DE3322533C2 - Vorrichtung zum Lesen einer Originalvorlage - Google Patents
Vorrichtung zum Lesen einer OriginalvorlageInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung zum Lesen einer Originalvorlage weist Dünnfilmtransistoren (20a-20l) auf, deren Eingangselektroden mit Fotoelementen (10a-10l) verbunden sind. Die Dünnfilmtransistoren sind in mehrere Gruppen geordnet, innerhalb derer alle Gate-Elektroden miteinander verbunden sind. Ein erstes Schieberegister (70) gibt Schaltsignale (S1-S4) in zeitlicher Reihenfolge an die Gate-Elektroden der Gruppen. Die Ausgangselektroden ungeradzahliger Gruppen sind mit einem ersten Satz von Verbindungsleitungen (81-83) und die Ausgangselektroden geradzahliger Gruppen mit einem zweiten Satz von Ausgangsleitungen (84-86) verbunden. Als Streukapazitäten ausgebildete zeitweilige Speicher (91-96) sind jeweils mit einer Verbindungsleitung verbunden. MOS-Transistoren (101-106), die aufeinanderfolgend durch ein zweites Schieberegister (110) durchgeschaltet werden, übertragen in den zeitweiligen Speichern vorübergehend gespeicherte Signalladungen an einen Ausgangsanschluß (T4). Eine solche Vorrichtung ist für kleine Leseabstände, wie z. B. in einem Faksimile-System, geeignet. Sie weist wenige Zwischenverbindungen auf und arbeitet wegen der besonderen Anordnung trotz der langsamen Schaltgeschwindigkeit der Filmtransistoren mit ausreichender Geschwindigkeit.
Description
dadurchgekennzeichnet, daß
— eine erste Gruppe von Verbindungsleitungen (81—83) so viele Verbindungsleitungen aufweist
wie Schalttransistoren in ungeradzahligen Gruppen von Schalttransistoren vorhanden
sind, wobei der /n-te Schalttransistor (z. B. 20a, 20g) in jeder ungeradzahligen Gruppe an die
/n-te Verbindungsleitung (im Beispielsfall 81) aus der ersten Gruppe von Verbindungsleitungen
angeschlossen ist,
— eine zweite Gruppe von Verbindungsleitungen (84—86) so viele Verbindungsleitungen aufweist,
'-vie Schalttransistoren in geradzahligen Gruppen vorhanden sind, wobei der n-te
Schalttransistor (z. B. 2Od, 2Oj) in jeder geradzahligen Gruppe an die n-te Verbindungsleitung
(im Beispielsfall 84) aus der zweiten Gruppe von Verbindungsleitungen angeschlossen ist,
— jede Verbindungsleitung (81 —86) mit jeweils einem zeitweiligen Speicher (91—96) verbunden
ist,
— jeder zeitweilige Speicher (91—96) über einen MOS-Transistor (101-106) mit einem Ausgangsanschluß
(T4) verbunden ist, und
— ein zweites Schieberegister (110) vorhanden ist,
das jeweils während derjenigen Zeit, während der das erste Schieberegister eines der aufeinanderfolgenden
Schaltsignale (S 1,52, 53 oder 54) an eine Gruppe von Schalttransistoren
(20a—c bzw. 2Od-/ bzw. 20g—i bzw. 2Oj-I)
abgibt, die mit der einen Gruppe von Verbindungsleitungen (81—83 bzw. 84—86) verbunden
sind, aufeinanderfolgende Lesesignale (55-S7 bzw. S8-510) an diejenigen MOS-Transistoren
(101-103 bzw. 104—105) abgibt, die mit der anderen Gruppe von Verbindungsleitungen (84—86 bzw. 81 —83) verbunden sind.
zeichnet, daß der Kapazitätsweri der einer Vcrbindungsleitung
zugeordneten Streukapazität größer ist als der Kapazitätswen einer Streukapazitüi
(30a—30/;, die einem Photoelement (10a—10/;zugeordnet
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der zeitweiligen Speicher eine
einer zugehörigen Verbindungsleitung zugeordnete Streukapazität (91 —96) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennDie Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lesen
einer Originalvorlage gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 31 12 908 bekannt Die in der genannten Schrift beschriebene
Vorrichtung erlaubt es, gleichzeitig die Information aus allen Photoebenen auszulesen, die in einer
Gruppe zusammengefaßt sind. Dadurch kann eine hohe Lesegeschwindigkeit erzielt werden, obwohl die
Schalttransistoren, die im eingeschalteten Zustand die Ladung von einem Photoelement zu einem Ausgang
durchlassen, als Dünnfilmtransistoren ausgebildet sind, die im Vergleich zu einem in einem Halbleitersubstrai
integrierten MOS-Transistor verhältnismäßig langsam schalten. Vorrichtungen zum Lesen einer Originalvorlage,
die mit schnell schaltenden, in einem Halbleitersubstrat integrierten MOS-Transistoren arbeiten, sind aus
den deutschen Offenlegungsschriften 3112 865 und
31 12 907 bekannt, von denen die erste eine Eimerkettenschaltung zum Auslesen betrifft, während die Vorrichtung
gemäß der zweiten Schrift eine einzige Ausgangsleitung aufweist, an die jedes Photoelemcnt über
jeweils einen Schalttransistor angeschlossen ist, welche Schalttransistoren der Reihe nach durchgeschaltet werden.
Bei den Vorrichtungen gemäß den Offenlegungsschriften 31 12 865 und 31 12 907 treffen an einem Ausgangsanschluß
nacheinanderfolgend die Signale von den einzelnen Photoelementen auf. Bei der gattungsbildenden
Vorrichtung gemäß der DE-OS 31 12 908 treten die Signale von den Photoelementen einer Gruppe jeweils
parallel an ebenso vielen Ausgängen auf, wie Photoelemente in einer Gruppe vorhanden sind. In der genannten
Schrift ist nicht beschrieben, wie die Signale von den Photoelementen der vielen Gruppen vcrarbeitet
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Gattung anzugeben, die es bei einfachem Aufbau erlaubt, die Signale von den
Photoelementen der ganzen Vorrichtung aufeinanderfolgend an einem Ausgangsanschluß abnehmen /.u können.
Die Erfindung ist durch die Merkmale des Hauptanspruchs gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß statt nur einer Gruppe von Verbindungsleitungen, wie bei der
Vorrichtung gemäß der DE-OS 31 12 908, nunmehr zwei Gruppen von Verbindungsleitungcn vorhanden
sind. An die erste Grupe von Verbindungsleitungcn sind die Photoelemente aus ungeradzahligen Gruppen angeschlossen,
während an die zweite Gruppe von Verbindungsleitungen die Photoelemente aller geradzahliger
Elemente angeschlossen sind. Während einer gewissen Zeitspanne werden die Ladungen aus den Photoclementen
einer jeweiligen Gruppe in Zwischenspeicher, die zu der einen Gruppe von Verbindungsleitungcn gehören,
ausgegeben. Während derselben Zeitspanne werden ans Zwischenspeichern, die zur anderen Gruppe von Vcr-
bindungsleitungen gehören, seriell die Daten an den Ausgangsanschluß ausgelesen. Dank dieser Zwischenspeicherung
vor dem endgültigen Auslesen steht für das Ausgeben der Ladungen aus den Photoelementen in die
Zwischenspeicher über die relativ langsam schaltenden lilm-Schalttransisioren eine relativ lange Zeitspanne
zur Verfugung. Dadurch erfolgt das Auslesen zuverlässig und vollständig.
Dieses schnelle Auslesen erfolgt insbesondere dann, wenn die Kapazität des Zwischenspeichers, die durch
eine Streukapazität einer jeweiligen Verbindungsleitung gebildet ist, größer ist als die Kapazität des Ladiingsspeichers
eines Photoelementes, der ebenfalls durch eine Streukapazität gebildet wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher veranschaulicht. Es zeigt
Fig. 1 ein Ersatzschaltbild eines Ausführungsbeispielcs
einer Vorrichtung zum Lesen einer Originalvorlage,
Fig. 2 ein Zeitdiagramm zum Erläute, η der Funki
ionsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und
Fig. 3A und 3B eine Draufsicht und einen Längsschnitt
durch ein Beispiel eines konkreten Aufbaus einer Vorrichtung zum Lesen einer Originalvorlage.
Das Ersatzschaltbild einer Vorrichtung zum Lesen einer Originalvorlage gemäß F i g. 1 weist zur Vereinfachung
der Beschreibung nur 12 Photoelemente auf. Tatsachlich
liegt eine erheblich höhere Anzahl vor, wie dies weiter unten näher erläutert wird.
Die vorhandenen zwölf Fotoelemente, von denen Ersatzschaltbilder
10a— 10/dargestellt sind, sind an Schaltelemente
20a—20/angeschlossen, die als Dünnfilmtransisloren
ausgebildet sind. Die Schaltelemente sind in mehrere Gruppen, im dargestellten Beispielsfall in vier
Gruppen mit jeweils drei Schaltelementen unterteilt. Die Gates der Schaltelemente jeder Gruppe sind miteinander
verbunden und an Ausgangsleitungen 71—74 eines Schieberegisters 70 angeschlossen.
Die Ausgangselektroden der Schaltelemente 20a— 20ceinerseits und 20g— 20/andererseits, also der ersten
und dritten Gruppe, das heißt von ungeradzahligen Gruppen, sind jeweils mit einer von drei Verbindungsleilungcn
81, 82 bzw. 83 verbunden. Entsprechend sind die Ausgiingselekiroden der Schaltelemente 20c/— 2Of
einerseits und 20/—20/ andererseits, also der zweiten und vierten Gruppe, das heißt der geradzahligen Gruppen,
mil gemeinsamen Verbindungsleitungen 84, 85 b/.w. 86 verbunden. Das heißt, der Anschluß der Schaltelemente
ist im Beispielsfall so festgelegt, Jaß jeweils d;is erste Schaltelement von links gesehen in einer ungeradzahligen
Gruppe mit der Verbindungsleitung 81 und this jeweils erste Element in einer geradzahligen Gruppe
mit der Verbindungsleitung 84 verbunden ist. Die gemeinsamen Verbindungsleitungen 81—86 sind mit
Lingangselcklroden von MOS-Transistoren 101 — 106
jeweils verbunden, wobei den Leitungen 81—86 jeweils parasitäre Kapazitäten 91 —96 zugeordnet sind. Die panisilären
Kapazitäten 91—% sind Kombinationen der Ausgang.skapazitäi eines jeden Schaltelements (Dünnfilmtransistor)
20;/—20/, der Streukupazhät einer zugehörigen
I .ellung 81 —86 und der jeweiligen Eingangskapa/.iliil
der MOS-Transistoren 101 — 106. Die Gateelektroden der MOS-Transistoren 101 — 106 sind mit den
Ijngangsiinschlüssen eines Schieberegisters 110 verbunden,
während die Ausgangselektroden alle miteinander verbunden sind.
Bei der so aufgebauten Vorrichtung zum Lesen einer Originalvorlage werden in den parasitären Kapazitäten
}<),7—30/gespeicherte Signalladungen in zugehörige parasitäre
Kapazitäten 91—% übertragen, wenn die Schaltelemente 20a—20/betätigt werden. Danach werden
die MOS-Transistoren 101 — 106 durch das Schieberegister 110 betrieben, so daß Ausgangssignale an einem
Ausgangsanschluß T4 abgegeben werden.
Die Funktionsweise dieser Anordnung wird im folgenden an Hand des Zeitdiagramms der Fig. 2 näher
erläutert Es wird darauf hingewiesen, daß die beschriebene Funktion erst dann durchgeführt werden sollte,
ίο wenn genug Signalladung in den parasitären Kapazitäten
30a—30/angesammelt ist.
Zunächst wird das Schieberegister 70 angesteuert, um ein Schaltsignal 51 an die Ausgangsleitung 71 zu geben.
Dadurch schalten die Schaltelemente 20a, 20b und 20c !5 durch, woraufhin die Ladungen der parasitären Kapazitäten
30a, 306 und 30c in die parasitären Kapazitäten 91, 92 bzw. 93 über die gemeinsamen Verbindungsleitungen
81,82 bzw. 83 übertragen werden. Die Länge des Schaltsignals
51 sollte lang genug sein, um das komplette Übertragen einer Ladung zu gewährleisten, /m Beispielsfall
sind die Kapazitätswerte der parasitären Kapazitäten 91—96 erheblich größer als diejenigen der
parasitären Kapazitäten 30a—30c. Dadurch werden Signalladungen
rasch und vollständig in die Kapazitäten 91,92 und 93 übertragen.
Wird nach Abschluß des Schaltsignals 51 ein Schaltsignal
52 an die Ausgangsleitung 72 des Schieberegisters 70 gegeben, schalten die Schaltelemente 2Od, 2Oe
und 20/ durch, woraufhin die Signalladungen von den parasitären Kapazitäten 3Od, 3Oe und 30/in die parasitären
Kapazitäten 94,95 bzw. % übertragen werden. Zur selben Zeit gibt das Schieberegister 110 Lesesignale 55,
56 und 57 an die Gate-Elektroden der MOS-Transistoren 101, 102 bzw. 103 in zeitlicher Reihenfolge, so daß
die MOS-Transistoren 101,102 und 103 der Reihe nach leitfähig werden und so der Reihe nach in den Kapazitäten
91, 92 bzw. 93 gespeicherte Ladungen an den Ausgangsanschluß 7"4 abgeben, wodurch Komponenten
des Ausgangssignals 512 zu den Zeiten 11, 12 bzw. f 3
abgegeben werden.
Wenn die Ladungen aus den Kapazitäten 91, 92 und 93 voll entladen sind, wird ein Schaltsignal 53 an die
Ausgangsleitung 73 des Schieberegisters 70 gegeben, so daß die Schaltelemente 20g, 20Λ und 20/durchschalten.
Daraufhin werden die Signalladungen der parasitären Kapazitäten 30#; 30Λ und 30/ an die Kapazitäten 91, 92
bzw. 93 gegeben. Dies bedeutet, daß die Kapazitäten 91, 92 und 93 wieder geladen werden. Zur selben Zeit gibt
das Schieberegister 110 in zeitlicher Reihenfolge Lesesiso
gnale 58, 59 und 510 an die Gate-Elektroden der MOS-Transistoren 104,105 und 106, wodurch diese aufeinanderfolgend
leitfähig werden. Dadurch werden die in den Kapazitäten 94,95 und % gespeicherten Ladungen
aufeinanderfolgend zu Zeiten f 4,15 und /6 an den
Anschluß 7" 4 gegeben, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist.
Nachdem die Ladungen, wie oben beschrieben, aus den Kapazitäten 94,95 und % übertragen sind, wird ein
Schaltsignal 54 an die Ausgangsleitung 74 des Schieberegisters 70 gegeben, um die Schaltelemente 2Oy, 20k
und 20/durchzuschalten, so daß die Signalladungen aus den parasitären Kapazitäten 30/ 30* und 30/ an die
parasitären Kapazitäten 94, 95 und % übertragen werde, die, wie oben beschrieben, entleert worden sind.
Gleichzeitig gibt das Schieberegister 110 in zeitlicher Reihenfolge die Lescsignale 55, 56 und 57 an die
MOS-Transistoren 101, 102 und 103 und schaltet diese aufeinanderfolgend durch, so daß die wiederum in den
Kapazitäten 91, 92 und 93 gespeicherten Ladungen zu
5
Zeitpunkten f7, f8 und /9 an den Ausgangsanschluß Art und Weise werden Fotoelemente 10 so ausgebildet
Γ4 gegeben werden. daß die Elektroden 203 vom transparenten elektrisch
Wenn die Kapazitäten 91, 92 und 93, wie oben be- leitfähigen Film 207 überlappt werden,
schrieben, entladen sind, gibt das Schieberegister 110 Über den Elektroden 204 wird ein isolierender IiIm
abschließend die Lesesignale 58. 59 und 510 in zeitli- 5 208 aus Siliziumdioxyd, Siliziumnitrid oder Glas durch
eher Reihenfolge wiederum an die Gate-Elektroden der Vakuumabscheidung, Fotolithografie oder Dickfilm-MOS-Transistoren
104, 105 und 106 und schaltet diese druck aufgebracht. In dem isolierenden Film 208 sind
durch, woraufhin die in den Kapazitäten 94, 95 und 96 Durchgangslöcher zum Kontaktieren der (ilekiroden
gespeicherten Ladungen wiederum, nunmehr zu Zeit- 204 vorhanden. Auf dem Halbleiterfilm 206 sind Gatepunkten
110, f 11 und 112 an den Ausgangsanschluß T 4 10 Elektroden 209 und auf dem Isolierfilm 208 gemeinsame
gegeben werden. Alle Signale sind dann ausgelesen. Verbindungsleitungen 210 von Chrom, Gold. Alumini-
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, ist die Ein- um oder Nickel in Dünn- oder Dickfilmtechnik aufgeschaltdauer
der Schaltelemente 20a—20/ bei einer an- bracht. Die Verbindungsleitungen 210 sind durch die
meldegemäßen Vorrichtung lange und entspricht einem Durchgangslöcher mit den Elektroden 204 verbunden.
Mehrfachen der Lesczcit eines einzelnen Fotoelemen- 15 Die Gate-Elektroden 209 gehören zu Dünnlümtninsites.
Dadurch werden die eingangs geschilderten Schwie- stören. Die Enden der Elektroden 209 sind mit dem
rigkeiten von Dünnfilmtransistoren in bezug auf deren Schieberegister 70 und die gemeinsamen Vcrbindunjjv
geringe Schaltgeschwindigkeit und hohen Widerstand leitungen 210 mit den MOS-Transistoren 100 durch Unüberwunden.
Da darüber hinaus das endgültige Ausle- den verbunden. Sie können jedoch auch durch Löten
sen der Signale durch MOS-Transistoren (101 —106) er- 20 oder durch einen flexiblen Leiter verbunden sein,
folgt, die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten, können Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß eine anmel-
alle Bits in sehr kurzer Zeit ausgelesen werden. Darüber degemäße Vorrichtung zum Lesen einer Originalvorliihinaus
ist es nicht erforderlich, die Fotoelemente mit ge Dünnfilmtransistoren aufweist, deren unerwünschte
den Schaltelementen gesondert zu verbinden, da die Eigenschaften jedoch durch eine besondere Anordnung
Schaltelemente 20a bis 20/ und die gemeinsamen Ver- 25 unwirksam gemacht sind. Eine Vorlage kann dadurch
bindungsleitungen 81—86 auf demselben Substrat in sicher und schnell gelesen werden. Da darüber hinaus
Dünnfilm- oder Dickfilmtechnik mit den Fotoelementen die Zahl von Verbindungsleitungen klein ist. kann die
10 ausgebildet werden können. Wie bei der herkömmli- anmeldegemäße Vorrichtung billig hergestelli werden
chen Vorrichtung werden die Schaltelemente 20a bis 20/ und arbeitet sehr zuverlässig.
mit den Ausgangsleitungen 71—74 des Schieberegisters 30
70 und die gemeinsamen Verbindungsleitungen 81—86 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
mit den MOS-Transistoren 101 — 106 durch Bonden oder dergleichen verbunden. Die Zahl erforderlicher
Bonddrähte ist jedoch sehr gering. Bei einer Vorrichtung mit 2048 Fotoelementen, die in 32 Gruppen unterteilt
sind, so daß jeweils die Gate-Elektroden von 64 Schaltelementen in einer Gruppe zusammengefaßt sind,
ist die Zahl von Verbindungsdrähten zwischen den Schaltelementen und den Ladungsübertragungseinrichtungen
128.
Eine konkrete Ausführungsform einer anmeldegemäßen Vorrichtung wird nun an Hand der F i g. 3A und 3B
erläutert.
Auf einem Substrat 201 aus einem isolierenden Glas oder glasierter Keramik ist ein Metallfilm aus Chrom,
Gold, Aluminium oder Nickel mit einer Dicke von 100— 500 nm durch Elektronenstrahlabscheidung aufgebracht.
Aus einem solchen Film sind Elektroden 202, 203 und 204 in einem vorbestimmten Muster nach einem
Fotolithografieverfahren aufgebracht. Die Elektroden haften dann besonders gu; auf dem Substrat 201, wenn
sie aus einem Chromfilm gebildet sind. Danach wird auf den Elektroden 203 und 204 ein Film eines Halbleitermaterials
abgeschieden, wie aus amorphem Silizium, polykristallinen! Silizium, Selen, Selen-Tellur. Selen-Arsen,
Selen-Arsen-Tellur oder Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid oder Zink-Selen oder Zink-Cadmium-Tellur. Die
Schicht wird durch maskieren und Vakuumabscheidung aufgebracht, so daß ein fotoleitfähiger Film 205 und ein
Halbleiterfilm 206 gebildet werden. Es ist von besonderem Vorteil, die Filme 205 und 206 durch eine Schicht
amorphen Siliziums mit einer Dicke von 0.1 — 1 μπι
durch Glimmentladung in Silan abzuscheiden. Danach wird ein transparenter, elektrisch leitfähiger Film 207
einer Dicke von 150 nm durch DC-Sputtern von ITO (lniOj und SnOj) aufgebracht, der durch Maskentechnik
und Vakuumabscheidung oder durch Fotolithografie auf ein vorgegebenes Muster gebracht wird. Auf diese
Claims (1)
1. Vorrichtung zum Lesen einer Originalvorlage mit einem Substrat mit
— einer Vielzahl ladungsspeichernder Film-Photoelemente (10a—10/; und
— einer Vielzahl von Film-Schalttransistoren (20a—201), bei denen
— die jeweilige Eingangselektrode mit einem der Photoelemente verbunden ist
— die Gates jeweils mehrerer Schalttransistoren in ungeradzahligen und geradzahligen
Gruppen an jeweils eine von mehreren Ausgangsleitungen (71—74) eines ersten
Schieberegisters (70) angeschlossen sind, das aufeinanderfolgende Schaltsignale (SI—54) an die Ausgangsleitungen abgibt
und
— die jeweilige Ausgangselektrode an eine von mehreren Verbindungsleitungen
(81 —86) angeschlossen ist,
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57175455A JPS5963869A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 原稿読取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3322533A1 DE3322533A1 (de) | 1984-04-05 |
| DE3322533C2 true DE3322533C2 (de) | 1986-03-06 |
Family
ID=15996364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3322533A Expired DE3322533C2 (de) | 1982-10-04 | 1983-06-23 | Vorrichtung zum Lesen einer Originalvorlage |
Country Status (4)
| Country | Link |
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