JPS5917775A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPS5917775A
JPS5917775A JP57126952A JP12695282A JPS5917775A JP S5917775 A JPS5917775 A JP S5917775A JP 57126952 A JP57126952 A JP 57126952A JP 12695282 A JP12695282 A JP 12695282A JP S5917775 A JPS5917775 A JP S5917775A
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JP
Japan
Prior art keywords
electrode
picture element
electrodes
photoconductor
solid
Prior art date
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Pending
Application number
JP57126952A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiya Takeda
悦矢 武田
Shinji Fujiwara
慎司 藤原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57126952A priority Critical patent/JPS5917775A/ja
Publication of JPS5917775A publication Critical patent/JPS5917775A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光電変換機能及び信号蓄積機能を有する固体素
子を平面マトリックス状に配置し、各固体素子を単一絵
素に対応させて撮像面を形成して、との撮像面を順次走
査することにより撮像面における映像情報を電気信号に
変換する撮像装置に関するものである。
近年、Si基板を用いたMOSイメージセンサ。
CCD 、BBDイメージセンサ等の固体撮像装置が研
究され、一部は商品化されている。Si を用いた固体
撮像装置は、強い光があたり励起されたキャリアが単一
絵素のポテンシャルの井戸の311こえると隣の絵素に
あふれ出す、いわゆるプルミ〜ング現象が問題点して残
っている。
最近、T 、M、Ge&ry (Bel l Syst
em TechnicalJournal Vol、5
8 P、467)にて強誘電体のi圧の動きにともなう
微小領域の電流によって光電変換さノしたイメージを走
査する固体撮像装置を提案している。この撮像装置はS
i単結晶を用いた撮像装置とはスイッチングの原理が全
く異なり、前述したブルーミンクの心配はない。また複
雑な電極構成はいらない。しかし、この提案の構成のイ
メージセンサは各画素のスイッチング速度か遅く、現在
見つかっている最も適した誘電体を用いてもプレビジョ
ン画像のような高速の撮像装置としてd、使えない。
本発明は、このような欠点を補いテレビジョン画像でも
撮像できる高速の撮像装置を提供するものである。
捷ず、第1図で強訴電体の磁圧の動きを説明する。第1
図のごとく、両側に電極1,2を形成している強誘電体
3を考える。下向きの自発分極のる状態において、上部
に正の電界を印加することにより下向きの磁圧の領域4
が広がり、それにともない誘導、電流が電極2から電極
1に流れる。この誘導電流Iは I =2P  − 5dt           (1) ここで、Ps:自発分極 S :下向きの自発分極の面積 であられされる。
この下向きの磁圧の幅をWにとじ込めて一定にし長きL
だけが変化するようにすると L I=2PW−(2) ’  dt I−2PWV             (3)ここで
、■ミーは磁圧の境界の速度である。
dt この磁圧は印加電圧を加えていきある電界E、に達する
と電界Eに比例した速度で広がる。すなわち、上記条件
下で αは定数 となる。、この様子を第2図に示す。
(3)式と(4)式より、電界EがEt以上になると磁
区の境界の移動により誘導電流が流れる。電界Eと誘導
電流は 式(3)と式(4)から I=2P、Wα(E−Et)(E2Et)    (5
)1 :(2PsWα/d)(V−Vt)     (
6)I ■V ここでdは強誘電体の厚さ、 vtミEt/d 第3図のように強誘電体3の一方の電極1をアース。
他面の周辺部電極6を負に、中央の電極2を正の電圧を
加えると下向きの磁区4か速度■で右側へ移し、移動に
ともなって電極2から誘導電流か流れ込む。式(6)か
られかるように、この磁区の境界がまわりに比べて実効
的に低抵抗の領域を形成し、移動していくので、各所を
次々とスイッチングしていることになる。
したがって第4図に示す構成にすると1次元のイメージ
センサとすることができる。すなわち、強誘電体3の上
に光導電層7をっけ、ザンドイッテ型に電極1 、透明
電極8を形成する。透明電極8から光のイメージ9によ
って光導電層7の抵抗の強弱パターンとなる。強誘電体
層3に加わる電圧vFE、光導電層7にかかる電圧vp
oの和は、印加電圧■8であるから va=VFE十Vp0              (
7)光の強いところで■poは小さくなり、一定の電圧
vaを加えているとvFEは相対的に大きくなり、磁区
の移動速度■が大きくなり式(6)より、誘導電流工が
流れる。
1■ΔV p c             (s)も
し、誘導電流工を一定とするようにフィードバックして
、磁区の移動速度を一定とすると、”FEも一定、しだ
がって、 ΔV −Δ■pc 即ち、光パターンの変化が時系列でΔva の変化とし
て変換されることになる。
己れを複−数個の電極ラインを並べて2次元のイメージ
センサとすることができる。このイメージセンサの走査
電極の平面図を示したのか第5図である。/フトシ・シ
スタ一部1Qは下向きの磁区を保持し7、ある特定の水
平ラインを選択する。7フトレジスタ一部1oによって
選択された信号読み(731,電極112の1水平ライ
ン上をシフトレジスタと同じ向きすなわち下向きの磁区
が走査される。
この信号読み出し電極11は、磁界が広がらないように
磁区とじ込め電極12に負の電圧を印加している。この
ようにして1ラインの元パターンを読み出した後、シフ
トレジスタによって次の水平ラインを選択し、信号電流
を得る。このようにして2次元のイメージを時系列信号
に変換する。
上記のイメージセンサの大きさの水平ラインの大きさは
最小約10咽である。−力、強誘電体磁区の移動速度は
、最大で2 m /secであり、水平走、査に要する
時間は5 rH!l& Tある一NTSCのテレ1標準
力式の水平走査周期は約60μ戴であり、通常のテレビ
用の撮像に1、使用できない。
本発明は、上記欠点に鑑み、標準テレビ方式の撮像に耐
えうる高速の撮像装置を提供するものである。
以下本発明を実施例で説明する。
電界によって自発分極が移動する強誘電体例えばCd2
(M2O3)320の下面に全面電極21を形成し、対
向する而に4個の電極22.23,24 。
25を第6図a、第7図aのように形成する。電極22
は自発分極を保持する電位を与え、電極23は電極22
の自発分極の磁区を電極23に伝達するトリガー電位を
与える電極であゃ、この電極24は後述する光電変換膜
と接する電極である。第6図す、第7図すに示すように
電極24を残して絶縁層26を形成する。さらに電極2
4と接して電極2了を形成する。そして、第6図C,−
第7図Cに示すごとく高解度を有する光導電体2Bを形
成しさらに透明電極29を形成する。電極22〜24を
囲む電極25は常に電極22の電圧と反対の極性の電圧
を与え自発分極の移動する範囲を1絵素内に限定するも
ので、磁区の移動範囲か電極24のみで制御できれば電
極26は必要ないが、通常ij:26の存在する方が単
位絵素分の範囲を明確にするのに好都合である。
このような第6図、第7図VC示す電極構成にし、下表
のような電位をa、b、c、dと変化させると自発分極
は第8図a−dのように変化する。第8図a −dにお
いて破線に囲1れ/こ領域は電極22による自発分極の
方向と同一の磁区を示す。
表 状態aからb(cするには電極23を止にすることによ
り磁区が電極24kまで広がり、電極24に電源からの
電流が流れ込む。この電流の大きさtl、24の電圧と
直線関係がある。次に電極24を負にすると、第8図C
の様に磁区は戻りはじめ逆向きの電流が流れる。さらに
時間が経過すると第8図dのようになシ磁区は電極22
の近辺に6み限定され、第8図aの状態に戻る。
第6.7.8図に示す構造は、イメージセンサの一絵素
として使用することができる。したかつて、この構造と
外部の走査手段を用いると、1ライン」二に並んだ多く
の絵素を同時に操作することができ、1ラインの走査速
度は第5図のごとく1ライン全体を走査するものに比べ
実効的に極めて速くすることができる。第6.7,8図
の構造を1絵素とした絵素数486X384のμインチ
(64X4.81KIJ)、ザイズの撮像装置において
は、1絵素長さは、17.2μmX10μmとなり、−
絵素における電極24は約10μmの長さとなる。この
大きさの1絵素の走査時間は10μ冠程度とすることが
でき、1ライン走査時間60μ宴以下となりつる。した
かって第9図に模式的に示したように垂直走査回路3o
によって選択される行選択線31に一水平ラインの各絵
素の電極23を接続し、透明電極29は信号取り出し電
極として水平走査回路33の列選択線34に接続すれは
標準テレビ方式にも耐えうる撮像装置となる。第9図に
おいて、4oは第6図、第T図、第8図に示した単位絵
素部分を4くす。
以トー実施例を示す。
し実施例I〕 第6図の強誘電体2oにはCd2(MoO4)3 。
21〜26の電極はCrを1000人蒸着してパターン
形成した。絶縁物26にはPSGをメルトフローさせ、
段差緩和を行なった。絵素ごとにMoをパターン形成グ
することにより電極27を形成し、光検出部となる光導
体28は、(CdxZn1−xTe )1−y (I 
n2Te3) y(0(x(1。
0<y<0.1)を3 μm形成後、連続して1000
人のZn5eを形成した。真空中で熱処理後、透明電極
29としてはI n 203を室温で反応性スパッタ法
で約1000人形成゛したこのIn  Oは、信  3 号とり出し線として又は、列選択線として使った・二)
ストライブ化しである。電極23は行選択線31に接続
されている。なお、信号とり出し電極としては下部電極
24をストライプ化して列選択線34と接続してもよく
、この場合は透明電極29を接地すればよい。
し実施例■〕 第10図のように電極22〜26と反対側に光導電体2
8を形成した。21をアースに接地しておく。このよう
にするとXYマトリックスの接続が容易となり、製造方
法が簡便化される1゜なお、実施例しI)、[L]  
において、電極22〜26に対向する電極を21として
共通の電極としているが、22〜25に対向してそれぞ
れに電気的に分離した電極を設けても良い。
ここで、光導電体は、Zn5e−(CdxZn1−、T
e )y(I n 2 Te a )の他に、非晶質S
e+非晶質5t(H)等の撮像管に用いられている高解
像度の光導電体が良い。また、光導電体としては上記の
ような必ずしも可視領域に限定されるものではな(、C
dHgTe 。
PbS等赤外に感度をもつものでも良い。
また、1絵素の電極パターンは必ずしも第6゜7図aの
ように限定されるものではなく、第11図のようなもの
でも良い。この構成にすると電極22にとじこめられた
磁区は、左石両1111Jに広がり、走査速度を約2倍
にすることが可能である。
さらに、本発明は1次元イメージセンサとして用いても
同様に高速化が可能である。
以上のように、本発明によれば強誘電体を用い光導電体
を光検出部とする単位絵素分の撮像素子を構成するもの
であり、単位絵素ごとに同時に多くの素子を駆動するこ
とが可能となり、ブルーミンク現象のない高速の撮像装
置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は強誘電体の自発分極の自発分極の磁区誘電体上
め棲電極パターンの一構成例を示す図、第4図は従来例
のイメージセンサの原理図、第6図は第4図を用いた2
次元イメージセンサの構造図、第6図a −cは本発明
の強誘電体を用いた基本単位素子の一実施例の製造工程
図、第7図a〜Cに対応する平面図、第8図a−dは本
発明の素子の電極パターンによる磁区の動きを示す図、
第9図は本発明による2次元イメージセンサの概略構成
図、第10図は本発明の基本単位の他の実施例の概略構
造図、第11図は本発明の基本単位素子の電極ハターン
の他の例の平面図である。 2o・・・・・・強誘電体、21〜26・・山・電極、
28・・・・・・光導電体、29・・・・・・透明電極
、3o・・・・・・垂直走査回路、31・・・・・・行
選択線、34・・・・・・列選択線、40・・・・・・
単位絵素。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 印刀f7曜ζyト(吟−) 第5図 嘔V潮 第6図 第7図 第8図 第9図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)強誘電体の一生面上に、自発分極を保持する第1
    の電極と、信号をとり出すための第2の電極と、前記第
    1.第2の電極の間に自発分極の磁区の動きを制御する
    第3の電極とを有し、前記第1゜第2.第3の電極に強
    誘電体を介して対向する第4の電極を有し、前記第2又
    は第4の電極と電気的に結合した光導電体と前記光導電
    体上に透光性の第5の電極を有し、前記光導電体を光検
    出部とする固体素子を単一絵素に対応させて複数個配置
    し、前記各絵素の固体素子の前記第3の電極に前記磁■
    を移動させる電圧を印加することを特徴とする撮像装置
  2. (2)単一絵素において、第1.第2.第3の電極を゛
    囲む第6の電極を有することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の撮像装置。
  3. (3)固体素子を2次元マトリックス状に配置し、この
    マトリックス配置において行ごとに前記固体素子の第3
    の電極を共通接続して行選択線を得、列ごと1で前記固
    体素子の第2電極又は第6の電極を共通接続して列選択
    を得、かつ前記第2または第5の電極から出力を取り出
    し手段を用いて各絵素における映像信号を順次取シ出す
    ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の撮像装置。
JP57126952A 1982-07-20 1982-07-20 撮像装置 Pending JPS5917775A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57126952A JPS5917775A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 撮像装置

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JP57126952A JPS5917775A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 撮像装置

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JPS5917775A true JPS5917775A (ja) 1984-01-30

Family

ID=14947951

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JP57126952A Pending JPS5917775A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 撮像装置

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JP (1) JPS5917775A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0240543A (ja) * 1988-08-01 1990-02-09 Kawasaki Kiko Kk マイクロ波による水分測定方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0240543A (ja) * 1988-08-01 1990-02-09 Kawasaki Kiko Kk マイクロ波による水分測定方法

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