DE3142043A1 - Anordnung mit mehreren lichtempfindlichen elementen - Google Patents

Anordnung mit mehreren lichtempfindlichen elementen

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DE3142043A1
DE3142043A1 DE19813142043 DE3142043A DE3142043A1 DE 3142043 A1 DE3142043 A1 DE 3142043A1 DE 19813142043 DE19813142043 DE 19813142043 DE 3142043 A DE3142043 A DE 3142043A DE 3142043 A1 DE3142043 A1 DE 3142043A1
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Klaus Dr. 7101 Untergruppenbach Gillessen
Christopher Dr. 08876 Orr Drive N.J. Malinowski
Peter Dr. 7100 Heilbronn Mischel
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Telefunken Electronic GmbH
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
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    • H01L27/0214—Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L
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Description

3H2043
Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. Theodor-Stern-Kai 1, 6000 Frankfurt 70
Heilbtonn, den O9. .1.0.81 La/ra - HN 81/38
Anordnung mit mehreren lichtempfindlichen Elementen
Anordnungen mit mehreren lichtempfindlichen Elementen werden heute vielfach benutzt, und zwar beispielsweise in Positionssensoren und Bildaufnahmegeräten. Als lichtempfindliche Elemente werden beispielsweise Photodioden, Phototransistoren und Photowiderstände verwendet, die aus einem für den gewünschten Wellenlängenbereich geeigneten Material wie z. B. Cadiumsulfid, Silizium, Indiumantimonid oder Cadiumquecksilbertellurid bestehen. Um eine hohe räumliche Auflösung zu erreichen, ist eine große Anzahl von lichtempfindlichen Elementen notwendig. Bei bekannten Anordnungen ist für jedes lichtempfindliche Element eine Zuleitung vorgesehen sowie eine gemeinsame Rückleitung für alle Elemente. Daraus ergibt sich eine hohe Anzahl von Zuleitungen, die zu beträchtlichen technischen Problemen führt, wie großer Raumbedarf, geringe Zuverlässigkeit, hoher Arbeitsaufwand.
Es sind jedoch auch schon Anordnungen bekannt, die aus einer großen Anzahl von lichtemittierenden Elementen bestehen und die trotzdem mit einer stark verringerten Anschlußzahl auskommen. So ist beispielsweise eine Anordnung aus licht-
2 emittierenden Dioden bekannt, die bei η Zuleitungen η -η Dioden enthält, also z. B. bei 16 Zuleitungen 240 Dioden. Eine andere bekannte Anordnung mit kreuzungsfreien Verbindungsleitungen weist bei η Zuleitungen 4n-6 lichtemitierende Dioden auf, also z. B. 30 Dioden bei 9 Zuleitungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung mit mehreren bzw. einer Vielzahl lichtempfindlicher Elemente anzugeben, die eine noch geringere Zahl von Anschlüssen aufweist als bekannte Anordnungen. Diese Aufrjabe wird bei einer
3Η2043
Anordnung mit mehreren lichtempfindlichen Elementen nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zu jedem lichtempfindlichen Element ein gleichrichtendes Element in Reihe geschaltet ist und daß die so gebildeten Reihenschaltungen in einer Weise miteinander verbunden sind, daß die Zahl der Anschlüsse möglichst gering wird.
Eine Anordnung nach der Erfindung weist beispielsweise eine Leitungsmatrix mit Spalten- und Zeilenleitungen auf, bei der die m-te Zeilenleitung mit der m-ten Spaltenleitung direkt verbunden ist, während die m-te Zeilenleitung mit den übrigen Spaltenleitungen über jeweils eine Reihenschaltung verbunden ist, bei der ein lichtempfindliches Element mit einem gleichrichtenden Element in Reihe geschaltet ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch eine Anordnung gelöst, die Parallelschaltungen aufweist, bei denen Reihenschaltungen von einem lichtempfindlichen Element mit einem gleichrichtenden Element zueinander parallel geschaltet sind. Bei einem Teil dieser Parallelschaltungen sind die einen Fußpunkte direkt miteinander verbunden, während zwischen die anderen Fußpunkte dieses Teils der Parallelschaltungen Parallelschaltungen geschaltet sind, bei denen ebenfalls Reihenschaltungen von einem lichtempfindlichen Element und einem gleichrichtenden Element zueinander parallel geschaltet sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Dxe Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei der 12 lichtempfindliche Elemente E, bis E,-, 12 Dioden D, bis D,- und 4 Zuleitungen Z. bis Z. vorgesehen sind. Zu jedem Element E ist eine Diode D in Reihe geschaltet. Diese Reihenschaltungen sind auf bestimmte Weise miteinander und mit den Zuleitungen Z1 bis Z4 verbunden. Die Dioden D, bis D,- sorgen dafür, daß der Zustand jedes Elements durch An-
legen einer Spannung an ein bestimmtes Zuleitungspaar abgefragt werden kann. Diese Spannung muß <jrößer als die Durchlaßspannung einer Diode und kleiner als das Doppelte dieser Durchlaßspannung sein. Wenn die Dioden z. B. aus Silizium bestehen und eine Durchlaßspannung von 0,6 - 0,7 V aufweisen, kann die angelegte Spannung etwa 1 V betragen. Tabelle 1 gibt an, welches Zuleitungspaar jedem Element zugeordnet ist.
Element
positive Zuleitung
negative Zuleitung
'10 '11 '12
Tabelle 1
Soll ζ. 3. der Zustand des Elements ER festgestellt werden, so wird die Spannung von 1 V so an das Zuleitungspaar Z~, Z-. gelegt, daß 2, positiv und Z2 negativ ist. Der in diesem Zweig fließende Strom ist dann ein Maß für die Beleuchtung des Elements E0.
Bei der Anordnung der Figur 1 ist eine Leitungsmatrix mit vier Spaltenleitungen und vier Zeilenleitungen vorhanden.
3U2043
Dabei ist die m-te Zeilenleitung mit der m-ten Spaltenleitung direkt verbunden, d. h. die 1. Zeilenleitung ist mit der 1. Spaltenleitung, die 2. Zeilenleitung mit der
2. Spaltenleitung, die 3. Zeilenleitung mit der 3. Spalten— leitung und die 4. Zeilenleitung mit der 4. Spaltenleitung verbunden. Mit den übrigen Spaltenleitungen ist die m-te Zeilenleitung über jeweils eine Reihenschaltung verbunden, bei der ein lichtempfindliches Element mit einem gleichrichtenden Element (Diode) in Reihe geschaltet ist. Für die 1. Zeilenleitung sind die übrigen Spaltenleitungen die 2.,
3. und 4. Spaltenleitung, für die 2. Zeilenleitung die L, 3. und 4. Spaltenleitung und für die 4. Zeilenleitung die 1., 2. und 3. Spaltenleitung.
Die Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der 10 lichtempfindliche Elemente E, bis E10, IO Dioden D1 bis D,Q und 4 Zuleitungen Z-, bis Z^ vorgesehen sind. Wie im ersten Beispiel ist jeweils ein Element und eine Diode in Reihe geschaltet. Diese Reihenschaltungen sind in bestimmter Weise kreuzungsfrei untereinander und mit den Zuleitungen Z, bis Z. verbunden. Der Zustand jedes Elements kann in gleicher Weise wie beim vorherigen Beispiel durch Anlegen einer Spannung an ein bestimmtes Leitungspaar festgestellt werden. Die Zuordnung der Elemente E, bis E10 zu den Zuleitungen Z1 bis Z. ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Element positive Zuleitung negative Zuleitung
E2 Z2 Zl
E3 Z2 Z3
E4 * Z3 Z2
E5 Zl Z3
E6 Z3 2I
Ε7 Ζ3
Ε8 Ζ4
Ε9 2I
Ειο Ζ4
Ζ4 Ζ3 Ζ4 Ζ1
Tabelle 2
Soll ζ. B. der Zustand des Elements E1. festgestellt werden, so wird eine Spannung von 1 V so an das Zuleitungspaar Z1, Z-, gelegt, daß Z. positiv und Z3 negativ ist. Der in diesem Zweig fließende Strom ist dann ein Maß für die Beleuchtung des Elements En..
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind mehrere Parallelschaltungen von Reihenschaltungen vorhanden. Im Ausführungsbeispiel sind es 5 Parallelschaltungen. Jede Parallelschaltung weist zwei Reihenschaltungen auf, wobei jede Reihenschaltung aus der Hintereinanderschaltung von jeweils einem lichtempfindlichen Element mit einem gleichrichtenden Element (Halbleiterdiode) besteht. Drei der fünf Parallelschaltungen sind mit ihrem einen Fußpunkt (1,2,3) zusammengeschaltet. Zwischen die anderen Fußpunkte (4,5,6) dieser drei Parallelschaltungen ist jeweils eine Parallelschaltung geschaltet, die ebenfalls aus der Parallelschaltung zweier Reihenschaltungen von lichtempfindlichem Element und Diode bestehen.
Die Dioden der Parallelschaltungen sind zueinander antiparallel geschaltet. Außenanschlüsse ( Z„ , Z3 , Ζ Λβίηά an den Fußpunkten 4,5 und 6 sowie an der Verbindung der Fußpunkte 1,2 und 3 angebracht.

Claims (12)

  1. .:«·»/ κ'··"' ' -■ ■'- 3H20U
    Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b. II. Theodor-Stern-Kai 1, 6000 Frankfurt 70
    Heilbronn, den 09.10.81 Zl3-HN-La-ra HN 81/38
    P atentansprüche
    /I)/Anordnung mit mehreren lichtempfindlichen Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem lichtempfindlichen Element ein gleichrichtendes Element in Reihe geschaltet ist und daß die so gebildeten Reihenschaltungen derart miteinander verbunden sind, daß die Zahl der Anschlüsse möglichst gering wird.
  2. 2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Parallelschaltungen aufweist, bei denen Reihenschaltungen von einem lichtempfindlichen Element mit einem gleichrichtenden Element zueinander parallel geschaltet sind, daß bei einem Teil dieser Parallelschaltungen die einen Fußpunkte miteinander verbunden sind und daß zwischen die anderen Fußpunkte dieses Teils der Parallelschaltungen Parallelschaltungen geschaltet sind, bei denen ebenfalls Reihenschitungen von einem lichtempfindlichen Element und einem gleichrichtenden Element zueinander parallel geschaltet sind.
  3. 3) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichrichtenden Elemente einer Parallelschaltung miteinander verbunden sind.
  4. 4) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dazwischen geschalteten Parallelschaltungen zwischen die Verbindungspunkte der gleichrichten Elemente der Parallelschaltungen geschaltet sind.
  5. 5) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Fußpunkte der nicht dazwischen
    3U20A3
    geschalteten Parallelschaltungen mit Außenanschlüssen verbunden sind und daß diejenigen Fußpunkte, die nicht Verbindungspunkte der gleichrichtenden Elemente sind, einen gemeinsamen Außenanschluß haben.
  6. 6) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitungsmatrix mit Spalten- und Zeilenleitungen vorhanden ist, daß die m-te Zeilenleitung mit der m-ten Spaltenleitung direkt und mit den übrigen Spaltenleitungen über jeweils eine Reihenschaltung von einem lichtempfindlichen Element mit einem gleichrichtenden Element verbunden ist und daß Außenanschlüsse an den Zeilenleitungen oder Spaltenleitungen angebracht sind.
  7. 7) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Elemente Photodioden, Phototransistoren oder Photowiderstände sind.
  8. 8) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichrichtenden Elemente Halbleiterdioden sind.
  9. 9) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Elemente und die gleichrichtenden Elemente in einem gemeinsamen Halbleiterkörper angeordnet sind.
  10. 10) Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper aus Silizium besteht.
  11. 11) Anordnung nach einem, der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichne
    sehen sind.
    2
    kennzeichnet, daß für η - η Elemente η Zuleitungen vorge-
  12. 12) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für 4n - 6 Elemente η Zuleitungen vorgesehen sind und daß die Elemente untereinander und mit den Zuleitungen kreuzungsfrei verbunden sind.
DE19813142043 1981-10-23 1981-10-23 Anordnung mit mehreren lichtempfindlichen elementen Withdrawn DE3142043A1 (de)

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