DE3206620C2

DE3206620C2 - Fotodetektor

Info

Publication number: DE3206620C2
Application number: DE19823206620
Authority: DE
Inventors: Toru Kokubunji Baji; Naohiko Mobara Koizumi; Yasuharu Tokio/Tokyo Shimomoto; Yasuo Kokubunji Tanaka; Toshihisa Tokio/Tokyo Tsukada; Hideaki Tokorozawa Yamamoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-02-24
Filing date: 1982-02-24
Publication date: 1984-10-11
Also published as: DE3206620A1; NL8200719A

Abstract

Ein Fotodetektor mit einem Feld aus einer Mehrzahl Bildelementeinheiten, deren jede durch eine Reihenschaltung einer Fotoleiterschicht und einer Diode oder einer Kombination einer Fotodiode und einer Diode, die mit der Fotodiode in entgegengesetzt gleichrichtender Richtung reihengeschaltet ist, gebildet ist, wobei die Mehrzahl der Bildelementeinheiten in mindestens zwei Gruppen aufgeteilt ist und die Bildelement einheiten der jeweiligen Gruppen mit einer entsprechenden ersten Leitergruppe, die den Gruppen zugeordnet ist, verbunden ist, während die zu den verschiedenen Gruppen gehörigen Bildelementeinheiten, die in den verschiedenen Gruppen relativ zueinander an gleichen Positionen angeordnet sind, zusammen mit einer jeweiligen zweiten Gruppe von Leitern verbunden sind, mit einem ersten Vorspannnungssteuerglied zum Anlegen einer Spannung an die erste Gruppe von Leitern, die mit dem Bildelement verbunden ist, von dem ein Signal auszulesen ist, wobei die Spannung zum Vorspannen der Diode des auszulesenden Bildelements in Durchlaßrichtung dient, während an die erste Gruppe von Leitern, die mit den Bildelementeinheiten verbunden sind, aus denen keine Signale auszulesen sind, keine Vorspannung in Durchlaßrichtung angelegt wird; und mit einem zweiten Vorspannungssteuerglied, das für eine der zweiten Leitergruppen, die mit der auszulesenden Bildelementeinheit verbunden ist, vorgesehen ist zum Erden oder Vorspannen der Diode des auszulesenden Bildelements in Durchlaßrichtung durch ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Fotodetektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist ein Faksiniiliscndcr bekannt, bei den Information au:, einem Original oder Dokument mittels eines Foto- oder Bilddetektors ausgelesen wird, der in engem Kontakt mit dem Dokument angeordnet ist. Durch die Verwendung des Linearbikidctektors vorn Kontakt!yp ist es unnötig, das Dokument zu verkleinern, so daß eine sonst benötigte Optik entfallen kann.

Typische Beispiele für solche Bilddetektoren sind in den US-PS'en 4227078, 4233506 angegeben. Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen Linearbilddetektor vom Kontakttyp mit einem Dokument 1, einer öeleuchtungsquelle 4 und einem Fotodetektor 8. Ein Pfeil 2 bezeichnet die Richtung, in der das Dokument 1 abgetastet wird.
Die F i g. 2a und 2b zeigen einen bekannten Aufbau des

to Linearbilddetektors vom Kontakttyp, bei dem Lichtleitfasern 9 zur Aufnahme der Bildinformation verwendet werden. Die Figuren zeigen ein Dokument 1, eine Beleuchtungsquelle 4, eine Grundplatte bzw. ein Substrat 8, Fotodetektoren 10, integrierte Schaltungen bzw. IS 11

•5 zum Ansteuern der Fotodetektorelemente 10 und eine drehbare Walze 13. Die Fig. 2c und 2d dagegen zeigen einen bekannten Aufbau des Linearbilddetektors vom Kotakttyp, bei dem anstelle der Lichtleitfasern als Informationsleseelemente Fotodioden 10 verwendet werden,

zn die in direktem Kontakt mit dem Dokument positionierbar sind. Die Figuren zeigen ein Substrat 15, integrierte Schaltungen Ii zum Ansteuern der Fotodeiekioreiemente 10 und eine umlaufende Walze 13. Im Fall des Fotodetektoraufbaus nach den Fig. 2c und 2d sind in dem Substrat 15 lichtdurchlässige Fenster 14 gebildet, die zwischen den Fotodioden 10 in Ausrichtung damit angeordnet sind, so daß das Dokument 1 mit von einer Lichtquelle 4 ausgthendem Licht beleuchtet wird. Fig. 3 zeigt ein Beispiel für eine Abtastschaltung, die in Verbin-

M) dung mit dein Linearbilddetektor nach den Fig. 2a-d verwendet wird. In Fig. 3 weist jede Abtast-IS 11 MOS-Transistoren 16 auf, die als Gatter zum Ansteuern der Fotodioden dienen, und ein Schieberegister 17 zum sequentiellen Ansteuern dieser Gatter 16. Die Fotodiode,

.15 die in dieser Figur als Ersatzschaltbild dargestellt ist, ist mit einem Kreis 10 bezeichnet und besteht aus einer Fotostromquelle 18 zur Erzeugung eines Stroms, der sich in Abhängigkeit von der einfallenden Lichtmenge ändert, sowie aus einem Äquivalentkondensator 19. Ferner ist

4» eine Vorspannungsquelle 2C vorgesehen, die an die Fotodioden 10 eine Vorspannung anlegt.

Die fotoelektrische Umwandlung und das Auslesen der Information werden wie folgt durchgeführt. Unmittelbar nach der Aufnahme von Bildinformation von einem

•»5 Dokument werden Schaltungopunkte 22 auf Erdpotential durch die Ansteuertransistoren 16 gesetzt, und infolgedessen werden die Kondensatoren 19 auf die Vorspannung V₁- durch die Vorspannungsquelle 20 geladen. Anschließend werden die Transistoren abgeschaltet, wo-

5(i durch die Schaltungspunkte 22 vom Erdpotential getrennt werden. In dieser Phase werden die Kondensatoren 19 durch die Fotostromquellen 18 entladen. Auf diese Weise werden erzeugte Ladungsträger in den Kondensatoren 19 gespeichert.

Die Signale, die die Mengen der in den einzelnen Kondensatoren 19 gespeicherten Ladungsträger bezeichnen, können durch eine gemeinsame Leitung 12 sequentiell ausgelesen werden, während die MOS-Transistoren 16 sequentiell unter der Steuerung der Schieberegister 17,

«> 17' und 17" eingeschaltet werden. Das Abtastsystem dieses Typs benötigt eine Anzahl Transistoren 16_S die der Anzahl Bi'delemente entsprechend den Fotodioden gleich ixt. sowie eine entsprechende Anzahl Ansteuerst u-Icn 17 /um Ansteuern der Fotodioden. Z.B. werden im ι·< Fall des Bilddctcktors vom Kontakttyp, der 1760 Bildelemcntc (Fotodioden) aufweisi, 22 integrierte Schaltungen benötigt, wobei angenommen wird, daß der einzelnen IS SO abzutastende Büdelementc zugeordnet sind, was den

gesamten Bilddetektor sehr teuer macht. Ferner beläuft sich die Anzahl Kontaktstifte, die für jede Abtaster-IS benötigt wird, insgesamt auf ca. 90, also 80 Stifte zum Anschluß an die Bildelemente oder Fotodioden und ca. 10 Stifte zum Anschluß an die Spannungsversorgung ι. dgl. Wenn unter diesen Umständen die 22 IS in den :inzigen Bilddetektor des Kontakttyps einzubauen sind, äad 1980 (=90x22) Anschlüsse erforderlich. Eine so hohe Dichte der für die IS-Pcckungen benötigten Anschlüsse erfordert wiederum extrem komplizierte und hochentwickelte Herstellungsverfahren und ist mit großen Schwierigkeiten bei der Realisierung des Bilddetektors für die praktische Anwendung verbunden. Dies ist um so besser verständlich, wenn man bedenkt, daß die Anzahl Anschlüsse in einer konventionellen IS-Packung höchstens zwanzig beträgt.

Es ist auch ein Fotodetektor bekannt (DE-OS 3112 907), bei dem die Bildelementeiriheiten, die aus einer Serienschaltang von jeweils einer Diode und einer Fotoleitschicht bestehen, in Form einer Matrix angeordnet sind und bei dem zur Unterdrückung des Übersprechens von Bildelement zu Bildelement zusätzliche Dioden eingesetzt sind. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung erfolgt aber auch hier die Auswahl eines Bildelements hauptsächlich durch Übertragungstransistoren.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Fotodetektors, der von den Nachteilen der bekannten Fotodetektoren frei ist und der die Abtastoperation mit einer erheblich verringerten Anzahl von Bauteilen in einem einfachen und kostengünstigen Aufbau durchführen kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Weiterbildungen bzw. weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines bekannten Linearbilddetektors vom Kontakttyp;

F i g. 2a und 2b eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht von oben auf dnen bekannten Linearbilddetektor vom Kontakttyp;

Fig. 2c und 2d eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht von oben auf einen weiteren bekannten Linearbilddetektor vom Kontakttyp;

Fig. 3 das Schaltbild eines bekannten Lineardetektors vom Kontakt'yp;

Fig. 4a eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht eines matrixgesteuerten Fotodetektors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein Chip mit Diodenfelder verwendet wird;

Fig. 5a und 5b eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht eines weiteren matrixgesieuerten Fotodetcktors, bei dem amorphe Siliziumdioden verwendet werden;

Fig. 6a und 6b Ersatzschaltbilder von Bildelementeinheiten;

Fig. 6c Ersatzschaltbilder, die die Funktionsweise eines Bildelements verdeutlichen;

Fig. 7a und 7b Schaltbilder, die die Zusammenschaltung von Bildelementen in Matrixform zeigen;

F i g. 8 ein Schaltbild einer Abtastschaltung des Fotodetektors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9a bis 9e Ersatzschaltbilder zur Verdeutlichung des Arbeitsprinzips eines Lineardetektors nach der Erfindung;

Fig. 10 ein Impuhdiagramm, das den Abtastbetrieb des linearen Fotodetektors nach der Erfindung verdeutlicht;

Fig. 11 das Schaltbild einer Spannungsausleseschaltung;

Fig. 12 Signalverläufe, die die Arbeitsweise der Schaltung nach Fi 31 verdeutlichen;

Fig. 13 eine Teildraufsicht auf den Aufbau des Fotodetektors gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei ein Chip mit Diodenfeldern verwendet wird;

Fig. 14 eine Schnittansicht des Fotodetektors nach Fig. 13;

Fig. 15 eine Draufsicht, die den Aufbau von Diodenfeldern zeigt, die in dem Fotodetektor verwendet werden; Fig. 16 eine Schnittansicht durch die Diodenfelder;
Fig. 17 ein Blockschaltbild, das den Schaltungsaufbau einer integrierten Schaltung des Abtasters zeigt; und

is Fig. 18 ein Schaltbild einer beispielsweisen konkreten Auslegung der integrierten Schaltung.

Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung werden sämtliche Bildelemente in eine Mehrzahl Gruppen klassifiziert oder unterteilt, wobei die Abtastung auf Gruppen-

:n basis erfolgt und die Abtastschaltung dementsprechend stark vereinfacht wird. Es ist damit möglich, die Anzahl integrierter Schaltungen des Abtasters iiurz: Abtaster-IS) zu verringern und die Anzahl Anschlubsti'"te erheblich zu vermindern, so daß ein Linearbilddetektor vom Kon-

:5 takttyp realisierbar ist, der in bezug auf Herstellungskosten und Eignung für die Massenfertigung äußerst günstig ist.

Die Fig. 4a und b sowie die Fig. 5a und b zeigen Ausführungsbeispiele des Fotodetektors. Fig. 4b zeigt

Mi ein Glassubstrat 8, Lichtleitfasern 9 für die Leitung optischer Bildinformation, ein Fotodiodc-nfeld 10 zur lichlelcktrischen Erfassung (d.h. Erfassung durch lichtelektrische Umwandlung) und ein Diodenfeld 25, daß das Auftreten von Einstreuungen zwischen benachbarten

'5 Bildelementen durch geeignete Steuerung der Signalflüsse verhindert. Jede Diode des Diodenfelds 25 ist mit einem Ende an die entsprechende Fotodiode des Fotodiodenfelds 10 angeschlossen, während die jeweils anderen Enden der Dioden des Diodenfelds 25 in eine Mehrzahl

■«> Gruppen unterteilt sind, wobei die anderen Enden der Dioden bei 26-1.26-2 26—/j (Fig. 4a)zusammengeschart und über entsprechende Verdrahtungsleiter 27 an eine Abtaster-IS 23 angeschlossen sind. Die anderen Enden der Fotodioden 10, die nicht mit den Dioden des üiodenfelds 25 verbunden sind, sind so angeschlossen, daß die anderen Enden der Fotodioden» die zu den verschiedenen Gruppen von Dioden 25 gehören und an den gleichen Positionen in den Gruppen relativ zueinander positioniert sind, miteinander an entsprechende Ver-

5» drahtungsleiter 28 angeschlossen sind, die zu eirer weiteren Abtasterschaltung 24 führen. Nachstehend werden die Diodengruppen wi:; etwa die Gruppe 26 als Diodenzeilen bezeichnet, während die an den relativ dazu identischen Positionen in den verschiedenen Gruppen liegenden Dioden als Diodenspalten bezeichnet werden. Ferner wird die IS 23 als Zcilenabtaster-IS und die IS 14 als Spaltenabtaster-IS bezeichnet. Der gezeigte Fotodetektor kann somit als matrixgesteuerter Detektor bezeichnet werden, bei dem die Ausleseoperation durch

«ι Einzelabtastung der Zeilen- und der Spaltendioden durchgeführt wird. Die Ausleseoperation wird unter Bezugnahme auf Fig. 4a kurz erläutert. Zuerst wird durch einen Verdrahtungsleiter 27-1 die Diüdenzeile 26-1 angesteuert, und den Verdrahtungsleitern 28-1 bis

ft5 28-5 wird sequentiell einzeln nacheinander Energie zugeführt. Damit werden d.c der Diodenzeile 26-1 zugeordneten Fotodioden sequentiell einzeln nacheinander abgetastet. Dann wird durch einen Verdrahtungsleiter 27-2 die

Diodenzeile 26-2 angesteuert, und den Verdrahtungsleitcrn 28-1 bis 28-5 wird sequentiell einzeln nacheinander Energie zugeführt. Damit werden sämtliche Fotodioden des Fotodiodenlelds 10 sequentiell abgetastet. Der Detektor nach den Fig. 4a und 4b wird implementiert durch kompaktes Anordnen der IS der Diodenfelder, die in einem konventionellen Silizium-IS-Herstcllungsvcrfahren hergestellt wurden. Im Fall des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 5a und 5b wird ein Diodenfeld 29 entsprechend dem Diodenfeld 25 nach Fig. 4a mittels eines Verfahrens realisiert, das dem Verfahren zum Herstellen der Fotodioden 10 in vereinfachter Form im Vergleich zu der Ausbildung nach Fig.4a ähnlich ist. Die Fig. 5a und 5b zeigen gemeinsame Elektroden 30 oder Zonen gleicher Leitfähigkeit (n- oder/»-Leitfähigkeit) für die einzelnen Gruppen von Dioden 29. Im crstercn Fall sind zwischen den gemeinsamen Elektroden und den Dioden 29 Metall-Halbleiter-Übcrgängc gebildet, oder alternativ sind in den Dioden 29 pn- oder /wi-Übergänge gebildet, so daß eine Gleichrichterfunktion oder -lahigkeit erhalten wird. Im letzteren Fall sind zwischen den Zonen 30 und den Fotodioden pn- oder /w-Übergänge gebildet, um die Gleichrichtung zu ermöglichen.

Nachstehend wird das Grundkonzept des Operationsmechanismus des matrixgesteuerten Auslcscsystems erläutert.

Zuerst wird der Operationsmechanismus einer Bildelementeinheit beschrieben.

Das Wesentliche des Operationsprinzips liegt darin, daß die fotoelektrisch erzeugten elektrischen Ladungen an Knoten gespeichert werden, die zwischen den Dioden und den zueinander entgegengesetzt vorgesehenen Fotoleiterschichten oder zwischen den ebenfalls zueinander entgegengesetzt angeordneten Dioden und Fotodioden liegen, wobei diese Knoten in bezug auf die Umgebung (d.h. andere Schaltungsteile) elektrisch isoliert sind und die Dioden nur beim Auslesen der Signale eingeschaltet werden, wodurch die Signaiiadungen von den Knoten entnommen werden. Wenn dieses Prinzip in dem Matrixfeld zu realisieren ist. ist eine Spannungsversorgung zum Vorspannen der Dioden in Sperrichtung zur Vermeidung von Einstreuungen und für andere wesentliche Schaltungsteile erforderlich.

Die Fig. 6a und 6b zeigen Ersatzschaltbilder von Bildelementeinheiten, die Fig. 6c und 6d zeigen in Ersatzschaltbildern Operationen der Bildelemente, in denen ein Signal gespeichert ist. und die Fig. 6e und 61" sind Ersatzschaltbilder, die die Operationen der Bildelemente beim Auslesen der Signalladung verdeutlichen. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daü die Fig. 6a. 6c und 6e die Bildelementeinheit zeigen, die durch eine Reihenschaltung einer Diode und einer Fotolciter-Dünnschicht gebildet ist. wogegen die Fig. 6b. 6d und of eine Bildelementeinheit zeigen, die durch eine antiscriellc Verbindung einer Diode und einer Fotodiode gebildet ist. Dabei stellen mit α bezeichnete Teile die Diode dar. während mit b bezeichnete Teiie den Fotodioden oder Fotoleitern (Fotoleiterschichten) entsprechen.

Wenn die Signalladung gespeichert wird, werden beide Enden der Bildelementeinheiten mit Erde verbunden (vgl. die Fig. 6c und 6d). Da in den Knoten A zum Rücksetzzeitpunkt (d.h. zum Zeitpunkt des vorhergehenden Auslesens) eine positive Ladung injiziert wurde, sind sämtliche Dioden in Sperrichtung vorgespannt und liegen im Stromsperrzustand. wenn beide Enden des Bildelements an Erde liegen. In diesem Zustand ist der Knoten A elektrisch vollständig von der Umgebung oder anderen Schaltuneselementen mit Ausnahme von Dunkelströmen und kapazitiven Leekslrömen der Diode und der Fotoleiterschieht (oder der Fotodiode) isoliert. Die am Knoten A gespeicherte Ladung kann nur durch den lichtelektrisch erzeugten Strom oder Fotostrom /,,,, entnommen werden, wodurch Information über die Lichtstärke am Knoten A in Form der Ladungsmenge gespeichert wird.

Wenn der Anfangsladungswert am Knoten A mit IO bezeichnet wird, wird das am Knoten A nach Ablauf der Speicherzeit ι vorhandene Potential V₁₁ wie folgt ausgedrückt:

mit (■„-- die Kapazität tier lololciterschichl oder

der Fotodiode und
( j die Kapazität der Diode.

Der Anlangsladungspcgcl oiler das Potential I₁₁ ist bestimmt durch den Wert des Potential* l'„ /um Rücksel/zeitpunkl. Somit ist

mit I / - eine an das Oherendc des Bildclements /um Rückscl/./cilpunkt angelegte'Spannimg und

ί „ = ein an der Diode erzeugter Abfall der DurchlaUspaiiiumg.

Weii.i das Oberende des Hildelements dann geerdet wird, wird die Diode abgeschaltet, wobei die Ladung /wischen den Kapazitäten C₁₁ und C_d aufgeteilt wird. Der Anfangszeit I',, kann somit gemäü dem folgenden Ausdruck bestimmt werden:

'■·

tür die Signaiaiisieseoperalion wird die Spannung >', an das Oberende des Bildelemeiils zum Anschalten der Diode angelegt, wodurch der Knoten A wieder geladen wird. Finintegrierter Wert Q, eines während dieses Vorgangs fließenden Stroms (/) enthüll die optische Signalladung /,,,, 7',. wie aus dem folgenden Ausdruck ersichtlich i

γ Ve-

mit /,-die Speicherdauer.

Nachstehend wird ein Verfahren zum Auslesen dei optisch geladenen Signale einzeln nacheinander aus der in dem Matrixfed angeordneten Bildelementen angegeben.

Fig. 7a zeigt den Zustand, in dem das bei (.v. y= 1,1 liegende Bildelement in der Schaltung angesteuert wird wenn die vorstehend erläuterten Bildelemente in den matrixgetriebenen Feld verdrahtet sind. Dabei sind mi (Ί2. Cn und C22 parasitäre Kapazitäten der Zeilenver drahtungsleiter bezeichnet. In diesem Zustand wird nich nur das bei (1,1) liegende Bildelement, sondern auch da bei (2.1) liegende Bildelement gleichzeitig angesteuert Um eine solche Situation auszuschließen, ist der Zeilen verdrahtungsleiter. der an der durchzuführenden Ausle seoperation nicht teilnimmt, mit der Sperrvorspannungs quelle V_h (vgl. Fig. 7b) verbunden. Auf diese Weise kam die Diode des bei (2,1) liegenden Bildelements ausgeschal tet werden. In diesem Zusammenhang ist zu erwähner

dall ein ähnliches Problem im lall der übrigen HiItIcIcmcnlc bei (1.2) und (2.2) nicht auftritt, da die zugehörigen Dioden stark in Sperrichlung vorgespannt sind

Die Kig. 7a und 7b zeigen eine Matrix aus zwei /eilen und zwei Spalten als Beispiel für die Mutrixkonfigurulinn zur Vereinfachung der Erläuterung der Funktionsweise. In diesem Kali ist eine Gruppe Bildelemenle (1.1). (2.1) und die andere Gruppe Bildeleniente (1.2). 2.2) jeweils den Diode·-, eilen 26-1 bzw. 26-2 in I- ig. 4a zugeordnet.

Fig. 8 zei^t beispielhaft eine vollständige Schaltungsanordnung der linearen Detcktorvorrichlung vom Kontakttyp nach den Fig. 4a und 5a. 10 zeigt die Fotodiode in einer Ersatzschaltung, wobei eine F'oiostroinquelle mit 18 und ein Äquivalenlkondensator 19 vorgesehen sind. Eine Abtaster-IS ist mit 23 und ein durch zwei MOS-Transistoren gebildeter Zweipolschalter mit 31 bezeichnet. Zum Ansteuern des Bildelements wird die Sperrdiode 25' in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß die Fotodiode 10 mit der Vorspannungsquclle 20 verbunden ist. während die Fotodiode 10 un Erde IiC¹M. wenn das zugehörige Bildelcment nicht angesteuert wird. Fig. X zeigt den Zustand, in dem die Spalte 27' von dem Zwcipolschalter 3Γ angesteuert wird. Ein Treiber 17 steuert diese Schalter einzeln nacheinander an. Zu diesem Zweck kann z. B. ein dynamisches Zweiphasen-Schieberegister verwendet werden. Eine Zeilenabtastcr-lS ist mit 24 und ein Zweipolschaltcr aus einem Paar von MOS-Transistoren mit 32 bezeichnet, wobei der Zweipolschalter 32 den zugehörigen Zcilcnverdrahtungsleiler 28 an die Ausgangsleitung 12 im Ansteuerbetrieb und an die Vorspannungsquelle 33 der Sperrdiode im Niehlansteucrbe-Irieb anschließt. Fig. 8 zeigt den Zustand, in dem der Zeilcnverdrahtungsleiter 28' angesteuert ist. Das Signal des Bildclements 10' kann auf die Ausgangsleitung 12 über eine durch eine starke Vollinic bezeichnete Route ausgelesen werden. Der Zeilenverdrahtungslciter 28 ist durch zwei Metallisierungsschichtcn gebildet. An Stellen, an denen die Verdrahtungsleiter einander schneiden, wie bei 28". sind zwischen den einander schneidenden Leitern Kapazitäten gebildet. Diese sind allgemein durch einen parasitären Kondensator 51 in Fig. X dargestellt. Wie nachstehend im einzelnen erläutert, bewirkt die parasitäre Kapazität das Auftreten einer Ausglcichsspannung. die höher als die Signalausgangsspannung auf der Ausgangsleitung 12 ist, was die folgenden Signalvcrarbeilungsschritte wie Integration. Verstärkung u.dgl. erschwert. Zur Ausschaltung der störenden Ausgangsgleichspannung sind ein Kondensator 51' mit einer Kapazität gleich derjenigen des parasitären Kondensators 51, eine Spannungsquellc 33' zur Lieferung einer Spannung der gleichen absoluten Größe wie diejenige der Vorspannung 33. jedoch mit umgekehrter Polarität, ein Schalter 36' zum Verbinden der Spannungsquelle 33' mit der Ausgangsleitung unmittelbar vor der Signalauslesung und Kondensatoren 51", deren Kapazität gleich den parasitären Kapazitäten anderer Bildelemente ist, in der in Fig. X gezeigten Weise zusammengeschaltet. Der Ausgangskreis kann entweder in Form einer Spannungsauslescschallung 34 oder in Form einer Stromausleseschaltung 35 realisiert werden. Die Spannungsausleseschaltung 34 ist so ausgelegt, daß die Spannung auf der Ausgangsleitung 12, die in Abhängigkeit von der im Kondensator 19 der Fotodiode gespeicherten Signalladung ansteigt, an den Ausgang 39 durch einen Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz geführt wird. Nach dem Auslesezyklus bleibt der Abtasterschalter in seinem Zustand, während das Bildelement 10' durch den Schalter 36 rückgesetzl wird. D.h., dem Bildelement wird die Vorspannung 20 zugeführt, wodurch es in den Ausgang.s/usland zurückgebracht wird. Im Fall eines Detektors, der zum Lesen eines Dokuments der Standardgröße DIN A 4 (21 cm breit) verwendet wird und eine Autlösung von X Zeilen mm hat. beträgt die Signalladung, die im Bildelement 10' gespeichert ist. selbst im Sätligimgslall nicht mehr als ca. 1.7 pC. Andererseits betragen die Kapazitäten der Kondensatoren 51. 5Γ und 51". die die Verbraucher bilden, bis zu ca. lOOpF. Infolgedessen beträgt die auf der Ausgangsleitung 12 aiii tretende Spannung 17 mV unter der Annahme, daß die vorhergehende Signalladung auf diese Kondensatoren 51. 5Γ und 51" übertragen wurde.

Die Slromauslcseschallung 35 besteht aus einem Slrominlegrierglied 42. einem Integrationskondensator 41. einem Kapazitäts-Rücksetzschaltcr 43. einem Abt.istschallcr 52. einem Signalhaltckondensator 46 und einem Verstärker 47 mit hoher Eingangsimpedanz. Die gesamte im Bildelcment 10' gespeicherte Ladung Q„ wird der Slromauslcscschaltung 35 in Form eines Stroms zugeführt und im Intet;rationskondensator41 (Kapazität: Cy) gespeichert. Am Ausgang des Integrationsglieds 42 erscheint eine Spannung - Qs'Ql· ^m Abhängigkeit von der im Kondensator 41 gespeicherten Signalladung Q_s- Z. B. sei angenommen, daß die Kapazität C, I pF beträgt, so ist die Signalspannung ca. 1.7 V imSättigungsfall wie im Fall der oben erläuterten Spannungsausleseschaltung. Der folgende Ablast- und Hallekreis hat die Funktion, die Spannung - (JyCVbei Beendigung der Integration abzutasten und sie bis zum nächsten Abtastzeitpunkl zu ι speichern.

Nachstehend wird der Operationsmeehanismus des matrixgestcucrten Auslescsyslems konkret unter Bezugnahme uul*die Ersatzschaltbilder der Fig. 9a-e und das Impulsdiagramm von Fig. 10 erläutert. Zuerst ist (vgl. F i g. 9a) ein linde der Diode 25 an die Vorspannungsquel-Ic 20 angeschlossen, während das Ende des Kondensators 19 entgegengesetzt der Diode 25 über den Schalter 36 oder den Widerstand 40 an Erde gelegt ist. Infolgedessen ist die Diode 25 in Durchlaßrichtung vorgespannt und wird ι eingeschaltet, wodurch die Videovorspannung 20 in dem Kondensator 19 der Fotodiode 10 geladen wird. Anschließend wird der Schalter 32 umgeschaltet und stellt eine Verbindung mit der Spannungsversorgung 33 her (vgl. Fig. 9b). Dann ist die Diode 25 in Sperrichtung ■ vorgespannt und sperrt den Stromfluß. Die Diode kann dann in äquivalenter Weise als Kapazität gemäß 25' genutzt werden. In diesem Zustand ist der zwischen den Kondensatoren 25' und 19 liegende Knoten vollständig von den übrigen Schallungsteilen mit Ausnahme der ι Fotostromquelle 18 getrennt. Da die Ladung des Knotens 57 durch die Folostromquelle 18 in Abhängigkeit von dem auftreffenden Lichtsignal entladen wird, wird am Knoten 57 eine entsprechende fotoelektrisch erzeugte Ladung gespeichert. Wenn die fotoelektrisch erzeugte > Ladung im Speicherzustand zum Auslesen weiterer Bildelcmente gehalten wird, wird der Schalter 31 umgeschaltet, um den Schaltungspunkt 58 an Erde zu legen (vgl. Fig. 9c). oder der Schalter 32 wird zusätzlich umgeschaltet, wodurch der Schaltungspunkt 59 an den Lastkondensa-Ii tor 51 oder den Lastwiderstand 40 angeschlossen wird unter Erdung des Schaltungspunkts 58 (vgl. Fig. 9d). Jedenfalls ist es notwendig, die Diode 25 während der Periode zu sperren, in der die gespeicherte Signalladung am Knoten 57 gehalten wird, um dadurch das Auftreten 5 von Einstreuungen mit anderen Bildelementen zu unterdrücken. Die Diode 25 wird unmittelbar bevor die Ausleseoperation stattfindet eingeschaltet. Dieser Zustand ist in Fig. 9e gezeigt.

Zu diesem Zeitpunkt ist zwar der Zeilenverdrahtungsschalter 28 zur Vorspannung der Diode 25 in Sperrichtung an die Spannungsversorgung angeschlossen, aber der Spaltenverdrahtungsleiter 58 ist an die Spannungsversorgung 20 zum Vorspannen der Diode 25 in Durchlaßrichtung angeschlossen, während der Kondensator 19 im wesentlichen vollständig entladen ist zur Speicherung der Signalladung und im wesentlichen keinen Spannungsabfall erzeugt. In diesem Zustand besteht die Tendenz, daß die Diode 25 unter der Vorwärtsvorspannung eingeschaltet wird. Unter diesen Umständen muß das Einschalten der Diode durch adäquates Erhöhen der Spannung V_n der Spannungsquelle 33 verhindert werden. Wenn die gespeicherte Signalladung mit Q_s (Coulomb), der Wert des Kondensators 19 mit C₁₁, der Kapazitätswe't der Diode 25 mit C₁/und der bei Vorspannung der Diode 25 in Durchlaßrichtung erzeugte Spannungsabfall mit V,_t bezeichnet wird, ergibt sich die an die Diode angelegte Vorwärtsspannung K durch den folgenden Ausdruck:

Qs-CJI₁₁-I,,) C_n+C,

(I) tcnverdrahtungslcitern verbunden sind, angelegt, wie aus den Signalvcrläufcn Y\. Y₁ und Ki ersichtlich ist. Andererseits werden Spannungsimpulsc ΑΊ, Xi, Xi und X4 gemäß Fig. 10 an die Zcilenverdrahtungsleitcr 28 ange-

legt, wodurch sämtliche Reihen X W während der

Periode, in der jeder einzelne der Spaltenvirdrahtungsleiter Y₁ den W-Pegtl hat. abgetastet werden. Es ist zu beachten, daß der Schalter 32 infolge des / -Pegels auf die Spannungsquelle 33 umgeschaltet wird, während der Schalter 32 infolge des tf-Pegels auf die Ausgangsleitung 12 umgeschaltet wird. Unmittelbar nach der Ausleseoperation wird der Löschschalter 36 geschlossen, so daß die zugehörige Fotodiode zu dem durch CLR in Fig. 10 wiedergegebenen Zeitpunkt rückgesetzt wird. Am Schaltungspunkl 57 der Fotodiode an dem Schnittpunkt zwischen der ersten Spalte und der zweiten Reihe auftretende Änderungen des Potentials Ks- sind in Fig. 10 ebenfalls gezeigt. Es ist ersichtlich, daß während einer Periode von in bis /1 die Fotodiode gelesen und rückge-

'.. Die folgende Bedingung muß erfüllt sein, damit die

/f» Spannung K nicht positiv ist:

(2)

Im Fall der Fotodetektorvorriehtung. deren Fotolciter-Dünnschicht aus amorphem Silizium (Si) gebildet ist und die eine Erfassungspreis von 220 mm und eine Auflösung von 8 Zeilen/mm hat, ist der Höchstwert von Qs ca. 1,7 pC. und der Wert von C₁, ist ca. 0.17 pF. Wenn also die Diode 25 durch eine Siliziumdiode gebildet ist, muß die Speisespannung V_n größer als 10.5V sein, weil Kj=O₁SV. Das Auslesen des Signals erfolgt durch Anschalten des Schaltungspunkts 58 an die Vorspannungsquelle 20, während der Schaltungspunkt 59 an die Ausgangsleitung 12 angeschlossen wird. Da die Spannungsquelle 33 mit der Ausgangslcitung 12 über die parasitäre Kapazität 5i gekoppelt ist, erfolgt zu diesem Zeitpunkt eine Erhöhung der Spannung auf der Ausgangsleitung.

Somit ist im einen Fall die Spannungsquelle 33 an die Diode 25 über den Schalter 32 und im anderen Fall an die Ausgangsleitung durch den parasitären Kondensator 51 angeschlossen. Zur Verdeutlichung dieser beiden Fälle zeigen die Fig. 9d und 9e jeweils zwei gesonderte Spannungsquellen 33. Der Anstieg der Ausgangsspannung ist im Vergleich zu der eigentlichen Signalkomponente sehr hoch, was die anschließende Signalverarbeitung schwierig macht. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, wird der Anstieg der Ausgangsspannung durch den Kondensator 51' und die Spannungsquelle 33' in der in Verbindung mit Fig. 8 erläuterten Weise ausgeglichen.

Fig. 10 ist ein Impulsdiagramm, das die Steueroperation der Schaltung nach Fig. 8 zeigt, wobei zur Vereinfachung angenommen wird, daß die Matrix aus drei Spalten und vier Zeilen besteht. Yi. Yt und Ki sind an die Spaltenverdrahtungsleiter 27 angelegte Spannungsimpulse, wobei L den Erdpotentialpegel und H den Pegel der an die Fotodiode oder die Fototeiter-Dünnschicht angelegten Vorspannung bezeichnet. Die Vorspannung 20 wiro sequentiell an die Fotodiodengruppen oder vJnippen von Fotoleiter-Dünnschichten, die mit den jeweiligen Spal-

50 SOi/.i wird, während die SignaliiiuUng in der Fotodiode während einer Periode von h bis ίο gespeichert wird, worauf eine Periode von in bis /m folgt, in der die Signalladung wiederum ausgelesen und die Fotodiode rückgeselzt wird. Eine Strichlinienkurve 60 bezeichnet den Zustand, in dem kein optischer Eingang vorhanden ist. Andererseits entspricht eine Vollinienkurve 61 dem Fall, in dem der optische Eingang vorhanden ist und die Spannung K₅₇ progressiv aufgrund der Speicherung der Signalladung gesenkt wird. Da sich der Schaltungszustand des Fotodetektor im Lauf der Zeit ändert, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 9a-e beschrieben ist. erfährt die Spannung K₅- nach Fig. 10 entsprechende Änderungen. Es ist jedoch zu beachten, daß die am Knoten 57 gespeicherte Ladung nur den von Fotostrom hervorgerufenen Änderungen unterworfen ist. solange die Bedingung für die Speisespannung K₈ entsprechend der Gleichung (2) erfüllt ist. Ein Signalverlauf Ks q bezeichnet die Si«ηnun" um Schii!tun^Dsⁿunkt 59 unter der Annahme, daß das Spannungsausleseverfahren ohne Verwendung des Widerstands 40 angewandt wird. Die erhaltene Ausgangsspannung ist mit K„_u, bezeichnet.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 unl 12 wird die StromauslescschaUung erläutert, mit der eine höhere Ausgangsspannung als mit der Spannungsausleseschaltung erhalten werden kann. Wenn gemäß dem Impulsdiagramm von Fig. 12 Signalimpulse S32. Sn', S32'". S52, .Vj6' und S43 den W-Pegel haben, werden die Schalter 32, 32'. 32", 32'". 52', 36' und 43 in der nachstehend erläuterten Weise eingeschaltet. Zuerst wird der Schalter 32 auf die Ausgangslcitung umgeschaltet, und gleichzeitig wird der Schalter 36' abgeschaltet, wodurch die Spannungssignalkomponente der im Diodenkondensator 19 gespeicherten Ladung entsprechend dem schraffierten Bereich K_); auf die Ausgangsleitung 12 ausgegeben wird. Wenn die aus der Zweischichtverdrahtung resultierende parasitäre Kapazität 15" gleich der Scheinkapazität 51" ist. wenn ferner eine Summe der Kapazitäten 25' und 29' anderer Bildelemente, die an den Schaltun.ispunkt 59 angeschlossen sind, gleich der Scheinkapazität 51" ist, und wenn schließlich absolute Größen der Speisespannungen 33 und 33' einander gleich sind, erscheint in diesem Fall nur die Signalkomponente am Anschluß 12 und wird durch einen Lastwiderstand R (der in Fig. 11 mit 40 bezeichnet ist) entladen, so daß sie schließlich OV beträgt. Inzwischen wird der Rücksetzschaitcr 43 des !nlcgrationsgüeds 42 geöffnet, wodurch der Kondensator 41 mit dem durch den Lastwidcrstand R (40) fließenden Strom aufgeladen wird. Da der Integra-

tionsv.rat^rker 42 uurch den Kondensator 41 mil einer negativen Rückkopplung versehen ist, hat der negative Eingang 40' des Verstärkers 42 das gleiche Potential wie der positive Eingang (d.h. Erdpotential). Somit scheint c- r Strom / durch den Widerstand R zu Erde gezoger: zu ■ werden. Wegen der sehr hohen Impedanz des Eingangs 40' fließt jedoch der gesamte Strom tatsächlich in den Kondensator 41 und lädt diesen auf. Dieser Strom ist in Fig 12 bei /dargestellt. Da die gesamte Signalladung Q_s, die aus dem Fotodioden-Kondensator 19 entladen wird, ι durch den Lastwiederstand R (40) fließt, bezeichnet der Integrationswert des Stroms / (durch den schraffierten Bereich bezeichnet) die Signalladung Q_s. Wenn der Wert des Integrationskondensators 41 mit C_h- bezeichnet wird, nimmt die am Ausgang 53 auftretende Spannung einen ι Wert an, der durcii QsIC₁.-gegeben ist. Zu dem Zeitpunkt, wenn diese Ausgangsspannung stabilisiert ist. wird die Spannung an einen Haltekondensator 46 unter Steuerung durch den Abtastimpuls Sn übertragen. Die am Haltekondensator 46 auftretende Spannung wird von dem : Verstärker 47 mit hoher Eingangsimpedanz empfangen, so daß ein Sigral K₄₈ (vgl. Fig. 12) am Ausgang des Verstärkers 47 auftritt.

Die Fig. 13 und 14 zeigen einen beispiclsweisen Aufbau des Fotodetektors. Dabei sind vorgesehen ein vom Detektor zu lesendes Dokument I, ein Glassubstrat 8, Lichtleitfasern 9, Fotoleiterschichten 10, die die Funktion von Fotodioden haben können, das Diodenfeld 25, auf der beleuchteten Seite der Fotodioden angeordnete lichtdurchlässige Nesa-Elektroden 62, eine Al-Verdrahtung 63 für die Spaltenabtastung, eine Al-Verdrahtung 64 für die Zeilenabtastung, eine Isolationsdünnschicht 65 für die Mehrschichtverdrahtung, Erhebungen 66 zum Befestigen und elektrischen Anschließen der Diodenfelder 25, in der Isolationsschicht 65 gebildete Durchgangslöcher 68 und 68' zum Anschließen von Drähten oder Leitern 28 zu der Spaltenabtast-Al-Verdrahtung 63 und Durchgangslöcher 70 zum Anschließen der Diodenfelder 25 an Leiter 27. Nachstehend wird zuerst kurz ein Herstellungsverfahren des so aufgebauten Fotodetektors erläutert. In einem ersten Schritt wird die lichtdurchlässige Elektrode 62 über einer gesamten Oberfläche des Glassubstrats gebildet. Die lichtdurchlässige Elektrode kann durch Aufbringen von ITO (indiumhaltigem Zinnoxid) oder SUO2 mit einer Dicke von ca. 1000 Ä oder von halbdurchsichtigem Ta mittels HF-Zerstäubung gebildet werden. Anschließend werden durch Aufdampfen im Vakuum eine Ni-Cr-Schicht mit einer Dicke von 450 Ä und eine Al-Schicht mit einer Dicke von 0,8 μηπ aufgebracht. Dann werden die ITO- und Al-Schichten durch Ätzen entfernt, so daß Muster der lichtdurchlässigen Nesa-Elektroden 62 und der Spaltenabtast-Al-Verdrahtung 63 gebildet werden. Dann wird die Al-Schicht nur an mit 72 bezeichneten Bereichen entfernt. Anschließend wird amorphes Silizium mit einer Dicke von ca. 2μηη durch HF-Zerstäubung aufgebracht, um dadurch die Fotoleiterschichten 10 nur an den mit 10 bezeichneten Bereichen unter Verwendung einer entsprechenden Maske zu bilden. Dann wird über der Schicht 10 mit Ausnahme von Bereichen, die rechts von den Fotodioden liegen, ein Al-Film mit einer Dicke von ca. 0,8 μτη aufgebracht. Danach werden die rechts von den Fotodioden liegenden Bereiche mit Fotoresist bedeckt, und dann wird das Al-Muster über den Fotodioden und auf deren linker Seite durch Fotolithografie entfernt, so daß die Muster 27 und 26 gebildet werden. Ein Polyimid-Isolationsfilm (z.B. Polyimidisoindrokinasolindion)mit einer Dicke von ca. 4μπι wird über die Gesamtoberfläche des Detektors aufgebracht. Dann wer-

den in dem Polyimidharzfilm durch Fotolithografie Durchgangslöcher 70, 69 und 68 dort gebildet, wo Anschlüsse an die Diode 25 und an die Zweischichtverdrahtung 28 herzustellen sind. Schließlich werden Cr und . Cu in Dicken von 0.07 μΐη bzw. 0,05 μπι durch Aufdampfen im Vakuum aufgebracht, so daß die exponierten Erhebungen 66 zum Anschluß an den Diodenchiy 25 und die exponierte Zweischichtverdrahtung 67 durch ein Bclichtungs-Entwicklungs-Verfahren unter Verwendung; entsprechender Fotoresistmasken gebildet werden. In dieser Phase wird Cu in einer Dicke von 5μΐη aufgebracht, worauf Pb in einer Dicke von 3 μπι und dann Su in einer Dicke von 5μΐη aufgebracht werden, und zwar sämtlich durch Galvanisieren. Anschließend werden nach dem Entfernen des Fotoresistmaterials die Cu-Schicht mil 0,5 μιτι Dicke und die Cr-Schicht mit 0,07 μΐη Dicke unter Verwendung des erwähnten Musters als Maske weggeätzt. Damit wird das fertige Muster erhalten. Schließlich wird das Diodenfeld 25 mit der fertigen »ι Detektorbaugruppe in der in den Fig. 13 und 14 gezeigten Weise verbunden.

Es ist zu beachten, daß auf der rechten Seite der Fotodioden 10 eine Zweischichtverdrahtung zum Anlegen der Diodenisolationsspannung gebildet ist; diese ist !5 aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.

Das Diodenfeld nach den Fig 15 und 16, das in dem

Fotodetektor verwendet wird, umfaßt ein /i-leitfähiges Halbleitersubstrat 72, eine p-leitfähige Diffusionsschicht 73 und eine /ι-leitfähige Diffusionsschicht 74, wobei ein

mi Übergang zwischen den Schichten 73 und 74 eine Diode bildet. Durch Anlegen der Sperrvorspannung zwischen das Substrat 72 und die p-leitfähige Diffusionsschicht 73 kann eine Einstreuung aufgrund der Diffusion von Trägern zu und von den Dioden unterdrückt werden. Ein durch Thermooxidation gebildeter Isolationsfilm 75 hat eine Dicke von 1 μηι, ein Isolationsfilm 76 besteht aus phosphoriertem Glas mit einer Dicke von 0,8 μπι, ferner sind vorgesehen Elektroden 77 der Al-Verdrahtung, ein SiO2-Isolationsfilm 78, der in einem chemischen Auf-

4(i dampfverfahren aufgebracht wurde, Al-Elektroden 79 für Anschlußstreifen und Lotwarzen 80 zum Anschluß an das Substrat, deren jede durch einen Stapel von Cr, Cr-Cu, Cu-Su und PbSu (in dieser Reihenfolge von unten gesehen) durch Aufdampfen und Galvanisieren gebildet ist. In Fig. 15 sind mit 81, 8Γ, 8Γ etc. m;: den Fotodioden verbundene Anschlüsse bezeichnet, ferner sind vorgesehen Anschlüsse 82, die an die Zeilenabtastleiter angeschlossen sind, und ein Anschluß 83 zum Anlegen einer Spannung an das Substrat 72. Es ist nochmals darauf hinzuweisen, daß die Sperrvorspannung zwischen die Anschlüsse 83 und 82 gelegt wird, so daß eine zufriedenstellende Isolation der Diode erhalten wird.

Das Schaltbild nach Fig. 17 zeigt die Abtaster-IS, die

in dem Fotodetektor verwendet wird. Es ist zu beachten, daß für Spalten- und für Zeilenabtastung jeweils die gleiche IS verwendet wird. Ein dynamisches Zweiphasen-

Schieberegistcr 17 umfaßt Ausgänge ΑΊ X_n, die

Ausgangsimpu'se an den Anschlüssen

X₁ X_n synchron mit Zweiphasen-Taktimpulsen o₂

μ und Oi aufgrund eines an einen Anschluß 87 angelegten Startsignals erzeugen. Symbole ΛΊ, ..., X_n bezeichnen Ausgänge, an denen Signale auftreten, die denjenigen an den Anschlüssen Xi, ..., X_n komplementär sind. Die von den Ausgängen ΑΊ und Xi abgeleiteten Ausgangssignale (>5 werden durch ein NOR-Glied 90 und ein Nichtglied den Gateelektroden von MOS-Transistorschaltern und 93 mit entgegengesetzten Polaritäten und ohne Überlappung zugeführt, wodurch ein auf einen Eingang

13

94 gegebenes Signal an einen Anschluß 95 oder % weitergeleitet wird. Der Anschluß 96 ist ta einem Ohmkreis 35 oder einen kapazitiven Lastkreis 34 innerhalb der IS angeschlossen. Diese Lastkreise 34 und 35 weisen Ausgänge 48 bzw. 39 auf. Die Arbeitsweise des IS wurde s bereits erläutert.

Fig. 18 zeigt den konkreten Schaltungsaufbau der Schaltung von Fig. 17, die durch ein n-Kanalverfahren implementiert ist. Zur Erzielung eines geringen Energieverbrauchs und eines Hochgeschwindigkeitsbetriebs sind κι MOS-Transistoren vom Verarmungstyp und vom Anreicherungstyp gemischt eingesetzt. Die MOS-Transistoren vom Verarmungstyp sind durch Striche, die in ihre jeweiligen Kanalzonen eingezeichnet sind, gekennzeichnet. Die Kondensatoren 41 und 46 sind ebenfalls in Form is von MOS-Kondensatoren verwirklicht. Ein MOS-Transistor 100 der als Stromquelle für die MOS-Verstärker 42, 47 und 43 dient, ist in einer />-leitfähigen Senke gebildet, wodurch an einen Anschluß 9 eine negative Spannung angelegt werden kann, was wiederum bedeu- :n tet. daß die dynamischen Bereiche dieser Verstärker vergröbert sind. Ein Anschluß 98 ist mit einer Stromversorgung für die Verstärker und das Schieberegister verbunden.

Aus der vorstehenden Erläuterung ist ersichtlich, daß :> der Fotodetektor mit dem angegebenen Ansteuerschema den Abtastvorgang mit einer im Vergleich zu dem bekannten Detektor mit sequentieller Ansteuerung erhebjch reduzierten Anzahl von Einzelteilen durchführen kann und daß er außerordentlich einfach und koslengün- jn stig herzustellen ist.

Hierzu Il Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fotodetektor mit einer wenigstens in zwei Gruppen unterteilten Mehrzahl von jeweils durch eine Reihenschaltung aus einer Fotoleitschicht und einer Diode oder aus einer Fotodiode und einer entgegengesetzt gepolten Diode gebildeten Bildelementeinheiten, von denen zum ersten alle zu einer Gruppe gehörenden Bildelementeinheiten mit jeweils einem Leiter aus einer ersten Leitergruppe und zum zweiten die innerhalb ihrer Gruppen an gleicher Stelle liegenden Bildelementeinheiten aller Gruppen mit jeweils einem Leiter einer zweiten Leitergruppe verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitergruppe (27) mit einem ersten Treiber (23) und die zweite Leitergruppe (28) mit einem zweiten Treiber (24) verbunden ist, daß der erste Treiber (23) nur an den Leiter der ersten Leitergruppe (27) eine erste Vorspannung (20) gegenüber Erde anlegt, der an die auszulesende Bildelementeinheit (z.B. 10' in Fig. 8) angeschlossen ist, und aiie übrigen Leiter mii Erde verbindet, daß der zweite Treiber (24) nur den Leiter (zB. 28^ der zweiten Leitergruppc (28) mit einer Ausgangsleitung (12) verbindet, der an die auszulesende Bildelementeinheit (z. B. 10') angeschlossen ist, und alle übrigen Leiter mit einer zweiten Vorspannung (33) gegenüber Erde verbindet, daß die Ausgangsleitung (12) entweder an eine Spannungsausleseschaltung (34) mit einem gegen Erde hochohmigen Eingangswiderstand angeschlossen ist, der nach jedem Auslt-evorgang einer Bildelemcnteinhcit (10') kurzgeschlossen wird (36), cx?^e,r an eine Stromausleseschaltung (35) angeschlossen ist, die den Strom durch einen Lastwiederstand (40) füMt, der die Ausleseleitung (12) mit Erde verbindet, daß die erste Vorspannung (20) so gewählt ist. daß die Diode (z. B. 25') einer mit dieser Vorspannung und der Ausleseschaltung (34; 35) verbundenen Bildelementeinheit (10') leitet, und daß die zweite Vorspannung (33) so gewählt wird, daß die erste Diode (25) einer mit dieser Vorspannung und der ersten Vorspannung (20) oder Erde verbundenen Bildelementeinhcit (10) sperrt.

2. Fotodetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelcmenteinhciten (10) in einer eindimensionalen Anordnung aufgereiht sind, wobei jede Gruppe durch aneinander angrenzende Bildelementeinheiten gebildet ist.

3. Fotodstektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der parasitären Kapazität (51) eines Leiters (28') der zweiten Leitergruppe (28) dadurch kompensiert ist, daß ein dieser Kapazität entsprechender Kondensator (51') mit einem Ende an die Ausgangsleitung (12) und mit dem anderen Ende an eine Spannungsquelle (33') angeschlossen ist, deren Spannung der zweiten Vorspannung (33) entspricht, jedoch zu dieser entgegengesetzt gepolt ist.