeigten Vertikalregister erzeugt werden. hung der Verschlußgeschwindigkeit, also zur Verringe-

\l Wenn das Signal ΦΞ\, dessen Dauer gleich einer Zei- rung der Belichtungszeit, muß ein äußerer mechanischer

' lenabtastperiode (F i g. 2a) ist, an den Leistungs-Wahl- Verschluß vorgesehen werden.

k schalter 4-1 der vertikalen Abtastleitung 2-1 von dem 30 Aus der DE-OS 29 52 159 ist ein Festkörper-Bildauf-

i Vertikalregister angelegt wird, wird der Leitung-Wahl- nahmewandler bekannt, der keine »Verschlußfunktion«

schalter 4-1 leitend und die Source- und Drainelektro- erfüllt, d. h. die Belichtungszeit der Bildelemente läßt

den der entsprechenden SIT-Elemente 1-1.1, 1-1.2 .., sich nicht wahlweise variieren.

¹ die den jeweiligen Bildelementen in Horizontalrichtung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gat-

entsprechen, werden während einer Zeilenabtastperio- 35 tungsgemäßen Festkörper-Bildaufnahmewandler der-

, de mit einer bestimmten Spannung vorgespannt Wenn art weiterzubilden, daß die Bildqualität verbessert wird,

in diesem Zustand das in F i g. 2c gezeigte Signal Φθ\ an wobei auch eine Änderung der Belichtungszeit ermög-

die horizontale Abtastleitung 3-1 von dem Horizontal- licht sein soll.

register angelegt wird, wird das SIT-Element 1-1.1 aus- Ein diese Aufgabe lösender Festkörper-Bildaufnahgewählt, so daß ein Strom, der äquivalent zu der durch 40 mewandler ist mit seinen Ausgestaltungen in den Padas Licht hervorgerufenen Ladung ist, die in der Gate- tentansprüchen gekennzeichnet
Kapazität Qr des SIT-Elements 1-1.1 gespeichert ist, Mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Festkör- und eine Größe entsprechend der einfallenden Licht- per-Bildaufnahmewandler lassen sich somit die Signale menge hat, durch einen Lastwiderstand 7, den Transi- aus den einzelnen Bildelementen einer bestimmten Reistorschalter 4-1 und das SIT-Element 1-1.1 von einer 45 he der Matrix gleichzeitig auslesen. Die derart ausgele-Energiequelle 6 abfließt. Infolge hiervon liegt ein varia- senen Signale der Bildelemente werden in der Speicher-' bier Anteil des Spannungsabfalls, der am Lastwider- und Umsetzeinrichtung, wie beispielsweise einem Schiestand 7 erzeugt wird, an einem Ausgangsanschluß 8 als beregister, gespeichert und in zeitserielle Signale umge-Ausgangsspannuiig entsprechend der auf das SIT-EIe- setzt Diese Umsetzung erfolgt in der Zeitspanne bis ment 1-1.1 einfallenden Lichtmenge an. Auf diese Weise 50 zum Eintreffen der nächsten Signalfolge aus Bildelewird, nachdem die den auftreffenden Lichtmengen ent- menten der nachfolgenden Reihe der Matrix, welche sprechenden Ausgangssignale mittels der vertikalen ebenfalls gleichzeitig wie bei der vorangegangenen Rei- ^r Abtastleitung 2-1 nacheinander aus den entsprechenden he ausgelesen werden. Durch die gleichzeitige Ausle-SIT-Elementen 1-1.1,1-2.2,... ausgelesen werden sind, sung der Bildelemente einer Reihe kann der Nachteil die folgende vertikale Abtastleitung 2-2 mittels des in 55 des Standes der Technik, nämlich ein Ladungsabfall in F i g. 2b gezeigten Signals 1PS2 des Vertikalregisters aus- den letzten Bildelementen einer Reihe aufgrund gegengewählt, so daß die von dem Horizontalregister erzeug- über den ersten Bildelementen längeren Wartezeiten, ten Signale Φθ\, Φθι,... (F i g. 2c und 2d) die entspre- nicht auftreten. Hierdurch wird die eingangs beschriechenden SIT-Elemente 1-2.1, 1-2.2, ... treiben, deren bene Verschlechterung der Bildqualität vermieden.
Source- und Drainelektroden durch die vertikale Ab- 60 Darüber hinaus ist es mit dem erfindungsgemäß austastleitung 2-2 in gleicher Weise wie vorstehend erläu- gestalteten Festkörper-Bildaufnahmewandler möglich, ~ leri vorgespannt sind und deren Ausgaiigssigiiaic nach- die RüekScUüiig der BiidcicmciUc derart uürchzüfüheinander ausgelesen werden. Diese Vorgänge werden ren, daß eine Verkürzung der Belichtungszeit ermögnacheinander wiederholt, so daß das gewünschte Bild- licht ist
aufnahme-Ausgangssignal erhalten wird. 65 Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand ei-

Bei dem vorstehend beschriebenen bekannten Fest- ner Zeichnung näher erläutert in der zeigt

körper-Bildaufnahmewandler wird das Auslesen des Si- F i g. 3 einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbei-

gnals und das Rücksetzen des Signals gleichzeitig für die spiels des Festkörper-Bildaufnahmewandlers,

5 6

F i g. 4 ein Impuls/Zeit-Diagramm der verschiedenen stellt werden.

Signale des in F i g. 3 gezeigten Wandlers, Wenn nach einer Zeit T ein Auslesesignal-Impuls Rs

F i g. 5 einen Schaltplan eines weiteren Ausführungs- an der Gate-Signalleitung 2-1 anliegt, ergibt sich die

beispiels des Festkörper-Bildaufnahmewandlers, und Spannung der Signalspeicher-Gate-Elektrode der SIT-

Fig. 6 einen Querschnitt zur Erläuterung des Auf- 5 Elemente, die mit der Gate-Signalleitung 2-1 verbunden

baus eines Bildsensors aus SIT-Elementen der Wandler. sind, als Summe der Spannung, die durch die Ladung

Wie bekannt ist, haben die SIT-Elemente eine hohe hervorgerufen wird, die in dem PN-Übergang einer

Lichtempfindlichkeit und ein hervorragendes Integra- Photodiode, die in der Signalspeicher-Gate-Elektrode

tionsvermögen. gebildet wird, während der Zeit Tgespeichet wird, und

Die Erfindung verwendet einen SIT-Bildsensor, der to der Spannung des angelegten Auslesesignal-Impulses,

dadurch entsteht, daß derartige SIT-Elemente, von de- so daß die entsprechenden SIT-Elemente durchgeschal-

nen jedes ein Einzelelement für eine Bildzelle bzw. ein tet werden und damit Lichtsignale aufgrund der ent-

Bildelement bildet, in Matrixform angeordnet werden. sprechend dem Lichteingangssignal gespeicherten La-

In Fig.3 sind mit den Bezugszeichen 1-1.1 bis 1-1./; dung gleichzeitig aus den entsprechenden SIT-Elemen-SIT-Elemente bezeichnet, die einen Kondensator bzw. 15 ten ausgelesen werden können. In diesem Falle werden eine Kapazität Cg haben, die mit den entsprechenden die Steuerschaltelemente 4-1 bis 4-n für die Ausleselei-Signalspeicher-Gate-Elektroden verbunden ist Die tung, die die entsprechenden Signalausleseleitungen 3-1 SIT-Elemente sind in einer Matrix angeordnet und ha- bis 3-/i ein- bzw. ausschalten, durchgeschaltet
ben Gate-Elektroden, die über entsprechende Konden- Die entsprechenden Schaltelemente 5-1 bis 5-n für die satoren C£ mit Gate-Signalleitungen 2-1 bis 2-n verbun- 20 Entnahme Gate-Elektroden sind so aufgebaut, daß Im- || den sind, während ihre Drain-Elektroden mit entspre- pulse mit der gleichen Impulsdauer synchron zu den l?l chenden Signal-Ausleseleitungen 3-1 bis 3-n verbunden Auslesesignal-Impulsen (F i g. 4d) als Steuersignal SG J sind. Die Gate-Signalleitungen 2-1 bis 2-n sind mit einem angelegt werden, wodurch sie gleichzeitig durchge-Vertikal-Schieberegister 9 verbunden. Die Gate-Signal- schaltet werden, so daß die Ausgangssignale der jeweilileitungen 2-1 bis 2-n sind mit einem Vertikal-Schiebere- 25 gen SIT-Elemente, die mit derselben Gate-Signalleitung gister 9 verbunden. Die entsprechenden Signal-Auslese- verbunden sind, beispielsweise der Leitung 2-1, gleichleitungen 3-1 bis 3-n sind über in Serie geschaltete Aus- zeitig an die entsprechenden Registereinheiten des leseleitung-Steuerschaltelemente 4-1 bis 4-/J und Schalt- Schieberegisters 6 angelegt werden. F i g. 4e zeigt ein elemente 5-1 bis 5-n mit Entnahme Gate-Elektrode mit Bildsignal 5 einer horizontalen Abtastleitung (entspreder entsprechenden Registereinheit eines Schieberegi- 30 chend der Gate-Signalleitung), das gleichzeitig an das sters verbunden, beispielsweise einem Schieberegister 6 Schieberegister 6 angelegt wird.
(im folgenden als CCD-Schieberegister bezeichnet), das Der vorstehend beschriebene Vorgang wird während Ladungsübertragungseinrichtungen verwendet, die von einer Feldperiode für die gleiche Gate-Signalleitung Transferimpulsen Φ\ und Φ2 betrieben werden. Mit 7-1 ausgeführt, so daß die Rücksetzsignal-Impulse Gr, Gr' bis 7-n sind Lasttransistoren zum Anlegen einer Vor- 35 einer horizontalen Abtastperiode H und die Auslesesispannung Vs an die entsprechenden SIT-Elemente be- gnal-Impulse Äs, Äs'nacheinander an die entsprechenzeichnet, wenn die Steuerschaltelemente 4-1 bis 4-n für den Gate-Signalleitungen 2-1 bis 2-n angelegt werden; die Ausleseleitung durch ein Steuersignal LC leitend hierdurch kann ein gleichzeitiges Auslesen der Lichtausgemacht werden, gangssignale der SIT-Elemente, die mit der gleichen Ga-

Im folgenden soll angenommen werden, daß bei dem 40 te-Signalleitung verbunden sind, in der Zeitdauer 1//(in

vorstehend beschriebenen Wandler Rücksetzsignal-Im- F i g. 4e S', S",...) für jede Gate-Signalleitung sukzessi-

pulse (mit Gr in F i g. 4 bezeichnet) an die Gate-Signal- ve durchgeführt werden. Die derart ausgelesenen Bildsi-

leitung 2-1 angelegt sind. In diesem Fall nimmt die Si- gnale werden gleichzeitig in den entsprechenden Regi-

gnalspeicher-Gate-Elektrode aller SIT-Elemente 1-1.1 stereinheiten des CCD-Schieberegisters 6 gespeichert,

bis 1-l.n. die mit der Gate-Signalleitung 2-1 verbunden 45 Während einer 1 //-Zeitdauer vor dem Auslesen der

sind, positives Potential an. Hierdurch wird der PN- Ausgangssignale der SIT-Elemente, die mit der folgen-

Obergang zwischen den Gate-und Sourcebereichen des den Gate-Signalleitung, beispielsweise 2-2 verbunden

SIT-Elements in Vorwärtsrichtung vorgespannt, so daß sind, werden die gespeicherten Bildsignale vollständig

die in den Signalspeicher-Gate-Elektroden gespeicher- zu der Ausgangsseite durch Taktimpulse Φ\, Φι verscho-

ten Ladungen abfließen können, so daß die an der Si- 50 ben und in ein zeitserielles Signal So umgesetzt, das als

gnalspeicher-Gate-Elektrode anliegende Spannung ei- Video-Ausgangssignal an einem Ausgangsanschluß 8

nen konstanten Wert annimmt, der durch das Potential ansteht Dabei wird angenommen, daß die Taktimpulse

des PN-Überganges zwischen den Gate- und Sourcebe- Φ\ und Φ2 mit den Auslesesignal-Impulsen Äs und Äs'

reichen bestimmt wird. Die jeweiligen Steuerschaltele- synchronisiert sind.

mente 4-1 bis 4-n für die Ausleseleitung empfangen 55 In gleicher Weise werden die jeweiligen Gate-Signalwährend einer Zeitdauer, während der mindestens leitungen 2-1 bis 2-n und die Signal-Ausleseleitungen 3-1 Rücksetzsignal-Impulse Gr an den Gate-SignaUeitun- bis 3-n nacheinander eingeschaltet so daß am Videogen 2-1 bis 2-n angelegt sind, Steuersignale LC(F i g. 4c), Ausgangsanschluß 8 ein Videosignal So (F i g. 4f) für ein die die Signal-Ausleseleitungen 3-1 bis 3-n abschalten. vollständiges Bild ansteht Das Videosignal So wird da-Deshalb wird das Potential der Signal-Ausleseleitungen 60 bei dadurch erhalten, daß eine Belichtung mit der in 3-1 bis 3-n während der Zeit in der die Rücksetzsignal- F i g. 4a angegebenen Zeit Γ ausgeführt wird. Diese BeImpulse Gr an der Gate-Signalleitung 2-1 anliegen, lichtungszeit T, d. h. die Verschlußzeit bzw. Verschlußschwebend, so daß die Signale, die durch die Rücksetzsi- geschwindigkeit kann nach Wunsch dadurch eingestellt gnal-Impulse Gr aus den Signalspeicher-Gate-Elektro- werden, daß der Zeitpunkt der Rücksetzsignal-Impulse den der entsprechenden SIT-Elemente, die mit den Ga- 65 Grund Gr'geändert wird.

te-Signalleitungen 2-1 verbunden sind, ausgelesen wer- In den F i g. 4a und 4b bezeichnet tpk eine ausgewähl-

den, ohne daß sie an dem Schieberegister 6 anliegen, so te Gate-Signalleitung und tpk + 1 die nächste Gate-Si-

daß die entsprechenden SIT-Elemente sicher rückge- gnalleitung, die auf die g>k n-te Gate-Signalleitung folgt

7 8

F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ei- schriebenen erfindungsgemäßen Festkörper-Bildauf nen erfindungsgemäßen Festkörper-Bildaufnahme- nahmewandler verwendet.

wandler, bei dem eine Zeilensprungabtastung unter In F i g. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 13 ein SiIi-

Verwendung des in F i g. 3 gezeigten Wandlers ausge- ziumsubstrat, auf dem ein SIT-Element 1, ein n-Kanal führt werden kann. Dabei tragen entsprechende Teile 5 MOS-Transistor 4, der das Steuerschaltelement für eine die gleichen Bezugszeichen. Der grundlegende Aufbau Ausleseleitung bildet, ein CCD-Element 5, das das dieses Ausführungsbeispiels gleicht dem des in F i g. 3 Schaltelement für die Entnahme-Gate-Elektrode bildet, gezeigten Wandlers mit der Ausnahme, daß· die Rück- und ein CCD-Schieberegister 6 einteilig ausgebildet setzsignal-Impulse Gr, Gr'und die Auslesesignal-Impul- sind. Mit dem Bezugszeichen 14 ist in F i g. 6 eine SIT-Sise Rs. Rs'(siehe Fig.4), die an die entsprechenden Ga- io gnalspeicher-Gate-Elektrode bezeichnet, während 15 te-Signalleitungen 2-1 bis 2-n von einem Vertikal-Ab- eine SIT-Source-Elektrode, 16 ein isoliertes Gate des tastregister 9 angelegt werden, alternierend an Gate-Si- SIT-Elements, 17 eine SIT-Drain-Elektrode und 18, 19 gnalleitungen 2-1, 2-3,... mit ungerader Nummer und und 20 Source-Gate- bzw. Drain-Elektroden des MOS-Gate-Signalleitungen 2-2,2-4,... mit gerader Nummer Transistors 4 bezeichnen; 21 ist ein Abschirmwiderwährend einer Feldperiode durch Schaltelemente tO-1 15 stand. Der Abschirmwiderstand 21 und der Lastwiderbis IO-;; zur Leitungsumschaltung angelegt werden, die stand 7 sind mit einer Spannungsversorgungsquelle Vs durch Steuersignale 0F ein- und ausgeschaltet werden. verbunden. Mit 22 ist ein Eingangsanschluß für ein Steu-Das Signal 0F nimmt alternierend in jeder Feldperiode ersignal LC für eine Signalausleseleitung bezeichnet, den Pegel »1« bzw. »0« an. während 23 einen Eingangsanschluß für das Auslese-

Die Steuersignale ΦΡ, die den Pegel »1« bei ungera- 20 Steuersignal SG, 24 einen Eingangsanschluß für den dem und den Pegel »0« bei geradem an den Eingangsan- Treiber-Taktimpuls des CCD-Schieberegisters 6 und 25 schluß 11 angelegten Feld haben, sind in zwei Teile ge- einen Verbindungsanschluß für eine Gate-Signalleitung teilt Die eine Hälfte der Steuersignale <PF schaltet die bezeichnen.

Schaltelemente 10-1, 10-3,... mit ungerader Nummer Bei den in den Fig.3 und 5 gezeigten Ausführungs-

während der ungerade numerierten Feldperioden 25 beispielen werden CCD-Elemente als Schieberegister 6 durch, so daß nacheinander die Treibersignale Gr und verwendet; das CCD-Schieberegister 6 kann jedoch Rs an den Gate-Signalleitungen 2-1,2-3,... mit ungera- durch einen Aufbau ersetzt werden, bei dem die entder Nummer anliegen. Die andere Hälfte der Steuersi- sprechenden Signal-Ausleseleitungen 3-1 bis 3-n mit gnale <PF wird an die Schaltelemente 10-2, 10-4 zum Kondensatoren versehen sind, die die ausgelesenen Si-Durchschalten der Leitungen mit gerader Nummer 30 gnale halten; diese Kondensatoren werden nacheinanüber eine Inverterschaltung 12 angelegt und schaltet die der mittels Transistoren abgetastet, die durch ein weite-Schaltelemente 10-2,10-4,... während der Feldperioden res digitales Schieberegister betätigt werden, wodurch mit gerader Nummer durch, so daß nacheinander Rück- die in Fig. 4f gezeigten zeitseriellen Signale erhalten setzsignal-Impulse Gr und Auslesesignal-Impulse Rs an werden.

die Gate-Signalleitungen 2-2,2-4,... mit gerader Num- 35

mer von dem Vertikal-Abtastregister 9 angelegt wer- Hierzu 5 Blatt Zeichnungen den.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Beziehung zwischen dem Rücksetzvorgang und dem Signalauslesevorgang die gleiche wie bei dem vorigen Ausführungsbei- 40
spiel mit der Ausnahme, daß die entsprechenden Bildaufnahme-Ausgangssignale während gerade bzw. ungerade numerierten Feldperioden durch Zeilensprungabtastung erhalten werden, so daß auf eine Erklärung verzichtet werden kann. Auf diese Weise können am Video- 45
Ausgangsanschluß 8 Videosignale bestehend aus geraden und ungeraden Feldsignalen erhalten werden.

Um Videosignale für Fernseh-Standardsysteme zu erhalten, ist es notwendig, die folgenden numerischen
Werte zu verwenden: 490 oder mehr vertikale Bildete- 50
mente, 400 bis 700 horizontale Elemente, eine Impulsperiode für <pG von 1 H=63ß |isec, die nacheinander an
die entsprechenden Gate-Signalleitungen 2-1 bis 2-n angelegt werden {tpG ist ein Gattungsname für die Rücksetzsignal-Impulse Gr, Gr',... und die Auslesesignal-Im- 55
pulse Rs, Rs', ...), sowie eine Impulsdauer von ca.
lOOnsec und eine Impulsfrequenz von 6MHz bis
10 MHz für die Treiberimpulse Φ\, Φ₂ des CCD-Schieberegisters 6 in Verbindung mit den horizontalen Bildelementen. Wenn die Auslesesignal-Impulse Rs und die 60
Rücksetzsignal-Impulse Gr kontinuierlich an dieselbe
Gate-Signalleitung angelegt werden, ist die Speicherzeit
für die aufgrund des Lichts hervorgerufene Ladung des
SIT-Elements, das jeweils ein Bildelement bildet,
1 V = 333 msec, so daß Laufbilder mit 30 Bildern pro 65
Sekunde aufgenommen werden können.

Fig.6 zeigt einen Querschnitt eines Bildaufnahmesensors mit SIT-Elementen. der den vorstehend be-

Claims

Patentansprüche:

1. Festkörper-Bildaufnahmewandler mit einer Vielzahl von matrixförmig angeordneten Bildetementen aus jeweils einem statischen Induktionstransistor (SIT) mit Gate-Signalleitungen zum gleichzeitigen Anlegen von Gate-Signalen an die Bildelemente jeweils einer Zeile der Matrix, einer Einrichtung zum Erzeugen der Gate-Signale und zum Anlegen der Gate-Signale an die Gate-Signalleitungen im Sinne einer vertikalen Abtastung und mit Signal-Ausleseleitungen, über welche die in den Bildelementen in Form von elektrischen Ladungen gespeicherten Lichtsignale auslesbar sind, dadurchgekennzeichnet, daß eine Speicher- und Umsetz-Einrichtung (6) vorgesehen ist, weiche gleichzeitig die in den Bildelementen einer Zeile gespeicherten Lichtsignale zeitweise speichere und in zeitserielle Signale umsetzt, daß eine Steuer-Einrichtung (4, 5) zwischen den Signal-Ausleseleitungen (3) und der Speicher- und Umsetz-Einrichtung (6) angeordnet ist zur Steuerung der Verbindung zwischen den Signal-Ausleseleitungen (3) und der Speicher- und Umsetz-Einrichtung (6) in der Weise, daß die Steuer-Einrichtung die Signal-Ausleseleitungen (3) von der Speicher- und Umsetz-Einrichtung (6) mindestens solange trennt, wie an den Bildelementen der jeweiligen Zeile über die zugehörige Gate-Signalleitung (2) ein Rücksetzsignalimpuls (Gr) anliegt, und die Signal-Ausleseleitung (3) mit der Speicher- und Umsetz-Einrichtung (6) verbindet, während an den Bildelementen der jeweiligen Zeile über die zugehörige Gate-Signalleitung (2) ein Auslesesignal-Impuls (Rs) anliegt und daß zur Einstellung der Belichtungszeit der zeitliche Abstand zwischen den Rücksetzsignal- und den Auslesesignal-Impulsen veränderbar ist

2. Festkörper-Bildaufnahmewandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gate-Signale durch ein Vertikal-Abtastregister (9) erzeugt werden.

3. Festkörper-Bildaufnahmewandler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher- und Umsetz-Einrichtung (6) ein Schieberegister mit einer Vielzahl von Registereinheiten ist

4. Festkörper-Bildaufnahmewandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (4, 5) eine Vielzahl von LeU tungs-Steuerschaltelementen (4), die durchgeschaltet werden können oder sperren, sowie eine Vielzahl von Schaltelementen (5) mit Entnahme aus der Gate-Elektrode aufweist, die durchgeschaltet sein können oder sperren können, und daß jeweils ein Leitungs-Steuerschaltelement (4) und ein Schaltelement (5) mit Gate-Elektrodenentnahme zwischen die entsprechenden Signal-Ausleseleitungen (3) und das Schieberegister (6) geschaltet ist.

5. Festkörper-Bildaufnahmewandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslese- ω signal-Impulse und die Steuersignale zum Steuern uci* oCuältcicüicIuc mit ι äiCtirnpüiöcü ZUiH ι*6ιΓ€ΐυ€Π des Schieberegisters (6) synchronisiert sind, und daß die Signale der Bildelemente in einer Zeile, die in dem Schieberegister gespeichert sind, verschoben werden, bevor die Auslesesignal-Impulse an die nächste Gate-Signalschaltung (2) angelegt werden, um so die Speicherung der Signale vorzubereiten, die gleichzeitig durch Anlegen der Auslesesignale an die nächste Gate-Signalleitung (2) ausgelesen werden.

6. Festkörper-Bildaufnahmewandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gate-Signalleitungen (2) mit ungerader Nummer und die Gate-Signalleitungen (2) mit gerader Nummer alternierend entsprechend der Matrix-Abtast-Periode angesteuert werden, und daß die Bildsignale, die den gespeicherten Ladungen gemäß dem Lichteingangssignal entsprechen, gleichzeitig aus den Bild-Elementen (1) auf den Gate-Signalleitungen (2) ausgelesen werden, die nacheinander mit einer Zeilenperiode ausgewählt werden, um ein Video-Ausgangssignal mit Zeilensprung zu erhalten.

7. Festkörper-Bildaufnahmewandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Rücksetzsignal-Impulse (Gr), die ein ausreichendes positives Potential zum Durchschalten des PN-Cbergangs zwischen der Gate- und der Drain-Elektrode des Bild-Elements in Vorwärtsrichtung haben und deren Zeitpunkt vor dem Zeitpunkt des Auslesesignal-Impulses liegt, an die entsprechenden Gate-SignaUeitungen (2) angelegt werden, um einen Auslesevorgang nach dem Verstreichen einer Zeitspanne entsprechend der gewünschten Belichtungszeit zu ermöglichen, so daß nacheinander die gespeicherten Ladungen der Bild-Elemente jeder Gate-Signalleitung rückgesetzt werden und die Belichtungszeit von dem Zeitpunkt des Rücksetzungsvorgangs bis zu dem Zeitpunkt des Auslesevorgangs nach Wunsch durch Ändern des Rücksetzzeitpunkts eingestellt werden kann.