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Die
Erfindung bezieht sich auf einen CCD Bildsensor, insbesondere auf
einen solchen CCD Bildsensor (charge coupled device image sensor), der
eine Mehrzahl von vertikalen ladungsgekoppelten Einrichtungen (VCCDs),
die in Vertikalrichtung entsprechend einem Mäandermuster verlaufen, und eine
Merzahl von Gruppen von Fotodioden aufweist, wobei die Fotodioden
der jeweiligen Gruppen jeweils an der linken und an der rechten
Seite eines jeden VCCDs vorhanden sind, so daß sich bei derselben Chip-Größe eine
verbesserte Bildauflösung
ergibt.
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Generell
kann eine CCD als aktive Einrichtung angesehen werden, die unter
Steuerung eines Taktpulses eine Signalladung in Übereinstimmung mit auftreffendem
Licht überträgt, das
entlang eines vorbestimmten Weges einfällt. Eine derartige CCD wird
typischerweise in Bildverarbeitungseinrichtungen verwendet, beispielsweise
in Speichereinrichtungen, Logikelementen, CCD Bildsensoren, usw.
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Die
Abtastung des CCD Bildsensors, der eine CCD verwendet, kann dabei
verschachtelt bzw. im Zeilensprungverfahren oder nicht verschachtelt erfolgen.
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Bei
der nichtverschachtelten Abtastung (non-interlaced scanning) werden
die Bilder Zeile für Zeile
abgetastet und sequentiell auf den Bildschirm geschrieben. Bei der
verschachtelten Abtastung bzw. beim Zeilensprungverfahren (interlaced
scanning) sind dagegen Halbbilder vorhanden, die jeweils eine Mehrzahl
von geradzahligen Halbbildern (even fields) und eine Mehrzahl von
ungeradzahligen Halbbildern (odd fields) aufweisen. Beim Schreiben
auf den Bildschirm werden zunächst
die Zeilen des einen Halbbildes wiedergegeben, während anschließend die
Zeilen des anderen Halbbildes geschrieben werden um ein vollständiges Bild
darzustellen.
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Hieraus
ergibt sich, daß bei
der nicht verschachtelten Abtastung eine hohe Abtastrate erzielt werden
kann, so daß sich
aktuelle Bilder von sich schnell bewegenden Objekten einwandfrei
aufnehmen lassen. Die nicht verschachtelte Abtastung kommt daher
insbesondere bei militärisch
genutzten Objekten zum Einsatz, beispielsweise bei Raketen.
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Problematisch
bei der nicht verschachtelten Abtastung ist es allerdings, daß die Bilder
auf dem Schirm zittern.
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Im
Gegensatz dazu werden bei der verschachtelten Abtastung (interlaced
scanning) stabilere Bilder erhalten, jedoch bei geringerer Abtastrate als
bei der nicht verschachtelten Abtastung. Für ein sich schnell bewegendes
Objekt ergeben sich allerdings zwei Bilder. Aus diesem Grunde ist
die verschachtelte Abtastung bei militärischen Anwendungen ungeeignet
und kommt somit vorwiegend nur im Rundfunkbereich zum Einsatz, beispielsweise
bei NTSC Systemen oder bei PAL Systemen.
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Ein
Beispiel eines konventionellen CCD Bildsensors für verschachtelte Abtastung
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 näher beschrieben.
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Die 1 zeigt
den schematischen Aufbau eines konventionellen CCD Bildsensors für die verschachtelte
Abtastung. Dieser konventionelle CCD Bildsensor enthält eine
Mehrzahl von vertikalen Ladungskopplungseinrichtungs-Bereichen VCCD,
die in Horizontalrichtung unter konstantem Abstand zueinander angeordnet
sind, wobei jeder dieser Bereiche VCCD eine gewünschte Länge in Vertikalrichtung aufweist.
Der herkömmliche
CCD Bildsensor umfaßt
weiter eine Mehrzahl von Gruppen von Fotodioden PD, die jeweils
zur Erzeugung einer Signalladung in Antwort auf einfallendes Licht
dienen, wobei die Fotodioden PD der jeweiligen Gruppen an einer Seite
eines jeden großen
VCCD Bereichs und unter konstantem Abstand in Vertikalrichtung zueinander angeordnet
sind. Ferner ist ein horizontaler Ladungskopplungseinrichtungs-Bereich
HCCD vorhanden, um in Horizontalrichtung Signalladungen zu übertragen,
die ihm von den Fotodioden PD über
die VCCD Bereiche zugeführt
worden sind. Ein Abtastverstärker
AMP dient zur Umwandlung der Signalladungen vom Bereich HCCD in
eine Spannungsinformation sowie zur externen Ausgabe dieser Information.
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Die 2 zeigt
ein Layout-Diagramm des Aufbaus des konventionellen CCD Bildsensors
nach 1. Entsprechend der 2 sind Transfergates TG
zur Übertragung
der Signalladungen von den Fotodioden PD zu den Bereichen VCCD vorhanden.
Da jedes der Bilder die beiden Halbbilder bzw. ein ungeradzahliges
und ein geradzahliges Halbbild umfaßt, weist der CCD Bildsensor
zwei Typen von Transfergates TG1 und TG2 auf, und zwar für die jeweils
ungeradzahligen und die geradzahligen Halbbilder. Die ersten Transfergates
TG1 dienen dazu, die Signalladungen von den Fotodioden PD1 zu den
Bereichen VCCD zu übertragen,
wobei die Fotodioden PD1 an ungeradzahligen Stellen in Vertikalrichtung
und damit im ungeradzahligen Halbbild liegen bzw. auf den ungeradzahligen
Horizontalabtastzeilen angeordnet sind. Dagegen dienen die zweiten
Transfergates TG2 dazu, Signalladungen von den Fotodioden PD2 zu den
Bereichen VCCD zu übertragen,
wobei die Fotodioden PD2 an geradzahligen Stellen in Vertikalrichtung
und damit im geradzahligen Halbbild angeordnet sind bzw. auf den
geradzahligen Horizontalabtastzeilen liegen.
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Mit
den ersten und zweiten Transfergates TG1 und TG2 sind jeweils Transfergate-Elektroden PG1
und PG2 verbunden, so daß die
Signalladungen von den Fotodioden PD zu den Bereichen VCCD in Antwort
auf VCCD Taktsignale Vϕ1-Vϕ4 übertragen werden können. Diese
Taktsignale weisen vier Phasen auf und werden an die Transfergate-Elektroden PG1
und PG2 angelegt. Ein Taktsignal entspricht dabei einer Phase.
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Die 3a zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie a-a' von 2, um Bereiche
zu erläutern,
in denen sich die Transfergates befinden. Dagegen zeigt die 3b einen
Querschnitt entlang der Linie b-b' von 2, um Bereiche
zu erläutern,
in denen keine Transfergates vorhanden sind. Der konventionelle
CCD Bildsensor enthält
ein N Typ Substrat 100, auf dem sich eine Schicht 200 (Bett
oder Wanne) vom P Typ befindet. Die N Typ Fotodioden PD und die
N Typ VCCD Bereiche VCCD sind der Reihe nach abwechselnd auf dem
N Typ Substrat 100 angeordnet, wobei jeweils nebeneinanderliegende
Fotodioden PD und VCCD Bereiche VCCD über einen gewünschten
Abstand hinweg gegeneinander mit Hilfe von Kanalstoppbereichen ST
isoliert sind. Auf der Oberfläche
einer jeden N Typ Fotodiode PD befindet sich eine dünne Schicht
300 vom P+ Typ, an die eine Anfangsvorspannung
angelegt werden kann. Im vorliegenden Fall besteht die P Typ Schicht 200 aus zwei
Typen von Schichten, nämlich
aus einer flachen P Typ Schicht 200a und aus einer tiefen
P Typ Schicht 200b, um die Über lauf-Drain-Spannung (OFD)
zu steuern (over flow drain voltage). Die flache P Typ Schicht 200a befindet
sich jeweils unter den N Typ Fotodioden PD, während sich die tiefe P Typ Schicht 200b unter
jedem der N Typ VCCD Bereiche VCCD befindet.
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Wie
in 3a zu erkennen ist, liegt eine erste Transfergate-Elektrode
PG1b der Transfergate-Elektrode PG1 oberhalb des N Typ VCCD Bereichs
VCCD sowie oberhalb des Kanalstoppbereichs ST, um das erste Taktsignal
Vϕ1 anlegen zu können.
Das erste Transfergate TG1 ist mit der ersten Transfergate-Elektrode
PG1b verbunden, um darüber
die Fotodiode PD mit dem VCCD Bereich VCCD zu verbinden.
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Entsprechend
der 3b befindet sich die zweite Transfergate-Elektrode
PG1a der Transfergate-Elektrode PG1 oberhalb des N Typ VCCD Bereichs
VCCD und des Kanalstoppbereichs ST, um das zweite Taktsignal Vϕ2
anlegen zu können.
Die Fotodiode PD und der VCCD Bereich VCCD sind gegen einander über einen
gewünschten
Abstand isoliert, und zwar durch den Kanalstoppbereich ST.
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4 zeigt
ein Pixelformat für
ein Bild oder einen Rahmen, das bzw. der von einem konventionellen
CCD Image Sensor mit nichtverschachtelter Abtastung geliefert wird.
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Beim
oben beschriebenen konventionellen CCD Bildsensor mit verschachtelter
Abtastung sind, wie bereits erwähnt,
Fotodioden jeweils nur an einer Seite der VCCD Bereiche vorhanden,
was den Nachteil mit sich bringt, daß er nur ein geringes Bildauflösungsvermögen aufweist.
Es wurde daher bereits vorgeschlagen, den Bereich der Fotodioden
auszudehnen, um das Bildauflösungsvermögen zu verbessern.
Dies führt
allerdings zu Schwierigkeiten, wenn die Chip-Größe nicht verändert werden
soll, da die Bereiche der Fotodioden durch die VCCD Bereiche begrenzt
werden. Der genannte Vorschlag hat mit anderen Worten eine Chip-Vergrößerung zur
Folge.
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Aus
der
CH 607 333 A5 ist
eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung
bekannt, bei der zickzack- oder mäanderförmige VCCDs vorgesehen sind,
die jeweils in einem konkaven Bereich zwei Fotodioden aufweisen,
von denen die eine zu einer ungeraden und die andere zu einer geraden
Horizonalabtastzeile gehören.
Die Fotodioden der darauffolgenden beiden Horizontalabtastzeilen
sind dann auf der anderen Seite des zickzackförmigen VCCDs angeordnet und
in herkömmlicher
Weise im entsprechenden Zeilenabstand von den vorhergehenden ebenso
wie von den nachfolgenden Fotodioden der gleichen Spalte beabstandet.
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Aus
der
US 4 602 289 ist
ein weiterer CCD Bildsensor bekannt, bei dem die mäanderförmigen VCCDs
im Vierphasenbetrieb angesteuert werden.
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Die
DE 37 11 880 A1 beschreibt
einen Festkörperbildsensor
bei dem die Elektroden des VCCDs so ausgebildet sind, das sie gleichzeitig
als Transfergate-Elektroden
genutzt werden können.
Dieser bekannte Festkörperbildsensor
entspricht dabei dem anhand der
1 bis
4 erläuterten Stand der Technik.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen CCD Bildsensor zu schaffen,
der bei gleicher Chip-Größe ein verbessertes
Auflösungsvermögen aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch den CCD Bildsensor nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 den
schematischen Aufbau eines konventionellen CCD Bildsensors mit verschachtelter Abtastung,
-
2 ein
Layout-Diagramm des Aufbaus des konventionellen CCD Bildsensors
nach 1,
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3a einen
Querschnitt entlang der Linie a-a' von 2,
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3b einen
Querschnitt entlang der Linie b-b' von 2,
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4 ein
Pixelformat eines Bildes oder eines Rahmens, erhalten mit dem konventionellen CCD
Bildsensor mit verschachtelter Abtastung,
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5 den
Aufbau eines CCD Bildsensors nach der Erfindung mit verschachtelter
Abtastung,
-
6 ein
Layout-Diagramm des Aufbaus des CCD Bildsensors mit verschachtelter
Abtastung nach 5,
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7a einen
Querschnitt entlang der Linie c-c' von 6,
-
7b einen
Querschnitt entlang der Linie d-d' von 6,
-
8a ein
Pixelformat eines Bildes oder eines Rahmens, erhalten durch den
CCD Bildsensor nach der Erfindung mit verschachtelter Abtastung, und
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8b ein
Pixelformat eines anderen Bildes, erhalten durch den CCD Bildsensor
nach der vorliegenden Erfindung mit verschachtelter Abtastung.
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Die 5 zeigt
eine schematische Darstellung des Aufbaus eines CCD Bildsensors
mit verschachtelter Abtastung in Übereinstimmung mit der Erfindung.
Gemäß 5 enthält der CCD
Bildsensor eine Mehrzahl von VCCD Bereichen VCCD, die in Horizontalrichtung
in konstanten Intervallen relativ zueinander angeordnet sind. Jeder
der VCCD Bereiche VCCD weist eine mäanderförmige Struktur auf mit einer
Serie von gekrümmten
Bereichen in Vertikalrichtung, wobei sich die VCCD Bereiche über eine gewünschte Länge in Vertikalrichtung
erstrecken. Ferner enthält
der CCD Bildsensor nach der Erfindung eine Mehrzahl von Gruppen
von ersten bis vierten Fotodioden PD61-PD64, von denen jede eine
Signalladung in Antwort auf einfallendes Licht erzeugt. Die ersten
bis vierten Fotodioden PD61-PD64 der jeweiligen Gruppen befinden
sich jeweils sowohl links als auch rechts von einem jeden VCCD Bereich VCCD
und sind darüber
hinaus gegenüber
den benachbarten VCCD Bereichen mit Hilfe von Kanalstoppbereichen
ST elektrisch isoliert. Genauer gesagt sind die ersten Fotodioden
PD61 an den linken Seiten der gekrümmten Bereiche der jeweiligen VCCD
Bereiche VCCD sowie auf den ungeradzahligen Horizontalabtastzeilen
angeordnet, während
die zweiten Fotodioden PD62 jeweils an den rechten Seiten der gekrümmten Bereiche
der jeweiligen VCCD Bereiche VCCD sowie auf den geradzahligen Horizontalabtastzeilen
angeordnet sind. Die dritten Fotodioden PD63 sind jeweils an den
rechten Seiten der gekrümmten
Bereiche der jeweiligen VCCD Bereiche VCCD sowie auf den ungeradzahligen
Horizontalabtastzeilen angeordnet, während die vierten Fotodioden
PD64 jeweils an den linken Seiten der gekrümmten Bereiche der jeweiligen
VCCD Bereiche VCCD sowie auf den geradzahligen Horizontalabtastzeilen angeordnet
sind.
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Auch
der CCD Bildsensor nach der vorliegenden Erfindung enthält einen
HCCD Bereich HCCD, um Signalladungen in Horizontalrichtung übertragen
zu können,
welche ihm von den ersten bis vierten Fotodioden PD61-PD64 über die
VCCD Bereiche VCCD übertragen
worden sind. Ein Abtastverstärker
AMP dient zur Umwandlung der Signalladungen vom HCCD Bereich HCCD
in eine Spannungsinformation sowie zur Ausgabe dieser Information
nach außen.
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Die 6 zeigt
ein Layout-Diagramm des Aufbaus des CCD Bildsensors nach 5 mit
verschachtelter Abtastung. Wie anhand dieser 5 zu erkennen
ist, enthält
der CCD Bildsensor nach der Erfindung eine Serie von vier Transfergates TG1-TG4
zur Übertragung
der Signalladungen von den Fotodioden PD61-PD64 zu den VCCD Bereichen
VCCD. Im einzelnen dienen die ersten Transfergates TG1 zur Übertragung
der Signalladungen von den ersten Fotodioden PD61 zu den VCCD Bereichen
VCCD, wobei sich die ersten Fotodioden PD61 an den linken Seiten
der gekrümmten
Bereiche der jeweiligen VCCD Bereiche VCCD sowie auf den ungeradzahligen
Horizontalabtastzeilen und damit im ungeradzahligen Halbbild befinden.
Die zweiten Transfergates TG2 dienen zur Übertragung der Signalladungen
von den zweiten Fotodioden PD62 zu den VCCD Bereichen VCCD, wobei
sich die zweiten Fotodioden PD62 jeweils an den rechten Seiten der gekrümmten Bereiche
der jeweiligen VCCD Bereiche VCCD sowie auf den gradzahligen Horizontalabtastzeilen
des gradzahligen Halbbilds befinden. Ferner dienen die dritten Transfergates
TG3 zur Übertragung
der Signalladungen von den dritten Fotodioden PD63 zu den jeweiligen
VCCD Bereichen VCCD, wobei sich die dritten Fotodioden PD63 jeweils
an den rechten Seiten der gekrümmten
Bereiche der jeweiligen VCCD Bereiche VCCD sowie auf den ungeradzahligen
Horizontalabtastzeilen und damit im ungeradzahligen Halbbild befinden,
während
die vierten Transfergates TG4 dazu dienen, Signallaldungen vond
en vierten Fotodioden PD64 zu den VCCD Bereichen VCCD zu übertragen,
wobei sich die vierten Fotodioden PD64 jeweils an den linken Seiten
der gekrümmten
Bereiche der jeweiligen VCCD Bereiche VCCD sowie auf den geradzahligen
Horizontalabtastzeilen und damit im geradzahligen Halbbild befinden.
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Die
jeweiligen Fotodioden PD61-PD64 weisen jeweils eine Breite a1 auf,
die gleich der Breite a2 der jeweiligen VCCD Bereiche VCCD ist.
Darüber
hinaus befinden sich die dritten Fotodioden PD63 und die vierten
Fotodioden PD64 auf einer geraden Linie, die in Vertikalrichtung
verläuft.
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Mit
dem ersten Transfergate TG1 ist eine erste Transfergate-Elektrode
PG1b verbunden, an die das erste VCCD Taktsignal Vϕ1 angelegt
wird. Ferner ist mit dem dritten Transfergate TG3 eine zweite Transfergate-Elektrode
PG-1a verbunden, an die ein zweites VCCD Taktsignal Vϕ2
angelegt wird. Mit dem vierten Transfergate TG4 ist eine dritte Transfergate-Elektrode
verbunden, an die ein drittes VCCD Taktsignal Vϕ3 angelegt
wird, während
mit dem zweiten Transfergate TG2 eine vierte Transfergate-Elektrode
verbunden ist, an die ein viertes VCCD Taktsignal Vϕ4 angelegt
wird. Aus diesem Grunde werden die Signalladungen von den Fotodioden
PD61-PD64 zu den VCCD Bereichen VCCD in Antwort auf die VCCD Taktsignale
Vϕ1-Vϕ4 mit vier Phasen übertragen, wobei diese Taktsignale
jeweils an die jeweiligen ersten bis vierten Transfergate-Elektroden
angelegt werden, und wobei jeweils ein Taktsignal in Übereinstimmung
mit einer der Phasen steht.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß der
CCD Bildsensor so aufgebaut sein kann, daß eine Mehrzahl von reellen
Fotodioden eine virtuelle Fotodiode umgibt, und zwar in einem Fall,
bei dem angenommen ist, daß die
virtuelle Fotodiode ein jeweiliger VCCD Bereich VCCD ist. Eine derartige
Struktur weist eine größere Betriebszuverlässigkeit
beim Einschreiben von Daten in die virtuelle Fotodiode auf.
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Die 7a zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie c-c' von 6, während die 7d einen Querschnitt entlang der Linie
d-d' von 6 zeigt. Der
CCD Bildsensor nach der vorliegenden Erfindung enthält ein N
Typ Substrat 100 sowie eine darauf angeordnete Schicht 200 (Wanne)
vom P Typ. Die VCCD Bereiche VCCD in der Schicht 200 sind vom
N Typ. Die ersten und dritten N Typ Fotodioden PD61 und PD63 sind
jeweils an der linken und an der rechten Seite eines jeden der VCCD
Bereiche VCCD in dieser Reihenfolge sowie auf den ungeradzahligen Horizontalabtastzeilen
angeordnet, und zwar oberhalb des N Typ Substrat 100, wobei
eine Kanalstoppschicht ST dazu dient, die Fotodioden PD61 und PD63
jeweils gegenüber
dem VCCD Bereich VCCD elektrisch zu isolieren, und zwar über einem
gewünschten
Abstand. Auf der Oberfläche
einer jeden N Typ Fotodiode PD61 und PD63 befindet sich eine dünne Schicht
300 vom P+ Typ, an die eine Anfangsvorspannung
angelegt werden kann. Im vorliegenden Fall enthält die P Typ Schicht 200 zwei
Typen von Schichten bzw. Wannen, und zwar eine flache P Typ Schicht 200a und
eine tiefe P Typ Schicht 200b, und zwar zur Steuerung der Überlauf-Drain-Spannung (OFD),
wobei sich die flache P Typ Schicht 200a unterhalb einer
jeden der N Typ Fotodioden PD61 und PD63 und die tiefe P Typ Schicht 200b unterhalb
eines jeden N Typ VCCD Bereichs VCCD befindet.
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Gemäß 7a liegt
jedes der ersten Transfergates TG1 oberhalb des jeweiligen Bereichs
zwischen den N Typ Fotodioden PD61 und den N Typ VCCD Bereichen
VCCD, um diese Bereiche miteinander zu verbinden. Darüber hinaus
liegt auch oberhalb eines jeden N Typ VCCD Bereichs und oberhalb eines
jeden Kanalstoppbereichs ST die erste Transfergate-Elektrode PG1b
zum Empfang des ersten VCCD Taktsignals Vϕ1. Das erste
Transfergate TG1 ist mit der ersten Transfergate-Elektrode PG1b
verbunden. Ferner sind die N Typ Fotodiode PD63 und der VCCD Bereich
VCCD elektrisch gegeneinander isoliert, und zwar über einen
gewünschten
Abstand hinweg mit Hilfe des Kanalstoppbereichs ST.
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Andererseits
liegen gemäß 7b die
jeweiligen dritten Transfergates TG3 oberhalb des Bereichs zwischen
den jeweiligen N Typ Fotodioden PD63 und den jeweiligen N Typ VCCD
Bereichen VCCD, um diese Elemente miteinander zu verbinden. Oberhalb
eines jeden der N Typ VCCD Bereiche VCCD und oberhalb eines jeden
der Kanalstoppbereiche ST ist ferner die zweite Transfergate-Elektrode PG1a
angeordnet, an die das zweite VCCD Taktsignal Vϕ2 angelegt
wird. Das dritte Transfergate TG3 ist mit der zweiten Transfergate-Elektrode
PG1a verbunden. Auch die N Typ Fotodiode PD61 und der VCCD Bereich
VCCD sind elektrisch gegeneinander isoliert, und zwar über einen
gewünschten
Abstand mit Hilfe des Kanalstoppbereichs ST.
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8a ist
ein Pixelformat eines Bildes oder Rahmens, der von einem CCD Image
Sensor mit nichtverschachtelter Abtastung gemäß der vorliegenden Erfindung
geliefert wird.
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Die
Bildsignale, die nach Anlegen der Treiberspannung V1 an die ersten
Transfergates TG1 in Antwort auf das erste VCCD Taktsignal Vϕ1
ausgegeben werden, sind an Positionen angeordnet, die mit "1" bezeichnet sind. Ferner sind die Bildsignale, die
beim Anlegen der Treiberspannung V2 an die dritten Transfergates
TG3 in Antwort auf das zweite VCCD Taktsignal Vϕ2 ausgegeben
werden, an Positionen angeordnet, die mit "3" bezeichnet
sind. Die Bildsignale, die bei Anlegen der Treiberspannung V3 an
die vierten Transfergates TG4 in Antwort auf das dritte VCCD Taktsignal
Vϕ3 ausgegeben werden, befinden sich an Positionen, die
mit "4" bezeichnet sind, während die
Bildsignale, die bei Anlegen der Treiberspannung V4 an die zweiten
Transfergates TG2 in Antwort auf das vierte VCCD Taktsignal Vϕ4
ausgegeben werden, an Positionen angeordnet sind, die mit "2" bezeichnet sind.
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Die 8b zeigt
ein Pixelformat bzw. Bildpunktformat eines anderen Bildes, das ebenfalls
mit dem CCD Bildsensor nach der Erfindung mit verschachtelter Abtastung
erhalten worden ist. Bei dieser Zeichnung ist angenommen, daß die VCCD
Bereiche VCCD jeweils einen virtuellen Fotodiodenbereich bilden.
Die Bildsignale, die von den virtuellen Fotodioden ausgegebenen
werden, liegen an Positionen, die mit "C" bezeichnet
sind. Ein Wert, der annäherungsweise
dem reellen bzw. echten Wert entspricht, wird dadurch gebildet,
daß die
Summe der Bildinformation "1", "2", "3" und "4", die in den jeweiligen Halbbildern
erhalten worden ist, durch vier dividiert wird. Die Position "C" wird dann mit dem erhaltenen und ungefähren echten
Wert aufgefüllt.
Andere Positionen "T", "TR", "L", "R", "B" und "BL" sind
Modifikationen der Position "C" und so abgewandelt, daß ein Aus druck
zur Gewinnung virtueller Fotodioden für Bildsignale in den Randbereichen
des Bildes erhalten wird.
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Wie
oben beschrieben, gestattet der Aufbau des CCD Bildsensors nach
der Erfindung, den Füllfaktor
der Fotodioden auf derselben Chip-Größe in gleicher Weise zu vergrößern, wie
der Füllfaktor
der VCCD Bereiche bei dieser Chip-Größe verringert wird. Dies führt zu einer
erheblichen Verbesserung des Bildauflösungsvermögens. Die VCCD Bereiche sind
dabei mäanderförmig ausgebildet,
so daß es möglich ist,
reelle Fotodioden um virtuelle Fotodioden herum zu positionieren.
Hierdurch läßt sich
die Betriebszuverlässigkeit
beim Einschreiben von Daten in die virtuellen Fotodioden vergrößern. Die
Bereiche der Fotodioden lassen sich daher maximal erweitern, da
der VCCD Bereich als virtuelle Fotodiode behandelt werden kann.
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Wie
bereits erwähnt,
sind die VCCD Bereiche VCCD zick-zack-förmig bzw. mäanderförmig ausgebildet und erstrecken
sich in Vertikalrichtung, also senkrecht zur Zeilenabtastrichtung.
Die VCCD Bereiche liegen dabei in Horizontalrichtung unter gleichen
Abständen
zu einander und sind alle in derselben Weise gekrümmt. In
den konkaven Abschnitten der VCCD Bereiche befinden sich auf den
ungeradzahligen Horizontalabtastzeilen die ersten Fotodioden PD61
und auf den geradzahligen Horizontalabtastzeilen die zweiten Fotodioden
PD62. Sie können mit
den jeweiligen VCCD Bereichen fluchten, so daß sie diese Bereiche in Horizontalrichtung
gesehen nicht überragen.
Den konvexen Abschnitten der VCCD Bereiche liegen jeweils die dritten
und vierten Fotodioden PD63 und PD64 gegenüber. Dabei befinden sich die
dritten Fotodioden auf den ungradzahligen Horizontalabtastzeilen,
während
sich die vierten Fotodioden auf den geradzahligen Horizontalabtastzeilen
befinden. In Vertikalrichtung gesehen, liegen die dritten und vierten
Fotodioden, die zu verschiedenen VCCD Bereichen gehören, auf
einer Geraden. Die vier Fotodioden jeweils einer Gruppe schließen jeweils
einen VCCD Bereich (mittig) ein, dessen entsprechener Platz im Bild
mit einem Wert (Bildsignal) belegt werden kann, der sich aus den
Bildsignalen der Fotodioden dieser Gruppe errechnet (siehe oben).