DE3223840C2

DE3223840C2 - Bildsensor

Info

Publication number: DE3223840C2
Application number: DE19823223840
Authority: DE
Inventors: Minoru Yokosuka Kanagawa Kanzaki; Kazumi Komya
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1981-06-25
Filing date: 1982-06-25
Publication date: 1985-01-10
Also published as: DE3223840A1; NL191400B; NL191400C; NL8202552A; GB2103049A; GB2103049B; FR2508746A1; FR2508746B1

Abstract

Mehrere Fotowiderstände (R ↓1 ↓1 bis R ↓m ↓n) sind auf einem nichtleitenden Substrat (22) ausgebildet und erstrecken sich in einer geraden Linie. Die Fotowiderstände sind in m Gruppen unterteilt, von denen jede aus n Fotowiderständen, die mit einem Ende mit einer Zentralelektrode verbunden sind, besteht. Außerdem sind die entsprechenden Fotowiderstände der m Gruppen mit den Einzelauswahlelektroden verbunden. Durch sequentielles Einschalten von Gruppenauswahlschaltern werden die Zentralelektroden (C ↓1 bis C ↓m) einzeln mit einer Spannungsquelle (21) und durch sequentielles Einschalten von Einzelauswahlschaltern die Einzelauswahlelektroden einzeln mit der Last (10) verbunden. Die Zentralelektroden werden über Erdungsschalter (M ↓1 bis M ↓m), die entgegengesetzt zu den mit den Zentralelektroden verbundenen Auswahlschaltern arbeiten, geerdet. Die Einzelauswahlelektroden (T ↓1 bis T ↓n) werden über Erdungsschalter (N ↓1 bis N ↓n), die entgegengesetzt zu den mit den Einzelauswahlelektroden verbundenen Auswahlschaltern (N ↓1 bis N ↓n) arbeiten, geerdet. Der Widerstandswert der Last (10) ist in bezug auf den zusammengesetzten Widerstandswert der parallel mit der Last verbundenen Fotowiderstände hinreichend klein, falls sowohl eine der Gruppenauswahlschalter als auch einer der Einzelauswahlschalter sich im EIN-Zustand befindet.

Description

dadurch gekennzeichnet,

— daß m Zentralelektroden-Erdungseinrichtungen ^Ai₁'bis M_m',31i bis 31 _m) mit den m Zentralelektroden (Q bis C_n,) entsprechend verbunden sind, um diejenigen Zentralelektroden zu erden, die mit den im AUS-Zustand befindlichen Gruppenauswahlschaltern verbunden sind, und

— daß η Einzelauswahlelektroden-Erdungseinrichtungen (Ni bis N_n', 32| bis 32,,,/ mit den η Einzelausw&hlelektroden (Ti bis T_n) entsprechend verbunden sind, um diejenigen der Einzelauswahlelektroden, die mit dem im AUS-Zustand befindlichen Einzelauswahlschaltern verbunden sind, zu erden, ohne dabei einen wesentlichen Einfluß auf die Ausgangsgröße des Fotowiderstands der mit dem im EIN-Zustand befindlichen Gruppenauswahlschalter und dem gleichzeitig im EIN-Zustand befindlichen Ein- bo zelauswahlsehalier verbunden ist. auszuüben, wobei der Eingangswiderstand der der Last (10) klein gegen einen Widerstand zu wählen ist, der sich aus den Schaltungselementen zusammensetzt, die parallel zu der Last liegen, wenn einer der Gruppenauswahlschalter und einer der Einzelauswahlschalter sich im EIN-Zustand befinden.

2. Bildsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralelektroden-Erdungseinrichtungen Erdungsschalter (Mi' bis M_n,')darstellen, die zwischen die Zentralelektroden (Q bis C_n,) und Erde geschaltet sind und umgekehrt zu den mit den Zentralelektroden verbundenen Gruppenauswahlschaltern (Mi bis M_n,) gesteuert werden.

3. Bildsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelauswahlelektroden-Erdungseinrichtungen Erdungsschalter CM' bis N_n) darstellen, die zwischen die Einzelauswahlelektroden (T\ bis T_n) und Erde geschaltet sind und umgekehrt zu den mit den Einzelauswahlelektroden verbundenen Einzelauswahlschaltern (Ni bis N_n) gesteuert werden.

4. Bildsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralelektroden-Erdungseinrichtungen Erdungswiderstände (311 bis 3\_m) darstellen, die zwischen die Zentralelektroden (Q bis C_n,) und Erde geschaltet sind.

5. Bildsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeiauswahieiektroden-Erdungseinrichtungen Erdungswiderstände (311 bis 32_Π/> darstellen, die zwischen die Einzelauswahlelektroden (Ti bis Tn) und Erde geschaltet sind.

6. Bildsensor nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Gruppenauswahlschalter (Mi bis M_n,) und die Einzelauswahlschalter (Ni bis N_n) und andererseits die Zentralelektroden-Erdungseinrichtungen (Mi' bis Mm) und die Einzelauswahlelektroden-Erdungseinrichtungen (Ni bis N_n) jeweils den gleichen Schaltungsaufbau aufweisen.

7. Bildsensor nach einem der Ansprüche ! bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Last (10) ein Strom/Spannungs-Konverter ist, der aus einem Operationsverstärker (14) besteht, dessen invertierter Eingang mit den anderen Enden der Gruppenauswahlschalter oder der Einzelauswahlschalter verbunden, dessen nichtinveniertev Eingang geerdet und dessen Ausgang und invertierter Eingang mit einem Rückkopplungswiderstand (15) überbrückt ist.

8. Bildsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle (21) mit den anderen Enden der Gruppenauswahlschalter (M\ bis M,„) verbunden ist, daß L Lasten (10) vorgesehen sind, wobei L eine ganze Zahl größer als 1 ist und π sich durch diese Zahl L dividieren läßt, daß die anderen Enden der Einzelauswahlschalter (N₁ bis N„)seqentiell verteilt und mit den L Lasten (10) verbunden werden, daß die Einzelauswahlschalter (Ni bis N_n) einzeln eingeschaltet werden, daß die Ausgangsgrößen der L Lasten in L Abtast- und Haltekreiscn (36) abgetastet und gehalten werden, und zwar durch Abtastirnpulse, die die gleiche Periodendauer wie die Einzelauswahlimpulse aufweisen, jedoch bezüglich der Phase um ML der Periode nacheinander verschoben sind, und daß die Ausgangsgrößen der L Abtast- und Haltekreisc (36) durch eine Vercinigungscinrichtung (37) verbunden werden.

Die Erfindung betrifft einen Bildsensor, der beispielsweise zum Ablesen eines bedruckten Materials für eine Bildübertragung verwendet wird und ein Bild in ein ent-

sprechendes elektrisches Signal umwandelt

Unter den bisher zur Bildübertragung verwendeten Bildsensoren gibt es einen Bildsensor, der aus einer SiIiciumscheibe von etwa 20 bis 30 mm² besteht und darin etwa 2000 Fotodioden sowie eine Abtastschaltung hierfür aufweist, und zwar unter Verwendung von Metall-Oxid-Halbleitern (MOS), ladungsgekoppelten Bauelementen (CCD) oder ähnlichen Halbleitertechnologien. Um beispielsweise eine bedruckte Seite mit Hilfe dieses Bildsensors ablest« zu können, muß ein verkleinertes Bild auf dem Sensor unter Verwendung einer Linse abgebildet werden, wobei jedoch die optische Weglänge von der bedruckten Seite bis zum Sensor berücksichtigt werden muß, was das Gerät als Ganzes letztlich im Aufbau vergrößert. Z. B. beträgt für eine Seite der Größe A4 (200 mm breit) das Verkleinerungsverhältnis zur Abbildung eines verkleinerten Bildes auf dem Sensor unter Verwendung einer Linse mit einer Brennweite / von 50 mm etwa 1/10, und die optische Weglänge überschreitet 500 mm. Außerdem bringt dieser Bildsensor eine komplexe Einstellung für die Bildgestaltung mit sich und erfordert eine Leuchtstofflampe als Lichtquelle, deren Lebensdauer zudem kurz ist.

Zur Lösung derartiger Mängel wurden große Bildsensoren vorgeschlagen, die sich über die ganze Breite der bedruckten Seite erstrecken. Entsprechend einem dieser derartigen großen Bildsensoren sind mehrere optoelektrische Wandler in einer Reihe unter Verwendung der Dünnfilmtechnologie ausgebildet, wobei die Länge der optoelektrischen Wandlerreihe der Breite der bedruckten Seite entspricht. Die bedruckte Seite wird dabei im wesentlichen im engen Kontakt mit dem Sensor gehalten, was das Ablesen der bedruckten Seite ohne Verkleinerungslinse ermöglicht. Einige dieser Bildsensoren enthalten vornehmlich für jeden optoelektrischen Wandler eine Steuerschaltung, z. B. Abtastschaltungen, um die Ausgangsgrößen der optoelektrischen Wandler sequentiell zu erfassen. In diesem Fall ist die Anzahl der Verbindungspunkte zwischen den für die Abtastschaltung vorgesehenen externen, integrierten Schaltungen und den optoelektrischen Wandlern groß, falls die Anzahl der verwendeten Wandler z. B. 1728 beträgt. Außerdem ist die für die Abtastschaltungen erforderliche Anzahl an integrierten Schaltungen hoch. Demzufolge ist diese Vorgehensweise vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt aus ungünstig.

Für einen derartigen Bildsensor, dei geschriebenes, getipptes, gedrucktes oder fotografisches Material, das in engem Kontakt mit diesem Bildsenor gehalten wird, abliest, wurde im Hinblick auf eine Verringerung der Anzahl der Verbindungspunkte zwischen den integrierten Schaltungen, wie z. B. den optoelektrischen Wandlern und den Abtastschaltungen zur Erfassung der Ausgangsgröße der optoelektrischen Wandler vorgeschlagen, eine sogenannte Matrixverdrahtung vorzusehen und die optoelektrischen Wandler an den Schnittpunkten der Zeilen und Spalten zu verbinden, so daß die Wandler selektiv durch Auswahl der Zeilen und Spalten nacheinander angesprochen werden können. Bei diesem Bildsensor, der die Matrixverdrahtung verwendet, tritt jedoch ein sog. Übersprechen auf, das das Signal-Rauschverhäitnis beträchtlich verringert. Um dies zu verhindern, ist es im Stand der Technik üblich, jeden optoelektrischen Wandler in Reihe mit einer Sperrdiode zu verbinden und das Übersprechen unter Ausnutzung der Sperrkennlinie der Sperrdiode auszuschalten DE-OS 30 33 520, US-PS 35 44 713; »Solid State Electro-Ontical Contact Scanner«, December 1, !970). Bei dieser Vorgehensweise ist jedoch ein spezieller Herstellungsschritt erforderlich, um diese Sperrdioden auf dem gleichen Substrat zusammen mit den optoelektrischen Wandlern herzustellen. Weiterhin ist es schwierig, die Durchlaßübergangs- und Sperrwiderstände der Sperrdioden einheitlich zu gestalten, was zu Streuungen hinsichtlich der Wandlerausgangsgrößen führt. Demgemäß erfordert dieser Bildsensor die Verwendung einer Kompensationsschaltung, um derartige Streuungen auszugleichen, was jedoch unwirtschaftlich ist. Da außerdem die optoelektrischen Wandler infolge der vorhandenen Sperrdioden nicht mit hoher Geschwindigkeit ausgewählt und angesteuert werden können, kann dieser Bildsensor nur zu einer Bildübertragung mit geringer Geis schwindigkeit verwendet werden.

Demgemäß besteht die Erfindungsaufgabe darin, einen Bildsensor vorzuschlagen, der als Dünnfilmelemente ausgebildete, optoelekirische Wandler unter Ausschuß von Sperrdioden verwendet und in engem Kontakt mit beschriebenem, getipptem oder ähnlichem Material zu dessen Ablesung arbeiten kann wobei die Anzahl an Verbindungspunkten zwischen <s-sn optoelektrischen Wandlern und den zu dessen Abtastung vorgesehenen integrierten Schaltungen gering ist, und wobei dieser Bildsensor eine ausgezeichnete Stabilität sowie eine geringe Streuung hinsichtlich der Ausgangsgröße aufweist und ein Arbeiten mit hoher Geschwindigkeit zuläßt, wodurch ferner die Herstellung einfach durchführbar und ein hoher Ertrag erzielbar ist

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Gemäß der Erfindung sind mehrere Fotowiderstände, beispielsweise in einer Reihe auf einem isolierenden Substrat ausgebildet, wobei die Fotowiderstände virtueil in m Gruppen, von denen jede aus η Fotowiderständen besteht, eingeteilt werden (n und m sind ganze Zahlen größer als 1). Die Fotowiderstände jeder Gruppe sind an einem Ende mit einer entsprechenden Elektrode der m gemeinsamen Elektroden bzw. Zentrale'ektroden verbunden, und die entsprechenden Fotowiderstände der m Gruppen sind einzeln mit den anderen Enden mit einer entsprechenden Elektrode der η Einzelauswahlelektroden verbunden. Die Fotowiderstände, die Zentralelektroden und die Einzelauswahlelektroden sind unter Verwendung der Dünnfilm-Technologie auf dem vorerwähnten isolierenden Substrat ausgebildet und außerdem durch die sog. Matrix-Verdrahtung miteinander verbunden. M Gruppenauswahlschalter sind an einem Ende mit den m Zentralelektroden verbunden, wobei diese Gruppenauswahlschalter aufeinanderfolgend durch sequentielles Anlegen von Gruppenauswahlimpulsen eines Gruppenauswahl-Treibers in den EIN-Zustand versetzt werden. N Einzelauswahlschalter sind an einem F'ide mit den η Einzelauswahlelektroden verbunden, wobei diese Einzelauswahlschalter aufeinanderfolgend durch sequentielles Anlegen von Einzelaiiswahlirnpulsen eines Einzelauswahl-Treibers in den EIN-Zustand versetzt werden. Im allgemeinen ist die Frequenz der Gruppenauswp.hlimpulse π mal höher als die Frequenz der Einzelauswahlimpulse. Entweder die Gruppenauswahlschalter oder die Einzelauswahlschalter sind mit einer gemeinsamen Spannungsquelle, die jeweils anderen Schalter mit einer gemeinsamen Last verbunden. Bei der Erfindung ist mit jeder der Zentralelektroden und jeder der Einzelauswahlelektroden eine Erdungseinrichtung verbunden. Einer der Fotowiderstar.de, der mit einem der Gruppenauswahlschalter und einem der Einzelauswahlschalter, der zur gleichen Zeit im EIN-Zu-

stand gehalten wird, verbunden ist, wird ausgewählt und die Ausgangsgröße des ausgewählten Fotowiderstands der Last zugeführt. Die Erdungseinrichtungen für die Zentralelektroden dienen zum Erden der einzelnen Enden der Fotowiderstände, die mit den der im AUS-Zustand gehaltenen Gruppenauswahlschalter verbunden sind, ohne dabei wesentlich auf die Ausgangsgröße des ausgewählten bzw. angewählten Fotowiderstands einzuwirken. Die Erdungseinrichtungen für die Zentralelektroden stellen Erdungsschalter dar, wobei jeder Erdungsschalter ζ. B. mit jeder Zentralelektrode und Erde verbunden ist und von dem mit der Zeniralelektrode verbundenen Gruppenauswahlschalter umgekehrt gesteuert wird. Weiterhin können die Erdungseinrichtungen für die Zentralelektroden in Form von Erdungswiderständen ausgebildet sein, die mit jeder Zentralelektrode und Erde verbunden sind, und wobei der Wert des Widerstands niedrig innerhalb eines Bereichs gewählt wird, bei dem der gemeinsame Widerstandswert aller Fotowiderstände und Widerstände — die parallel mit der Last verbunden sind, wenn ein Fotowiderstand ausgewählt wird — ausreichend größer als der Widerstandswert der Last ist: d. h. ein oder zwei Größenordnungen über der Last liegt. Jeder Einzelauswahlelektroden-Erdungseinrichtung ist ebenfalls als Erdungsschalter ausgeführt, der umgekehrt zu dem mit der Einzeiauswahlelektrode verbundenen Einzelauswahlschalter arbeitet, oder als Erdungswiderstand, wobei in diesem letzten Fall der Widerstandswert auf gleiche Weise wie oben beschrieben ausgewählt wird. Der Widerstandswert der Last wird — für den Fall, daß ein Fotowiderstand ausgewählt wird — ausreichend klein im Verhältnis zum zusammengesetzten Widerstandswert der Fotowiderstände und Widerstände, die parallel zur Last liegen, bemessen. Z. B. beträgt der Widerstandswert der Last 2% oder weniger des oben erwähnten gesamten Widerstandswertes. Vorzugsweise sind die Gruppenauswahischaher und die Einzeiauswahischaiier von gleichem Aufbau, ebenso die Erdungseinrichtungen für die Zentralelektroden und die Erdungseinrichtungen für die Einzelauswahlelektroden. Bestehen die Erdungseinrichtungen für die Zentralelektroden und die Einzelauswahlelektroden aus Erdungsschaltern, so können die Gruppenauswahlschalter und die Gruppenelektroden-Erdungseinrichtungen vorzugsweise als integrierte Schaltung ausgebildet werden. Außerdem kann eine gleichartige integrierte Schaltung für die Einzelauswahlschalter und die Einzelauswahlelektroden-Erdungseinrichtungen vorgesehen werden. Die Einzelauswahlschalter sind sequentiell verteilt und mit L Lasten verbunden, und die folgenden L Einzelauswahlschalter werden gleichzeitig in den EI N-Zustand gebracht. Beim EfN-Zustand dieser EinzelauswahlschaHer werden die Ausgangsgrößen der L Lasten durch Abtast- und Haltekreise abgetastet und gehalten, wodurch die Ausgangsgröße der Lasten aufeinanderfolgend um einen Zeitraum von ML verschoben werden. Die L abgetasteten und gehaltenen Ausgangsgrößen werden nacheinander zusammengefaßt. Auf diese Weise ist ist es möglich, L mal pro Periode eine Ausgangsgröße zu erhalten, mit der jeder Fotowiderstand selektiv ausgesteuert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 einen üblichen Bildsensor, verdeutlicht durch ein Schalterdiagramm:

F i g. 2 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung eines Bildsensors gemäß Fig. 1. bei dem auf Sperrdioden Ai bis An,, verzichtet und ein Fotowiderstand Ru ausgewählt ist;

F i g. 3 ein Beispiel für die Ausbildung einer Sperrdiode bei einem bekannten Bildsensor in Querschnittsansicht;

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Bildsensors gemäß der Erfindung anhand eines Schaltdiagramms;

Fig.5 eine äquivalente Schaltung für den Fall, daß der Fotowiderstand Rw des Bildsensors gemäß Fig.4 ausgewählt wird;

ίο Fig.6 ein Beispiel zur Verdeutlichung der Ausbildung der Fotowiderstände, der Zentralelektroden und der Einzelauswahlelektroden auf einem isolierenden Substrat in perspektivischer Ansicht;

Fig.7 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung für den Fall, daß der Fotowiderstand R\ ι des Bildsensors gemäß Fig.4 ausgewählt ist, wobei jedoch Slreukapazitäten berücksichtigt sind:

F i g. 8 ein anderes Ausführungsbeispicl eines Bildsensors gemäß der Erfindung, verdeutlicht in einem Schaltdiagramm;

Fig.9 ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung, für den Fall, daß der Fotowiderstand Ru des Bildsensors gemäß F i g. 8 ausgewählt ist;

Fig. 10 ein Diagramm zur Verdeutlichung der gemessenen Werte der Umwandlungskennlinie des Bild sensors gemäß F i g. 8;

F i g. 11 ein Schaltdiagramm zur Verdeutlichung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, das an einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb angepaßt ist und Fig. I2A —12G Ablaufdiagramme zur Verdeutlichung der Arbeitsweise des Bildsensors gemäß Fig. 11.

Um ein besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, wird zuerst ein bekannter Bildsensor mit Bezug auf F i g. 1 beschrieben. Fotowiderstände R\ \ bis RmiH beispielsweise aus CdS-Material, sind in einer Linie in sequentieller Reihenfolge angeordnet, um eine Fotoleiterreihe 1 zu bilden.

Weiterhin sind in Reihe hierzu Sperrdioden Ai bis Dam vorgesehen, von denen jeweils ein Ende mit einem Ende eines der Fotowiderslände An bis R_mn verbunden ist. Die Fotowiderstände Rw bis /?„,„ sind nacheinander in m Gruppen Ri. R^... R_m aufgeteilt, wobei jede aus η Fotowiderständen besteht. D. h. die m Fotowiderstandsgruppen Ri, R2...R1T1 schließen die Fotowiderstände

(R\ I, R\ 2 R\n), (R7I, /?22 Rln), · · · (Rm\. RmJ, ■ · · Rmn)

ein. In diesem Fall wird z. B. zur Bildübertragung cine Abtastlinie für das Ablesen von Drucksachen durch 1728 Bildelemenie bestimmt. 1728 Fotowiderstände werden somit verwendet, die in 54 Gruppen mit je 32 Schritten eingeteilt sind. Die Fotowiderstände der m Gruppen Ä|, R₁... R_n, sind mit den einen Enden mit gemeinsamen Elektroden bzw. Zentralelektroden Ci, Ci... Cm verbunden, wobei die Zentralelektroden wiederum mit ihren anderen Enden mit Gruppenauswahl- schaltern M\, M7... bzw. M_n, verbunden sind. Die Gruppenschalter Mi bis M_n, werden beispielsweise durch Feldeffekttransistoren gebildet. Die anderen Enden der Gruppenauswahlschalter Mi bis M_n, sind über eine gemeinsame Spannungsanschlußklemme 9 mit einer Gleichspannungsquelle 21 verbunden. Ein Gruppenauswahltaktimpuls wird von einer Gruppenauswahltaktimpulseingangsklemme 7 an einen Gruppenauswahl-Treiber 6 angelegt, und bei jedem Auftreten des Taktimpulses erzeugt der Gruppenauswahl-Treiber 5 eine Aus- gangsgröße an einem seiner m Ausgangsklemmen. Die m Ausgangsklemmen des Gruppenauswahl-Treibers 5 sind in dieser Reihenfolge mit den Steuerklemmen a\ bis a_m der entsprechenden Gruppenauswahlschalter M\ bis

M_n, verbunden. DieGnippeiiauswahlschiiltiM· M\ bis M_n, bilden einen Gruppcnauswuhlabschnilt 3.

Die anderen Enden der mit den F^rotowidcrstünden der r-'otowiderstanJsgruppen R\ bis R_n, verbundenen .Sperrdiodcn D\\ bis O„„, sind mit den entsprechenden η I-jn/elausgangsclckiroden Ti bis T_n in dieser Reihenfolge verbunden. Die η Ein/.clausgangselcktrodcn Ti bis T_n sind wi,'C«rum mit entsprechenden Einzelauswahlschaltern Λ/ι bis N_n verbunden. Die Ein/elauswahlschalter N\ bis N_n bestehen z. B. aus Feldeffekttransistoren. Die anderen Enden der Einzelauswahlschalter N\ bis N_n sind über einen gemeinsamen Lastwiderstand 10 geerdet. Ein Einzelauswahltaktimpuls wird von einer Einzelauswahltaktimpuls-Eingangsklemme 8 an einen Einzelauswahl-Treiber 6 angelegt. Bei jedem Auftreten des Taktimpulses erzeugt der Einzelauswahl-Treiber 6 eine Ausgangsgröße an einer seiner π Ausgangsklemmen. Die η Ausgangsklemmen des Ein/.elauswahl-Treibers 6 sind mit den Sicüerkierürficfi b\ bis b_n der entsprechenden Einzelauswahlschalter N\ bis N_n verbunden. Einzelauswahlschalter N\ bis N_n bilden einen Einzelauswahlschalter 4. Die Schalter N₁ bis N_n, die mit der einen Seite der Last 10 verbunden sind, stellen Analogschalter dar. Die Taktimpulse an den Klemmen 7 und 8 sind hinsichtlich der i'hasc synchronisiert, und die Frequenz des Gruppenauswahltaktimpulscs an der Klemme 7 ist N mal höher als die Frequenz des Einzelauswahltaktimpulses ander Klemme8.

Gruppenauswahlimpulse werden an die Steuerklemmen 3i bis a„, der Gruppenauswahlschalter M\ bis M_n, aufeinanderfolgend angelegt, wobei jeder Impuls an dem Ausgang des Gruppenauswahl-Treibers 5 auf jedes Auslösen des Gruppenauswahltastimpulses hin an der Gruppenauswahltastimpuls-Eingangsklemme 7 bereitgestellt wird. Über den mit dem Abtastimpuls versorgten Gruppenauswahlschalter M,(i— \,2,...m)wird von der Klemme 9 an die η Fotowiderstände i?.-·. bis M~ der Gruppe R₁, die dem Gruppenauswahlschalter M, entspricht, eine Gleichspannung angelegt. Die Fotowiderstandsgruppen, die von der Klemme 9 mit der Gleichspannung versorgt werden, werden bei jedem Auftreten des Gruppenauswahltaktimpulses umgeschaltet. Während die Spannung an einer Fotowiderstandsgruppe Ri angelegt ist, werden Einzelauswahltaktimpulse von der Einzelauswahliaklimpuls-Eingangsklemme 8 an den Einzelauswahl-Treiber 6 abgegeben, dessen Ausgangsgrößen an die Steuerklemmen fei bis b„ der Einzelauswahlschalter Λ/| bis N_n aufeinanderfolgend angelegt werden, um sie in sequentieller Reihenfolge in den EIN-Zustand zu versetzen. Als Ergebnis dessen werden die Fotowiderstände R₁, bis R_in der ausgewählten Fotowiderstandsgruppe R, aufeinanderfolgend ausgewählt und mit dem Lastwiderstand 10 verbundea Die den Widerstandswerten der Fotowiderstände R_n bis Rm entsprechenden Ströme werden einer nach dem anderen umgeschaltet, um zum Lastwiderstand 10 zu fließen. Da der Widerstandswert jedes Fotowiderstandes der auf den Fotowiderstand einfallenden Lichtintensität entspricht, erhält man eine elektrisch umgewandelte Ausgangsgröße des auf jeden Fotowiderstand einfallenden Lichts an dem Lastwiderstand 10.

Hält man beispielsweise eine zur Bildübertragung vorgesehene Drucksache im wesentlichen in engem Kontakt mit der Fotoleiterreihe 1, so werden elektrische Signale hintereinander an dem Lastwiderstand 10 erzeugt, die dem Schwarz/Weiß-Wert bzw. der Intensität der auf der Drucksache vorhandenen Bildelemente an Stellen, an denen die Fotowiderstände liegen, entsprechen. Beweg! man die Drucksache senkrecht zur Anordnung der Folowiderständc, so wird die Drucksache abgelesen.

Bei dem oben erwähnten bekannten Bildsensor ist es erforderlich, die Sperrdiodcn Du bis £>■■„, mit den Fotowiderständcn Rn bis R_n,,, in dieser Reihenfolge zu verbinden, um beim Anwählen eines Fotowiderstands ein Übersprechen, das durch die parallele Verbindung der nichtgewählten Fotowiderstände resultiert, zu verhindem. Ist beispielsweise der Fotowiderstand Rw ausgewählt — und zwar in einem Falle, bei dem die Sperrdioden Di, bis Dm,, in Fig. 1 nicht vorgesehen sind — so fließt ein dem Widerstandswert des Fotowiderstandes Rn entsprechender Strom über folgenden Weg: Klemme 9 — Gruppenauswahlschalter M\ — Fotowiderstand Rn — Einzeiauswahlschalter N\ — Lastwideistand 10 — Erde. Jedoch fließt zusätzlich zu diesem Signalstrom z. B. ein Übersprechstrom auf folgendem Weg: Klemme 9 — Gruppcvmswiihlschalter Mi — Fotowiderstände Rw- Rn — R21 — Einzelauswahlschalter N[ — Lastwiderstand 10 — Erde. Daneben bestehen viele andere Übersprechstromwege, wie aus F i g. 2 zu ersehen.
Somit fließen über die Fotowiderstände Rw bis Ri_n der ausgewählten Fotowiderstandsgruppe Ri und über jene Fotowiderstände all der anderen Fotowiderstandsgruppen Rj bis R„_h die den Widerständen Ru bis Ri_m entsprechen, Übersprechströme, und zwar anders als bei dem ausgewählten Fotowiderstand Rn. Um derarti-

ge Übersprechströme zu unterbinden, machen die bekannten Bildsensoren Sperrdioden Dn bis D_mn erforderlich, die — wie aus Fi g. 1 ersichtlich — mit den Fotowiderständen Rn bis R_m„ verbunden werden.

Übrigens werden die Fotowiderstände und die Sperrdioden, wie in F i g. 3 verdeutlicht, ausgebildet, d. h. der Fotowiderstand Ry, der beispielsweise aus CdS-Material besteht, wird unter Verwendung der Dünnfilmtechnologie auf ein nichtleitendes Substrat 22, beispielsweise Glas, aufgedampft. An einem Ende des Fotowiderstands ist durch Evaporation bzw. Abdampfung eine Elektrode 23 ausgebildet. Hinsichtlich des anderen Endes des Fotowiderstands Ry ist ein Tellurfilm 24 durch Abdampfung vorgesehen, wodurch die Sperrdiode D_v an der Verbindungsstelle zwischen dem Fotowiderstand R/, und dem Tellurfilm 24 ausgebildet wird. Es ist äußerst schwierig, den zwischen dem Fotowiderstand R,> und dem Tellurfilm 24 vorliegenden Kontakt für alle Fotowiderstände gleich auszubilden. Dies ruft eine Streuung in bezug auf den Durchlaßleitungs- und Sperrwiderstand der Sperrdioden Di 1 bis D_m„ hervor, was letztlich zu Streuungen der umgewandelten Ausgangsgröße führt. Dadurch ist es nicht möglich, genau die Widerstandswerte der Foiowiderstände zu erfassen. Außerdem wird zur Herstellung eines derartigen bekannten Bildsensors ein Schritt zur Ausbildung der Sperrdioden erforderlich. Gegenwärtig ist die Stabilität des Kontaktes zwischen dem Fotowiderstand und dem Tellurfilm sowie dessen Zuverlässigkeit für eine längere Zeitperiode unklar. Außerdem haben die Sperrdioden D₁1 bis D_m„

Übergangs- bzw. Sperrschichtkapazitäten, so daß bei Verwendung der Sperrdioden. beispielsweise wenn der Fotowiderstand Rn ausgewählt wird, es erforderlich wird, alle Sperrschichtkapazitäten der Dioden aufzuladen — und zwar nicht nur die Diode, die mit dem ausgewählten Fotowiderstand Rn verbunden ist, sondern auch diejenigen Dioden, die mit den Fotowiderständen in den Übersprechstrompfaden verbunden sind, wie durch die gestrichelten Linien in F i g. 2 verdeutlicht —

ehe ein stabilisierter Strom am Lastwiderstand 10 sich einstellt. Beträgt beispielsweise die Anzahl der verwendeten Fotowiderstände 1728, so beträgt die Gcsamikapazitäl der Sperrdioden etwa 1000 pF, und dieser Wert wird zu jeder Elektrodenkapazität hinzuaddiert, was zu einer Verschlechterung der Anstiegszeit-Kennlinie führt. Dadurch ist es nicht möglich, die Fotowiderstände mit hoher Geschwindigkeit umzuschalten.

Fig.4 verdeutlicht ein Ausführungsbeispiel eines Bildsensors gemäß der Erfindung, bei dem diejenigen Teile, die denen der F i g. 1 entsprechen, durch gleiche Bezugszahlen und -zeichen gekennzeichnet sind. Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel sind die Zentralelektrodcn C_x bis C_n, über Erdungsschalter Mi'bis M₁,,' geerdet und Steuerklemmen a_x bis a_m über Inverter I_x bis /„, mit Steuerelektroden der Erdungsschalter M_x bis M_n,' verbunden. Die Fotowiderstand«: R_xx bis /?„,„ der Fotowiderstandsgruppen R\ bis R_n sind auf der einen Seite mit den ,'■_ Zentralelektroden Ci bis C_n, verbunden, wohingegen die

' gegenüberliegenden Seiten der Fotowiderständc R\ _x bis

Rmn direkt mit den entsprechenden Einzelauswahlelektroden Tl bis T_n durch in m Schritten verbunden sind. Als Lastwiderstand 10 ist eine niederohmige Last mit kleinem Widerstandswert vorgesehen. Bei diesem Aus- § führungsbeispiel ist die niederohmige Last 10 als Strom-

ZK spannungs-Konverter dargestellt, der einen Operationsverstärker 14 und einen mit dem Ausgang und dem p invertierten Eingang des Verstärkers verbundenen

,'$ Rückkopplungswiderstand 15 aufweist, wobei der nicht-

j| invertierte Eingang des Operationsverstärkers 14 geer-

H det und die Einzelauswahlschalter N_x bis N_n zusammen

il mit dem invertierten Eingang des Operationsvertärkers

$ 14 verbunden sind. Die Einzelauswahlelektroden T\ bis

Ί! T_n sind über Erdungsschalter N\' bis N_n geerdet. Außer-

fdem sind Steuerklemmen b_x bis b_n mit Steuerelektroden der Erdungsschalter AZi' bis AZ_n' über Inverter /ι' bis /„' § verbunden. Die Erdungsschalter M\ bis M_n,' und N_x' bis

|; /VV sind als Feideiiekischaiteiemenie dargestellt.

ψ; Bei der Anordnung gemäß F i g. 4 wird der Gruppen-

'I auswahltaktimpuls von der Gruppenauswahltaktim-

H puls-Eingangsklemme 7 an den Gruppenauswahl-Trei-

;.^; ber 5 angelegt, und Gruppenauswahlimpulse des Treibers 5 werden an die Steuerklemme a_x bis a„, der Grup- ;i penauswahlschalter M₁ bis M_n, in einer sequentiellen

I,' Reihenfolge angelegt. Jeder der Gruppenauswahlschal-

;: ter W₁ bis Af_n, verbleibt im EIN-Zustand, während der

μ Gruppenauswahlimpuls anliegt und jeder der Erdungs-

|; schalter M_x bis Af_n,' verbleibt einerseits im AUS-Zu-

L, stand, während der Gruppenauswahlimpuls an der ent-

VS sprechenden Steuerklemme der Steuerklemmen a, bis

|| a_m anüegt, und andererseits im EIN-Zustand, während

Mj der Gruppenauswahlimpuls nicht an der entsprechen-

M den Steuerklemme anliegt. Während die Gruppenaus-

?g wählschalter M_x bis M_n, sich im EIN-Zustand befinden,

k wird eine Gleichspannung von der Klemme 9 an die

i entsprechende Gruppe der Fotowiderstandsgruppe R_x

I bis R_n, angelegt.

t| Der Taktimpuls von der Einzelauswahltaktimpuls-

§ Eingangsklemme 8 wird dem Einzelauswahl-Treiber 6

I zugeführt, von dem wiederum Einzelauswahlimpulse se-

I quentiel! den Steueranschlüssen b_x bis b_n der Einzelaus-

I wählschalter N_x bis N_n angelegt, wobei nur die mit den

£ Impulsen versorgten Einzelauswahlschalter in den EIN-

I Zustand versetzt werden. Die Erdungsschalter N_x bis

^r| AZ_n' hingegen werden einerseits in den AUS-Zustand

versetzt, fails an der entsprechenden Steuerkiemme b_x bis b„ ein Impuls anüegt, und andererseits in den EIN-Zustand versetzt; falls an den entsprechenden Steuerklemmen kein Impuls anliegt. Befindet sich beispielsweise der Einzelaii^wahlschalter AZi im EIN-Zustand, während der Gruppenauswahlschalter M\ sich ebenfalls im EIN-Zustand befindet, so wird eine Gleichspannung an die Fotowiderstände Rw bis R\„ angelegt, wobei der Fotowiderstand R_x \ ausgewählt und der durch den Widerstand fließende Strom der Last 10 zugeführt wird. Auf diese Weise wird eine Ausgangsgröße gewonnen. Während der Gruppenauswahlschalter M_x sich im EIN-Zustand befindet, werden die Einzelauswahlschalter AZi bis N_n einer nach dem anderen in den EIN-Zustand versetzt, wodurch den Widerstandswerten der Fotowiderstände Z?ii bis /?i_nder Fotowiderstandsgruppe R_x entsprechende Ausgangsgrößen in sequentieller Folge erzeugt werden. Auf diese Weise werden die Fotowiderstandsgruppen R) bis R_n, ausgewählt und nacheinander angesteuert und, während der selektiven Ansteuerui·.^ jeder Fotowiderstandsgruppe, die Einzelauswahlscha¹-ter AZi bis AZ_n sequentiell einmal in den EIN-Zustand versetzt. Aul diese Weise können aiie Fotowiderstand»: R\ ι bis /?,„„ einer nach dem anderen selektiv angesteuert werden.

Bei dieser Betriebsweise werden diejenigen der Auswahlschalter M_x bis M_n, und AZi bis AZ_n, die nicht ausgewählt werden, photowiderstandsseitig über entsprechende, im Ein-Zustand befindliche Erdungsschalter Mi' bis M_n,' und N_x' bis AZ_n' geerdet, so daß zur Last 10 kein Übersprechstrom fließen kann. F i g. 5 zeigt die Schaltverbindung für den Fall, daß der Fotowiderstand R_xx selektiv angesteuert wird und F i g. 7 das entsprechende Ersatzschaltbild. In diesem Fall befindet sich der Gruppenauswahlschalter Mi im EIN-Zustand, der Erdungsschalter M_x' im AUS-Zustand, der Einzelauswahlschalter AZi im EIN-Zustand und der Erdungsschalter AZi' im AUS-Zustand. Die anderen Auswahlschalter M₂ bis M,„ und AZi bis AZ„ befinden sich im AUS-Zustand, die Erdungsschalter M₂' bis Mm und AZ₂' bis AZ_n' hingegen im EiN-Zusiand. Infolge der an der Klemme 9 anliegenden Gleichspannung fließt ein Strom / über folgenden Weg:

Schalter Mi, Fotowiderstand R_xx, Schalter AZ|. Dieser Strom fließt durch die Last 10. Die resultierende Ausgangsgröße V₀ ergibt sich zu V₀ = Zx Rf, v.obei Rf, der Widerstandswert des Widerstands 15 ist. Die Eingangsimpedanz der Last 10 ist virtuell geerdet, und die Zen-

tralelektroden der anderen Fotowiderstände R_2x bis R_mX, die mit dem Fotowiderstand R_xx auf der Seite der Einzelauswahlelektroden verbunden sind, werden über die Erdungsschalter M₂' bis M_n' im wesentlichen auf Erdpotential gehalten. Demzufolge fließt zu den Foto-

widerständen R_2x bis R_m\ kein Strom. Die nicht gewählten Fotowiderstände der gewählten Fotowiderstandsgruppen R_x werden auf der der Zentralelektrode gegenüberliegenden Seite über Erdungsschalter AZ₂' bis AZ_n' geerdet, wodurch verhindert wird, daß der durch die

Fotowiderstände R_{x 2} bis R_{x n} fließende Strom zur Last 10 fließen kann. Auf diese Weise fließt der bezüglich F i g. 2 beschriebene Übersprechstrom nicht zur Last 10. Demgemäß kann eine genaue fotoelektrische Umwandlungsausgangsgröße erzielt werden.

Die Last muß nicht immer ein Strom-Spannungs-Konverter sein, sondern kann auch nur in einem Widerstand bestehen, wie dies in dem bekannten Beispiel gemäß Fig. 1 gezeigt ist In diesem Fall fließt der Übersprechstrom zu den parallel mit der Last 10 verbundcnen Foiowiderständen, beispielsweise zu den Widerständen n₂i bis R_mX in dem Ausführungsbcispie! gernäß Fi g. 5. Jedoch ist der Widerstandswert der Last 10 ausreichend niedriger als ein möglicher minima!?r Parallel-

widersiardswert der Fotowiderständc, d. h.der Parallelwidcrstandswcrt für den Fall, daß Licht mit der höchsten Intensität auf die Fotowiderstande R21 bis R_m\ einflll, zu wählen. Z. B. sollte der Widerstandswert der Last 10 unter 2% eines derartigen Parallelwiderstandswertcs liegen. Beispielsweise beträgt in einem Fa'ii, bei ;;i = 54 und π = 32, der maximale Widerstandswert des ausgewählten Fotowiderslands R_u (d.h. der Widerstandswcrt des Fotowiderstands, falls dieser nicht mit Licht bestrahlt wird) 100 ΜΩ, und der minimale Widerstandswert der Fotowiderständc Rn bis R„,\ beträgt jeweils 1 ΜΩ, der Parallelwiderstandswert der Fotowiderstände R₂] bis /?,„i etwa 2OkH. Falls der Übersprechstrom bis auf 1% unterdrückt werden soll, muß der Widerstar.dswert der Last IO etwa 200 Ω betragen.

Die Fotowiderstände Rw bis R_m„, die Zentralelektroden Q bis C_n, und die Einzelauswahlelektroden Ti bis T_n werden mit Hilfe der Dünnfilm-Technologie auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet. Die z. B. aus Cds-Material bestehenden Fotowiderstände Sn, Rn, Rn... werden durch Aufdampfung auf ein nichtleitendes, z. B. aus Glas bestenendes Substrat 22 in Längsrichtung angeordnet, wie aus F i g. 6 ersichtlich. Die Fotowiderstände Ru, R\2, Ru-.. sind pro Gruppe an einem Ende miteinander verbunden und pro Gruppe an einer der gemeinsamen Leitungen 30|, 3Ο2... angeschlossen, die wiederum mit den Zentralelektroden Ci, Cj... verbunden sind, die auf dem Substrat an dessen Randbereich ausgebildet sind. Leitungen L\ \, L\ ₂, L\ 3... sind an einem Ende mit den anderen Enden der Fotowiderstände Ru, R,i, R\3... verbunden, wobei diese Leitungen derart auf dem Substrat ausgebildet sind, daß sie zuerst sich breitseits erstrecken und anschließend in Längsrichtung verlaufen. Diejenigen Teile der Leitungen Lu, L]₂, in..., die sich in Längsrichtung des Substrats 22 erstrecken, sind mit Isolierfilmen 27|, 272... für jede Fotowideistandsgruppe abgedeckt, wobei sich in Längsrichtung des Substrats 22 erstreckende Leitunger. 26i bis 2S₆ auf den Isolierfilmen 27|, 272... breitseits des Subrats 22 angeordnet sind. Zwischen benachbarten Isolierfilmen 27t. 272... sind die Leitungen Lu, L]₂..., die unter den Isolierfilmen herausragen, mit den entsprechenden Leitungen 26| bis 26e durch Überlappung verbunden. Die Leitungen 26] bis 26b sind an den einen Enden mit den Einzelauswahlelcktroden Ti bis Ti verbunden, die an einem Ende des Substrats 22 ausgebildet sind.

Bei der oben beschriebenen Anordnung ist die Ausbildung des Tellurfilms zur Herstellung der bei dem bekannten Bildsensor gemäß F i g. 1 vorhandenen Sperrdioden nicht erforderlich. Das führt zu dem Ergebnis, daß die Anzahl der verwendeten Masken verringert und mühsame Arbeitsweisen, wie z. B. die Ausrichtung der Masken, bei der Herstellung des Gerätes nicht nötig sind. Demzufolge ist di>s Gerät im Aufbau vereinfacht, und es kann mit geringen Kosten mit hohem Produktionsertrag hergestellt werden. Da keine Sperrdioden verwendet werden, tritt das Problem des ungleichmäßigen Kontpkts zwischen dem Fotowiderstand und dem Tellurfilm nicht auf, was im Stand der Technik ein Problem aufgeworfen hatte. Demzufolge ist es möglich, einen Bildsensor mit geringen Streuungen in den Ausgangsgrößen der Fotowiderstände zu erlangen. Außerdem benötigt der erfindungsgemäße Bildsensor keine Kompensationsschaltung, die bei den bekannten Sensoren zur Kompensation der Streuungen der Fotowiderstands-Ausgangsgrößen erforderlich ist. D. h. die Streuung der Fotowiderstands-Ausgangsgröße bezüglich der mittleren Ausgangsgröße des bekannten Bildsensors beträgt etwa ± 15%, bei dem erfindungsgemäBen Bildsensor liegt diese im Bereich von ± 10 bis 12%, wobei eine derartige Streuung auf die binäre Entscheidung nicht einwirkt. Weiterhin wurde bei dem bekannten Bildsensor keine Stabilität des Kontaktes /wischen den Folowidciständen und dem Tellurium erzielt, wohingegen gemäß der Erfindung die Folowidcrstände nur einen Kontakt mit Elektroden, beispielsweise aus Ni-Cr■ Au-Legierung bilden, wobei die Langzeit-Zuveriässigkeit dieses Kontakts schon erwiesen wurde. Demzufolge kann ein Bildsensor mit hoher Zuverlässigkeit geschaffen werden.

Da die Sperrdioden nicht eingebaut sind, wirft der erfindungsgemäße Bildsensor nicht das Problem mit den Verbindungskapazitäten auf und kann somit mit holier Geschwindigkeit arbeiten. Außerdem ist bei dem erfindungsgemäßen Bildsensor auch das Problem der Elektrodenkapazität von geringerer Bedeutung. Wie in F i g. 7, die ein Ersatzschaltbild für den Fall verdeutlicht, bei dein der Fotowiderstand Ii11 in F ϊ g. 4 ausgewählt wird, zu ersehen, ist der Fotowiderstand /?_n auf der Seite der gemeinsamen Elektrode über die Fotowidcrstände R\₂, Rn ■ ■ · R\n und die zusammengesetzte Kapazität 28 geerdet, wobei die Kapazität 28 sich aus den Kapazitäten der Zentralelekiroden Ci und der Leitung 3O| relativ zur Erde zusammensetzt. Auf der Seite der Einzelauswahlelektrode ist der Fotowiderstand Ru über die Fotowiderstände R₂], R^ ... R_m\ und eine zusammengesetzte Kapazität 29 geerdet, wobei die Kapa- zität 29 sich aus den Kapazitäten der Einzelauswahlelektrode Ti und den Leitungen Ln und 16| relativ zur Erde zusammensetzt. Die anderen, nicht mit dem ausgewählten Fotowiderstand verbundenen Elektroden werden geerdet und weisen folglich eine geringe Kapazität relativ zur Erde auf. Beispielsweise betragen die Widerstandswerte der Fotowiderstände R] 1 bis Ry_n und R₂] bis R_n, 1 1 ΜΩ der Parallelwiderstandswert der Fotowiderstände R-,2 bis R;_r, 33 kii der ParaUelwiderstandswert der Fotowiderstände Λ21 bis R_ml 18kΩ. der Widerstandswert der Last 10 200 Ti, die Kapazität 28 20 pF und die Kapazität 29 78 pF. Die Anstiegscharakteristik der Ausgangsspannung der Last 10 hängt hauptsächlich von der Kapazität 29 und der Last 10 ab, wobei die Anstiegszeit 0,5 μςεο beträgt, was einer Frequer?. von 2 MHz entspricht, und verdeutlicht, daß dieser Bildsensor für eine Bildübertragungseinrichtung, die eine Übertragungsgeschwindigkeit von 1 Minute oder einer noch höheren Geschwindigkeit zuläßt, verwendet werden kann. Bei dem Bildsensor gemäß F i g. 1 ist die Anstiegscharakteristik der Lastausgangsspannung infolge der vorhandenen Sperrdioden ungünstig, wie bereits vorstehend beschrieben, und der Anstieg benötigt eine Zeit von etwa 10 μ$εο (entsprechend 100 kHz). Somit kann der Bildsensor nur mit einer Bildübertragungseinrichtung, die 3 Minuten benötigt, verwendet werden.

Wie vorstehend beschrieben, kann der erfindungsgemäße Bildsensor trotz verbessertem Ergebnis in seiner Herstellung vereinfacht werden, außerdem benötigt dieser Bildsensor keine Kompensation für die Streuung

der Fotowiderstands-Ausgangsgrößen. Obwohl die Erdungsschalter hinzugefügt wurden, können diese doch in einer integrierten Halbleiterschaltung zusammen mit den Auswahlschaltern eingebaut werden, was die Herstellungskosten kaum erhöht Demzufolge kann der erfindungsgemäße Bildsensor insgesamt 30 bis 40% billiger als die bekannten Büdsensoren hergestellt werden.

Während in dem Ausführungsbeispiel der F i g. 4 die Last 10 mit den Einzelauswahischaltern und die Span-

nungsquelle 21 mit den Gruppenauswaiüschaltern verbunden ist, ist es ebenso möglich, die Spannungsquelle 21 mit den Einzelauswahlschaltern und die Last IO mit den Gnippenauswahischaltern zu verbinden. Außerdem werden die Zen.ralelektroden und die Einzelauswahlelektroden, die mit den nicht gewählten Fotowiderständen verbunden sind, über Erdungsschalter geerdet Jedoch kann die Erdung auch über Widerstände erfolgen. Ein Beispiel für eine derartige Schaltung ist in F i g. 8 gezeigt, wobei die der Fig.4 entsprechenden Teile durch gleiche Bezugsziffern und -zeichen gekennzeichnet sind. Bei diesem Beispiel sind die Zentralelektroden C₁ bis C_7n über Erdungswiderstände 31_t bis 31» und die Einzelauswahleleküoden 7Ί bis T_a über Erdungswiderstände 32| bis 32„ geerdet Obwohl bei diesem Ausführungsbeifpiel die Last 10 mit einer Seite der Gruppenauswahlschaher M\ bis M_n, und die Spannungsquelle 21 mit einer Seite der Einzelauswahlschalter N, bis N_n verbunden ist, kann ebenso die Spannungsquelle 21 mit einer Seite der Gruppenauswahlschalter M\ bis M_m und die Last mit einer Seite der Einzelauswahlschalter N\ bis N_n verbunden werden.

Der Widerstandswert der Erdungswiderstände 311 bis 31 _m und 32| bis 32„ ist ausreichend klein innerhalb eines Bereiches, wo der Widerstand der Last 10 ausreichend kleiner ist als der zusammengesetzte Widerstandswert, der sich aus den Fotowiderständen und einem Erdungswiderstand, der mit der Last 10 verbunden ist wenn einer der Fotowiderstände ausgewählt wird, zusammensetzt Der Widerstandswert der Last 10 wird beispielsweise so ausgewählt, daß er weniger als 2% des zusammengesetzten Widerstandswertes entspricht. Bei der Anordnung gemäß F i g. 8 werden in dem Fall, bei dem der Gruppenauswahlschalter M\ und der Einzelauswahlschalter /Vi in den EIN-Zustand versetzt wird, um den Fotowiderstand Rn auszuwählen, die Fotozellen /?2i bis Rmi, die zusammen mit dem ausgewählten Fotowiderstand R\ ι mit der Einzelauswahlelektrode Γι verbunden sind, über die Erdungswiderstände 3h bis 32„ geerdet wie aus F i g. 9 zu ersehen. Demzufolge fließen die durch diese Fotowiderständc fließenden Ströme nicht zur Last 10. Der mit der Zentralelektrode T\ verbundene Erdungswiderstand 311, mit dem die ausgewählte Fotozelle Rn verbunden ist. und Reihenschaltungen bestehend aus den Fotowiderständen Rn bis R_1n und den Erdungswidersländen 32₂ bis 32„ sind parallel mit der Last 10 verbunden. Demzufolge fließt der durch den ausgewählten Fotowiderstand R\ ι fließende Strom nicht zur Last 10, sondern auch zu den parallel mit der Last 10 verbundenen Schaltkreisen. Da der Widerstandswert der Last 10 ausreichend kleiner als der zusammengesetzte Widerstandswert der Schaltkreise ist, die parallel mit der Last 10 verbunden sind — wie vorstehend beschrieben — . ist der Gesamtstrom, der von dem ausgewählten Fotowiderstand Rn zu den parallel zur Last 10 vorgesehenen Schaltkreisen fließt, vernachlässigbar. Für den Fall, daß der minimale Widerstandswert der Fotowiderstände R,\ bis R„„, 1 ΜΩ, der Widerstandswert jedes Erdungswiderstandes 311 bis 31 „, und 32! bis 32„ 1OkQ und die Anzahl der Fotowiderstände R\2 bis R\_n 32 beträgt, ergibt sich der parallel zusammengesetzte Widerstandswert der Fotowiderstände Rn

1 AiQ

bis R\„ zu und somit etwa zu 30 kn. Da der Wert

des Erdungswiderstands 311 10 kn beträgt, ergibt sich der zusammengesetzte Widerstandswert der parallel mit der Last 10 verbundenen Schaltung zu 7.5 kil Demgemäß ergibt sich der Widerslandswert der Last 10 zu 75 Ω, falls der Lastwiderstand 1% des oben erwähnten zusammengesetzten Widerstandswertes betragen soIL Beträgt die Spannung an der Klemme 9 10 V, so erzeugt die Last 10 eine Ausgangsgröße von 7,5 mV, und zwar für den Fall, daß der Widerstandswert des ausgewählten Fotowiderstands 1 ΜΩ aufweist

F i g. 10 zeigt die Ergebnisse von Experimenten, die mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.8 durchgeführt wurden. In Fig. 10 sind Ausgangskennwerte dargestellt die an der Last 10 für den Fall, daß alle nichtge wählten Fotowiderstände mit Licht bestrahlt werden, empfangen wurden. Hierbei verdeutlicht die Abszisse die Intensität des einfallenden Lichts und die Ordinate die Lastausgangsgröße. In F i g. 10 zeigt die Linie 33 den Lastausgang für den Fall, daß ein ausgewählter Fotowiderstand mit Licht bestrahlt wird und die Linie 34 den Lastausgang für den Fall, daß der ausgewählte Fotowiderstand nicht mit Licht bestrahlt wird. Die Spannung an der Klemme 9 betrug 10 V und der Widerstandswert der Foto widerstände, die durch Licht von 100 lux bestrahlt wurden, 1 ΜΩ. Wurde der ausgewählte Fotowiderstand mit Licht von 100 lux bestrahlt, so betrug die Lastausgangsgröße 7,5 mV, wurde der Fotowiderstand jedoch nicht bestrahlt, so ergab sich die Ausgangsgröße zu 0,075 bis 0,08 mV, wie in F i g. 12 gezeigt Der Einfluß des Öbersprechstromes wurde bis auf einen Wert von etwa '/κ» unterdrückt, mit der Feststellung, daß das Übersprechen in der Praxis nicht mehr von Bedeutung ist.

Die Erdungsschalter und die Erdungswiderstände können auch in Kombination verwendet werden, und falls der Grppenauswahlabschnitt 3 und der Einzelauswahlabschnitt 4 identisch im Aufbau gemacht wird, kann dann die gleiche Schaltkreisstruktur für beide verwendet werden. Ebenso kann in dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 8 der in F i g. 4 gezeigte Strom/Spannungs-Konverter als Last 10 vorgesehen werden.

Die Verringerung der Anstiegszeit des Ausgangssignals wird durch die Kapazitäten der Elektroden, der Leitungen und der Fotowiderstände relativ zur Erde begrenzt. Außerdem verschlechtert sich die Ansprechcharaktcristik der Auswahlschalter mit einer Zunahme ihrer Arbeitsfrequenz. In Anbetracht dieser Gesichtspunkte wird die Arbeitsgeschwindigkeit dadurch crhöht, daß man gleichzeitig eine Vielzahl von Foiowidcr- ständen ausgewählt, ihre Ausgangsgröße zu einzelnen Lasten führt, die Lasiausgangsgröße aufeinanderfolgend abtastet und hält diese zu einem zusammengesetzten Signal kombiniert. Ein Beispiel einer Schaltkreisordnung hierfür ist in F i g. 11 dargestellt, wobei die der F i g. 4 entsprechenden Teile durch die gleichen Bezugsziffern und -zeichen gekennzeichnet sind. Bei diesem Beispiel sind die Steuerklemmen der benachbarten Einzelauswahlschalter /Vi bis N_n in Paaren /Vi und /V2. /Vj

und Na /V„_i und N₁, miteinander verbunden, die

gleichzeitig angesteuert werden. Zwei Lasten 10a und 106 sind vorgesehen. Die Last 10a ist mit je einem dei gepaarten Einzelauswahlschalter verbunden, z. B. mil /Vi, /Vj.../V„-i, wohingegen die andere Last 106 mi M) den einzelnen F.inzelauswahlschaltern A/2, N*... N_n vcr bunden ist. Ein Abtastimpulsgenerator 35 erzeugt zwe Abtastimpulse, die die gleiche Periodendauer wie dei Taktimpuls der Klemme 8 aufweisen, jedoch in der Pha se voneinander um eine halbe Periodendauer verscho ben sind. Durch diese beiden Abtastimpulsc werden di< Ausgangsgrößen der beiden Lasten 10a und 10f> durcl Ablast- und Haltekreis 36a und 36b abgetastet und ge hallen, wobei die Ausgänge dieser Kreise wiedcrun

verbunden und an eine Klemme 37 angelegt werden.

Wird der Gruppenauswahlschalter M, in den EJN-Zustand versetzt, um eine Spannung an die Zentralelektrode Q anzulegen, wie in Fig. 12A gezeigt, und wird ein in Fig. 12B gezeigter Taktimpuls in einem solchen Zustand angelegt so werden die Einzelauswahlschalter aufeinanderfolgend bei jedem Auftreten des Taktimpulses paarweise angewählt- Aus den Lasten 10a und 106 werden gleichzeitig die Ausgangsgrößen /n und /12 der Foto widerstände Au und R_n, wie in F i g. 12C bzw. 12D gezeigt, erhalten, und beim Auftreten des nächsten Taktimpulses werden die Ausgangsgröße 1,3 und /_M der Fotowiderstände Ä13 und Ru an den Lasten 10a und 106 vorgesehen. Die beiden Abtastimpulse des Abtastimpulsgenerators 35 weisen bezüglich dem in Fig. 12B gezeigten Taktimpuls die in den F i g. 12E und 12F dargestellte Beziehung auf. Der eine Abtastimpuls (F i g. 12E) ist um eine Zeitperiode gegenüber dem Taktimpuls verzögert, und zwar bis die Lastausgangsgröße nach Auftreten des Taktimpulses stabil wird, und der andere Abtastimpuls (Fig. 12F) ist weiterhin um eine balbe Zeitperiode verzögert. Mit Hilfe des Abtastimpulses der F i g. 12E wird die Ausgangsgröße der Last 10a durch den Abtast- und Haltekreis 36a abgetastet und gehalten, und zur gleichen Zeit wird der Abtast- und Haltekreis 366 zurückgesetzt Mit Hilfe des Abtastimpulses der Fig. 12F wird die Ausgangsgröße der Last 105 durch den Abtast- und Haltekreis 36b abgetastet und gehalten, wobei zur gleichen Zeit der Abtast- und Haltekreis 36a zurückgesetzt wird Demzufolge werden die Ausgangsgrößen in, in, /13. /m · · · der Fotowiderstände Ru, Rn, Ru, R\4 aufeinanderfolgend bzw. sequentiell an de." Klemme 37 erzeugt und zwar mit einer Geschwindigkeit, die doppelt so hoch wie die des Taktimpulses der Klemme 8 ist D. h. bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Ausgangsgröße mit einer Geschwindigkeit erzielt werden, die zweimal größer als die Bctriebsgeschwindigkeit der Auswahlschalter ist Durch Vergrößerung der Anzahl der Fotowiderstände infolge der doppelten Auswahl und durch Vergrößerung der Anzahl der Lasten und der entsprechenden Abtast- und Haltekreise, kann die Ausgangsgröße mit höherer Geschwindigkeit erzeugt werden, ohne daß die Geschwindigkeit der Auswahlschalter der Fotowiderstände erhöht werden müßte.

Während vorstehend CdS-Elemente vorgesehen sind, können ebenso andere Folowiderstände, wie ζ Β. CdS-, und Se- und Si-Zellen, verwendet werden. Ebenso müssen die Auswahlschalter und die Erdungsschalter nicht immer Feldeffekttransistoren darstellen, so können auch bipolare Transistoren oder ähnliche Verwendung finden, In jedem Fall stellen die Auswahlschalter, die mit den Fotowiderständen auf der Seite der Last verbunden sind, Analogschalter dar. Die miteinander verbundenen Auswahlschalter und Erdungsschalter werden umgekehrt gesteuert, jedoch ist es ebenso möglich, einen dieser Schalter als ein p-Typ-Bauelement und den anderen als n-Typ-Bauelement auszubilden und auf den Inverter zu verzichten. Die Fotowiderstände können nicht nur in einer geraden Linie, sondern auch zweidimensional oder in einer Matrix angeordnet werden. Der erfindungsgemäße Bildsensor ist hinsichtlich der Anwendung nicht speziell auf das Ablesen jedes Bildelements einer geschriebenen oder gedruckten Sache, die in einem engen Kontakt mit dem Sensor steht, und die Übertragung der Bildinformation als Bildübcrtragungssignul festgelegt, sondern die Bildinformation kann einer Aufbereitung oder einer anderen Bearbeitung zugeführt werden. Der erfindungsgemäße Bildsensor kann ebenfalls als Meßgeräteausrüstung benutzt werden, z. B. zur Messung einer Länge und einer Fläche unter Verwendung der aufeinanderfolgenden weißen (oder schwarzen) Bits in der umgewandelten Ausgangsgröße.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:
1. Bildsensor mit

— einer Vielzahl von Fotowiderständen (Ru bis Rm,,), die auf einem nichtleitenden Substrat (22) ausgebildet und in m Gruppen, von denen jede aus η Fotowiderständen besteht, unterteilt sind,

— m Zentralelektroden (Q bis C_n,), die auf dem nichtleitenden Substrat (22) ausgebildet sind, wobei jede mit einem Ende der Fotowiderstände einer der m Gruppen verbunden ist,

— π Einzelauswahlelektroden (T\ bis T_n). die auf dem nichtleitenden Substrat ausgebildet sind, wobei jede Elektrode mit den anderen Enden der einander entsprechenden Fotowiderstände aus den m Gruppen verbunden ist,

— m Gruppenauswahlschaltern (M\ bis M_m), die an einem Ende mit den entsprechenden Zentralelektnpcien (Q bis C_n,) verbunden sind,

— einem Gruppenauswahl-Treiber (5), der mit Steuerklemmen der m Gruppenauswahlschalter (Mi bis M_m) verbunden ist und zur Erzeugung von Gruppenauswahlimpulsen dient, um die Gruppenauswahlschalter aufeinanderfolgend einzuschalten,

— π cinzelauswahlschaltem (Ni bis N_n), die an einem Ende mit den entsprechenden η Einzelauswahlelektoden verbunden sind,

— einem Einzelauswahl-Treiber (6), der mit Steuerklemtfien der η Einzelauswahlschalter verbunden ist und zvr Erze^ung vom Einzelauswahlimpulsendient, um die Einzelauswahlschalter aufeinanderfolgend ein? '.schalten.

— einer Spannungsquelle (21), die mit den anderen Enden der m Gruppenauswahlschalter verbunden ist und

— einer Last (10), die mit den anderen Enden der η Einzelauswahlschalter verbunden ist,