DE2657409C2

DE2657409C2 - Vorrichtung zum Umwandeln eines zweidimensionalen optischen Bildes in elektrische Signale

Info

Publication number: DE2657409C2
Application number: DE2657409A
Authority: DE
Inventors: Bernard Grenoble Munier
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1976-12-17
Publication date: 1982-12-30
Also published as: GB1563597A; FR2336015B1; FR2336015A1; US4085348A; DE2657409A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 38 26 865 bekannt.

Das Lesen von Bildern mit Hilfe von Schallwellen, die auch als elastische Wellen bezeichnet werden, erfolgt im allgemeinen mittels nichtlinearer Wechselwirkungen zwischen elektrischen Feldern in einem Halbleiter, wobei es sich um diejenigen Felder handelt, die den Verformungen eines piezoelektrischen Kristalls zugeordnet sind, auf dem sich elastische Oberflächenwellen ausbreiten. Gegenüber dem piezoelektrischen Kristall ist ein lichtempfindlicher Halbleiterkristall angeordnet. Das die Wechselwirkung darstellende Signal kann beispielsweise der elektrische Strom sein, der aus dieser Wechselwirkung resultiert und in dem Halbleiter fließt. Das zu lesende Bild wird auf den Halbleiter projiziert, wo es durch räumliche Modulation von dessen Leitfähigkeit die Intensität des Signals moduliert, das sich aus der nichtlinearen Wechselwir-

kung ergibt

Bei der bekannten Vorrichtung wird jeweils nur die abzutastende Bildzeile von einer Abbildungsoptik auf das lichtempfindliche Medium projiziert. Der Zeilenverschub wird durch die Abbildungsoptik erzeugt

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Umwandeln eines zweidimensionalen optischen Bildes in elektrische Signale, bei der keine spezielle Abbildungsoptik erforderlich ist, die jeweils nur eine Zeile auf das lichtempfindliche Medium projiziert

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Schema, das die Betriebsweise der Vorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht, die

Fig.2a bis 2c Formen von Signalen, die in der Vorrichtung nach der Erfindung verwendbar sind,

F i g. 3 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig.4 eine im Schnitt dargestellte Variante der in Fig.3 dargestellten Vorrichtung, mittels welcher sich ihre Empfindlichkeit verbessern läßt,

Fig.5 im Schnitt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, und

F i g. 6 eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.

In den verschiedenen Figuren tragen gleiche Teile gleiche Bezugszeichen.

In F i g. 1 sind zur Erläuterung der Art der Abtastung durch nichtlineare Wechselwirkung der Oberfläche, auf die das Bild projiziert wird, lediglich drei elektromechanische Wandler Ti, T₂ und T₃, die Oberfläche S, auf die das abzutastende Bild projiziert wird und die als Wechselwirkungyfläche bezeichnet wird, wobei es sich beispielsweise um eine quadratische Fläche handelt, und ein orthonormales x,y-Koordinatensystem dargestellt, dessen Nullpunkt in der Mitte der Oberfläche Sliegt und das zu den Seiten des Quadrates parallel ist. Die Wandler 7Ί und T₂ sind in bezug auf die x-Achse symmetrisch angeordnet und emittieren elastische Wellen in zwei Richtungen 1 bzw. 2, die ein und denselben Winkel, beispielsweise von 45°, mit der x-Achse bilden. Der Wandler T₃ ist so angeordnet daß er elastische Wellen in der x-Richtung emittiert.

Im Betrieb emittieren die Wandler Γι und Ti bei Anregung durch ein elektrisches Signal, von dem in den F i g. 2a und 2b ein Beispiel angegeben ist, impulsförmige Wellen auf Wegen, die in F i g. 1 mit 1 bzw. 2 bezeichnet sind. F i g. 2a zeigt ein an den Wandler Ti angelegtes Signal Si, dessen Trägerwelle eine iCreisfrequenz ω und eine Amplitude A hat, in Form eines kurzen Rechteckimpulses der Dauer τ. F i g. 2b zeigt ein an den Wandler T₂ angelegtes Signal S₂, das die gleiche Trägerwelle und eine Rechteckimpulsform vorzugsweise mit der gleichen Dauer τ hat, aber gegenüber dem Signal S\ um eine Zeit θ verzögert ist.

In F i g. 1 ist die Position der elastischen Impulse in einem gegebenen Zeitpunkt durch Streifen dargestellt, die zur Vereinfachung mit Si und S₂ bezeichnet sind und deren Schnittpunkt 4 ein Wechselwirkungszonenelement darstellt. Jeder elastische Impuls ist durch eine Kreisfrequenz, die gleich ω ist, und durch einen Wellenvektor k* gekennzeichnet, dessen Amplitude gleich Jt= ω/ν ist wenn ν die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Weller, ist

In bekannter Weise erzeugt die nichtlineare Wechselwirkung der Wellen Si und S2 insbesondere ein Signal s dessen Kreisfrequenz gleich 2io ist und dessen Wellenvektor ϊΓ_₂ eine Amplitude, die gleich k ■ j/2~ist und eine Richtung hat, die zu der Halbierenden des Winkels der beiden Wandler parallel ist, d. h. die hier parallel zu Öx ist Wenn sich die beiden Impulse Si und S₂ ausbreiten, beschreibt somit ihr Schnittpunkt, d. h. das Zonenelement 4 eine zu der x-Achse parallele Gerade 5, deren Abstand von der x-Achse von der Verzögerung θ abhängig ist mit der der Impuls Sz in bezug auf den Impuls Si emittiert worden ist Es ist somit möglich, eine Fläche, wie beispielsweise die Fläche S, in einem Raster von zu der Geraden 5 parallelen Zeilen abzutasten, indem die Relativverzögerung θ der Wellen Si und S₂ verändert wird.

Der Wandler T₃ emittiert auf einem in F i g. 1 mit der Bezugszahl 3 bezeichneten und zu der x-Achse parallelen Weg eine elastische Welle von langer Dauer unter der Anregung durch ein elektrisches Signal S3, von welchem ein Beispiel in Fig.2c angegeben ist Dieses Signal ist eine Sinuswelle mit der Kreisfrequenz ω₃=ω · i/2~und der Amplitude A₃, deren Wert in bezug auf die Amplitude A der Signale Si und Sj theoretisch zwar beliebig sein kann. Praktisch wird es jedoch vorzuziehen sein, wenn die Amplitude A3 kleiner als die Amplitude A ist Die von dem Wandler T₃ emittierte elastische Welle, die der Einfachheit halber auch mit S₃

bezeichnet wird, hat somit einen Wellenvektor T₃*, der

entsprechend — Tfx gerichtet ist und für dessen Amplitude gilt:

W₃ V

■vT

k-V2

Die nichtlineare Wechselwirkung der Welle S₃ mit den beiden Impulsen Si und Sj ergibt eine Welle P mit der Summenkreisfrequenz (2ω + ω · j/2) und mit einem Wellenvektor J?=k\2 + k% wobei, da die beiden letzteren Vektoren dieselben Amplitude und entgegengesetzte Richtungen haben, der resultierende Vektor Tt Null ist.

Das hat den Vorteil, daß die Oberfläche S eine Phasenebene bildet und daß somit das Wechselwirkungssignal P in einem beliebigen Punkt ohne die Beschränkung räumlicher Periodizität gewonnen werden kann, beispielsweise mit Hilfe von durchgehenden Elektroden.

F i g. 3 zeigt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.

Die Vorrichtung enthält ein piezoelektrisches Substrat 9 in Form eines Plättchens, auf das die drei elektromechanischen Wandler Ti, T₂ und T₃ aufgebracht sind. Die Wandler sind beispielsweise jeweils in herkömmlicher Weise aus zwei Elektroden in Form von interdigital angeordneten Kämmen gebildet und emittieren an der Oberfläche des Substrats 9 in einer zu den Zinken der Kämme normalen Richtung elastische Wellen auf den Wegen, die für die Wandler Ti, T₂ und T₃ mit 1 bzw. 2 bzw. 3 bezeichnet sind. Wo sich diese Wege schneiden befindet sich die Wechselwirkungsfläche S, wo aufeinanderfolgend eine dielektrische Schicht 60, ein halbleitendes und lichtempfindliches Material 6 in Form eines Plättchens und eine Elektrode 7 angeordnet sind, die die obere Fläche des Halbleiters 6 bedeckt. Die Schicht 60 unterteilt sich beispielsweise in eine

- Luftschicht, die zur Vermeidung der Dämpfung der sich an der Oberfläche des Substrats 9 ausbreitenden elastischen Wellen bestimmt ist, und in eine dünne Oxidschicht, die gestattet, sich von Oberflächeneffekten freizumachen: die Oberfläche des Halbleiters kann nämlich in unbestimmter Weise insbesondere Störungen der kristallinen Struktur oder Ablagerung von Verunreinigungen aufweisen, welche Fangstellen für die elektrischen Ladungen darstellen und den Betrieb der Vorrichtung stören. Die untere Fläche des piezoelektrischen Substrats 9 ist ebenfalls mit einer Elektrode bedeckt, die mit der Bezugszahl 8 bezeichnet ist

Im Betrieb wird das abzutastende Bild auf die untere Fläche des Halbleiters 6 projiziert, die dem Substrat 9 gegenüberliegt, und zwar auf der Seite des Substrats 9, wobei dann die Elektrode S für die betreffende Strahlung durchlässig sein muß, oder auf der Seite des Halbleiters 6, der dann eine Dicke haben muß, die gegenüber der Diffusionslänge der durch die Beleuchtung erzeugten elektrischen Ladungen klein ist Es ist bekannt daß das so projizierte Bild die Leitfähigkeit des Halbleiters räumlich moduliert und zwar in Abhängigkeit von der Information, die es enthält, und infolgedessen von der Wirksamkeit der nichtlinearen Wechselwirkung. Das an den Elektroden 7 und 8 in einem gegebenen Zeitpunkt entnommene elektrische Signal P wird somit eine Intensität haben, die von der örtlichen Beleuchtung in dem weiter oben definierten Wechselwirkungszonenelement abhängig ist. Wenn man eine Abtastung in der in F i g. 1 dargestellten Form durchführt erhält man ein elektrisches Signal P, das sequentiell die zeilenweise Abtastung der Oberfläche 5 darstellt.

Es sei angemerkt daß die Vorrichtung darüber hinaus Einrichtungen zum Vorspannen der Struktur aufweisen kann, die die Aufgabe haben, die Empfindlichkeit der Vorrichtung für das einfallende Licht zu optimieren, und von denen eine Ausführungsform weiter unten beschrieben ist.

Darüber hinaus ist in der vorstehenden Beschreibung davon ausgegangen worden, daß das piezoelektrische Material isotrop ist Es sei angemerkt daß es sich dabei nicht um eine notwendige Bedingung handelt Ebenso ist die Neigung von 45° der Wellenvektoren 7$ und Τζ der Wellen Si und & gegen die x-Achse nicht zwingend: es genügt nämlich, daß der Wellenvektor ]£*der sich aus der Wechselwirkung ergebenden Welle Null ist was sich folgendermaßen ausdrücken läßt:

Schließlich wird in den vorstehenden Darlegungen keine Behandlung der Signale vorgenommen. Diese ist selbstverständlich möglich. Sie kann beispielsweise aus einer räumlichen Modulation des durch ein Gitter projizierten Bildes bestehen, dessen Gitterstäbe zu den Abtastzeilen des Bildes normal sind, wobei die Modulation eine zusätzliche räumliche Frequenz A4 einführt Dann muß die räumliche Frequenz Null sein, die sich aus der Summe sämtlicher Glieder (ki bis ibt) ergibt damit das resultierende Signal P mittels einer durchgehenden Elektrode entnommen werden kann.

F i g. 4 zeigt eine Ausführungsvariante im Schnitt auf der x-Achse der Vorrichtung von Fig.3, in der die Empfindlichkeit durch Hinzufügung von Dioden in dem Halbleiter verbessert ist

F i g. 4 zeigt wieder das piezoelektrische Plättchen 9, dessen untere Fläche die Elektrode 8 trägt und dessen obere Fläche den Wandler T₃ trägt sowie das halbleitende und photoleitende Plättchen 6, dessen obere Fläche die Elektrode 7 für die Entnahme des Wechselwirkungssignals P trägt und dessen untere Fläche von dem Substrat 9 durch eine dünne Luftschicht 61 getrennt ist.

Die untere Fläche des Halbleiters 6 ist mit einer Isolierschicht 62 (beispielsweise eine Oxydation) bedeckt, in der öffnungen gebildet sind, durch die hindurch eine Diffusion erfolgt, welche Zonen 63 erzeugt deren Leitungstyp zu dem des Materials 6 entgegengesetzt ist. Auf diese Weise wird ein Gitter von PN-Dioden geschaffen, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 64 bezeichnet sind.

Das zu lesende Bild wird auf der Seite des piezoelektrischen Substrats 9 auf die untere Fläche des Halbleiters 6 projiziert (Pfeile Ll

Entsprechend dem Vorschlag in der deutschen Patentanmeldung P 26 40 832.2 bewirkt das Vorhandensein der PN-Übergänge 64 in herkömmlicher Weise die Erzeugung von Raumladungszonen um die PN-Übergänge herum, d. h. von Zonen, die frei von Majoritätsträgern sind. Das hat zur Folge, daß die Effekte des einfallenden Lichtes L empfindlicher sind, da die Erzeugung von Elektron-Loch-Paaren durch die Photonen dann in einem Medium erfolgt das frei von Ladungsträgern ist. Da außerdem die Erhöhung der Empfindlichkeit örtlich begrenzt ist (d. h. auf den Ort jedes PN-Übergangs begrenzt ist), werden die Bildzonenelemente auf diese Weise materiell festgelegt und isoliert, was zu einer Verbesserung der Bildwiedergabe führt

Die Vorrichtung kann außerdem, wie in Fig.4 gezeigt Einrichtungen zum Vorspannen der Struktur enthalten, die hier beispielsweise, ohne daß darunter eine Einschränkung zu verstehen ist, aus einer Spannungsquelle 80 bestehen, die zwischen die Elektrode 8 und Masse geschaltet ist, wobei das Signal P zwischen der Elektrode 7 und Masse abgenommen wird.

F i g. 4 zeigt zwar ein Gitter von PN-Dioden, es ist aber selbstverständlich möglich, sie durch andere Arten von PN-Übergängen zu ersetzen, insbesondere durch Schottkydioden. Solche Dioden können beispielsweise durch das Auftragen einer metallischen Elektrode in jeder der in der Isolierschicht 62 gebildeten öffnungen hergestellt werden. Die Betriebsweise der so erhaltenen Vorrichtung ist der vorhergehenden analog.

Schließlich, da das sich aus der nichtlinearen Wechselwirkung ergebende Signal eine Wellenzahl K hat die Null ist gibt es keine Beschränkungen der räumlichen Periodizität mehr für die Verteilung der Dioden, die somit beliebig sein kann, wie es für den Aufnehmer des Wechsclwirkungssignais f gilt.

Fig.5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, in der das piezoelektrisehe Medium aus einer dünnen Schicht besteht die auf das halbleitende Medium aufgebracht ist

In F i g. 5 sind im Schnitt auf der x-Achse von F i g. 1 dargestellt:

— das halbleitende und lichtempfindliche Material in Form des Plättchens 6, das auf seiner unteren Fläche eine ebene Elektrode 7 und auf seiner oberen Fläche eine dünne Isolierschicht 68 trägt deren Vorhandensein zwar nicht erforderlich ist die aber die gleiche Funktion wie zuvor hat nämlich das Freimachen von Oberflächeneffekten des Halbleiters;

- das piezoelektrische Material, das sich in Form einer dünnen Schicht 90 darstellt die auf die

Isolierschicht 68 aufgebracht ist, deren Dicke höchstens in der Größenordnung der Wellenlänge der elastischen Welle und typischerweise in der Größenordnung eines Bruchteils der Wellenlänge liegt, beispielsweise ein Zehntel; die piezoelektrische Schicht 90 trägt auf ihrer oberen Fläche eine ebene Elektrode 91, die entweder auf dem Bezugspotential gehalten oder mit der Vorspannungsquelle 80 verbunden sein kann, wie in F i g. 5 dargestellt, und zwar analog zu dem, was für F i g. 4 gesagt worden ist;

— der elektromechanische Wandler T₃, der ebenso wie die anderen Wandler, die in Fig.5 nicht sichtbar sind, auf die Grenzfläche der Schichten 68 und 90 aufgebracht ist und eine elastische Oberflächenwelle emittiert, deren Ausbreitung durch die geringe Dicke der piezoelektrischen Schicht 90 möglich gemacht wird; es sei angemerkt, daß die Wandler Γι, T₂ und T₃ auch auf die piezoelektrische Schicht 90 aufgebracht werden können.

Eine solche Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Das Bild L wird auf die Fläche des Halbleiters 6, die dem piezoelektrischen Material 90 gegenüberliegt, durch letzteres hindurch projiziert und der Mechanismus des Abtastens der Wechselwirkungsfläche ist der gleiche wie zuvor, wobei das Signal P, das sich aus der Wechselwirkung ergibt, an der Elektrode 7 und Masse abgenommen wird. Ebenso bildet die beschriebene Art des Vorspannens der Struktur nur ein Ausführungsbeispiel.

Schließlich, wie in der zuvor dargestellten Ausführungsform, in welcher die halbleitenden und piezoelektrischen Medien durch eine Luftschicht voneinander getrennt sind, ist es möglich, die Empfindlichkeit der Vorrichtung durch eine Anordnung von PN- oder Schottkydioden zu verbessern, die in einer Weise, die der in Fig.4 dargestellten analog ist, auf derjenigen Fläche des Halbleiters 6 hergestellt werden, die der piezoelektrischen Schicht 90 gegenüberliegt.

Als nicht als Einschränkung zu verstehendes Beispiel wird im folgenden eine technologische Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung angegeben.

Zur Wahl der Materialien kann folgendes gesagt werden: das piezoelektrische Material kann aus Lithiumniobat (LiNbOa), aus Zinkoxid (ZnO), aus Gallium- oder Aluminiumnitrid, usw. bestehen; die Isolierschichten bestehen dann aus Siliciumoxid (SiO^), aus Siliciumnitrid (S13N4) und aus Aluminiumoxid (Al₂O₃). Der Halbleiter wird insbesondere in Abhängigkeit von dem Wellenlängenbereich gewählt, für den er empfindlich ist, und geeignet sind beispielsweise: Silicium, Galliumarsenid und zahlreiche binäre Verbindungen der Spalten III und V des Penodensystems nach Mendelejev oder der Spalten II und VI oder IV und VI desselben Systems.

In dem Fall, in welchem die Vorrichtung aus zwei getrennten Materialien besteht (halbleitendes und piezoelektrisches Material, die durch eine dünne Luftschicht voneinander getrennt sind), kann das halbleitende Material 6 aus einem P-leitenden Halbleitersubstrat hergestellt werden, auf dem die Elektrode durch eine N+-Diffusion gebildet wird. Anschließend wird durch Epitaxie eine dünne N-leitende Schicht (in der Größenordnung von 10 μπι) aufgebracht. Bei einer solchen Struktur werden PN- oder Schottky-Übergänge (in Fig.4 mit der Bezugszahl 64 bezeichnet) durch irgendein in der Halbleitertechnik bekanntes Verfahren hergestellt

In dem Fall von F i g. 5, in weichern die Vorrichtung aus einer dünnen piezoelektrischen Schicht 90 besteht, die auf ein Halbleiterplättchen 6 aufgebracht ist, besteht das Plättchen 6 beispielsweise aus Silicium, die Isolierschicht 68 aus Siliciumoxid (SiCh) und die Wandler Γι, T₁ und T₃ sind durch Aufdampfung auf die Schicht 68 und die piezoelektrische Schicht 90 ist durch Katodenzerstäubung aufgebracht worden.

Fig.6 zeigt eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, in der ein Material benutzt wird, das gleichzeitig beide Eigenschaften besitzt, nämlich einerseits piezoelektrisch und andererseits halbleitend und lichtempfindlich ist.
Diese Struktur besteht aus einem Substrat 10, das gleichzeitig piezoelektrisch, halbleitend und lichtempfindlich ist, beispielsweise aus Galliumarsenid oder Cadmiumsulfid, und das auf seiner unteren Fläche mit einer Elektrode U bedeckt ist und auf seiner oberen Fläche die Wandler Γι, T₂ und T₃ trägt, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt und angeordnet sind. Auf der Höhe der Wechselwirkungsfläche 5 ist das Substrat 10 mit einer feinen Isolierschicht 92 bedeckt, deren Dicke in der Größenordnung der Wellenlänge der elastischen Welle oder kleiner als dieselbe ist Die Isolierschicht 92 ist mit einer Elektrode 93 bedeckt

Einrichtungen zum Vorspannen des Substrats können vorgesehen sein und beispielsweise, wie in Fig.6 dargestellt aus einer an die Elektrode 11 und Masse angeschlossenen Spannungsquellen 80 bestehen.

Die Betriebsweise der Vorrichtung ist den vorhergehenden Fällen analog. Das abzutastende Bild L wird durch die Schichten 92 und 93 hindurch auf die Oberfläche S projiziert und das Wechselwirkungssignal Pwird an der Elektrode 93 und Masse abgenommen.

Schließlich kann, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen, die Empfindlichkeit der Vorrichtung mit Hilfe von FN- öder Schotiky-Übergsr.gen verbessert werden, die in beliebiger Weise auf der Fläche S des Substrats angeordnet sind.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umwandeln eines zweidimensionalen optischen Bildes in elektrische Signale, mit einem piezoelektrischen ersten Medium (9; 90; IU) und mit einem mit diesem elektrisch gekoppelten zweiten, zugleich halbleitenden und lichtempfindlichen Medium (6; 10), wobei das Bild in einer Wechselwirkungsfläche (S) auf das zweite Medium (6; 10) projiziert wird und darin eine räumliche Modulation der Leitfähigkeit hervorruft, mit einem ersten, auf dem ersten Medium (9; 90; 10) angeordneten elektromechanischen Wandler (Ti), der eine elastische Welle (S3) an der Oberfläche des ersten Mediums jeweils in Form eines Impulses emittiert, dessen Dauer wenigstens gleich dem Doppelten der Zeit der Abtastung der Oberfläche durch eine elastische Welle ist, mit einem zweiten elektromechanischen Wandler (Ti, T₂), der, nachdem die elastische WeUe (S3) des ersten Wandlers (T₃) die gesamte Wechselwirkungsfläche (S) eingenommen hat, eine elastische Abtastwelle (S\, S₂) an der Oberfläche des ersten Mediums in Impulsform emittiert, wobei in der Überlappungszone der elastischen Wellen die diesen zugeordneten elektrischen Felder in dem zweiten Medium (6; 10) in nichtlineare Wechselwirkung treten, so daß für die zeilenweise Abtastung ein resultierendes Signal (P) an einer Signalentnahmeeinrichtung verfügbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter elektromechanischer Wandler (T\, T₂) an der Oberfläche des ersten Mediums (9; 90; 10) eine elastische Abtastwelle (S₁, S₂) in Impulsform in einer von der Richtung der Abtastwelle des zweiten Wandlers verschiedenen Richtung und mit einer veränderlichen Verzögerung gegenüber der Abtastwelle des zweiten Wandlers emittiert, daß die Überlappungsfläche der beiden Abtastwellen (S_u S₂) ein Wechselwirkungszonenelement (4) definiert, das die Wechselwirkungsfläche (S) zeilenweise abtastet, daß die Wellenvektoren der drei elastischen Wellen (Su S₂, S₃) so gewählt sind, daß das aus der nichtlinearen Wechselwirkung der ihnen zugeordneten elektrischen Felder in dem zweiten Medium (6; 10) resultierende Signal (P) einen Wellenvektor aufweist, der unter Berücksichtigung der räumlichen Periodizität des Bildes im wesentlichen gleich Null ist, daß das gesamte optische Bild auf das zweite Medium (6; 10) projiziert wird und daß die Auswahl einer Abtastzeile durch die Bemessung der relativen Verzögerung zwischen den beiden elastischen Abtast wellen (S\,Si) erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische erste Medium (9; 90; 10) isotrop ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsrichtungen der beiden anderen Wandler (Ti, T₂) normal zu einander sind und daß die Emission des ersten Wandlers (T₃) in der Richtung der Halbierenden des Winkels, der durch die Emissionsrichtungen der beiden anderen Wandler gebildet wird, in entgegengesetzter Richtung erfolgt, wobei die Frequenz der beiden Impulse (Su S₂) gleich ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische erste Medium aus einem ersten Plättchen (9) besteht, daß das halbleitende zweite Medium aus einem zweiten Plättchen (6) besteht, daß Mittel zum Einfügen einer Luftschicht (60) zwischen die beiden Plättchen vorgesehen sind, daß die Wechselwirkungsfläche (S) sich auf derjenigen Fläche des halbleitenden zweiten Mediums befindet, die dem ersten Plättchen (9) gegenüberliegt, und daß die elastischen Wellen sich auf derjenigen der Oberflächen des ersten Plättchens (9) ausbreiten, die der Wechselwirkungsfläche ^gegenüberliegt

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das halbleitende zweite Medium aus einem Plättchen (6) besteht, auf das eine Schicht aus piezoelektrischem Material (90)

is aufgebracht ist, die das erste Medium bildet und deren Dicke höchstens in der Größenordnung von einer Wellenlänge der elastischen Welle liegt

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der piezoelektrischen Schicht (90) in der Größenordnung eines Zehntels der Wellenlänge der elastischen Welle liegt

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Entnahme des resultierenden Signals (P) zwei Elektroden (7,8; 91) enthalten, die die äußere Fläche des piezoelektrischen ersten Mediums bzw. die äußere Fläche des halbleitetenden zweiten Mediums bedecken.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Medium in ein und demselben Substrat (10) vereinigt sind und daß die Signalentnahmeeinrichtungen zwei Elektroden (93, 11) enthalten, von denen eine (93) eine dünne dielektrische Schicht (92) bedeckt, die auf der Wechselwirkungsfläche (S) angeordnet ist, und von denen die andere (11) diejenige Fläche des Substrats (10) bedeckt, die zu der Wechselwirkungsfläche (S) entgegengesetzt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Einrichtungen (80) zum Vorspannen der Medien.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselwirkungsfläche (S) eine diskrete Anordnung von PN- oder Schottky- Dioden (64) enthält.