DE3501138C2

DE3501138C2 -

Info

Publication number: DE3501138C2
Application number: DE3501138A
Authority: DE
Inventors: Akira Suga; Takao Tokio/Tokyo Jp Kinoshita; Shinji Sakai; Akihiko Yokohama Kanagawa Jp Tojo
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-01-18
Filing date: 1985-01-15
Publication date: 1992-05-21
Also published as: US4774585A; US4821105A; DE3501138A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildaufnahmevorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE 34 05 808 A1, von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgegangen wird, ist eine derartige Bildaufnahmevorrichtung beschrieben, deren Bildsensor ein Lichtaufnahmeteil zum photoelektrischen Umsetzen des Bildlichts in ein elektrisches Signal, sowie einen Speicherabschnitt zum Zwischenspeichern des aus dem Lichtempfangsabschnitt ausgelesenen elektrischen Signals aufweist. Diese Bildaufnahmevorrichtung ist für Stehbild-Aufnahmetechnik ausgelegt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bildaufnahmevorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart auszugestalten, daß ihr Betriebsbereich ohne Gefahr von Überstrahlungseffekten oder Störungen erweitert ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.

Die erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung ermöglicht nicht nur Stehbild-Betrieb, sondern ist auch auf Laufbild- Betrieb umschaltbar, wobei im Laufbild-Betrieb die Steuereinrichtung die Rekombinationsvorrichtung, die die Überstrahlungseffekte beseitigt, mit taktförmig wechselnden Potentialen ansteuert. Demgegenüber wird bei Stehbild-Betrieb der Potentialzustand des Lichtempfangsabschnitts während des Auslesens aus dem Speicherabschnitt auf einem vorbestimmten konstanten Pegel gehalten. Durch diese Maßnahmen können sowohl beim Laufbild- als auch beim Stehbild- Betrieb Störungen der Aufzeichnung vermieden werden, ohne daß die Qualität der Unterdrückung von Überstrahlungseffekten leidet.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weiterhin ist aus der der JP-OS 1 38 371/1981 entsprechenden DE 31 04 489 A1 ein Verfahren bekannt, daß bei einem Festkörper-Bildsensor, wie z. B. einer Ladungskopplungsvorrichtung (CCD), in Betracht gezogen wird, überschüssige Ladungsträger statt durch das Anbringen von Überlaufablässen in der Lichtempfangsfläche durch Oberflächen-Rekombination zu löschen, um ein Überstrahlen zu verhindern.

Um dies zu erreichen, wird die Bildaufnahmeabschnitt- Oberfläche während der Integrationsphase abwechselnd zwischen Inversion und Anhäufung umgeschaltet, wobei überschüssige Ladungsträger durch Oberflächenladungs- Rekombination abgeleitet werden.

Fig. 1 bis 3 sind Darstellungen zur Erläuterung dieses Verfahrens zum Verhindern des Überstrahlens durch Oberflächen- Rekombination, wobei Fig. 1 eine Vorderansicht einer gewöhnlichen Bildübertragungs-Ladungskopplungsvorrichtung zeigt.

Nach Fig. 1 besteht ein Lichtempfangsteil 1 aus einer Vielzahl von Vertikalübertragungs-Registern mit Fotoempfindlichkeit.

Ein Speicherteil 2 besteht aus einer Vielzahl von Vertikalübertragungs- Registern, die gegenüber Licht abgeschirmt sind.

Mit 3 ist ein Horizontalübertragungs-Register bezeichnet. Die Informationen in den jeweiligen Vertikalübertragungs- Registern des Speicherteils 2 können durch gleichzeitiges Verschieben um jeweils ein Bit in dieses Horizontalübertragungs-Register eingespeichert werden. Danach kann durch die Horizontalübertragung in dem Register 3 aus einem Ausgangsverstärker 4 ein Videosignal abgegeben werden.

Im allgemeinen werden die in dem jeweiligen Vertikalübertragungs- Register des Lichtempfangsteils 1 gebildeten Informationen innerhalb einer Vertikalaustastlücke nach der Fernsehnorm vertikal in den Speicherteil 2 übertragen und innerhalb des nächsten Vertikalabtastintervalls zeilenweise über das Horizontalübertragungs-Register 3 ausgelesen.

Es sei nun angenommen, daß der Lichtempfangsteil 1, der Speicherteil 2 und das Horizontalübertragungs-Register 3 jeweils zweiphasig angesteuert werden und jeweilige Übertragungselektroden Mit P₁, P₂, P₃, P₄, P₅ und P₆ bezeichnet sind, während entsprechende Übertragungstaktsignale mit Φ_P1 und Φ_P2, Φ_P3 und Φ_P4 sowie Φ_P5 und Φ_P6 bezeichnet sind.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung von Potentialprofilen unterhalb dieser Übertragungselektroden P₁ bis P₆. Beispielsweise werden unterhalb einer jeden Elektrode, die über einer Isolierschicht 5 auf einem P-Siliciumsubstrat 6 ausgebildet ist, durch Ionenimplantation oder dergleichen in bezug auf die Elektronen ein Bereich niedrigen Potentials und ein Bereich hohen Potentials gebildet. Wenn hierbei an die Elektroden P₂, P₄ und P₆ eine Spannung -V₁ niedrigen Pegels und an die Elektroden P₁, P₃ und P₅ eine Spannung V₂ hohen Pegels angelegt wird, werden die in dieser Fig. durch eine ausgezogene Linie dargestellten Potentiale hervorgerufen. Wenn andererseits an die Elektroden P₁, P₃ und P₅ die Spannung -V₁ niedrigen Pegels und an die Elektroden P₂, P₄ und P₆ die Spannung V₂ hohen Pegels angelegt wird, werden die in der Fig. durch die gestrichelten Linie dargestellten Potentiale gebildet.

Daher werden durch das Anlegen wechselnder Spannungen mit jeweils entgegengesetzten Phasen an die Elektroden P₁, P₃ und P₅ bzw. an die Elektroden P₂, P₄ und P₆ die Träger bzw. Ladungen aufeinanderfolgend in einer Richtung befördert (nämlich nach rechts in der Fig.).

Andererseits sind in der Fig. 2 durch die strichpunktierte Linie Potentiale in dem Fall dargestellt, daß an die Elektroden eine hohe positive Spannung V₃ angelegt wird. Diese Potentialmulden sind in einem Umkehrzustand, so daß über eine vorbestimmte Menge überschüssiger Träger durch Rekombination mit den Majoritätsträgern gelöscht worden sind.

Fig. 3 zeigt die Zusammenhänge zwischen den an die Elektroden angelegten Spannungen und den vorstehend genannten Formen des inneren Potentials in bezug auf die Richtung der Dicke des Silicium- bzw. Halbleitersubstrats 6. Aus dieser Fig. ist ersichtlich, daß bei der Elektrodenspannung V₃ die Potentialmulden niedrig sind, so daß die überschüssigen Träger einen zweiten Zustand erreichen, bei dem sie an der Grenzfläche zu der Isolierschicht mit den Majoritätsträgern rekombiniert werden können.

Andererseits wird bei der Elektrodenspannung -V₁ als erster Zustand der Sammelzustand hervorgerufen, so daß sich um die Grenzfläche herum leicht die Majoritätsträger sammeln können, die beispielsweise aus einem (nicht gezeigten) Kanalsperrbereich zugeführt werden.

Daher werden beispielsweise durch das abwechselnde Anlegen der Spannungen -V₁ und V₃ an die Elektrode P₁ bei dem Zustand, bei dem durch das Anlegen der Spannung -V₁ an die Elektrode P₂ eine Sperre gebildet ist, die unterhalb der Elektrode P₁ gesammelten Minoritätsträger auf weniger als eine vorbestimmte Menge begrenzt.

Diese in Fig. 2 gezeigte Gestaltung hat jedoch einen Nachteil insofern, als der Wirkungsgrad bei dem Beseitigen der überschüssigen Ladungen gering ist. Bei den Übertragungselektroden wird nämlich im allgemeinen der Übertragungswirkungsgrad dadurch verbessert, daß bei der Speicherung und Übertragung der Ladungen die Oberfläche-Rekombination der Ladungen verhindert wird. Zu diesem Zweck muß die Potentialmulde unterhalb der Übertragungselektrode ausreichend tief sein und die Fläche der Sohle der Mulde breit sein.

Andererseits sind für das wirkungsvolle Rekombinieren der Ladungen die entgegengesetzten Bedingungen notwendig.

D. h., zum wirkungsvollen Überlaufen und Rekombinieren der Ladungen ist es anzustreben, daß die Fläche der Sohle der Potentialmulde unterhalb der Elektrode bis zu einem gewissen Ausmaß schmal ist.

Infolgedessen tritt bei der herkömmlichen Technologie ein Problem insofern auf, als eine Steigerung des Übertragungswirkungsgrads ein Verschlechtern des Wirkungsgrads bei der Rekombination hervorruft und im Gegensatz dazu eine Steigerung des Rekombinations-Wirkungsgrads eine Verringerung des Übertragungswirkungsgrads ergibt.

Ferner besteht bei einer solchen Ladungskopplungsvorrichtung mit Ladungsrekombination ein Problem darin, daß das Taktsignal für die Rekombination mit dem Ausgangssignal gemischt wird und zu einem Störsignal mit einem festen Bildmuster wird. Daher wird eine herkömmliche Vorrichtung derart gestaltet, daß das Rekombinations-Taktsignal nur in der Horizontalaustastlücke zugeführt wird.

Bei einer solchen Ladungskopplungsvorrichtung herkömmlicher Art wird die Bildübertragung innerhalb der Vertikalaustastlücke begonnen; daher tritt der Fall auf, daß die Erzeugung des Rekombinations-Taktsignals während eines Intervalls von beispielsweise ungefähr der Hälfte eines Horizontalintervalls (H/2) unmittelbar vor dieser Lücke beendet wird. Daher wird die Ladungsübertragung bei einem Zustand eingeleitet, bei dem eine große Ladungsmenge gespeichert worden ist; dies kann ein "Verwischen" oder "Überstrahlen" hervorrufen. Daher wurde auch ein Verfahren in Betracht gezogen, bei dem die Vorrichtung auch während der Vertikalaustastlücke angesteuert wird. Dieses Verfahren ist jedoch wegen des hohen elektrischen Leistungsverbrauchs und dergleichen ungünstig.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Ladungskopplungs-Bildsensors,

Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum Ansteuern des in Fig. 1 gezeigten Bildsensors,

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Oberflächenladungs-Rekombination,

Fig. 4 eine Darstellung, die ein Beispiel für die Gestaltung der Bildaufnahmevorrichtung zeigt,

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für den Aufbau eines Bildsensors zeigt, der für die Verwendung in der Bildaufnahmevorrichtung geeignet ist,

Fig. 6 eine Darstellung eines Beispiels für ein Elektrodenmusters des in Fig. 5 gezeigten Bildsensors,

Fig. 7 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Ansteuerungsverfahrens für die Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung von Potentialzuständen des in Fig. 5 gezeigten Bildsensors,

Fig. 9 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Ansteuerungsverfahrens für die Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 10(a) und (b) Darstellungen zur Erläuterung von Potentialzuständen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 11 eine Darstellung zur Erläuterung eines Kanalverengungseffekts,

Fig. 12 ein Zeitdiagramm der Ansteuerung der Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 13 eine Darstellung eines Beispiels der Gestaltung einer Takttreiberstufe.

Fig. 14 ein Zeitdiagramm der Wirkungsweise der Takttreiberstufe nach Fig. 13,

Fig. 15 eine Darstellung eines Beispiels der Gestaltung der Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 16 eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für den Aufbau eines Bildsensors zeigt, der für die Verwendung bei dem vierten Ausführungsbeispiel geeignet ist,

Fig. 17 ein Zeitdiagramm des Betriebsablaufs bei einer Stehbild-Betriebsart und

Fig. 18 eine Darstellung eines Beispiels für die Gestaltung einer Takttreiberstufe.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Bildaufnahmevorrichtung, bei dem ein Bildsensor verwendet wird. Bei diesem Beispiel wird eine Bildübertragungs-Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) mit Einzelphasensteuerung beschrieben.

In der Fig. 4 sind gleichartige Teile und Komponenten wie die in den Fig. 1 bis 3 gezeigten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird an den Lichtempfangsteil 1 zusammen mit einem Übertragungstaktsignal Φ_PI ein Taktsignal Φ_AB angelegt, mit dem überschüssige Ladungen dadurch gelöscht werden können, daß sie mit Löchern in Oberflächen-Rekombinationzentren rekombinieren.

Andererseits werden jeweils an den Speicherteil 2 und das Horizontalübertragungsregister 3 Übertragungstaktsignale Φ_PS bzw. Φ_S angelegt.

Eine Takttreiberstufe bzw. Steuereinrichtung CKD dient dem Speisen des Bildsensors mit diesen Taktsignalen bzw. Taktimpulsen Φ_PI, Φ_AB, Φ_PS und Φ_S. Ein Taktgenerator erzeugt Zeitsteuersignale für das Bilden dieser Impulse. Ein Verarbeitungsverstärker bzw. Entzerrer PAP dient als Unterdrückungseinrichtung bzw. Entzerreinrichtung und enthält eine Kniekennlinien-Schaltung oder Gamma-Umsetzschaltung oder dergleichen, mit der auf nachfolgend erläuterte Weise ein Signal oberhalb eines vorbestimmten Pegels abgeschnitten oder auf nicht-lineare Weise komprimiert wird. Ein Codierer ECD setzt ein über den Entzerrer PAP zugeführtes Videosignal in ein Signal nach einem Fernsehnormsystem wie beispielsweise in ein NTSC-Signal um.

Fig. 5 zeigt schematisch im Querschnitt Elektroden und Potentiale in dem Grenzbereich zwischen dem Lichtempfangsteil bzw. Lichtempfangsabschnitt 1 und dem Speicherteil bzw. Speicherabschnitt 2.

Fig. 5 zeigt Übertragungselektroen P_PI für das Anlegen des Übertragungstaktsignals Φ_PI an den Lichtempfangsteil, Rekombinationsvorrichtungen bzw. Rekombinationselektroden P_AB, die dem Anlegen des Rekombinations-Taktsignals Φ_AB dienen, und Übertragungselektroden P_PS für das Anlegen des Übertragungstaktsignals Φ_PS an den Speicherteil 2. In der Fig. 5 ist durch ausgezogene Linien ein Potentialzustand in dem Fall dargestellt, daß als Taktimpulse Φ_PI und Φ_PS Spannungen niedrigen Pegels angelegt werden und als Taktimpuls Φ_AB eine Spannung hohen Pegels angelegt wird. Eine gestrichelte Linie stellt einen Potentialzustand in dem Fall dar, daß die Taktimpulse Φ_PI und Φ_PS den hohen Pegel haben und der Taktimpuls Φ_AB niedrigen Pegel hat.

Die in der Fig. 5 gezeigten Potentialstufen werden in einem Halbleitersubstrat SS bzw. 6 durch Ionenimplantationen gebildet. Andererseits wird unterhalb des nicht von den Elektroden P_PI, P_PS und P_AB abgedeckten Bereichs einer Isolierschicht 5, nämlich in dem Grenzbereich zwischen der Isolierschicht und dem Halbleitersubstrat 6 eine Inversionsschicht beispielsweise mit P-Leitfähigkeit ausgebildet, die eine (nicht dargestellte) virtuelle Elektrode bildet. Daher wird durch die Vorspannung an einer jeweiligen Elektrode des Potential in dem von den Elektroden nicht abgedeckten Halbleiterbereich nicht verändert.

In Fig. 5 ist ein erster Bereich mit X bezeichnet, während ein zweiter Bereich mit Y bezeichnet ist. Gemäß der Darstellung ist als zweiter Bereich derjenige Bereich bezeichnet, der die Elektrode P_AB enthält. Diese Definition des ersten und zweiten Bereichs gilt ohne Einschränkung auf die Einzelphasenansteuerung auch für eine Bildaufnahmevorrichtung mit mehrphasiger Ansteuerung.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel für ein Elektrodenmuster in den in Fig. 5 gezeigten Bereichen. Eine Horizontalbewegung von Ladungen wird durch Kanalsperren CS verhindert.

Bei dem in Fig. 4 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Breite der Elektrode P_AB für die Ladungsrekombination ausreichend geringer als die Breite der Übertragungselektrode P_PI gewählt werden, so daß das Abführen überschüssiger Ladung mit hohem Wirkungsgrad erfolgt.

Bei dem Ladungskopplungs-Bildsensor mit Einzelphasenansteuerung kann der Vorgang des Rekombinierens der Ladungen unabhängig von dem Übertragungsvorgang ausgeführt werden.

Ferner kann ein Aufbau zur Steuerung der Rekombination in dem Bildsensor gemäß dem Ausführungsbeispiel durch einen Schritt zum Bilden von Gate-Elektroden aus polykristallinem Silizium bzw. Polysilizium als Elektroden gebildet werden, der bei dem gleichen Prozeß wie bei der Herstellung der Kanalsperren ausgeführt werden kann, während die Stufen der inneren Potentiale durch einen Ionenimplantationsschritt gebildet werden können.

Fig. 7 ist eine Darstellung von Kurvenformen der von der Takttreiberstufe CKD zur Ansteuerung des in Fig. 4 gezeigten Bildsensors abgegebenen Taktimpulse Φ_AB, Φ_PI, Φ_PS und Φ_S sowie eines Ausgangssignals VOUT des Verstärkers 4.

Nach Fig. 7 wird bei jedem Fernsehteilbild ein Vertikalsynchronisiersignal V_D erhalten. Synchron mit dem Signal V_D werden in Zeitintervallen von t₁ bis t₂ und t₃ bis t₄ die Taktimpulse Φ_PI und Φ_PS in einer Anzahl zugeführt, die gleich der Anzahl von Bildelementen des Lichtempfangsteils 1 und des Speicherteils 2 in der Vertikalrichtung ist, wobei beispielsweise diese Taktsignale gleichphasig zugeführt werden.

Dadurch werden die Ladungen aus den jeweiligen Bildelementezellen in dem Lichtempfangsteil 1 übertragen und in entsprechende Speicherzellen in dem Speicherteil 2 eingespeichert.

Während dieser Zeit wird bei der Bildaufnahmevorrichtung das an die Elektroden P_AB angelegte Taktsignal Φ_AB auf einen Spannungspegel V₄ festgelegt, um zu vermeiden, daß das Potential unterhalb der Rekombinations- Elektroden P_AB die Ladungsübertragung behindert. Dieser Spannungspegel V₄ ist beispielsweise gemäß Fig. 8 ein Spannungspegel, der unterhalb der Elektroden P_AB einen Potentialpegel hervorruft, welcher zwischen einer oberen und einer unteren Grenze des Potentialpegels im Bereich der virtuellen Elektroden liegt. Am günstigsten wird der Spannungspegel V₄ so gewählt, daß sich ein Potentialpegel ergibt, der zwischen der oberen und der unteren Grenze der Potentiale in dem Bereich außerhalb des Bereichs unter den Elektroden P_AB im zweiten Bereich Y liegt.

Das Zeitintervall t₁ bis t₂ entspricht dem Vertikalaustastintervall bzw. der Vertikalaustastlücke des Fernsehnormsignals.

In dem Intervall von t₂ bis t₃ werden unter beliebiger Zeitsteuerung mehrere Taktimpulse Φ_AB zugeführt. Die Taktimpulse Φ_AB können periodisch und fortgesetzt oder nur während des Horizontalaustastintervalls zugeführt werden.

Mit einer Steigerung der Anzahl zugeführter Taktimpuls Φ_AB wird die Fähigkeit zum Beseitigen der überschüssigen Ladungen gesteigert.

Die Ladungen im Speicherteil werden in dem Intervall von t₂ bis t₃ durch die Taktsignale Φ_PS und Φ_S synchron mit der Horizontalperiode zeilenweise ausgelesen und als Horizontalzeilensignale ausgegeben. Dieses Intervall von t₂ bis t₃ entspricht dem Vertikalabtastintervall des Fernsehnormsignals.

Als nächstes wird als zweites Ausführungsbeispiel die Ansteuerung in einem Fall beschrieben, bei dem eine Videokamera unter Verwendung eines solchen Bildsensors aufgebaut ist, welcher gemäß den vorstehenen Ausführungen mit einer Einrichtung zum Verhindern der Verteilung bzw. Zerstreuung überschüssiger Ladungen versehen ist.

Fig. 9 zeigt ein Zeitdiagramm von Ausgangsimpulsen der Takttreiberstufe CKD bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel.

Gemäß Fig. 9 unterscheiden sich dieses Ausführungsbeispiel und das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel in folgenden Punkten: Während der Speicherintervalle bis zum Zeitpunkt t₁, zwischen dem Zeitpunkt t₂ und einem Zeitpunkt t_a und nach dem Zeitpunkt t₄ wird das Taktsignal Φ_PI auf einen Pegel V₅ festgelegt, der zumindest annähernd der mittlere Pegel zwischen den Pegeln der Spannungen -V₁ und V₂ ist. Das Ansteigen und Abfallen der Taktimpulse Φ_PI werden bei jedem Halbbild bei dem Ende der Speicherintervalle geschaltet.

Diese Punkte werden nun erläutert. Durch das Einstellen des Taktsignals Φ_PI auf den Pegel V₅ während der Speicherintervalle werden gemäß Fig. 10(a) in dem Substrat unterhalb der Übertragungselektroden P_PI und in dem Substrat unterhalb der virtuellen Elektroden jeweils Potentialmulden A bzw. C gebildet, in denen die Ladungen gespeichert werden.

Gemäß Fig. 9 werden während dieser Intervalle mehrere Taktimpulse Φ_AB zugeführt, so daß gemäß Fig. 10(a) die Potentiale unterhalb der Elektroden P_AB zunehmen und abnehmen. Von den Ladungen in Mulden B, die bei dem Abnehmen dieser Potentiale gebildet werden, werden jedoch bei dem Zunehmen der Potentiale die nahe der Isolierschicht 5 gesammelten überschüssige Ladungen mit den Löchern rekombiniert, somit werden diese überschüssigen Ladungen gelöscht und fließen nicht in die Mulden A ab.

Es sei nun angenommen, daß gemäß Fig. 10(a) die während des Speicherintervalls bei dem ersten Halbbild bis zu dem Zeitpunkt t₁ nach Fig. 9 in die Mulden A und C (oder B) einfließenden Ladungsmengen jeweils A_INT und C_INT (oder B_INT) sind. Danach werden gemäß Fig. 10(b) durch die Vertikalübertragung, die vom Zeitpunkt t₁ nach Fig. 9 an beginnt, durch das Anheben des Taktsignals Φ_PI von dem mittleren Pegel V₅ auf den Pegel der Spannung V₂ zu Beginn der Übertragung die in Bereichen ′ und , ′ und . . . gespeicherten Ladungen addiert und in den Speicherteil übertragen. Andererseits werden bei dem zweiten Halbbild durch das Absenken des Taktsignals Φ_PI von dem mittleren Pegel V₅ auf den Pegel der Spannung -V₁ zu Beginn der Übertragung (zum Zeitpunkt t_a) die in Bereichen und ′, und ′, und ′, . . . addiert. Auf diese Weise kann der Zeilensprung bzw. die Zeilenverschachtelung dadurch ausgeführt werden, daß für ein jedes Halbbild die Kombination addierter Ladungen verändert wird.

Mit dieser Gestaltung kann der Zeilensprung-Effekt bzw. die Zeilenverschachtelung unter Benutzung einiger weniger Bildelemente erreicht werden, während sich zugleich keine Änderung des Dunkelstrompegels bei einem jeden Halbbild ergibt und kaum ein Flimmern auftritt.

Ferner besteht bei diesem Ausführungsbeispiel das Merkmal, daß die Beziehung A_INT < D_INT erfüllt ist, wenn eine Sättigungsladungsmenge der Mulde A gleich A_F ist, eine Sättigungsladungsmenge der Bereiche aus den Mulden B und C außerhalb der Mulde A gleich D_F ist und die Menge verbliebener Ladungen, die nicht in den Mulden der Bereiche außerhalb der Mulde A rekombinierbar sind, gleich D_INT ist.

Dies wird nachstehend erläutert.

Falls bei diesem Ausführungsbeispiel nicht die Bedingung

A_INT+D_INT ≦ min [A_F, D_F] = Q_SAT

erfüllt wird, übersteigt die Summenmenge A_INT+D_INT die Menge übertragbarer Ladungen; infolgedessen würde eine bestimmte Menge an Ladungen zurückbleiben, ohne übertragen zu werden. Es muß also die Summenmenge A_INT+D_INT geringer als die kleinere Menge der Sättigungsladungsmengen A_F und D_F sein.

Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Summenmenge A_INT+D_INT beispielsweise auf die kleinste Menge der Mengen A_F und D_F, nämlich auf ungefähr 70% von Q_SAT eingestellt. Wenn man annimmt, daß dieser Wert eine maximale Speicher- Ladungsmenge Q_max ist und zum Erreichen der Ladungsmenge Q_max eine Lichtmenge L_max erforderlich ist, können die Mengen A_INT und D_INT einander gleich, nämlich zu A_INT = D_INT gewählt werden, um die Zeilenverschachtelung ausführen zu können, bis die Lichtmenge von "0" ausgehend die Lichtmenge L_max erreicht.

Obwohl zwar nach diesem Verfahren die Zeilenverschachtelung ausgeführt werden kann, wird dabei kein ausreichendes Beseitigen der überschüssigen Ladungen erzielt.

Um nämlich zu gewährleisten, daß Elemente in einer Anzahl gebildet werden, die für eine Formalgröße des Schirms von beispielsweise 17 mm (2/3 Zoll) erforderlich sind, ist es praktisch notwendig, eine Breite W der Elektroden P_AB auf einen Wert nahe der kleinsten Linienbreite, nämlich auf einen Wert von 3 bis 4 µm festzulegen.

Zur Steigerung der Rekombinationsfähigkeit des Sensors unter diesen Bedingungen ist ein Verfahren in Erwägung zu ziehen, bei dem die Anzahl der Stellen für die Rekombination gesteigert wird; in diesem Fall entsteht jedoch der Nachteil, daß die Herstellungsausbeute geringer wird.

Andererseits ist auch zu erwägen, die Fläche der Elektrode P_AB für die Rekombination zu vergrößern.

In der Praxis beträgt gemäß Fig. 11 dann, wenn die Breite W der Elektrode zu 3 µm gewählt wird, infolge des Kanalverengungseffekts bzw. Schmalkanaleffekts die wirksame Breite der unterhalb der Elektrode gebildeten und zur Rekombination beitragenden Mulde ungefähr 0,5 µm. Wenn andererseits die Breite W der Elektrode zu 4 µm gewählt wird, beträgt die wirksame Breite der zur Rekombination beitragenden Mulde ungefähr 1,5 µm. Daher wird dann, wenn in dieser Mulde eine ausreichende Ladungsmenge gesammelt werden kann, die Menge an Ladungen, die bei einem jeden Taktimpuls Φ_AB beseitigt werden können, auf ungefähr das Dreifache gesteigert. Die Rekombinationsfähigkeit gemäß der vorstehenden Beschreibung ist jedoch nicht erreichbar, wenn die Menge der Ladungen, die in der Mulde B unterhalb der Elektrode P_AB gesammelt werden können, nicht ausreichend ist.

Andererseits nimmt die maximale Ladungsmenge Q_max einen bestimmten konstanten Wert an, wenn die Anzahl der Bildelemente und die Fläche der Ladungskopplungsvorrichtung bzw. des Bildsensors festgelegt sind. Daher ist es erforderlich, die Menge A_INT um die Menge einer Zunahme von D_INT zu verringern.

Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch die Takttreiberstufe eine Steuerung in der Weise ausgeführt, daß zwischen der Ladungsmenge A_INT in der Mulde unterhalb der Elektrode P_PI als erster Bereich und der Menge D_INT verbliebener Ladungen, die nicht in den Mulden unterhalb der virtuellen Elektrode und der Rekombinationselektrode als zweiter Bereich rekombiniert werden, der Zusammenhang

0 < A_INT < D_INT

besteht. Auf diese Weise wird die Zeilenverschachtelung erreicht und zugleich eine hohe Leistungsfähigkeit bei der Rekombination erzielt.

Wenn in diesem Fall beispielsweise die Breite W der Elektrode P_AB zu 4 µm gewählt wird, die Menge D_INT zu 50% der Menge Q_SAT gewählt wird und die Menge A_INT zu ungefähr 20% der Menge Q_SAT gewählt wird, wird der Zeilensprung bzw. die Zeilenverschachtelung bis zu ungefähr 57% der Lichtmenge L_max möglich. D. h., es ist zwar für eine Lichtmenge über diesem Wert von 57% keine Zeilenverschachtelung erzielbar, die Leistungsfähigkeit hinsichtlich des Verhinderns des Überstrahlens aber auf ungefähr das Dreifache der herkömmlichen Leistungsfähigkeit verbessert. Die Videokamera gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird gemäß Fig. 4 mit einer Unterdrückungs- bzw. Entzerreinrichtung ausgestattet, mit der unter Berücksichtigung des größten Teils der Bildfläche die Zeilenverschachtelung auf einen Wert von weniger als 20% der Lichtmenge L_max eingestellt wird und eine Signalkomponente, die einer Lichtmenge über diesem Wert entspricht, durch Komprimieren oder dergleichen unterdrückt wird; dadurch wird das Verschlechtern der Zeilenverschachtelung bei hoher Lichtstärke unmerkbar.

Fig. 12 ist eine Darstellung von Ansteuerungszeiten bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Bildaufnahmevorrichtung. Dieses Ausführungsbeispiel hat einen Lichtempfangsteil 1 für das Umsetzen eines optischen Bilds in ein Ladungssignal, eine Rekombinationsvorrichtung P_AB, mit der ein Teil von Ladungen im Lichtempfangsteil 1 mit Majoritätsträgern rekombiniert werden kann, und eine Steuereinrichtung CKD für das Erzeugen eines Signals, das die Übertragung des Ladungssignals im Lichtempfangsteil 1 herbeiführt, und für das Ausführen der Rekombination durch die Rekombinationsvorrichtung P_AB über eine vorbestimmte Zeitdauer unmittelbar vor der Übertragung des Ladungssignals. Dadurch ist es möglich, durch das Zuführen eines Impulses für die Ladungsrekombination unmittelbar vor der Bildübertragung die bis zu dem Beginn der Bildübertragung gespeicherten überschüssigen Ladungen auf einen geeigneten Wert zu verringern, wodurch es möglicht wird, ein Überstrahlen oder Verwischen zu verhindern, das dadurch hervorgerufen wird, daß solche überschüssigen Ladungen bei der Bildübertragung nicht übertragen werden können.

Fig. 12 zeigt Kurvenformen von Taktimpulsen und dergleichen, die von der in Fig. 4 gezeigten Takttreiberstufe CKD zur Ansteuerung des Bildsensors, von der über Zeitintervalle t₁₁ bis t₁₃ und t₁₄ bis t₁₆ synchron mit dem bei einem jeden Fernsehhalbbild erhaltenen Vertikalsynchronisiersignal V_D ein Vertikalaustastsignal V_BLK abgegeben wird. Mit H_BLK ist ein Horizontalaustastsignal bezeichnet.

D. h., der Zeitraum t₁₁ bis t₁₃ entspricht dem Zeitraum t₁ bis t₂ in den Fig. 7 und 9, der Zeitraum t₁₃ bis t₁₄ entspricht dem Zeitraum t₂ bis t₃ und der Zeitraum t₁₄ bis t₁₆ entspricht dem Zeitraum t₃ bis t₄. Durch das Zuführen mehrerer Taktimpulse Φ_AB in den Zeitintervallen von t₁₁ bis t₁₂ und von t₁₄ bis t₁₅ werden unmittelbar vor der Vertikalübertragung die überschüssigen Ladungen beseitigt. Ferner werden in den Zeitintervallen von t₁₂ bis t₁₃ und von t₁₅ bis t₁₆ die Taktimpulse Φ_PI und Φ_PS in einer Anzahl, die gleich der Anzahl der Bildelemente des Lichtempfangsteils 1 und des Speicherteils 2 in der Vertikalrichtung ist, im wesentlichen gleichphasig zugeführt, wodurch die Ladungen aus den jeweiligen Bildelementzellen im Lichtempfangsteil 1 übertragen und in den entsprechenden Speicherzellen des Speicherteils 2 eingespeichert werden. Diese Vorgänge sind gleichartig denjenigen bei den in den Fig. 7 und 9 gezeigten Ausführungsbeispielen.

Fig. 13 zeigt ein Beispiel für die Gestaltung der Takttreiberstufe CKD. Die Fig. 14 ist ein Zeitdiagramm der Betriebsvorgänge der Takttreiberstufe CKD. In Fig. 13 und 14 sind mit Φ_D Impulse bezeichnet, die in jedem einzelnen Horizontalintervall zweimal erzeugt werden, während mit TRG ein Bildübertragungs-Triggerimpuls bezeichnet ist, mit dem die Bildübertragung ausgelöst wird. Dieser Triggerimpuls TRG wird für die Dauer des Vertikalaustastintervalls oder zu einem hierauf bezogenen Zeitpunkt erzeugt.

Der Triggerimpuls TRG kann beispielsweise gemäß der Beschreibung in der JP-OS 1 85 475/1984 zu einem beliebigen Zeitpunkt abgegeben werden, der von dem Vertikalaustastintervall verschieden ist. In diesem Fall kann durch die Zeitsteuerung dieses Triggerimpulses TRG auch die Bildspeicherungszeit gesteuert werden.

Ein D-Flip-Flop D₁ nimmt den Impuls TRG als Taktimpuls auf und erhält an seinem Eingang D ständig hohen Pegel, so daß ein Ausgangssignal T₁ durch das Auslösen mit dem Impuls TRG (zu einem Zeitpunkt t₁₇) den hohen Pegel annimmt. Dadurch wird durch D-Flip-Flops D₂ und D₃ nach einer Verzögerungszeit um nur zwei Taktimpulse Φ_D (zu einem Zeitpunkt t₁₈) ein Ausgangssignal T₂ erzeugt, wobei das Flip-Flop D₁ gelöscht bzw. rückgesetzt wird und das Ausgangssignal T₁ den niedrigen Pegel annimmt. Die Dauer dieses Verzögerungsintervalls kann durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl der D-Flip-Flops verlängert oder verkürzt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist als Intervall von t₁₇ bis t₁₈ ein einzelnes Horizontalintervall (H) gewählt; durch das Weglassen des Flip-Flops D₂ wird jedoch das Intervall zu H/2. Nachdem das Ausgangssignal T₂ den hohen Pegel angenommen hat, nimmt zu einem Zeitpunkt t₁₉ ein Ausgangssignal T₃ eines D-Flip-Flops D₄ den hohen Pegel an, wonach nach vorbestimmten Taktimpulsen durch ein Ausgangssignal CARRY eines Zählers CNT die Flip-Flops D₃ und D₄ (zu einem Zeitpunkt t₂₀) gelöscht bzw. rückgesetzt werden. Dadurch nehmen die Ausgangssignale T₂ und T₃ den niedrigen Pegel an, wodurch die Bildübertragung beendet wird.

Die Taktsignale Φ_PI, Φ_PS und dergleichen können von einem Impulsgenerator SG auf die in Fig. 12 gezeigte Weise erzeugt werden; daher werden sie hier nicht im einzelnen dargestellt.

Während des hohen Pegels des Ausgangssignals T₂ wird mittels eines UND-Glieds A₂ das Horizontalaustastsignal H_BLK auf den niedrigen Pegel geschaltet. Das Ausgangssignal des UND-Glieds A₂ wird einem ODER-Glied OR₁ zugeführt, welches durch die ODER-Verknüpfung des Ausgangssignals T₁ und des Ausgangssignals des UND-Glieds A₂ ein Ausgangssignal T₁′ erzeugt. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal T₁′ zu einem Zeitsteuersignal für das Einschalten der Taktimpulse Φ_AB. D. h., das Ausgangssignal T₁′ nimmt den hohen Pegel entweder während des Horizontalaustastintervalls unter Ausschluß des Vertikalaustastintervalls von t₁₈ bis t₂₀ oder während des einem Bereich unmittelbar vor dem Ausgangssignal T₂ entsprechenden Intervalls von t₁₇ bis t₁₈ an, bei dem das Ausgangssignal T₁ den hohen Pegel hat.

Durch ein UND-Glied A₁ wird eine logische Multiplikation eines Taktsignals CLK mit dem Ausgangssignal T₁′ zum Erzielen eines UND-Signals ausgeführt, durch das ein Schalter SW₁ zum Umschalten des Taktsignals Φ_AB auf den Spannungspegel V₃ allein in dem Zeitintervall eingeschaltet wird, in welchem sowohl das Taktsignal CLK als auch das Ausgangssignal T₁′ den hohen Pegel haben. Während des hohen Pegels des Ausgangssignals T₂ wird ein Schalter SW₂ eingeschaltet, wodurch das Taktsignal Φ_AB auf den mittleren Spannungspegel V₄ geschaltet wird. Andernfalls wird durch ein Ausgangssignal eines NOR-Glieds N₁ ein Schalter SW₃ eingeschaltet, so daß das Taktsignals Φ_AB auf den Spannungspegel -V₁ geschaltet wird.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Bildaufnahmevorrichtung durch das Zuführen des Impulses für die Rekombination der Ladungen unmittelbar vor der Bildübertragung die bis zu dem Beginn der Bildübertragung gespeicherten überschüssigen Ladungen auf einen geeigneten Wert herabgesetzt, wodurch es möglich wird, ein Überstrahlen oder Verwischen zu vermeiden, das verursacht werden würde, da bei der Bildübertragung nicht alle überschüssigen Ladungen übertragen werden könnten.

Andererseits wird auch während des Betriebs in dem Vertikalaustastintervall kein hoher elektrischer Leistungsverbrauch hervorgerufen; daher ist die Gestaltung auch dann wirkungsvoll, wenn für eine Ausnahmeverwendung wie beispielsweise zum Erreichen einer Speicherzeit, die kürzer als die Halbbilderperiode ist, die Bildübertragung innerhalb anderer Zeitintervalle als dem Vertikalaustastintervall vorgenommen wird.

Fig. 15 ist ein Blockschaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels der Bildaufnahmevorrichtung, bei dem gleichartige Teile und Komponenten wie in den Fig. 1 bis 14 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

Mit OFD ist ein Überlaufablaß für das Ableiten der überschüssigen Ladungen bezeichnet. Dieser Überlaufablaß OFD ist an der dem Speicherteil 2 gegenüberliegenden Seite des Lichtempfangsteils 1 angeordnet und wird mittels einer konstanten positiven Spannung V_OD vorgespannt.

Mit MS ist eine Wählvorrichtung bzw. Betriebsart-Wählschaltung bezeichnet, mit der die Ausgangszustände der verschiedenartigen, von der Takttreiberstufe CKD abgegebenen Impulse geschaltet werden können und die Frequenz der Taktimpulse Φ_AB für die Rekombination verändert werden kann. Die Wählvorrichtung MS steuert auch das Ein- und Ausschalten eines Analogschaltglieds AG.

Mit RCC ist eine Aufzeichnungseinrichtung bezeichnet. Mit SW₁ ist ein Schalter für das Aufzeichnen eines Stehbildsignals bezeichnet. Wenn dieser Schalter eingeschaltet wird, wird automatisch auf die nachfolgend beschriebene Weise die Wähleinrichtung MS auf eine Stehbild-Betriebsart geschaltet und dabei die Takttreiberstufe CKD gesteuert, während zugleich unter einer vorbestimmten Zeitsteuerung das Analogschaltglied AG für ein Halbbild bzw. über ein einzelnes Bildintervall durchgeschaltet wird.

Fig. 16 zeigt schematisch im Querschnitt die Elektroden und Potentiale im Grenzbereich zwischen dem Lichtempfangsteil 1 und dem Speicherteil 2 bei dem vierten Ausführungsbeispiel.

Mit 6E ist ein n+-Bereich bezeichnet, der den Überlaufablaß bildet.

Wenn der Schalter SW₁ ausgeschaltet ist, nämlich die Laufbild- Aufnahmebetriebsart gewählt ist, werden zur Ansteuerung des in Fig. 15 gezeigten Bildsensors von der Takttreiberstufe CKD die in Fig. 12 gezeigten Taktimpulse erzeugt, wobei von dem Verstärker 4 usw. das Ausgangssignal V_OUT abgegeben wird.

Fig. 17 zeigt ein Zeitdiagramm für den Fall, daß der Schalter SW₁ eingeschaltet ist, um einen Aufnahmevorgang in der Stehbild-Betriebsart auszuführen. Wenn zu einem beliebigen Zeitpunkt t₀ der Schalter SW₁ eingeschaltet wird, wird von der Wähleinrichtung MS synchron mit der Abfallflanke des nächsten Vertikalaustastimpulses V_BLK zu einem Zeitpunkt t₁₃ ein nachfolgend erläutertes Signal MODE 0 erzeugt.

Dieses Signal MODE 0 wird bis zu der Vorderflanke des nächsten Vertikalaustastimpulses V_BLK zu einem Zeitpunkt t₁₄ aufrechterhalten.

Andererseits wird für die Zeitdauer der Ausgabe des Signals MODE 0 das Taktsignal Φ_AB auf das Potential V₃ festgelegt, während das Taktsignal Φ_PI auf das Potential V₂ festgelegt wird. Synchron mit dem Vertikalsynchronisiersignal V_D, das unmittelbar nach dem Einschalten des Schalters SW₁ auftritt, wird das Analogschaltglied AG für die Dauer eines Halbbildintervalls durchgeschaltet (t₁₁ bis t₁₄).

Die anderen Impulse sind den in Fig. 12 gezeigten gleichartig.

Daher führt während der Zeitdauer des Auslesens des Signals für ein Halbbild mittels der Impulse Φ_PS und Φ_S synchron mit dem Vertikalsynchronisiersignal V_D nach dem Einschalten des Schalters SW₁ das Analogschaltglied AG dieses Signal der Aufzeichnungseinrichtung RCC zu, so daß das Signal für das einzelne Halbbild aufgezeichnet wird.

Während dieser Zeitdauer hat für die Zeitdauer von t₁₃ bis t₁₄ das Taktsignal Φ_AB einen konstanten Pegel; daher wird während des Auslesens des Signals V_OUT kein Störsignal eingemischt, wobei auch elektrische Leistung gespart werden kann.

Andererseits ist über den größten Teil der Zeitdauer t₁₃ bis t₁₄ die Potentialbarriere in dem Lichtempfangsteil 1 niedriger als die Barriere in dem Speicherteil 2. D. h., nach Fig. 16 nimmt das Potential in dem Bereich X den durch die gestrichelte Linie dargestellten Zustand an und das Potential in dem Bereich Y den durch die ausgezogene Linie dargestellten Zustand an, so daß selbst bei dem unwirksamen Zustand des Taktsignals Φ_AB die überlaufenden Ladungen nicht wesentlich in den Speicherteil abfließen.

Da ferner an der dem Speicherteil 2 gegenüberliegenden Seite des Lichtempfangsteils 1 der Überlaufablaß 6E angebracht ist, werden die zu dieser Zeit im Bildempfangsteil 1 überlaufenden Ladungen zu der Spannungsquelle der Vorspannung V_OD abgeleitet.

Obwohl durch die Impulse Φ_PS das Potential in dem Bereich X des Speicherteils nur während des Horizontalaustastintervalls verringert wird, wird bei jeder Verringerung das (bis zu dem Zeitpunkt t₁₁ erzeugte) nutzbare Bildsignal in den Speicherteil 2 nach unten nach Fig. 15 bewegt. Daher ist es möglich, Ladungen außer Acht zu lassen, die aus dem Lichtempfangsteil 1 in den Speicherteil 2 abfließen, während das Signal Φ_PS den hohen Pegel hat.

Fig. 18 zeigt ein Beispiel für die Gestaltung der Takttreiberstufe CKD, wobei gleichartige Teile und Komponenten wie die in Fig. 13 gezeigten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

Fig. 18 zeigt die D-Flip-Flops D₁ bis D₄, ODER-Glieder OR₁ bis OR₄, den Zähler CNT, den Impulsgenerator SG zur Erzeugung der Impulse Φ_PI und Φ_PS, Analogschalter SW₁ bis SW₄, 1 : 2-Frequenzteiler DIV₁ und DIV₂, UND-Glieder A₂ bis A₇ und ein NOR-Glied NOR₁.

Den UND-Gliedern A₃ bis A₆ werden das Taktsignal CLK, die hinsichtlich der Frequenz geteilten Signale aus den Frequenzteilern DIV₁ und DIV₂ sowie die Ausgangssignale der Betriebsart-Wählschaltung MS zugeführt, wobei folgende Zusammenhänge herbeigeführt werden:

Wenn Ausgangssignale SEL 1 und SEL 0 der Betriebsart-Wählschaltung MS den hohen Pegel H haben (was nachfolgend als Signal MODE 3 bezeichnet wird), wird als Ausgangssignal T₅ des ODER-Glieds OR₃ das Taktsignal CLK ausgegeben. Wenn das Signal SEL 1 den hohen Pegel H hat und das Signal SEL 0 den niedrigen Pegel L hat (was nachfolgend als Signal MODE 2 bezeichnet wird), wird das Ausgangssignal T₅ zu dem hinsichtlich der Frequenz halbierten Taktsignal CLK.

Wenn andererseits das Signal SEL 1 den niedrigen Pegel L hat und das Signal SEL 0 den hohen Pegel H hat (was nachstehend als Signal MODE 1 bezeichnet wird), wird das Ausgangssignal T₅ zu dem hinsichtlich der Frequenz geviertelten Taktsignal CLK. Wenn die Signale SEL 1 und SEL 0 beide den niedrigen Pegel L haben, wodurch das Signal MODE 0 gebildet ist, erhält das Ausgangssignal T₅ ständig den hohen Pegel H.

Mit T₁ sind Zeitsteuerimpulse bezeichnet, durch die unmittelbar vor der Vertikalübertragung die Impulse Φ_AB zugeführt werden. Wenn der Impuls T₁ den hohen Pegel hat, wird der Impuls Φ_AB zugeführt.

Mit T₃ sind die Zeitsteuerimpulse für die Vertikalübertragung bezeichnet. Wenn ein solcher Impuls T₃ den hohen Pegel hat, wird die Vertikalübertragung mittels der Impulse Φ_PI und Φ_PS ausgeführt.

Wenn der in Fig. 15 gezeigte Schalter SW₁ ausgeschaltet ist, wird die Periode der Impulse Φ_AB entsprechend den von der Betriebsart-Wählschaltung 11S bestimmten Betriebsart-Signalen MODE 1 bis MODE 3 festgelegt, wobei die Impulse Φ_AB unter der in Fig. 12 dargestellten Zeitsteuerung zugeführt werden.

Die Impulse Φ_PI und Φ_PS werden von dem Impulsgenerator SG unter der in Fig. 12 gezeigten Zeitsteuerung erzeugt.

Wenn der Schalter SW₁ nach Fig. 15 einmal eingeschaltet wird, ergibt die Betriebsart-Wählschaltung MS sofort danach das Betriebsart-Signal MODE 0, so daß die Signale SEL 1 und SEL 0 den niedrigen Pegel L annehmen und ein Ausgangssignal T₆ des ODER-Glieds OR₄ nach Fig. 18 den hohen Pegel annimmt, wodurch das Taktsignal Φ_AB auf das Potential bzw. die Spannung V₃ geschaltet wird. Andererseits wird während dieses Zeitraums der Analogschalter SW₄ auf einen Kontakt b geschaltet, so daß das Taktsignal Φ_PI auf das Potential bzw. die Spannung +V₂ festgelegt wird.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Impulse Φ_AB über eine vorbestimmte Zeitdauer unmittelbar vor dem Bildübertragungsintervall zugeführt, wodurch die überschüssigen Ladungen unmittelbar vor der Übertragung beseitigt werden, so daß kein Verwischen oder Überstrahlen hervorgerufen wird.

Ferner wird bei der Aufzeichnung des Videoausgangssignals des Bildsensors für nur ein einzelnes Halbbild oder ein einzelnes Vollbild das Signal Φ_AB auf ein konstantes Potential festgelegt, so daß elektrische Leistung gespart werden kann und keine Störsignale eingemischt werden.

Andererseits wird für den größten Teil der Zeit die Potentialbarriere in dem Lichtempfangsteil niedriger als die Potentialbarriere in dem Speicherteil eingestellt; daher wird das Auslesesignal während des Auslesens des Signals nicht durch das Überstrahlen beeinflußt.

Da ferner an der dem Speicherteil gegenüberliegenden Seite des Lichtempfangsteils der Überlaufablaß angebracht ist, können die während dieses Zeitraums überlaufenden Ladungen schnell abgeführt werden.

Vorstehend wurde zwar ein Beispiel einer Bildübertragungs- Ladungskopplungsvorrichtung mit Einzelphasensteuerung beschrieben, jedoch ist es ersichtlich, daß die Ausgestaltung auf gleichartige Weise auch bei einem Ladungskopplungs- Bildsensor mit mehrphasiger Ansteuerung anwendbar ist. Es ist ferner offensichtlich, daß die Ausgestaltung nicht nur bei einem Ladungskopplungs- Bildsensor, sondern auch bei allen Bildsensoren angewandt werden kann, welche ein Bildsignal in ein Ladungssignal umsetzen und dieses speichern.

Bei dem Ausführungsbeispiel werden bei dem Betriebsart-Signal MODE 0 das Taktsignal Φ_PI auf die Spannung V₂ und das Taktsignal Φ_AB auf die Spannung V₃ festgelegt; eine gleichartige Wirkung wird jedoch auch dann erzielt, wenn das Taktsignal Φ_PI auf die Spannung V₅ und das Taktsignal Φ_AB auf die Spannung V₄ festgelegt wird, da hierbei die Potentialbarriere in dem Lichtempfangsteil 1 niedriger als die Barriere in dem Speicherteil 2 ist. Ferner können bei dem Ausführungsbeispiel die Potentialpegel für die Signale Φ_PI sowie Φ_AB auch durch die Signale SEL 1 und SEL 0 aus der Betriebsart-Wählschaltung MS gesteuert werden, wodurch die Anzahl von Eingangsanschlüssen der Takttreiberstufe verringert werden kann.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel der Bildaufnahmevorrichtung werden die Signale Φ_AB und Φ_PI für die Aufzeichnung in der Stehbild-Betriebsart auf die konstanten Potentiale eingestellt, so daß elektrische Leistung gespart werden kann und keine Störsignale eingemischt werden.

Ferner werden hierbei diese Potentiale so gewählt, daß sie in bezug auf die Elektronen niedriger als das Potential in dem Speicherteil 2 sind, so daß selbst beim Auftreten eines Überstrahlens in dem Lichtempfangsteil 1 keine Einmischung in den Speicherteil 2 erfolgt.

Claims

1. Bildaufnahmevorrichtung mit einem Lichtempfangsabschnitt zum Umsetzen eines optischen Bilds in ein elektrisches Signal, einer Rekombinationsvorrichtung zum Zusammenfassen eines Teils des durch den Lichtempfangsabschnitt umgesetzten elektrischen Signals mit einem Signal, dessen Polarität der des elektrischen Signals entgegengesetzt ist, einem Speicherabschnitt zum Speichern des im Lichtempfangsabschnitt umgesetzten Ladungssignals, einer Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen des aus dem Speicherabschnitt ausgelesenen elektrischen Signals und einer Steuereinrichtung zum Steuern des Lichtempfangsabschnitts und der Rekombinationsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wählvorrichtung (MS) zum Wählen einer Stehbild-Betriebsart, bei der das elektrische Signal eines Einzelbilds durch die Aufzeichnungseinrichtung (RCC) aufgezeichnet wird, und einer Laufbild-Betriebsart, in der das elektrische Signal für eine Vielzahl aufeinanderfolgender Bilder aufgezeichnet wird, vorgesehen ist, und daß die Steuereinrichtung (CKD) den Lichtempfangsabschnitt (1) und die Rekombinationsvorrichtung (P_AB) bei der Stehbild-Betriebsart während des Auslesens des elektrischen Signals aus dem Speicherabschnitt und der Aufzeichnung des elektrischen Signals derart steuert, daß der Potentialzustand im Lichtempfangsabschnitt (1) einen vorbestimmten konstanten Wert besitzt, während die Steuereinrichtung (CKD) in der Laufbild-Betriebsart die Rekombinationsvorrichtung (P_AB) während des Auslesens des elektrischen Signals aus dem Speicherabschnitt (2) und der Aufzeichnung des elektrischen Signals mit taktförmig wechselnden Potentialen ansteuert.

2. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfangsabschnitt (1) einen ersten und einen zweiten Bereich (X bzw. Y) enthält.

3. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich (Y) einen virtuellen Elektrodenbereich enthält.

4. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Bereich (X, Y) Ladungsübertragungs-Struktur besitzen.

5. Bildaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Sperrvorrichtung (PAP) zum Unterdrücken eines Teils addierter Informationen, die aus den Ladungen in dem ersten und zweiten Bereich (X, Y) gewonnen sind.

6. Bildaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rekombinationsvorrichtung (P_AB) einen Teil der Ladungen in dem zweiten Bereich (Y) mit Majoritätsträgern zusammenfaßt.