Claims (3)
Patentansprüche: 1. Optoelektronischer Sensor, bei dem auf einer
Oberfläche eines Substrates aus dotiertem Halbleitermaterial, das mindestens einen
Substratanschluß aufweist, mindestens eine elektrisch isolierende Schicht aufgebracht
ist, auf der wenigstens ein Elektrodenpaar aus zwei voneinander getrennten Elektroden
angebracht ist, bei der die Oberflachenbereiche des Substrates unter den beiden
Elektroden elektrisch leitend im Substrat miteinander verbunden sind und bei der
wenigstens nahe einer der beiden Elektroden ein Bereich vorhanden ist, in dem einfallendes
Licht in das Substrat eindringen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Substratanschluß
auf einen Eingang (61) eines Stromverstärkers (6) mit niederohmigem Eingangswiderstand
geschaltet ist. Claims: 1. Photoelectric sensor in which on a
Surface of a substrate made of doped semiconductor material, the at least one
Has substrate connection, applied at least one electrically insulating layer
is on which at least one pair of electrodes made up of two electrodes separated from one another
is attached, in which the surface areas of the substrate under the two
Electrodes are connected to one another in an electrically conductive manner in the substrate and in the
at least near one of the two electrodes there is a region in which incident
Light can penetrate into the substrate, characterized in that the substrate connection
to an input (61) of a current amplifier (6) with a low input resistance
is switched.
2. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang (62) des Stromverstärkers auf einen Eingang (71) eines rücksetzbaren
Integrators (7) geschaltet ist. 2. Optoelectronic sensor according to claim 1, characterized in that
that the output (62) of the current amplifier to an input (71) of a resettable
Integrator (7) is connected.
3. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang (72) des Integrators über einen Ein-Ausschalter (9) auf einen Eingang
(81) eines Momentanwertspeichers (8) geschaltet ist. 3. Optoelectronic sensor according to claim 2, characterized in that
that the output (72) of the integrator has an on-off switch (9) to an input
(81) of an instantaneous value memory (8) is switched.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor,
bei dem auf einer Oberfläche eines Substrats aus dotiertem Halbleitermaterial, das
mindestens einen Substratanschluß aufweist, mindestens eine elektrisch isolierende
Schicht aufgebracht ist, auf der wenigstens ein Elektrodenpaar aus zwei voneinander
getrennten Elektroden angebracht ist, bei der die Oberflächenbereiche des Substrats
unter den beiden Elektroden elektrisch leitend im Substrat miteinander verbunden
sind und bei der wenigstens nahe einer der beiden Elektroden ein Bereich vorhanden
ist, in dem einfallendes Licht in das Substrats eindringen kann. The present invention relates to an optoelectronic sensor,
in the case of the on a surface of a substrate made of doped semiconductor material, the
has at least one substrate connection, at least one electrically insulating
Layer is applied, on which at least one pair of electrodes of two from each other
separate electrodes is attached, in which the surface areas of the substrate
electrically conductively connected to one another in the substrate under the two electrodes
are and in which at least one of the two electrodes has a region
in which incident light can penetrate the substrate.
Optoelektronische Sensoren der eingangs genannten Art sind unter
der Bezeichnung »Charge Injection-Devices« (CID) bekannt. Ein solcher Sensor wird
beispielsweise in der Veröffentlichung »Charge Injectionlmaging«vonG.J.MichonundH.K.Burkein
1973 IEEE International Solid State Circuits Conference auf 5. 138 bis 139 beschrieben.
Beim Auslesen des Sensors tritt die Information in Form von Stromimpulsen auf, denen
das an die Elektroden angelegte Taktsignal überlagert ist. Diese Überlagerungen
werden, wie in der genannten Veröffentlichung angegeben, durch integrierende Ausleseverfahren
unterdrückt. Als Integrationskapazität wird dabei im allgemeinen die Kapazität des
Substrates gegen Masse verwendet. Photoelectric sensors of the type mentioned are under
known as “Charge Injection Devices” (CID). Such a sensor will
for example in the publication "Charge Injection Imaging" by G.J. Michon and H.K.Burkein
1973 IEEE International Solid State Circuits Conference on 5. 138-139.
When the sensor is read out, the information appears in the form of current pulses, which
the clock signal applied to the electrodes is superimposed. These overlays
are, as stated in the publication mentioned, by integrating selection processes
suppressed. The integration capacity is generally the capacity of the
Substrates used against ground.
Ein Entwicklungsziel ist es, möglichst großflächige Sensoren mit
vielen kleinen Sensorelementen herzustellen und betreiben zu können. Integrierende
Ausleseverfahren, bei denen die Substratkapazität als Integrationskapazität verwendet
wird, stehen jedoch diesem Entwicklungsziel entgegen. Die Substratkapazität nimmt
nämlich mit wachsender Sensorfläche zu. Für ein großes Ausgangssignal ist jedoch
eine kleine Integrationskapazität notwendig. One development goal is to use sensors that are as large as possible
to be able to manufacture and operate many small sensor elements. Integrating
Readout processes in which the substrate capacitance is used as the integration capacitance
will, however, run counter to this development goal. The substrate capacity decreases
namely with increasing sensor area. However, for a large output signal
a small integration capacity is necessary.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
optoelektronischen
Sensor der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem das Ausgangssignal bei zunehmender
Sensorfläche abnimmt. The object of the present invention is to provide a
optoelectronic
Specify sensor of the type mentioned, in which the output signal with increasing
Sensor area decreases.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Substratanschluß auf einen
Eingang eines Stromverstärkers mit niederohmigem Eingangswiderstand geschaltet ist.
Das Ausgangssignal wird am Ausgang des Stromverstärkers entnommen. The object is achieved in that the substrate connection to a
Input of a current amplifier is switched with a low input resistance.
The output signal is taken from the output of the current amplifier.
Vorzugsweise ist der Ausgang des Stromverstärkers auf einen Eingang
eines rücksetzbaren Integrators geschaltet. Das Ausgangssignal wird dann am Ausgang
des Integrators entnommen. Vorzugsweise ist jedoch der Ausgang des Integrators über
einen Ein-Ausschalter auf einen Eingang eines Momentanwertspeichers geschaltet.
Im Momentanwertspeicher kann das Ausgangssignal bis zum Erscheinen des nächsten
gespeichert werden. The output of the current amplifier is preferably at an input
of a resettable integrator switched. The output signal is then at the output
taken from the integrator. Preferably, however, the output of the integrator is about
an on-off switch is connected to an input of a momentary value memory.
The output signal can be stored in the instantaneous value memory until the next
get saved.
Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß das Ausgangssignal unabhängig
von der Chipgröße ist und daß keine Takteinkopplungen auftreten. Es kann somit ein
Sensor mit mehr als 104 Bildpunkten hergestellt und betrieben werden. The advantages of the invention are that the output signal is independent
on the chip size and that no clock couplings occur. It can thus be a
Sensor with more than 104 pixels can be manufactured and operated.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to the figures.
F i g. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Sensors. F i g. 1 shows the basic structure of a sensor according to the invention.
F i g. 2 zeigt Impulsdiagramme über die Zeit t. F i g. 2 shows pulse diagrams over time t.
In der F i g. 1 besteht der eigentliche Sensor aus einem Substrat
1 mit Substratanschluß 5, beispielsweise aus n-dotiertem Silizium, auf dessen einer
Oberfläche eine lichtdurchlässige elektrisch isolierende Schicht 2, beispielsweise
Siliziumdioxid, aufgebracht ist. Diese elektrisch isolierende Schicht 2 trägt matrixförmig
in Zeilen und Spalten angeordnete Elektrodenpaare mit Elektroden aus elektrisch
leitendem Material. Vorzugsweise sind die Elektroden aus lichtdurchlässigem Material.
In der F i g. list der Einfachheit halber nur ein solches Elektrodenpaar mit den
Elektroden 3 und 4 gezeichnet, das auf der lichtdurchlässigen elektrisch isolierenden
Schicht 2 aufgebracht ist. Der Substratanschluß 5 des Substrates 1 ist auf einen
Eingang 61 eines Stromverstärkers 6 geschaltet. Am Ausgang 62 des Stromverstärkers
kann das Ausgangssignal entnommen werden. Zur Unterdrückung der Takteinkopplungen
ist es jedoch zweckmäßig, wenn der Ausgang 62 auf einen Eingang 71 eines Integrators
7 geschaltet wird. Am Ausgang 72 des Integrators kann dann ein von den Takteinkopplungen
befreites Nutzsignal entnommen werden. Dieses Nutzsignal wird dann zweckmäßig auf
einen Momentanwertspeicher 8 gegeben. Dort kann es bis zu einem nächsten Lesevorgang
gespeichert werden. In FIG. 1 the actual sensor consists of a substrate
1 with substrate connection 5, for example made of n-doped silicon, on one of which
Surface a transparent electrically insulating layer 2, for example
Silicon dioxide, is applied. This electrically insulating layer 2 is in the form of a matrix
Electrode pairs arranged in rows and columns with electrodes made of electrical
conductive material. The electrodes are preferably made of light-permeable material.
In FIG. list, for the sake of simplicity, only one such pair of electrodes with the
Electrodes 3 and 4 drawn on the translucent electrically insulating
Layer 2 is applied. The substrate terminal 5 of the substrate 1 is on a
Input 61 of a current amplifier 6 switched. At the output 62 of the current amplifier
the output signal can be taken. To suppress the clock coupling
however, it is useful if the output 62 is connected to an input 71 of an integrator
7 is switched. One of the clock injections can then be output at the output 72 of the integrator
freed useful signal can be removed. This useful signal is then expediently on
an instantaneous value memory 8 is given. There it can be up to the next reading process
get saved.
Die Eingabe des Signals in den Momentanwertspeicher wird über einen
Ein-Ausschalter 9 gesteuert, der zwischen dem Ausgang 72 des Integrators und einem
Eingang 81 des Momentanwertspeichers geschaltet ist.The input of the signal into the instantaneous value memory is carried out via a
On-off switch 9 controlled between the output 72 of the integrator and a
Input 81 of the instantaneous value memory is switched.
Die Ausgabe des Signals erfolgt über den Ausgang 82 des Momentanwertspeichers.
Der Integrator und/oder der Momentanwertspeicher können, wie in der Fig. 1 gezeichnet,
als Kondensatoren 73 bzw. 83 realisiert werden. Das Rücksetzen des Integrators kann
über einen Entladekreis, der einen Ein-Ausschalter 74 enthält, erfolgen. Die beiden
Ein- und Ausschalter 74 und 9 sind vorteilhafterweise elektronische Schalter. Vorteilhaft
ist es jedoch auch, wenn Stromverstärker, Integrator und Momentanwertspeicher mit
Operationsverstärkern aufgebaut sind.The signal is output via output 82 of the instantaneous value memory.
The integrator and / or the instantaneous value memory can, as shown in FIG. 1,
can be implemented as capacitors 73 and 83, respectively. Resetting the integrator can
via a discharge circuit which contains an on / off switch 74. The two
On and off switches 74 and 9 are advantageously electronic switches. Advantageous
However, it is also when the current amplifier, integrator and instantaneous value memory are included
Operational amplifiers are constructed.