DE69020833T2

DE69020833T2 - Ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung mit in einem Abbildungsteil horizontalen Ladungsübertragungsteilen.

Info

Publication number: DE69020833T2
Application number: DE69020833T
Authority: DE
Inventors: Isao Hirota
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1995-12-14
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: US5182648A; EP0419118A3; US5291294A; EP0419118B1; EP0419118A2; DE69020833D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verbesserte ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtungen, insbesondere auf eine ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung, die dazu bestimmt ist, eine hohe horizontale Auflösung zu schaffen.
Festkörper-Abbildungsvorrichtungen, wie CCD-Abbildungsvorrichtungen, die in verschiedene Ausführungsformen von Kameras eingebaut sind, sind dazu bestimmt, Bildsignale, die dem von einem Objekt kommenden Licht entsprechen, auszugeben. Die Bild- oder Videosignale, welche von den Festkörper-Abbildungsvorrichtungen ausgegeben werden, haben üblicherweise die Form von Fernsehsignalen.
Die Ladungsübertragungsanordnung der CCD-Festkörper-Abbildungsvorrichtungen fällt in eine von drei Kategorien, nämlich in den Zwischenzeilenübertragungs-, den Halbbild-Zwischenzeilenübertragungs- und den Vollbildübertragungs-Typ.
Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine schematische Darstellung einer gebräuchlichen CCD des Zwischenzeilenübertragungs-Typs. In einer Matrix-Konfiguration sind eine große Anzahl von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten 101 angeordnet, und jeder vertikalen Spalte der Matrix aus Umwandlungsabschnitten 101 ist ein Vertikalregisterabschnitt 102 zugeordnet. Jeder der Vertikalregisterabschnitte 102 ist elektrisch mit einem Horizontalregisterabschnitt 103 verbunden, mittels dessen Signalladungen über einen Ausgabeabschnitt 104 für jede horizontale Zeile eines Fernsehrasters ausgegeben werden.
Ein Beispiel für eine CCD des Vollbildübertragungs-Typs ist in den Japanischen Patent-Offenlegungsschriften (KOKAI) 61-125077 (1986) und 61-198891 (1986) beschrieben. Vom Gesichtspunkt des Erzielens eines verschachtelten Abtastens von Signalladungen aus werden Signalladungen in der horizontalen Richtung des TV-Bilds oder -Rasters in den Abbildungsabschnitten dieser bekannten Abbildungsvorrichtungen übertragen, und zwar trotz der Tatsache, daß diese Vorrichtungen von Vollbildübertragungs-Typ sind.
Abbildungsvorrichtungen des Vollbildübertragungs-Typs, in denen die photoelektrischen Umwandlungsabschnitte die Rolle des Übertragens von Signalladungen übernehmen, sind einigen anderen Vorrichtungen überlegen, weil die verfügbare lichtempfangende Fläche vergrößert sein kann. Indessen kann eine zufriedenstellende Lichtabsorption oder Empfindlichkeit mit derartigen Abbildungsvorrichtungen nicht sichergestellt werden, und es ist schwierig, den Bildverschmier-Effekt zu verringern. Zusätzlich ist es im Hinblick auf Fortschritte auf dem Gebiet der Digitaltechnik für die CCD's nicht erforderlich, daß sie in der Lage sind, ein verschachteltes Signal auszugeben.
Die Benutzung von CCD-Vorrichtungen des Halbbild-Zwischenzeilenübertragungs-Typs oder des Zwischenzeilenübertragungs- Typs anstelle von Vorrichtungen des Vollbildübertragungs-Typs ermöglicht es, eine verringertes Verschmieren und eine verbesserte Empfindlichkeit zu erreichen. Vor allem kann das Verschmieren mit Halbbild-Zwischenteilenübertragungs-CCD's merklich verringert werden.
Indessen ist die vertikale Auflösung bei TV-Signalen des NTSC-Systems auf der Halbbildfrequenz von 60 Hz und den 525 Zeilen je Vollbild begründet. Demzufolge ist es zur Verbesserung der Auflösung notwendig, die Anzahl der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte in der horizontalen Richtung zu erhöhen, was erfordert, daß die Länge der Horizontalseite der rechteckigen Zelleneinheit verringert wird. Andererseits wird, wenn die Horizontalauflösung verbessert werden soll, da das Bildseitenverhältnis des TV-Signals auf 4:3 festgelegt ist, beispielsweise die Form der Zelleneinheit des Festkörper-Abbildungselements der Halbbild-Zwischenzeilenübertragungs-CCD in der vertikalen Richtung mehr länglich.
Fig. 2 zeigt die Anordnung (das Layout) der vertikal verlängerten Zelleneinheit der Zwischenzeilenübertragungs-CCD. In jeder Zelleneinheit ist ein rechteckiger Vertikalregisterabschnitt 111, der die vertikale (V-)Richtung als die Längsrichtung hat, ausgebildet, und ein Auslesegateabschnitt 112 ist derart ausgebildet, daß er sich längs des Vertikalregisterabschnitts 111 erstreckt. Auf dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt ist angrenzend an den Auslesegateabschnitt 112 eine Öffnung 113, die von einem Kanalsperrbereich 114 umgeben ist, in einem Lichtabschirmungsfilm ausgebildet. Es sei angemerkt, daß mit einer Verbesserung der Horizontalauflösung einhergehend die Seitenlänge der Öffnung 113, des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts und des Vertikalregisterabschnitts 111 in der the Horizontal- oder H-Richtung kürzer wird, während sie in the Vertikal- oder V-Richtung länger wird.
Auf diese Weise wird, wenn die Horizontalauflösung der CCD des Zwischenzeilenübertragungs-Typs verbessert werden soll, erstens die Breite in der H-Richtung des Vertikalregisterabschnitts 111 verringert, und es wird dessen Übertragungsleistungsfähigkeit verringert. Zweitens wird der Auslesegateabschnitt 112 oder der Kanalsperrbereich 114 in seiner Umriß länge vergrößert, woraus sich eine Vergrößerung der Fläche der Zelleneinheit ergibt. Als Ergebnis wird die Fläche der Öffnung 113 verkleinert, und demzufolge kann keine zufriedenstellende Empfindlichkeit oder zufriedenstellende Ladungsverarbeitung erzielt werden. Zum dritten wird die erforderliche Maskenerstellung für die Öffnung 113 in der H-Richtung schwieriger, was zu erhöhten Fertigungsschwierigkeiten und Einpfindlichkeitsschwankungen führt.
Die Druckschrift US-A-4 737 841 offenbart eine CCD-Abbildungsvorrichung des Vollbildübertragungs-Typs mit horizontal angeordneten Bildsensoren. Die Druckschrift GB-A-2 151 878 offenbart CCD-Abbildungsvorrichtungen mit unterteilten Registern, bei denen, um die Zeit zu verringern, welche benötigt wird, um Ladungspakete seriell aus einem Kanal zu bewegen, die Ladungen gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen hin zu den Kanalenden übertragen werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung zu schaffen, bei der jede der Zelleneinheiten des Abbildungsabschnitt einen großen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt hat, um eine zufriedenstellende Empfindlichkeit und eine leichte Fertigbarkeit bei einer hohen Überragungsleistungsfähigkeit und einer zufriedenstellenden Verarbeitung von Ladungen trotz einer hohen Horizontalauflösung zu erzielen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung zu schaffen, die eine Vielzahl von Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten hat, welche bei einer niedrigen Übertragungsfrequenz getrieben werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung vorgesehen, die umfaßt:
ein Halbleitersubstrat,
einen Abbildungsabschnitt, der in der Oberfläche des Substrats ausgebildet ist und eine Vielzahl von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten enthält, die in einer Matrix- Konfiguration angeordnet und voneinander getrennt sind, zum Erzeugen von Signalladungen,
ein Auslesemittel, das ein Horizontalregister zum Auslesen von Bildsignalen aus den Signalladungen enthält, die erzeugt und in dem Abbildungsabschnitt übertragen sind, und
einen Speicherabschnitt, der eine Vielzahl von Horizontal- Speicherregisterabschnitten hat, die zwischen dem Abbildungsabschnitt und dem Auslesemittel ausgebildet und dazu bestimmt sind, die Signalladungen in der Horizontalrichtung und in der Vertikalrichtung Zeile fur Zeile zu übertragen,
gekennzeichnet durch
eine Vielzahl von Auslesegatebereichen, die an die photoelektrischen Umwandlungsabschnitte grenzen, zum Übertragen der erzeugten Signalladungen und
eine Vielzahl von Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten, die zwischen den horiontalen Zeilen von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten für das Übertragen der Signalladungen über die Auslesegatebereiche in der Horizontalrichtung in Reaktion auf die Rasterabtastung des Fernsehsignals angeordnet sind, und dadurch, daß
die Horizontal-Speicherregisterabschnitte enthalten: eine Vielzahl von Übertragungselektroden, die in der Horizontalrichtung aneinandergrenzend angeordnet und in der Vertikalrichtung länglich ausgebildet sind, eine Vielzahl von Vertikal-Übertragungsgates, die zwischen den Horizontal-Speicherregisterabschnitten vorgesehen sind, und Kanalsperrbereiche, die in der Oberfläche des Sübstrats unter den Vertikal-Übertragungsgates ausgebildet sind, zum jeweiligen Unterbrechen der Phasenpotentialmulde in den aneinandergrenzend angeordneten Horizontal-Speicherregisterabschnitten.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung sieht eine ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung, die umfaßt:
ein Halbleitersubstrat,
einen Abbildungsabschnitt, der in der Oberfläche des Substrats ausgebildet ist und eine Vielzahl von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten enthält, die in einer Matrix- Konfiguration angeordnet und voneinander getrennt sind, zum Erzeugen von Signalladungen,
einen Speicherabschnitt zum Übertragen in der Horizontalrichtung und in der Vertikalrichtung Zeile für Zeile und ein Auslesemittel zum Aus lesen von Bildsignalen aus den Signalladungen, die erzeugt und in dem Abbildungsabschnitt übertragen sind,
gekennzeichnet durch
eine Vielzahl von Auslesegatebereichen, die an die photoelektrischen Umwandlungsabschnitte grenzen, zum Übertragen der erzeugten Signalladungen,
eine Vielzahl von Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten, die zwischen horizontalen Zeilen der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte vorgesehen sind, zum Übertragen der Signalladungen über die Auslesegatebereiche in horizontaler Richtung in Reaktion auf die Rasterabtastung des Fernsehsignals und dadurch, daß
die Matrix-Konfiguration vertikal in einen ersten Teil und einen zweiten Teil getrennt ist und zumindest horizontale Zeilen hat,
die Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte umfassen:
eine Vielzahl von ersten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten, die in dem ersten Teil des Abbildungsabschnitts vorgesehen sind, zum Übertragen der Signalladungen über die Auslesegatebereiche des ersten Teils des Abbildungsabschnitts in einer horizontalen Richtung und
eine Vielzahl von zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten, die in dem zweiten Teil des Abbildungsabschnitts vorgesehen sind, zum Übertragen der Signalladungen über die Auslesegatebereiche des zweiten Teils in einer horizontalen Richtung, die der horizontalen Richtung der ersten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte entgegengesetzt ist.
Um eine hohe Horizontal-Auflösung zu erzielen, sind die Zelleneinheits mit hoher Dichte in der horizontalen Richtung angeordnet. Während der Horizontal-Ladungübertragungsabschnitt in der Zelleneinheit in the vertikalen Richtung nicht verlängert sein muß, kann vermieden werden, die photoelektrischen Umwandlungsabschnitte in der horizontalen Richtung zu verkürzen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enhält eine ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung eine Vielzahl von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten, eine Vielzahl von Horizontal-Ladungübertragungsabschnitten, die an Reihe der photoelektrischen Uiawandlungsabschnitte grenzen, und Speicherabschnitte wie bei einer CCD-Halbbild-Zwischenzeilenübertragungs-Abbldungsvorrichtung. Signalladungen, die in den photoelektrischen Umwandlungsabschnitten erzeugt sind, werden von den Horizontal-Ladungübertragungsabschnitten zu den Speicherabschnitten mit hoher Geschwindigkeit übertragen, so daß das Verschmieren verringert wird. In einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Speicherabschnitte an beiden Enden der Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte des Abbildungsabschnitts in der horizontalen Richtung vorgesehen. Die Übertragungsfrequenz ist vermöge der verringerten Anzahl von Signalladungen, die auf einmal ist zu übertragen sind, herabgesetzt.
In einem weiteren speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung speichert der Speicherabschnitt die Signalladungen flüchtig und überträgt die Signalladungen nicht nur in der horizontalen Richtung sondern auch in der vertikalen Richtung. Die Ausgangssignale aus der ladungsgekoppelten Abbildungsvorrichtung sind besser für eine Fernsehsignal-Verarbeitung geeignet.
Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe nichteinschränkender Ausführungsbeispiele anhand der Figuren im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer CCD-Abbildungsvorrichtung des Zwischenzeilenübertragungs-Typs nach dem Stand der Technik.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht einer CCD-Abbildungsvorrichtungs-Zelleneinheit nach dem Stand der Technik.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiel der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht einer Zelleneinheit in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung eines siebten Ausführungsbeispiels der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung eines neunten Ausführungsbeispiels der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 13 zeigt eine schematische Darstellung eines zehnten Ausführungsbeispiels der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 14 zeigt eine schematische Darstellung eines elften Ausführungsbeispiels der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 15 zeigt eine Draufsicht, die schematisch einen Hauptteil eines elften Ausführungsbeispiels der CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 16 u. 17 zeigen schematische Darstellungen, die Wellenformen von Spannungsimpulsen angeben, welche an die CCD-Abbildungsvorrichtung gemäß dem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gelegt werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Zwischenzeilenübertragungs-CCD 1 vorgesehen, bei welcher die Ladungsübertragungsrichtung von einem Abbildungsabschnitt derselben aus der horizontalen Richtung einer Fernsehbild-Oberfläche entspricht.
Fig. 3 zeigt die Gesamtstruktur der CCD 1, die eine große Anzahl von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten 2 hat, welche in einer Matrix-Konfiguration angeordnet sind. Diese photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 2 sind mittels Kanalsperrbereichen elektrisch voneinander isoliert. In der Figur ist die horizontale Richtung, welche der Abtastzeilenrichtung des Fernsehrasters entspricht, als die H-Richtung dargestellt, während die Richtung senkrecht dazu die V-Richtung ist. Die Anzahl der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 2 in der V-Richtung ist gleich dem Grad der Vertikal-Auflösung, welche Anzahl in dem NTSC-System 525 beträgt, während die Anzahl der Umwandlungsabschnitte 2 in der H-Richtung gleich dem Grad der Horizontal-Auflösung ist. Für jede horizontale Zeile des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts 2 und längs derselben ist ein Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 3 ausgebildet. Diesen Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten 3 werden Mehr-Phasen-Treibersignale, wie 4-Phasen-Treibersignale zugeführt, mittels derer die Ladungs übertragen werden. Die Ladungsübertragungsrichtung des Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitts 3 ist the H-Richtung, die der Abtastzeilenrichtung für die Fernsehbild-Oberfläche oder das Fernsehbild-Raster entspricht. Jeder photoelektrische Umwandlungsabschnitt 2 hat einen Auslesegateabschnitt (in Fig. 3 nicht gezeigt) zwischen sich und dem zugeordneten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 3, und Signalladungen werden mittels des Auslesegateabschnitts aus jedem Umwandlungsabschnitt 2 zu dem Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 3 hin ausgelesen. Bei den Horizontal-Endeabschnitten der Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte 3 ist ein Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 4 vorgesehen. Dieser Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 4 ist ein Register zum Übertragen von Signalladungen von den Umwandlungsabschnitten aus auf einer Spalte-für-Spalte-Basis und wird mit den zugehörigen Treibersignalen versorgt. Bei dem Vertikal-Anschlußende des Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitts 4 ist ein Ausgabeabschnitt 5 zum sequentiellen Ausgeben der übertragenen Signale vorgesehen. Obwohl in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur ein Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 4 vorgesehen ist, können auch eine Vielzahl von Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitten zum Auslesen von Signalladungen vorgesehen sein.
In Fig. 3 stellt ein Bereich, der mittels eines gestrichelten Rechtecks angedeutet ist, die Kontur einer Zelleneinheit 10 dar, die in einem vergrößerten Maßstab in Fig. 4 gezeigt ist. Wie in Fig. 4 gezeigt, hat die Zelleneinheit 10 der CCD gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Länge h&sub0; in der H- Richtung und eine Länge v&sub0; in the V-Richtung. Zur Erhöhung der Horizontal-Auflösung ist die Länge h&sub0; so gewählt, daß sie kürzer als die Länge v&sub0; ist, so daß die Zelleneinheit 10, wie gezeigt, die Kontur eines vertikal länglichen Rechtecks hat. Jede derartige Zelleneinheit 10 ist aus einem Horizontal- Ladungsübertragungsabschnitt 3, einer Öffnung 12, die dem photoelectrischen Umwandlungsabschnitt 2 zugeordnet ist, einem Kanalsperrbereich 13 und einen Auslesegatebereich 11 gebildet.
Der Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 3 in jeder Zelleneinheit 10 geht kontinuierlich in den Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitts 3 der benachbarten Zelleneinheits 10 über, so daß er ein Länge in the H-Richtung hat, die gleich der Länge h&sub0; ist, während er eine Breite w&sub1; in der V-Richtung hat. Bei der Zelleneinheit 10 entspricht die H-Richtung der Richtung der kürzeren Seite der Zelleneinheit 10, und die Ladungübertragungsabschnitte können längs der kürzeren Seiten der Zelleneinheiten 10 ausgebildet sein, damit die Abschnitte kontinuierlich über die Zelleneinheiten ausgebildet sein können. Demzufolge kann die Breite w&sub1; längs der V-Richtung für dieselbe Fläche der Zelleneinheit verglichen mit der CCD, die dazu bestimmt ist, Ladungen in der V-Richtung zu übertragen, erhöht sein, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, womit sich eine verbesserte Übertragungsleistungsfähigkeit ergibt.
Der Kanalsperrbereich 13 und der Auslesegatebereich 11 sind zum Umgeben des zugeordneten photoelektrischen Umwandlungsabschnitts 2, gesehen in der Draufsicht, vorgesehen. Innerhalb der Zelleneinheit 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es, da der Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 3 den unteren Teil der Zelleneinheit 10 einnimmt, unnötig, den Kanalsperrbereich 13 oder den Auslesegatebereich 11 über die gesamte Länge der längeren Seite v&sub0; der Zelleneinheit auszubilden. Vielmehr ist es nur erforderlich, den Kanalsperrbereich 13 oder den Auslesegatebereich 11 über ein Ausmaß von v&sub0;-w&sub1; in der V-Richtung oder längs der längeren Seite der Zelleneinheit auszubilden. Auf diese Weise kann die Fläche, welche durch den Kanalsperrbereich 13 oder den Auslesegatebereich 11 eingenommen wird, verglichen mit der herkömmlichen CCD, die in Fig. 2 gezeigt ist, verringert werden.
Die Öffnung 12 des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts 2, welche Teil eines in einem lichtabschirmenden Film gebildeten Musters ist, kann in ihrer Fläche vergrößert sein, weil der Kanalsperrbereich 13 oder der Auslesegatebereich 11 in seiner Fläche verringert ist, wie dies zuvor beschrieben ist. Zusätzlich hat die Öffnung 12 die Länge h&sub1; in der H-Richtung und die Länge v&sub1; in der V-Richtung, wobei die Längen h&sub1; und v&sub1; nicht merklich verschieden voneinander sind, so daß die Öffnung 12 in ihrer Form angenähert quadratisch ist und demzufolge eine Fläche einnimmt, die relativ groß im Vergleich zu der Umfangslänge der Öffnung 12 ist. Auf diese Weise kann die Größe der Ladungen, die in dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 2 erzeugt werden, erhöht werden, um die Empfindlichkeit zu verbessern. Andererseits kann, da die Öffnung 12 in ihrer Kontur nicht verlängert ist, der lithographische Fertigungsprozeß für the Öffnung 12 vereinfacht werden, während die Zelleneinheit 10 selbst in noch zweckmäßigerer Weise miniaturisiert werden kann.
Mit der CCD gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, in der Ladungen in der horizontalen Richtung in dem Abbildungsbereich mit Hilfe einer derartigen Zelleneinheit 10 übertragen werden, können Ausgangssignale, die den Signalladungen für jede vertikale Spalte entsprechen, sequentiell bei dem Ausgabeabschnitt ausgegeben werden. Es sei angemerkt, daß wenn Signale nach einer digitalen Signalverarbeitung in einem Speicher eines Video-RAM oder dgl. gespeichert sind, um sie anschließend zu entnehmen, Ausgangssigale erzeugt werden können, die TV-Signalen entsprechen.
Die CCD's gemäß den zweiten bis vierten Ausführungsbeispielen sind modifizierte Ausführungsformen der CCD gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei z. B. die Richtung der Ladungsübertragung in der horizontalen Richtung oder in der vertikalen Richtung gegenüber derjenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel vertauscht ist. In Fig. 5 bis Fig. 7 ist die H-Richtung die Vorwärtsrichtung der Abtastzeilen des Fernsehrasters, wohingegen die H'-Richtung die Rückwärtsrichtung der Abtastzeilen ist. The V-Richtung und V'-Richtung sind die vertikale Richtung von oben nach unten bzw. die vertikale Richtung von unten nach oben, wie in diesen Figuren gezeigt.
Gemäß Fig. 5 hat die CCD des zweiten Ausführungsbeispiels einen Abbildungsbereich 21 der gleichen Struktur wie diejenige der CCD des ersten Ausführungsbeispiels und einen Vertikal- Ladungsübertragungsabschnitt 22, der an das Horizontalanschlußende des Abbildungsbereichs 21 grenzt. Jede Einheit 23 in dem Abbildungsbereich 21 ist in ihrer Kontur vertikal verlängert, während der photoelektrische Umwandlungsabschnitt eine vergrößerte Fläche hat, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Ahnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel überträgt der Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt Signalladungen in der H-Richtung, wohingegen der Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 22 Signalladungen in der V'-Richtung, d. h. nach oben in in Fig. 5, überträgt. In diesem Fall werden die Ausgangssignale in jeder vertikalen Reihe in der umgekehrten Reihenfolge gegenüber derjenigen bei der CCD gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgegeben.
Die CCD gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 6 gezeigt ist, hat einen Abbildungsbereich 24, der durch eine große Anzahl von Zelleneinheiten 26 der gleichen Struktur wie diejenige der CCD gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet ist, und ein Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 25 ist angrenzend an das Horizontalanschlußende des Abbildungsbereichs 24 vorgesehen. Der Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 25 ist an der Seite des Abbildungsbereichs 24 entgegengesetzt zu demjenigen in der CCD gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen vorgesehen, so daß sich die horizontale Ladungsübertragung in der umgekehrten Richtung oder in der H'-Richtung fortsetzt. Die Ladungsübertragungsrichtung in dem Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 25 ist auch die V'-Richtung, die derjenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel entgegengesetzt ist.
Die CCD gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, das in in Fig. 7 gezeigt ist, hat einen Abbildungsbereich 27, der durch eine große Anzahl von Zelleneinheiten 29 der gleichen Struktur wie diejenige der CCD gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet ist, und ein Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 28 ist angrenzend an das Horizontalanschlußende des Abbildungsbereichs 27 vorgesehen. Dieser Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 28 ist auf derselben Seite wie bei der CCD gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen, so daß sich die horizontale Ladungsübertragung in der H'-Richtung fortsetzt, die derjenigen in der CCD gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entgegengesetzt ist. Die Ladungsübertragungsrichtung in dem Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 28 ist die gleiche V-Richtung wie diejenige in der CCD gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel für eine CCD 31 des Halbbildzwischenzeilenübertragungs-Typs, bei der Speicherregisterabschnitte zwischen einem Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt und einem Vertikal- Ladungsübertragungsabschnitt vorgesehen sind.
Fig. 8 zeigt eine Struktur der CCD über alles in ihrer Gesamtheit. Annlich wie die CCD gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat die CCD 31 eine große Anzahl von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten 32, die in einer Matrix-Konfiguration angeordnet und voneinander durch Kanalsperrbereiche isoliert sind. In der Figur ist die horizontale Richtung, welche der Rasterabtastzeilenrichtung entspricht, die H-Richtung, und die Richtung senkrecht dazu ist die V-Richtung. Die Anzahl der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 32 entspricht dem Grad der Auflösung. Längs jeder horizontalen Reihe der Umwandlungsabschnitte 32 ist ein Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 33 ausgebildet, wobei ein Auslesegateabschnitt zwischen diesem und dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 32 angeordnet ist. Die Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte 33 werden mit geeigneten Treibersignalen versorgt, und die Ladungsübertragungsrichtung in jedem Übertragungsabschnitt 33 ist die H-Richtung, welche der Kasterabtastzeilenrichtung entspricht.
Für jede horizontale Reihe sind bei dem Horizontalanschlußende jedes Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitts 33 Speicherregisterabschnitte 38 ausgebildet. Jeder Speicherregisterabschnitt 38 ist elektrisch mit jedem zugeordneten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 33 zum flüchtigen Speichern von Signalladungen jedes Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitts 33 verbunden. Der Speicherregisterabschnitt 38 wird mit geeigneten Teibersignalen zum Verwirklichen einer Hochgeschwindigkeitsübertragung und zum Herabsetzen der Signalverschmierungen versorgt. Die Ladungsübertragungsrichtung in dem Speicherregisterabschnitt 38 ist die horizontale Richtung. Die Speicherregisterabschnitte 38 sind mit einem Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 34 elektrisch verbunden.
Dieser Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 34 ist ein Register zum Übertragen von Signalladungen aus den Speicherregisterabschnitten 38 auf der Spalte-für-Spalte-Basis.
Der Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 34 wird mit geeigneten Treibersignalen zum Verwirklichen der Ladungsübertragung versorgt. Bei dem Vertikalanschlußende des Vertikal- Ladungsübertragungsabschnitts 34 ist ein Ausgabeabschnitt 35 zum sequentiellen Ausgeben der übertragenen Signale vorgesehen. Obwohl nur ein Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitt 34 in dem vorliegende Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, können auch eine Vielzahl derartiger Vertikal-Ladungsübertragungsabschnitte zum Auslesen von Signalladungen vorgesehen sein.
In Fig. 8 repräsentiert ein Bereich, der durch ein gestricheltes Rechteck angegeben ist, eine Zelleneinheit 10, die eine Struktur ähnlich derjenigen hat, die in Fig. 4 gezeigt ist. Das bedeutet, daß der Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 33 vertikal verlängert ist, um die Ladungsübertragungs-Leistungsfähigkeit zu verbessern. Der Kanalsperrbereich und der Ausleseabschnitt sind in ihrer Größe verringert, um die Fläche der Öffnung zu vergrößern, welche dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 32 entspricht, um die Empfindlichkeit zu verbessern. Die Öffnung ist in ihrer Kontur im wesentlichen quadratisch, um die Mikrochip-Fertigung zu erleichtern.
Bei der CCD gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel trägt die Anordnung (das Layout) der Zelleneinheit 10, da die Ladungen in der horizontalen Richtung durch die Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte zwischen den horizontalen Reihen der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 32, die in der Matrix-Konfiguration angeordnet sind, übertragen werden, zur Erleichterung der Mikrochip-Fertigung bei. Außerdem kann die Signalverschmierung wegen des Vorsehens der Speicherregisterabschnitte 38 verringert werden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel für eine CCD, in der Ladungen in dem Abbildungsabschnitt in der horizontalen Richtung, welche die Rasterabtastrichtung ist, übertragen und flüchtig in einem Speicherabschnitt gespeichert werden und in der die Signalladungen, die auf diese Weise in dem Speicherabschnitt gespeichert sind, in der vertikalen Richtung übertragen werden.
Fig. 9 zeigt eine Struktur über alles der CCD in ihrer Gesamtheit. Ahnlich wie die CCD gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat die CCD 41 eine große Anzahl von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten 42, die in einem Abbildungsabschnitt 46 in einer Matrix-Konfiguration angeordnet und voneinander durch Kanalsperrbereiche isoliert sind. In der Figur ist die horizontale Richtung, welche der Rasterabtastzeilenrichtung entspricht, die H-Richtung, und die Richtung senkrecht dazu ist die V-Richtung. Die Anzahl der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 42 entspricht dem Grad der Auflösung. Längs jeder horizontalen Reihe der Umwandlungsabschnitte 42 ist ein Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 43 ausgebildet, wobei ein Auslesegateabschnitt zwischen diesem und dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 42 angeordnet ist. Die Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte 43 werden mit geeigneten Treibersignalen versorgt, um die Ladungsübertragung zu bewirken, und die Ladungsübertragungsrichtung in jedem Übertragungsabschnitt 43 ist die H-Richtung, welche der Rasterabtastzeilenrichtung entspricht.
Angrenzend an einen Abbildungsabschnitt 46 ist ein Speicherabschnitt 47 ausgebildet, welcher Abbildungsabschnitt mit den photoelektrischen Umwandlungsabschnitten 42 und den Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten 43 versehen ist. Der Speicherabschnitt 47 ist durch Speicherregisterabschnitte 48 gebildet, wovon jeder einer horizontal Reihe zugeordnet ist. Jeder Speicherregisterabschnitt 48 ist elektrisch mit jedem Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 43 zum flüchtigen Speichern von Signalladungen in jedem zugeordneten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 43 verbunden. Zwischen den benachbarten Speicherregisterabschnitten 48 des Speicherabschnitts 47 ist ein Übertragungsgate vorgesehen. Demzufolge werden die Ladungen in the H-Richtung von den Horizontal- Ladungsübertragungsabschnitten 43 zu den Speicherregisterabschnitten 48 übertragen, von welchen die Ladungen in der vertikalen Richtung zu einem Horizontal-CCD-Abschnitt 44 übertragen werden. Auf diese Weise werden die Ladungen in the horizontalen Richtung übertragen, um sie dann in dem Speicherabschnitt 47 in der vertikalen Richtung zu übertragen, um die Ausgabe von Signalen, welche Fernsehsignalen entsprechen, zu verwirklichen, während gleichzeitig eine hohe Empfindlichkeit vermöge der Anordnung (des Layouts) der Zelleneinheit 10 geschaffen ist, wie dies im folgenden erläutert wird. Außerdem kann eine geringe Signalverschmierung durch die Hochgeschwindigkeitsübertragung zu dem Speicherregisterabschnitt 48 erreicht werden.
Der Horizontal-CCD-Abschnitt 44 und der Ausgabeabschnitt 45 lesen Signalladungen auf der Zeile-für-Zeile-Basis aus. Auf diese Weise werden Signalladungen, die flüchtig in dem Speicherabschnitt 47 gespeichert sind, auf der Zeile-für-Zeile- Basis ausgegeben. Es können indessen eine Vielzahl von Horizontal-CCD-Abschnitten 44 zum Verringern der Übertragungsfrequenz für die Übertragung von Signalen vorgesehen sein.
Der Bereich, welcher durch ein gestricheltes Rechteck hervorgehoben ist, repräsentiert eine Zelleneinheit 10, die eine Struktur ähnlich derjenigen hat, die in Fig. 4 gezeigt ist. Demzufolge ist der Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 43 in der vertikalen Richtung verbreitert, um dessen Übertragungsleistungsfähigkeit zu verbessern. Andererseits sind der Kanalsperrbereich und der Ausleseabschnitt in ihrer Fläche verkleinert, um die Fläche der Öffnung zu vergrößern, die dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 42 zugeordnet ist, um die Empfindlichkeit zu verbessern. Zusätzlich ist die Öffnung in ihrer Kontur im wesentlichen quadratisch, um die Mikrochip-Fertigung zu erleichtern.
Die CCD gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat den Vorzug infolge der Anordnung (des Layouts) der Zelleneinheit 10, und es können, da die Übertragung von der horizontalen Richtung zu der vertikalen Richtung in dem Speicherabschnitt 47 durchgeführt wird, Signalladungen in einer Folge ausgegeben werden, die der TV-Signalfolge entspricht. Zusätzlich kann die CCD gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auaf ein System angewendet werden, in dem Signale nicht nachfolgend digitalisiert werden.
Die siebten bis neunten Ausführungsbeispiele stellen modifizierte Ausführungsformen des sechsten Ausführungsbeispiels mit unterschiedlichen Arten des Übertragens von Ladungen dar. In Fig. 10 bis Fig. 12 repräsentiert die H-Richtung die Vorwärtsrichtung der Rasterabtastzeilenrichtung, und die H'- Richtung repräsentiert die Richtung, welche der Abtastzeilenrichtung entgegengesetzt ist. Die V-Richtung repräsentiert die vertikale Richtung von oben nach unten, und die V'-Richtung repräsentiert die vertikale Richtung von unten nach oben.
Die CCD gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel, das in in Fig. 10 gezeigt ist, enthält einen Abbildungsabschnitt 51, der durch eine große Anzahl von Zelleneinheiten 10 gebildet ist und die horizontale Richtung als die Ladungsübertragungsrichtung hat, einen Speicherabschnitt 52 zum vertikalen Übertragen von Ladungen, die horizontal übertragen worden sind, und einen Horizontal-CCD-Abschnitt zum Auslesen von Signalen. Die Ladungsübertragungsrichtung von dem Anbildungsabschnitt 51 zu dem Speicherabschnitt 52 ist die H-Richtung, welche die gleiche Richtung wie diejenige in der CCD gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ist, während die Ladungsübertragungsrichtung von dem Speicherabschnitt 52 zu dem Horizontal-CCD-Abschnitt 53 die V'-Richtung ist, welche die Richtung nach oben in der Figur ist. In dem Horizontal-CCD-Abschnitt 53 werden Ladungen in der H'-Richtung übertragen, um sie an dem Ausgabeanschluß auszugeben.
Bei der CCD gemäß dem achten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 11 gezeigt ist, läuft sowohl die Ladungsubertragung in der H-Richtung von dem Abbildungsabschnitt 54 zu dem Speicherabschnitt 55 als auch die Ladungsübertragung in der V-Richtung von dem Speicherabschnitt 55 zu dem Horizontal-CCD-Abschnitt 56 in der gleichen Weise wie bei der CCD gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ab. Indessen ist die Ladungsübertragungsrichtung in dem Horizontal-CCD-Abschnitt 56 die H-Richtung, welche entgegengesetzt zu derjenigen bei dem sechsten Ausführungsbeispiel ist. Bei der CCD gemäß dem achten Ausführungsbeispiel hat die Zelleneinheit 10, da die Ladungen in der horizontalen Richtung in dem Abbildungsabschnitt 54 übertragen werden, eine hohe Empfindlichkeit und eine überlegene Übertragungsleistungsfähigkeit und bietet eine hohe Genauigkeit in dem lithographischen Fertigungsprozeß.
Bei der CCD gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 12 gezeigt ist, läuft die horizontale Ladungsübertragung von einem Abbildungsabschnitt 60 zu einem Speicherabschnitt 61 in der V'-Richtung ab, während die vertikale Ladungsübertragung von dem Speicherabschnitt 61 zu einem Horizontal-CCD- Abschnitt 62 in der V'-Richtung und die Ladungsübertragung in dem Horizontal-CCD-Abschnitt 62 in der H-Richtung abläuft.
Die Modifizierungen gemäß den siebten bis zehnten Ausführungsbeispielen können je nachdem, wie es der Anlaß verlangt, benutzt werden.
Die CCD gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vom Halbbild-Zwischenzeilenübertragungs-TyP, wobei die Ladungsübertragungrichtung von dem Abbildungsbereich aus die horizontale Richtung des Fernsehrasters ist und Ladungen in zwei Richtungen, d. h. in einer Richtung nach links und in einer Richtung nach rechts ausgelesen werden.
20 Fig. 13 zeigt die Struktur über alles einer CCD 71, die eine große Anzahl von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten 72 hat, welche in einer Matrix-Konfiguration angeordnet sind. Diese photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 72 sind elektrisch voneinander durch Kanalsperrbereiche isoliert. In der Figur ist die horizontale Richtung, welche der Richtung der Rasterabtastzeilen entspricht, die H-Richtung, und die Richtung senkrecht dazu ist die V-Richtung. Die Anzahl der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 72 in the V-Richtung ist gleich dem Grad der Vertikalauflösung, die der Zahl 525 in dem NTSC-System entspricht, während die Anzahl der Abschnitte in der H-Richtung gleich dem Grad der Horizontalauflösung ist.
Längs jeder horizontalen Reihe dieser photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 72 und für jede derselben sind ein erster Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 73 und ein zweiter Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 74 ausgebildet.
Zwischen dem ersten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 73 und dem zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 74 einerseits und dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 72 andererseits ist ein Auslesegateabschnitt (nicht gezeigt) vorgesehen. Mittels dieses Auslesegateabschnitts werden die Ladungen in jedem der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 72 zu den ersten und zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten 73 u. 74 übertragen. Die ersten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte 73 sind in der linken Hälfte des Abbildungsabschnitts 69 angeordnet, während die zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte 74 in der rechten Hälfte des Abbildungsabschnitts 69 angeordnet sind. Demzufolge werden die Ladungen in der linken Hälfte der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte jeder horizontalen Reihe mittels des ersten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitts 73 übertragen, wohingegen diejenigen in den photoelektrischen Umwandlungsabschnitten der rechten Hälfte derselben horizontalen Reihe mittels des zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitts 74 übertragen werden. Die Ladungsübertragungsrichtung durch den ersten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 73 ist die horizontale Richtung, welche der Rasterabtastzeilenrichtung entspricht, und ist die H'-Richtung von der Mitte des Abbildungsabschnitts 69 aus nach links in der Figur. Andererseits ist die Ladungsübertragungsrichtung durch den zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 74 die horizontale Richtung, welche der Rasterabtastzeilenrichtung entspricht, und ist the H-Richtung von der Mitte des Abbildungsabschnitts 69 aus nach rechts in der Figur. Die Ladungsübertragungsrichtung in dem zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 74 ist entgegengesetzt zu derjenigen in dem ersten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 73. Die ersten und zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte 73 und 74 werden mit 4-Phasen-Treibersignalen IMΦ1 bis IMΦ4 versorgt, so daß Ladungen in Übereinstimmung mit diesen Signalen übertragen werden. Während der erste Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 73 und der zweite Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 74 Ladungen in den zueinander entgegengesetzten Richtungen übertragen, können dieselben Treibersignale IMΦ1 bis IMΦ4 durch Verkehren der relativen Positionen der Speicher- und Übertragungsabschnitte benutzt werden.
Bei den Anschlußenden der ersten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte 73 ist ein erster Speicherabschnitt 68 vorgesehen. Dieser erste Speicherabschnitt 68 ist durch eine Vielzahl von ersten Speicherregisterabschnitten 75 gebildet, wovon jede einer der horizontalen Reihen der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte zugeordnet ist und elektrisch mit einem der ersten Ladungungs-Übertragungsabschnitte 73 verbunden ist, die den horizontalen Reihen zugeordnet sind. In diesen ersten Speicherregisterabschnitten 75 werden Ladungen in der H'-Richtung übertragen und flüchtig darin gespeichert, um nachfolgend in der in der vertikalen oder V-Richtung übertragen zu werden. Der erste Speicherabschnitt 68 wird mit Treibersignalen STΦ1 bis STΦ4 zum Übertragen der Ladungen in der horizontalen Richtung versorgt. Zwischen den benachbarten ersten Speicherregisterabschnitten 75 sind Übertragungsgates vorgesehen, und zum Treiben dieser Übertragungsgates wird der erste Speicherabschnitt 68 außerdem mit Treibersignalen STΦT versorgt.
Bei den Anschlußenden des zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitts 74 ist wie auf der Seite des ersten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitts 73 ein zweiter Speicherabschnitt 67 vorgesehen. Dieser zweite Speicherabschnitt 67 ist aus einer Vielzahl von zweiten Speicherregisterabschnitten 76 gebildet, wovon jeder einer der horizontalen Reihen der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte zugeordnet ist und elektrisch mit einem der zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte 74 verbunden ist, die den horizontalen Reihen zugeordnet sind. In den zweiten Speicherregisterabschnitten 76 werden Signalladungen in der H-Richtung übertragen und flüchtig darin gespeichert, um nachfolgend in der vertikalen Richtung oder V-Richtung übertragen zu werden. Ahnlich wie der erste Speicherabschnitt 68 wird der zweite Speicherabschnitt 67 mit Treibersignalen STΦ1 bis STΦ4 zum Übertragen der Ladungen in der horizontalen Richtung versorgt. Zwischen den benachbarten ersten Speicherregisterabschnitten 75 sind Übertragungsgates vorgesehen, und zum Treiben dieser Übertragungsgates wird der zweite Speicherabschnitt 67 außerdem mit Treibersignalen STΦT versorgt. Den Vertikalanschlußenden der ersten und zweiten Horizontal-CCD-Abschnitte 77, 78 sind Ausgabeabschnitte 79, 79 zum sequentiellen Ausgeben der Signalladungen zugefügt, die zu diesen mittels der CCD-Abschnitte 77, 78 übertragen sind.
Obwohl in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils einer der ersten und zweiten Horizontal-CCD-Abschnitte 77, 78 vorgesehen ist, können eine Vielzahl von Ladungs-Übertragungsabschnitten zum Auslesen der Signalladungen vorgesehen sein. Die Ladungübertragungsrichtungen durch die ersten und zweiten Horizontal-CCD-Abschnitte können außerdem gegenüber denjenigen, die in Fig. 13 gezeigt sind, umgekehrt werden, während die Horizontal-CCD-Abschnitte auch oberhalb der Speicherabschnitte statt unterhalb der Speicherabschnitte vorgesehen sein können.
Der Bereich, welcher durch ein ges. tricheltes Rechteck in Fig. 13 hervorgehoben ist, repräsentiert eine Zelleneinheit 70, die eine Struktur ähnlich derjenigen, die in Fig. 4 gezeigt ist, hat. Demzufolge ist der Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 73 in der vertikalen Richtung verbreitert, um dessen Übertragungsleistungsfähigkeit zu verbessern. Andererseits sind der Kanalsperrbereich und der Ausleseabschnitt in ihren Flächen verkleinert, um die Fläche der Öffnung, die dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 72 zugeordnet ist, zu vergrößern, um dadurch die Empfindlichkeit zu verbessern. Zusätzlich ist die Öffnung in ihrer Kontur im wesentlichen quadratisch, um die Mikrochip-Vertigung zu erleichtern.
Im folgenden wird ein typischer Betrieb der CCD gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Zunächst fällt während der Abbildungsperiode, die nicht die Vertikal-Austastperiode des Fernsehsignals ist, Licht von einem Objekt durch die Öffnung der Zelleneinheit 70 ein, so daß es bei den photoelektrischen Umwandlungsabschnitten 72 in Signalladungen umgewandelt wird. Dann werden diese Signalladungen während der Vertikal-Austastperiode mittels der Auslesegates von den Umwand-lungsabschnitten 72 zu den ersten und zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten 73 u. 74 übertragen. Die Ladungen werden bei einer hohen Geschwindigkeit in der horizontalen Richtung durch die ersten und zweiten Ladungsübertragungsabschnitte 73 u. 74 übertragen. In dem ersten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 73 werden die Signalladungen in der H'-Richtung übertragen, sofern dies den ersten Speicherregisterabschnitt 75 betrifft. In dem zweiten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 74 werden Signalladungen in der entgegegengesetzten Richtung zu derjenigen in dem ersten Signalübertragungsabschnitt 73 oder in der H-Richtung übertragen, sofern dies den zweiten Speicherabschnitt 76 betrifft. Müßten die Signalladungen in einer horizontalen Richtung durch die Reihen der Zelleneinheiten übertragen werden, würde dies die Übertragungfrequenz erhöhen. Indessen kann durch das Übertragen der Ladungen auf diese Weise, nämlich in zwei horizontalen Richtungen, die Anzahl von Zelleneinheiten, die an einer Ladungsübertragung in jeder Richtung beteiligt sind, und demzufolge die Übertragungsfrequenz halbiert werden. Dies führt zu einer erhöhten Horizontal-Übertragungsleistungsfähigkeit und u einer ausreichenden Menge von Ladungen, die zu verarbeiten sind.
Während der Abbildungsperiode des nächsten Halbbildes werden Ladungen, die durch die ersten und zweiten Speicherabschnitte 68, 67 übertragen sind, zu den Speicherregisterabschnitten 75, 76 und dann zu den Horizontal-CCD-Abschnitten 77, 78 übertragen, wenn dann die CCD arbeitet, um die Halbzeilendaten sequentiell über die Ausgabeabschnitte 79 auszulesen. Die Ausgangssignale werden schließlich sequentiell in der horizontalen Richtung entnommen, um Ausgangssignale zu erzeugen, die Fernsehsignalen entsprechen.
Bei der CCD gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt die besondere Anordnung der Zelleneinheit 70 zu einer verbesserten Empfindlichkeit und zu einer verbesserten Übertragungsleistungsfähigkeit und trägt dazu bei, die Mikrochip- Fertigung zu erleichtern. Die horizontale Ladungsübertragung in zwei Richtungen führt dazu, daß die Übertragungsfrequenz herabgesetzt wird, um dadurch sowohl die Übertragungsleistungsfähigkeit und die Menge von Ladungen, welche durch die CCD verarbeitet werden, zu verbessern, als auch die Last der Treiber, welche die Treibersignale zuführen, zu vermindern.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine CCD 81 des Halbbild-Zwischenzeilenübertragungs-Typs offenbart, in welcher die Ladungsübertragungsrichtung von einem Abbildungsabschnitt aus die horizontale Richtung der Fernsehbildoberfläche oder des Rasters ist und die Ladungsübertragungsrichtung in dem Speicherabschnitt von der horizontalen Richtung zu der vertikalen Richtung geändert wird. Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt eine weitere modifizierte Ausführungsform des sechsten Ausführungsbeispiels mit einer unterschiedlichen Art des Übertragens von Ladungen dar.
Fig. 14 zeigt eine Struktur über alles der CCD 81, deren Abbildungsabschnitt 84 eine große Anzahl von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten 82 hat, die in einer Matrix-Konfiguration angeordnet sind. Diese photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 82 sind durch Kanalsperrbereiche elektrisch voneinander isoliert. In der Figur ist die horizontale Richtung, die der Abtastzeilenrichtung der Fernsehbildschirmoberfläche oder dem Raster entspricht, als die H-Richtung bezeichnet, während die Richtung senkrecht dazu die V-Richtung ist. Die Anzahl der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 82 in der V-Richtung ist gleich dem Grad der Vertikalauflösung, die der Zahl 525 in dem NTSC-System entspricht, während die Anzahl der Umwandlungsabschnitte 82 in der H-Richtung gleich dem Grad der Horizontalauflösung ist. Für jede horizontale Reihe der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte 82 ist längs derselben ein Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 83 ausgebildet. Diesen Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten 83 werden 4-Phasen-Treibersignale IMΦ1 to IMΦ4 zugeführt, mittels derer die Ladungen übertragen werden. Die Ladungsübertragungsrichtung der Horizontalladungsübertragungsabschnitte 83 ist die H-Richtung, welche der Abtastzeilenrichtung für die Fernsehbildoberfläche oder das Raster entspricht. Jeder Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 83 hat einen Ausleseabschnitt (in Fig. 14 nicht gezeigt) zwischen sich und dem zugeordneten photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 82, und Signalladungen werden mittels des Ausleseabschnitts aus jedem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 82 zu dem Horizontal- Ladungsübertragungsabschnitt 83 hin ausgelesen.
Bei den Anschlußenden der Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte 83 ist ein Speicherabschnitt 85 zum Übertragen von Ladungen von den Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten 83 aus in der H-Richtung zum flüchtigen Speichern der Ladungen und nach folgendem Übertragen der gespeicherten Ladungen in der vertikalen Richtung oder V-Richtung vorgesehen. Der Speicherabschnitt 85 ist mit 4-Phasen-Übertragungselektroden und Vertikal-Übertragungsgates versehen, wie dies im folgenden beschrieben wird, und wird mit Treibersignalen STΦ1 bis STΦ4 und STΦL versorgt.
Bei dem Vertikal-Anschlußende des Speicherabschnitts 85 ist ein Horizontal-CCD-Abschnitt 86 angeordnet, der ein Register ist, mittels dessen die Ladungen, welche von dem Speicherabschnitt 85 aus in der V-Richtung übertragen sind, sequentiell Zeile für Zeile in der H-Richtung übertragen werden können. Dieser Horizontal-CCD-Abschnitt 86 wird ebenfalls mit geeigneten Treibersignalen versorgt. Bei dem Horizontal-Anschluß ende des Horizontal-CCDAbschnitts 86 ist ein Ausgabeabschnitt 87 ausgebildeet, mittels dessen die übertragenen Signale sequentiell ausgegeben werden. Obwohl in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur ein Horizontal-CCD-Abschnitt 86 vorgesehen ist, können auch eine Vielzahl von Horizontal-CCD-Abschnitten 86 zum Auslesen der Signale vorgesehen sein.
Der Bereich, welcher mittels eines gestrichelten Rechtecks hervorgehoben ist, repräsentiert eine Zelleneinheit 90, die eine Struktur ähnlich derjenigen hat, die in Fig. 4 gezeigt ist. Demzufolge ist der Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitt 83 in der vertikalen Richtung verbreitert, um dessen Übertragungsleistungsfähigkeit zu verbessern. Andererseits sind der Kanalsperrbereich und der Ausleseabschnitt in ihren Flächen verkleinert, um die Fläche der Öffnung, die dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 83 zugeordnet ist, zu vergrößern, um dadurch die Empfindlichkeit zu verbessern. Zusätzlich ist die Öffnung in ihrer Kontur im wesentlichen quadratisch, um die Mikrochip-Fertigung zu erleichtern.
Die Anordnung des Speicherabschnitts 85 für die vertikale Übertragung der horizontal übertragenen Ladungen wird im folgenden anhand von Fig. 15 beschrieben.
In dem Speicherabschnitt 85 sind Übertragungselektroden 91 bis 94 auf dem Halbleiter-Sübstrat unter Benutzung einer zweiten Elektrodenschicht, beispielsweise einer Polysilizium- Schicht, und einer dritten Elektrodenschicht ausgebildet. Diese Übertragungselektroden 91 bis 94 bestehen jeweils aus einem bandförmigen Muster mit der V-Richtung als der Längsrichtung und sind bei den Enden oder Rändern in der H-Richtung überlappend angeordnet. Den Übertragungselektroden 91 bis 94 werden die Treibersignale STΦ1 bis STΦ4 zugeführt. Senkrecht in bezug auf die Übertragungselektroden 91 bis 94 sind Vertikal-Übertragungsgates 95, wovon jede aus einem bandförmigen Muster besteht, mit der H-Richtung als der Längsrichtung angeordnet. Diese Vertikal-Übertragungsgates 95 sind in Positionen, die zwischen den horizontalen Reihen des Abbildungsabschnitts 84 liegen, vorgesehen, so daß die Bereiche zwischen den Vertikal-Übertragungsgates 95, 95 als Register, welches den Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten 83 entspricht, fungieren. Diese Vertikal-Übertragungsgates 95 sind unter Benutzung der ersten Elektrodenschicht ausgebildet und werden mit dem Treibersignal STIΦL als der Gate-Spannung versorgt. Unterhalb der Vertikal-Übertragungsgates 95 sind in einem unstetigen oder unterbrochenem Muster Kanalsperrbereiche 96 ausgebildet.
Diese Kanalsperrbereiche 96 bestehen aus unstetigen, im wesentlichen regelmäßigen Parallelflächenmustern, die längs der Längsrichtung und längs der horizontalen Richtung liegen. Zwischen dem Bereich der Übertragungselektroden 91, 92 oberhalb des zugeordneten Vertikal-Übertragungsgates 95 und dem Bereich der Übertragungselektroden 93, 94 unterhalb desselben Vertikal-Übertragungsgates 95 ist, wie in der Figur dargestellt, ein Übertragungsweg 97 ausgebildet. Vermöge des zuvor erwähnten Musters des Kanalsperrbereichs 96 wird ermöglicht, eine Ladungsübertragung über die unteren Seiten, gesehen in der Richtung, die durch das Zeichnungsblatt von oben her verläuft, der Übertragungelektroden 91 bis 94 hinweg, welche unterschiedliche Orte in der V-Richtung haben und mit gleichphasigen Treibersignalen versorgt werden, zu verhindern. Dieser Kanalsperrbereich 96 kann durch Implantation von p- Störstellen bis zu einer höheren Konzentration auf einem Halbleiter-Sübstrat gebildet werden. Gleichzeitig kann ein Oxidfilm oder dgl. ausgebildet werden. Obwohl der Speicherabschnitt 85 der CCD gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu bestimmt ist, mittels 4-Phasen-Treibersignalen getrieben zu werden, kann er auch mittels 2- oder 3-Phasen-Treibersignalen getrieben werden. Die Übertragungselektroden können auch ein Muster bilden, das unterschiedlich von dem bandförmigen Muster ist.
Im folgenden wird ein typischer Betrieb der CCD gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Während der Abbildungsperiode, die nicht die Vertikal-Austastperiode der TV-Signale ist, fällt Licht von einem Objekt über die Öffnungen der Zelleneinheiten 90 ein, so daß es in den photoelektrischen Umwandlungsabschnitten 82 in Signalladungen umgewandelt wird. Dann werden die Signalladungen während der Vertikal-Austastperiode gesammelt aus den Umwandlungsabschnitten 82 über Auslesegates (ROG) in die Horizontal-Übertragungsabschnitte 83 eingelesen. Dann werden die Treibersignale IMΦ1 bis IMΦ4 an die Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte 83 als Hochgeschwindigkeits-Taktsignale gelegt, und zwar zu der gleichen Zeit, zu der die Treibersignale STΦ1 bis STΦ4 an die Übertragungselektroden 91 bis 94 des Speicherabschnitts 85 als Hochgeschwindigkeits-Taktsignale gelegt werden. Mittels dieser Treibersignale IMΦ1 bis IMΦ4 und STΦ1 bis STΦ4 läuft eine Ladungsübertragung in der H-Richtung bei einer hohen Geschwindigkeit in den Horizontal- Ladungsübertragungsabschnitten 83 ab, so daß die Ladungen fortlaufend bei einer hohen Geschwindigkeit zu den unteren Bereichen der Übertragungselektroden 91 bis 94 des Speicherabschnitts 85 übertragen werden.
Während der horizontalen Ladungsübertragung in dem Speicherabschnitt 85 hat das Signal STΦL, welches an das Vertikal- Üertragungsgate 95 gelegt ist, einen niedrigen oder "L"-Pegel. Fig. 16 zeigt das Signal-Impuls/Zeitdiagramm für den Speicherabschnitt während der Signalladungsübertragung in der horizontalen Richtung. Wie in Fig. 16 gezeigt, hat ein Signal VBLK während der Vertikal-Austastperiode den "L"-Pegel. Während dieser Zeit werden die Treibersignale STΦ1 bis STΦ4, die den Übertragungselektroden 91 bis 94 zugeführt werden, wiederholt in regelmäßigen Ablauf ein- oder ausgeschaltet. Im einzelnen steigt geringfügig nach dem Zeitpunkt, zu dem das Treibersignal STΦ1 einen hohen oder den "H"-Pegel annimmt, das Treibersignal STΦ2 von seinem "L"-Pegel auf den "H"-Pegel an. Während das Treibersignal STΦ2 auf dem "H"-Pegel verbleibt, steigt das Treibersignal STΦ3 von dem "L"-Pegel auf den "H"-Pegel an, und das Treibersignal STΦ1 fällt auf den "L"-Pegel ab. Auf diese Weise wird anfangs die Potentialmulde bei der Übertragungselektrode 91 tief und wird dann bei den Übertragungselektroden 92 u. 93 in dieser Reihenfolge tief. Demzufolge werden mit den Anderungen des Potentials der Übertragungselektroden Signalladungen in der jeweils durch eine durchgehende Linie angegebenen Richtung, wie in Fig. 15 gezeigt, übertragen. Das Treibersignal STΦ4 steigt dann an, während das Treibersignal STΦ2 abfällt, und dann steigt das Treibersignal STΦ1 an, während das Treibersignal STΦ4 abfällt, um eine Zyklusperiode zu beenden. Dieser Zyklus wird dann wiederholt, um die Ladungsübertragung in der horizontalen Richtung durchzuführen. Während dieser Zeit liegt das Treibersignal STΦL, welches dem Vertikal-Übertragungsgate 95 zugeführt wird, auf dem "L"-Pegel, um eine Ladungsübertragung in der V-Richtung zu verhindern, so daß die Ladungsübertragung nur in der horizontalen Richtung abläuft. Nchdem eine derartige Übertragung beendet ist, werden Signalladungen für eine Zelleneinheit 90 mittels einer der Übertragungselektroden 91 bis 94 in dem Speicherabschnitt 85 gespeichert.
Nach dem Ende der Vertikal-Austastperiode werden die Ladungen, welche in dem Speicherabschnitt 85 gespeichert sind, während der nächsten Halbbildperiode mittels einer Zeile-für- Zeile-Verschiebungsübertragung in der V-Richtung übertragen. Gemäß Fig.17, die eine derartige Zeile-für-Zeile-Verschiebungsübertragungs-Operation zeigt, tritt die Zeile-für-Zeile- Verschiebungsübertragungs-Operation während der Horizontal- Austastperiode auf. Gemäß Fig. 17 ist die Horizontal-Austastperiode diejenige Periode, während welcher Signal HBLK auf dem "L"-Pegel liegt. Es sei angenommen, daß die Treibersignale STΦ1 u. STΦ2 anfangs auf dem "H"-Pegel liegen, während die Treibersignale STΦ3 u. STΦ4 auf dem "L"-Pegel liegen, und daß die Signalladungen in der Potentialmulde in den unteren Bereichen der Übertragungselektroden 91, 92 gespeichert sind. Dann steigt zu einem Zeitpunkt t&sub1; das Treibersignal STΦL von dem "L"-Pegel auf den "H"-Pegel an, womit sich das Vertikal-Übertragungsgate 95 in dem leitenden oder Ladungsübertragungs-Zustand befindet. Demzufolge werden die Signalladungen von den unteren Bereichen der Übertragungselektroden 91, 92 zu dem Übertragungskanal, nämlich dem Übertragungsweg 97, unterhalb des Übertragungsgates 95 übertragen. Dann werden zu einem Zeitpunkt t&sub2; die Treibersignale STΦ1, STΦ2 auf den "L"-Pegel gesetzt, und die Signalladungen werden in dem Übertragungskanal 97 konzentriert. Dann nehmen die Treibersignale STΦ3, STΦ4 zu einem Zeitpunkt t&sub3; den "H"-Pegel an, und es werden Signalladungen partiell von dem Übertragungskanal 97 zu den Übertragungselektroden 93, 94 übertragen. Dann fällt das Treibersignal STΦL zu einem Zeitpunkt t&sub4; von dem "H"-Pegel auf den "L"-Pegel ab, das Vertikal-Übertragungsgate 95 wird abgeschaltet, und die Signalladungen werden vollständig zu den Potentialmulden der Ubertragungselektroden 93, 94 übertragen. Mit den Taktsignalen, die ab einem Zeitpunkt t&sub5; erzeugt sind, werden die Signalladungen von Potentialmulde der Übertragungselektroden 93, 94 zu der Potentialmulde der Übertragungselektroden 91, 92 übertragen, um eine Ein-Zeilen-Verschiebung zu beenden. In Fig. 15 bezeichnet jeweils ein gestrichelter Pfeil den Übertragungsweg längs der V-Richtung. Die Übertragung läuft über den Übertragungskanal 97 ab.
Eine derartige Zeile-für-Zeile-Verschiebungsübertragung läuft während der Horizontal-Austastperiode ab. Während einer Horizontalperiode zwischen den Horizontal-Austastperioden sind der Horizontal-CCD-Abschnitt 86 und der Ausgabeabschnitt 87 in Betrieb, um Signalladungen Zeile für Zeile auszulesen, damit diese weiteren Verarbeitungsschaltungen (nicht gezeigt) als die CCD-Ausgangssignale eingegeben werden können.
Mit der zuvor beschriebenen Anordnung (dem Layout) der Zelleneinheit 90 der CCD gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können eine höhere Empfindlichkeit und eine verbesserte Übertragungsleistungsfähigkeit erzielt werden, während leicht ein gesteigerter Mikrochip-Fertigungsausstoß verwirklicht werden kann. Vermöge der Anordnung des Speicherabschnitts 85 kann eine zuverlässigere Horizontal- und Vertikal-Ladungsübertragung erzielt werden, um Ausgangssignale zu erzeugen, die besser für eine Fernsehsignal-Veraarbeitung geeignet sind.
Obwohl die Signalladungen in dem Abbildungsabschnitt 84, in dem Speicherabschnitt 85 und in dem Horizontal-CCD-Abschnitt 86 in der horizontalen Richtung und in dem Speicherabschnitt 85 in der vertikalen Richtung übertragen werden, können die Signalladungsübertragungsrichtungen in diesen Abschnitten gegenüber denjenigen, die für das vorliegende Ausführungsbeispiel beschrieben sind, umgekehrt werden.

Claims

1. Ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung, die umfaßt

ein Halbleitersübstrat,

einen Abbildungsabschnitt (69; 84), der in der Oberfläche des Sübstrats ausgebildet ist und eine Vielzahl von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten (72; 82) enthält, die in einer Matrix-Konfiguration angeordnet und voneinander getrennt sind, zum Erzeugen von Signalladungen,

ein Auslesemittel, das ein Horizontalregister (77; 86) zum Auslesen von Bildsignalen aus den Signalladungen enthält, die erzeugt und in dem Abbildungsabschnitt übertragen sind, und

einen Speicherabschnitt (75, 76; 85), der eine Vielzahl von Horizontal-Speicherregisterabschnitten hat, die zwischen dem Abbildungsabschnitt und dem Auslesemittel ausgebildet und dazu bestimmt sind, die Signalladungen in der Horizontalrichtung und in der Vertikalrichtung Zeile fur Zeile zu übertragen,

gekennzeichnet durch

eine Vielzahl von Auslesegatebereichen, die an die photoelektrischen Umwandlungsabschnitte grenzen, zum Übertragen der erzeugten Signalladungen und eine Vielzahl von Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten (73; 83), die zwischen den horiontalen Zeilen von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten für das Übertragen der Signalladungen über die Auslesegatebereiche in der Horizontalrichtung in Reaktion auf die Rasterabtastung des Fernsehsignals angeordnet sind, und dadurch, daß

die Horizontal-Speicherregisterabschnitte enthalten:

eine Vielzahl von Übertragungselektroden (91 - 94), die in der Horizontalrichtung aneinandergrenzend angeordnet und in der Vertikalrichtung länglich ausgebildet sind, eine Vielzahl von Vertikal-Übertragungsgates (95), die zwischen den Horizontal-Speicherregisterabschnitten vorgesehen sind, und Kanalsperrbereiche (96), die in der Oberfläche des Substrats unter den Vertikal-Übertragungsgates ausgebildet sind, zum jeweiligen Unterbrechen der Phasenpotentialmulde in den aneinandergrenzend angeordneten Horizontal-Speicherregisterabschnitten.

2. Ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der sich im Betrieb die Vertikal-Übertragungsgates im gesperrten Zustand befinden und die Übertragungselektroden sequentiell getrieben werden, wenn die Signalladung in der Horizontalrichtung übertragen wird, und

bei der sich im Betrieb die Vertikal-Ubertragungsgates im frei gegebenen Zustand befinden und die Übertragungselektroden, die über die Vertikal-Übertragungsgates miteinander verbunden sind, sequentiell durch Anlegen von Treibersignalen unterschiedlicher Phasen getrieben werden, wenn die Signalladungen in der Vertikalrichtung übertragen werden.

3. Ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der jeder der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte im wesentlichen rechteckig ist und einen Kanalsperrbereich hat, der den photoelektrischen Umwandlungsabschnitt zum Zwecke des Abtrennens umgibt.

4. Ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung, die umfaßt:

ein Halbleitersubstrat,

einen Abbildungsabschnitt (69), der in der Oberfläche des Substrats ausgebildet ist und eine Vielzahl von photoelektrischen Umwandlungsabschnitten (82) enthält, die in einer Matrix-Konfiguration angeordnet und voneinander getrennt sind, zum Erzeugen von Signalladungen, einen Speicherabschnitt zum Übertragen in der Horizontalrichtung und in der Vertikalrichtung Zeile für Zeile und

ein Auslesemittel zum Auslesen von Bildsignalen aus den Signalladungen, die erzeugt und in dem Abbildungsabschnitt übertragen sind,

gekennzeichnet durch

eine Vielzahl von Auslesegatebereichen, die an die photoelektrischen Umwandlungsabschnitte grenzen, zum Übertragen der erzeugten Signalladungen,

eine Vielzahl von Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitten, die zwischen horizontalen Zeilen der photoelektrischen Umwandlungsabschnitte vorgesehen sind, zum Übertragen der Signalladungen über die Auslesegatebereiche in horizontaler Richtung in Reaktion auf die Rasterabtastung des Fernsehsignals und dadurch, daß die Matrix-Konfiguration vertikal in einen ersten Teil und einen zweiten Teil getrennt ist und zumindest horizontale Zeilen hat,

die Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte um fassen:

eine Vielzahl von ersten Horizontal-Ladungsübertra gungsabschnitten (73), die in dem ersten Teil des Abbildungsabschnitts vorgesehen sind, zum Übertragen der Signalladungen über die Auslesegatebereiche des ersten Teils des Abbildungsabschnitts in einer horizontalen Richtung und

eine Vielzahl von zweiten Horizontal-Ladungsübertra gungsabschnitten (74), die in dem zweiten Teil des Abbildungsabschnitts vorgesehen sind, zum Übertragen der Signalladungen über die Auslesegatebereiche des zweiten Teils in einer horizontalen Richtung, die der horizontalen Richtung der ersten Horizontal-Ladungsübertragungsabschnitte entgegengesetzt ist.

5. Ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 4, die ferner umfaßt:

eine erste Vielzahl von Speicherabschnitten (67) zum Speichern von Signalladungen aus den ersten Horizontal- Ladungsübertragungsabschnitten und

eine zweite Vielzahl von Speicherabschnitten (68) zum Speichern von Signalladungen aus den zweiten Horizontal- Ladungsübertragungsabschnitten.

6. Ladungsgekoppelte Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der das Übertragen von Signalladungen von dem Abbildungsabschnitt zu dem ersten Speicherabschnitt und das Ubertragen von Signalladungen von dem Abbildungsabschnitt zu dem zweiten Speicherabschnitt im wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden.