专利名称：有光二极管的图像传感器的制作方法
如权利要求1前序中所描述的。本发明进一步涉及包括有这种图像传感器的照相机例如，可以从已公开的欧洲专利EP-A 0547 697(PHN 13·926)中了解这种设备。现在对电荷耦合成像设备加以描述，这种设备的宽度和高度之间的比例(宽高比)是可变的，尤其是可在二个标准值，即16/9和4/3之间加以调节。值4/3对应于迄今TV图像的常用宽高比。值16/9对应于宽屏电视的宽高比。对录相而言，它为使用照相机提供明显的优越性，可将它设定为这些标准值的一种。
上面提到的欧洲专利EP-A 0547 697相应地建议将成像设备用于16/9格式并在宽屏应用中使用全部行。另一方面，对于4/3标准中的应用不要将矩阵左右两边的两条中的行用作有效视频信息。在这些行中的信号，例如，通过行回扫期间的读出寄存器使其放电。
这种做法的弊端是每行的像素数目会改变，这意味着像机的频率改变，对于给定的一个相等的行时间，会导致再次需要对信号加以处理。此外，这种变换会导致水平分辨率的丢失和水平观看角的改变。一般而言，这种已知类型的可转换成像设备用于16/9宽高比时为最佳，但表明在4/3方式中其工作不够满意。
从美国专利US-A-4,734,772，知道一种使用光-电变换元件的固态成像设备。
本发明的目的在于提供这样一种电荷耦合成像设备，它既可以工作在1080P，和/或工作在720P，和/或480I，和/或1080I，和/或480P，所以图像的宽度和高度相同。此外，本发明注重提供行数可调的电荷耦合设备。
根据本发明的电荷耦合成像设备的特征为，提供可选择所说的设备作为M-相电荷耦合设备或作为N-相电荷耦合设备而工作的方法，工作在M-相时，电荷包对应于M光-电变换元素，而工作在N-相时，电荷包对应于N光-电变换元素。N比M小，因而可以调节成像设备的图像的行数，同时保持宽度和高度相同，由此也使图像的对角线相同。
相的数目的改变也引起像素高度的改变。结果，对给定的光二极管数目，通过对相的选择可改变图像行的数目。
通过切换到较低的相数目，因而增大图像的行数和准确地符合ATSC标准所要求的数目，可得到相同的高度和宽度和由此而产生的相同对角线。
注意，用本发明的图像传感器，既可以使用数M，也可以使用数N，或者二者兼用，或者，例如，用三个不同的数N，M和K。
注意，从美国专利US-A-5,784,103(PHN14744)知道一种叫做FT型的电荷耦合成像设备。如有必要可引用该专利作为参考。
根据本专利的成像设备的一种重要优先实施方案的特点是M和N分别等于4和3的情况。在这种格式中将会惊奇地发现，在给定的宽高比16∶9的情况下所有ATSC标准要求的行的数目都变得可能。
这种能使电荷耦合设备作为4-相和作为3-相工作而无需复杂的电路和/或布线的实施方案，其特点在于其电极是互连的，所以形成一种12-相电荷耦合设备。
在其他从属权利要求中将描述进一步的实施方案。
参照在以下描述的和在附图
中展示的实例，通过优化实施本发明，本发明的优点和其他特点将十分明显。这里示出附图示出根据本发明的成像设备的实例。
附图从原理上展示一种固态成像设备SSID的实例，它包括按矩阵排列用于累积对应于入射光的信号电荷的光-电变换元件1，用于每次垂直扫描期间(场或帧)将累积在光-电变换元件1中的信号电荷读出的传送门(未示出)，将每次水平扫描期间(1H)累积的读出信号在垂直方向传送的垂直寄存器2，电气上与垂直寄存器2一端相连接在水平方向传送信号电荷的水平寄存器3，以及将从水平寄存器3传送来的信号电荷变换成电信号的输出电路4。
根据本发明的电荷耦合成像设备包括装置5，通过装置5设备SSID可以按所希望的方式工作，至少在电荷输送期间，例如作为电荷包对应于M光二极管的M-相电荷耦合设备，或作为电荷包对应于N光二极管的N-相电荷耦合设备，N小于M。相的数目的改变也会引起像素高度的改变。结果，对给定的光二极管数目通过相的选择可以改变图像的行数目。通过相的调节可以用这种方式改变像素的大小，因而改变行的数目。相的数目的改变也改变了像素的高度。结果，对给定的光二极管数目，通过相的选择可以改变图像行的数目。
通过切换到较低的相数目，因而增大图像的行数和准确地填充ATSC标准所要求的数目，可得到相同的高度和宽度和由此而产生的相同对角线。
注意，用本发明的图像传感器，既可以使用数M，也可以使用数N，或者二者兼用，或者，例如，用三个不同的数N，M和K。
注意，该成像设备既可以作为称之为FIT(帧行间传送)设备工作，也可以作为称之为FT(帧传送)设备工作，或作为IT(行间传送)设备工作。
权利要求
1.一种包括半导体主体的电荷耦合成像设备，主体表面有图像传感器元件的传感器矩阵，有相互紧邻，在半导体主体内互相平行同时和表面平行的电荷输送道系统，在这种输送道内通过吸收辐射在图像传感器元件内发生的电荷可以电荷包的形式加以储存，并且在电荷输送道上形成的时钟电极系统上所加时钟电压的影响下可以将它输送到读出单元，该成像设备的特征是提供可选择所说的设备作为M-相电荷耦合设备或作为N-相电荷耦合设备而工作的装置，工作在M-相时，电荷包对应于M光-电变换元素，而工作在N相时，电荷包对应于N光-电变换元素，N比M小，因而可以调节成像设备图像的行数，同时保持宽度和高度相同，由此也使图像的对角线相同。
2.权利要求1的电荷耦合成像设备，其特征是通过选择电荷与之相结合的光二极管的数目可以调节该成像设备的图像的行数目而宽度和高度基本上保持相同。
3.权利要求2的电荷耦合成像设备，其特征是工作在M-相时其宽/高比等于或至少基本上等于4/3，而工作在N-相时至少基本上等于16/9。
4.权利要求1的电荷耦合成像设备，其特征是M和N分别等于4和3。
5.权利要求4的电荷耦合成像设备，其特征是其电极互连以形成12相电荷耦合设备。
6.权利要求1的电荷耦合成像设备，其特征是其成像设备为帧传送(FT)型，并且进一步包括存储器矩阵和连接至它的读出寄存器，在积分期后经由电荷输送道被输送至存储内的电荷包和从该存储器至读出寄存器被输送的行，通过这种行的输送一行的电荷包被输送给读出单元。
7.权利要求6的电荷耦合成像设备，其特征是该存储器矩阵所包括的存储单元多于对传感器矩阵M-相工作的电荷包的最大数目。
8.权利要求7的电荷耦合成像设备，其特征是存储器矩阵中的存储单元数目等于或小于在该设备N-相工作期间所形成的电荷包的最大数目。
9.权利要求6的电荷耦合成像设备，其特征是同M-相工作期间的图像行数相比，在传感器矩阵的N相工作期得到多余的图像行，在N-相工作期图像行两条内的电荷包没有用作视频信息，每一条具有的宽度基本上等于所说的多余的图像行的一半，所说的两条的第一条位于邻近存储器的传感器传感器矩阵的一边，而所说的两条的第二条位于传感器矩阵的另一边。
10.权利要求9的电荷耦合成像设备，其特征是，在电荷包从传感器矩阵至存储器矩阵的传送期间，将第1条多余的行输送到存储器矩阵以便通过读出寄存器将其除去，同时将第2条多余的行从传感器矩阵移至位于传感器矩阵下面的区域并且和该传感器矩阵的输送道至少分隔一个pn结。
11.根据权利要求1的电荷耦合成像设备，其特征是该存储器矩阵是用M-相电荷耦合设备形成的。
12.一种包括有半导体主体的电荷耦合成像设备的照相机，在其表面有图像传感器元件的传感器矩阵，有相互紧邻，在半导体主体内互相平行同时和表面平行的电荷输送道系统，在这种输送道内通过吸收辐射在图像传感器元件内发生的电荷可以电荷包的形式加以储存，并且在电荷输送道上形成的时钟电极系统上所加时钟电压的影响下可以将其输送到读出单元，该照相机的特征是提供可选择所说的设备作为M-相电荷耦合设备或作N-相电荷耦合设备而工作的装置，工作在M-相时电荷包对应于M时钟电极，而工作在N-相时电荷包对应于N时钟电极，N小于M，因而可以调图像行的数目而维持相同的宽度和高度。
全文摘要
一种在本领域内熟悉的图像传感器,例如,将它用于照相机以采集图像。在本应用中将光－电变换元件用作电荷包。并且进一步提供可选择所说的设备作为M－相电荷耦合设备(M光－电变换元件),或作为N－相电荷耦合设备(N光－电变换元件)工作的方法,N小于M,因而可以调节该成像设备的图像行数目,同时保持宽度和高度相同,由此使图像的对角线也相同。
文档编号H04N3/15GK1366762SQ01800802
公开日2002年8月28日 申请日期2001年3月26日 优先权日2000年4月3日
发明者P·G·M·岑藤 申请人:皇家菲利浦电子有限公司