DE3435354A1

DE3435354A1 - Photoelektrische wandleranordnung

Info

Publication number: DE3435354A1
Application number: DE19843435354
Authority: DE
Inventors: Keitoku Kagoshima Morita
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1983-09-27
Filing date: 1984-09-26
Publication date: 1986-01-23
Also published as: DE3435354C2; US4673821A

Description

KYOCERA CORPORATION

5-22, Kita Inoue-cho, Higashino, Yamashina-ku,

Kyoto 607, Japan

Photoelektrische Wandleranordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine photoelektrische Wandleranordnung und insbesondere auf eine verbesserte photoelektrische Wandleranordnung mit Zeilenabtastern, z.B. in einer Zeilenabtastvorrichtung eines Faksimilegeräts, bei dem ein zu übertragendes Original in dichtem Kontakt zu den Abtastern steht.

Es wurde eine photoelektrische Wandleranordnung entwickelt, bei der das Feld der photoelektrischen Wandlerelemente gleich groß ist wie eine Seite eines Originals, so daß über eine Anordnung optischer Fasern und ein Linsenfeld eine optische Abbildung im Maßstab 1 : 1 bezüglich der jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente erzeugt wird. Außerdem wurde eine photoelektrische Wandleranordnung entwickelt, bei der das Feld photoelektrischer Wandlerelemente mit der Oberfläche

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des Originals in dichten Kontakt gebracht wird, das Original durch in dem Träger der photoelektrischen Wandlerelemente angeordnete Lichtleiterfenster beleuchtet und das vom Original reflektierte Licht von den photoelektrischen Wandlerelementen erfaßt wird.

Bei solchen Systemen werden normalerweise Erfassungsschaltungen mit elektrischer Ladungsspeicherung verwendet, bei denen elektrische Signale über elektrische Ladungsspeichervorrichtungen, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, geliefert werden.

Fig. 1 zeigt eine Grundeinheit einer photoelektrischen Wandleranordnung mit elektrischer Ladungsspeicherung, bei der ein photoelektrisches Wandlerelement 1 einen Ladungsspeicher aufweist. Wenn ein Schalter 3 geöffnet ist, liegt eine Vorspannung an einem parallel zu einer Photodiode 1a geschalteten Speicherkondensator 1b an, die von einer Vorspannungsquelle 2 erzeugt wird. Eine vorbestimmte Ladung wird daher im Kondensator 1b gespeichert. Die Photodiode 1a empfängt das vom Original reflektierte Licht, und die im Speicherkondensator 1b gespeicherte Ladung entlädt sich nach Maßgabe der durch den Lichtempfang ausgelösten photoelektrischen Umwandlung. Wenn anschließend der Analogschalter 3 geschlossen wird, wird eine über einen Lastwiderstand 4 abfallende Spannung an eine Ausgangsklemme 5 angelegt. Ein Lichtsignal wird somit erfaßt. Ferner ist ein Kopplungskondensator 6 vorgesehen und der Analogschalter 3 hat eine Kapazität 7.

Fig. 2 zeigt die Schaltung eines Feldes aus photoelektrischen Wandlerelementen, bei dem mehrere Basiseinheiten, von denen eine in Fig. 1 gezeigt ist, in einer Dimension angeordnet sind.

Durch die Steuerung eines Schieberegisters 8 werden die Analogschalter 3 sukzessive in zeitlicher Aufeinanderfolge geöffnet und geschlossen. Die von den photoelektrischen Wandlerelementen

1 gesendeten elektrischen Signale laufen durch die jeweils zu den photoelektrischen Wandlerelemten 1 zugehörigen Analogschalter 3 über eine gemeinsame Ausgangsleitung 10 und die über dem Lastwiderstand 4 erzeugte Spannung wird an die Ausgangsklemme 5 angelegt.

Bei diesen Anordnungen nach dem Stand der Technik ist es unvermeidbar, daß die Steuerleitungen für logische Signale 9 in nächster Nachbarschaft zu der Ausgangsleitung 10 angeordnet sind. Eine solche Anordnung führt dazu, daß Rauschen von den Steuerleitungen 9 für logische Signale auf die Ausgangsleitung 10 übertragen wird, wodurch das Rauschen in den Ausgangssignalen ansteigt.

Um diesem Problem zu begegnen, wurde vorgeschlagen, die Ausgangsleitung 10 mit einer elektrostatischen Abschirmung zu versehen. Es wurde jedoch gefunden, daß bei der Verwendung einer solchen Abschirmung die Kapazität zwischen der Ausgangsleitung 10 und den Erdungsleitungen erhöht wird, wodurch ein Abfall der Ausgangsspannung hervorgerufen wird.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung nach dem Stand der Technik, fließt am Analogschalter 3 erzeugtes Schalterrauschen über den Lastwiderstand 4 zur Erdungsleitung. Dieses Rauschen wird daher dem Ausgangssignal überlagert, wodurch das Signalrauschverhältnis herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserte photoelektrische Wandleranordnung anzugeben, bei der die obengenannten Nachteile nicht auftreten und bei der eine von einem photoelektrischen Wandlerelementenfeld gemeinsam benutzte Ausgangsleitung von den Logiksignalleitungen zur Steuerung von Analogschaltern, die jeweils an die photoelektrischen Wandlerelemente geschaltet sind und über die an den Analogschaltern erzeugtes Schalterrauschen direkt zu den Erdungslinien geführt

wird, so daß der Kontrast und das Signalrauschverhältnis nicht beeinträchtigt werden, getrennt angeordnet ist, wodurch der Einfluß der Kapazität auf die jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente vermindert und der Pegel des Ausgangssignals erhöht und somit das Signalrauschverhältnis verbessert wird.

Gemäß einer Ausführungsform weist die erfindungsgemäße photoelektrische Wandleranordnung mehrere Ladungsspeicher aufweisende photoelektrische Wandlerelemente, deren Ladungsspeicher sich bei Lichtempfang entladen, so daß die Ladung der Wandlerelemente jeweils der Größe der Entladungentspricht, mehrere, jeweils mit einem Ende der photoelektrischen Wandlerelemente in Reihe geschaltete Schalter und jeweils an die anderen Enden der photoelektrischen Wandlerelemente geschaltete Vorrichtungen , zur Übertragung von Signalen, die den Betrag der Ladung der photoelektrischen Wandlerelemente darstellen, wobei die Schalter in zeitlicher Aufeinanderfolge in den leitenden Zustand geschaltet werden, auf.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung sind die anderen Enden der photoelektrischen Wandlerelemente gemeinsam mit einer Leitung verbunden, und über diese gemeinsame Leitung an die eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einer Gleichspannungsquelle aufweisende Signalübertragungsvorrichtung geschaltet.

Bei der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung sind die photoelektrischen Wandlerelemente jeweils an einem Ende an Schalter und jeweils an ihren anderen Enden an elektrische Signalübertragungsvorrichtungen geschaltet. Das unvermeidlich an den Schaltern erzeugte Rauschen wird somit zu den Erdungsleitungen geführt, so daß das Rauschen dem Ausgangssignal nicht überlagert wird. Bei einer photoelektrischen Wandleranordnung mit solchen längs einer Richtung

ausgerichteten Grunderfassungsschaltungen ist die Ausgangssignalleitung getrennt von den Logiksignal leitungen zum Steuern der Schalter angeordnet, so daß eine Beeinträchtigung des Kontrasts und des Signalrauschverhältnisses verhindert werden kann.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung weist mehrere ausgerichtete, jeweils Ladungsspeicher aufweisende photoelektrische Wandlerelemente, die

elektrisch in mehrere Gruppen unterteilt sind, die jeweils eine kleinere Mehrzahl photoelektrischer Wandlerelemente aufweisen, wobei sich die Ladungsspeicher bei Lichtempfang entladen, so daß die Ladung der Wandlerelemente jeweils der Größe der Entladung entspricht, mehrere jeweils mit den einen Enden der photoelektrischen Wandlerelemente in Reihe geschaltete Schalter und Vorrichtungen zum Übertragen von den Betrag der Ladung der photoelektrischen Wandlerelemente darstellende Signalen auf, wobei die anderen Enden der photoelektrischen Wandlerelemente jeder Gruppe gemeinsam an die Signalübertragungsvorrichtung geschaltet sind, und die Schalter in zeitlicher Aufeinanderfolge in den leitenden Zustand geschaltet werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung sind die anderen Enden der photoelektrischen Wandlerelemente jeder Gruppe gemeinsam mit einer Leitung, die gemeinsame Leitung mit einem Widerstand und die Widerstände jeder Gruppe mit einer Gleichspannungsquelle verbunden.

Bei noch einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung sind die Ausgänge der Signalübertragungsvorrichtungen jeder Gruppe miteinander verbunden, und die Signalübertragungsvorrichtungen sperren Ströme von anderen photoelektrischen Wandlerelementgruppen. Die

Signalübertragungsvorrichtungen weisen Trennverstärker auf.

Bei noch einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung sind die photoelektrischen Wandlerelemente längs einer ersten Richtung ausgerichtet, die sich unter rechtem Winkel mit einer zweiten Richtung kreuzt , in der ein zu reproduzierendes Original transportiert wird. Die photoelektrischen Wandlerelemente empfangen das von den mit einer Lichtquelle beleuchteten Original reflektierte Licht.

Vorzugsweise ist die Anzahl der in einem ersten Bereich relativ kleiner Beleuchtungsintensität der Lichtquelle in Gruppen angeordneten photoelektrischen Wandlerelemente kleiner als die Anzahl der in einem zweiten Bereich, relativ hoher BeJeuchtungsintensität der Lichtquelle in Gruppen angeordneten photoelektrischen Wandlerelernente.

Vorzugsweise ist der Verstärkungsfaktor der Trennversiärker, der in dem Bereich relativ kleiner Beleuchtungsintensität der Lichtquelle angeordneten Gruppen größer als der Verstärkungsfaktor der Trennverstärker der im Bereich relativ großer Beleuchtungsintensität der Lichtquelle angeordneten Gruppen.

Außerdem ist der Widerstandswert der Widerstände der im Bereich relativ kleiner Beleuchtungsintensität der Lichtquelle angeordneten Gruppen kleiner als der Widerstandswert der Widerstände der im Bereich relativ großer Beleuchtungsintensität der Lichtquelle angeordneten Gruppen.

Wie oben beschrieben wurde, wird eine erfindungsgemäße photoelektrische Wandleranordnung angegeben, bei der ein vorbestimmtes Feld photoelektrischer Wandlerelemente elektrisch in mehrere Gruppen unterteilt ist. Die jeweiligen Gruppen sind an Signalübertragungsvorrichtungen geschaltet, und die

Ausgänge der Signalübertragungsvorrichtungen sind zusammengeschaltet und führen die Spannungen der zu erfassenden Signale, wodurch beeinträchtigende kapazitive Einflüsse auf die jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente vermindert werden können und die Spannung der Signale beachtlich erhöht werden kann, so daß das Signalrauschverhältnis stark verbessert werden kann. Außerdem kann erfindungsgemäß eine ungleichmäßige Lichtintensitätsverteilung einer länglichen Lichtquelle, wie z.B. einer fluoreszierenden Lampe korrigiert werden, wodurch eine ausgezeichnete, zuverlässige photoelektrische Wandleranordnung geschaffen wird.

Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm einer herkömmlichen photoelektrischen Wandleranordnung mit Ladungsspeicherung,

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm eines herkömmlichen Feldes photoelektrischer Wandlerelemente,

Fig. 3A

und 3B vereinfachte perspektivische Ansichten einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung,

Fig. 4 ein Diagramm einer Grundschaltung der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung mit Ladungsspeicherung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig.5 ein Schaltungsdiagramm eines Feldes der photoelektrischen Wandlerelemente mit der in Fig. 4 gezeigten Grundschaltung,

Fig. 6 ein Diagramm einer Grundschaltung der photoelektrischen Wandleranordnung mit Ladungsspeicherung,

Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm einer photoelektrischen Wandleranordnung mit der in Fig. 6 gezeigten Grundschaltung,

Fig. 8 im Diagramm die Beziehung zwischen der Spannung Sw (mV) und der Anzahl der photoelektrischen Wandlerelemente (N),

Fig. 9 im Diagramm die Beleuchtungsintensität über der Längsausdehnung einer fluoreszierenden Lichtquelle.

Fig. 3A zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung .

Von einer Lichtquelle 11, z.B. einer fluoreszierenden Lampe, ausgehende Lichtstrahlen durchdringen das zu reproduzierende Original 12 und werden anschließend von einem Feld 13 photoelektrischer Wandlerelemente erfaßt. Das Original 12 wird in der durch den Pfeil 14 angedeuteten Richtung transportiert. Das Feld 13 photoelektrischer Wandlerelemente weist die photoelektrischen Wandlerelemente D11 bis Dki (siehe Fig. 5) auf, die in einer Richtung, senkrecht zur Richtung 14 angeordnet sind. Diese photoelektrischen Wandlerelemente D11 bis Dki werden in der Richtung ihrer Anordnung oder in einer anderen Richtung 15 abgetastet. Die photoelektrischen Wandlerelemente D11 bis Dki sind in dichtem Kontakt mit dem Original 12 und empfangen das vom Original 12 reflektierte Licht. Fig. 3B ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung. Gleiche Bezugszeichen werden für gleiche in Fig. 3A gezeigte Teile verwendet. Als Lichtquelle wird eine lichtemittierende Diode 16 verwendet, die das in Pfeilrichtung 14 transportierte Original 12 beleuchtet. Das Feld 13 photoelektrischer Wandlerelemente empfängt das vom Original 12 reflektierte Licht über eine fokussierende Stablinsen-

anordnung 17. Die photoelektrischen Wandlerelemente D11 bis Dki im Feld 13 werden in der durch den Pfeil 15 angezeigten Richtung abgetastet.

Fig. 4 zeigt eine Grundeinheit einer erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung mit Ladungsspeicherung.

Fig. 5 zeigt ein Feld photoelektrischer Wandlerelemente, in dem mehrere solcher Grundeinheiten eindimensional angeordnet sind.

Wenn in der in Fig. 4 gezeigten Grundschaltung ein Schalter S geöffnet ist, liegt eine Vorspannung von einer Vorspannungsquelle 2 an einem Speicherkondensator C an, der parallel zu einer Photodiode D eines photoelektrischen Wandlerelements U an. Ein vorbestimmter Wert elektrischer Ladung ist somit im Speicherkondensator C gespeichert. Wenn die Photodiode D das vom Original reflektierte Licht empfängt, wird ein Teil der im Speicherkondensator C gespeicherten Ladung entsprechend dem Umfang der photoelektrischen Umwandlung entladen. Wenn anschließend der Analogschalter S geschlossen wird, liegt am Lastwiderstand R eine der Entladung des Ladungskondensators C entsprechende Spannung an und ein Spannungssignal der so erzeugten Spannung wird durch die Leitung 10 über den Kondensator 6 an die Ausgangsklemme 5 geleitet.

Bei einer solchen Erfassungsanordnung mit Ladungsspeicherung ist das photoelektrische Wandlerelement U an seinem einen Ende an einen Analogschalter S und an seinem anderen Ende an die Ausgangsklemme 5 geschaltet. Dieses andere Ende ist an den Lastwiderstand R und an die Vorspannungsquelle 2 in dieser Reihenfolge geschaltet und dann geerdet.

Es ist ein Kopplungskondensator 6 vorgesehen und der Analogschalter S hat die Kapazität P.

Bei der obenbeschriebenen Grundschaltung wird am Analogschalter S erzeugtes Schalterrauschen direkt zur Erdungsseite geleitet und daher nicht einem Ausgangssignal überlagert. Nach vom Erfinder durchgeführten Tests werden der Kontrast und das Signalrauschverhältnis nicht beeinträchtigt.

Fig. 5 zeigt ein Feld photoelektrisches Wandlerelemente z.B. eines Bildabtasters in einem Faksimilegerät, in dem die photoelektrischen Wandlerelemente in dichtem Kontakt mit dem Original stehen.

Die einzelnen photoelektrischen Wandlerelemente Uli - Uki sind längs der Richtung 15 angeordnet (siehe Fig. 3A und 3B), während das zu reproduzierende Original 12 in der Richtung 14 transportiert wird. Die photoelektrischen Wandlerelemente IN 1 bis Uki sind entsprechend angeordnet, um das Original 12 in der Richtung 15 sukzessive abzutasten. Die von den eindimensionalen Photodioden D11 bis Dki umgewandelten Signale werden sukzessive in zeitlicher Aufeinanderfolge abgefragt und Abtastpulse vom Schieberegister 8 werden über entsprechende Steuerleitungen für logische Signale 111 bis Iki an die Analogschalter S11 bis Ski angelegt, wodurch die Schalter S11 bis Ski sukzessive geschlossen werden. Die Speicherkondensatoren C11 bis Cki werden anschließend wieder aufgeladen. Dem Wert dieser jeweiligen Ladung entsprechend wird eine Spannung am Lastwiderstand A erzeugt. Ein dieser Spannung entsprechendes Signal wird an die Ausgangsklemme 5 geliefert. Die Schalter S11 bis Ski werden während des Lesevorgangs wie oben beschrieben sequentiell geschlossen und wenn einer der Schalter geschlossen ist, verbleiben die übrigen Schalter im geöffneten Zustand.

Gemäß dieser Schaltungsanordnung dieses Feldes photoelektrischer Wandlerelemente werden die Ausgangssignale der jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente D11 bis Dki über die

Ausgangs leitung 10 an die Ausgangsklemme 5 angelegt und der Kopplungskondensator 6 wird von allen photoelektrischen Wandlerelementen gemeinsam benutzt. Bei der in Fig. 5 gezeigten Verdrahtung liegt die Ausgangsleitung 10 nicht in nächster Nähe zu den Steuerleitungen für logische Signale 111 bis lki. Rauschen von den Steuerleitungen für logische Signale 111 bis lki wird daher nicht auf die Ausgangsleitung 10 übertragen.

Fig. 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung.

Fig. b zeigt eine Grundschaltung mit Ladungsspeicherung. Wenn der Analogschalter S geschlossen ist, liegt eine Spannung V von einer Vorspannungsquelle 2 am Speicherkondensator C an.

Gemäß Gleichung (1) wird daher die Ladung Q gespeichert. Die Kapazität und der Speicherkondensator werden beide mit dem ßezugszeichen C bezeichnet.

Q = CxV . . . (1 )

Wenn der Analogschalter S geöffnet ist, liegt eine Spannung V am Speicherkondensator C und einer Kapazität 7 (mit der Kapazität Cin) des Analogschalters S an. Ströme vom Speicherkondensator C , d.h. ein Strom Iw für weiße Fläche auf dem zu reproduzierenden Original und ein Strom Ib für schwarze Flächen auf dem zu reproduzierenden Original werden durch folgende Gleichungen ausgedrückt:

^Iw = KW" ^x TTCiF ^{x V x e} "^Rw ^⁺- ^Cin3 ... (2)

Ib = ni- χ -r—^r--— χ V χ e "Rb CC + Cin) ,_τ, Rb C + Cin ... (.3 J

wobei Rw und Rb die Widerstandswerte sind, die erzeugt werden, wenn das photoelektrische Wandlerelement U durch eine weiße Fläche auf dem Original bzw. einer schwarzen Fläche auf dem Original entladen wird, t ist das Zeitintervall, das ab dem Beginn einer solchen Entladung verstrichen ist.

Die bei einem Lesezyklus T jeweils für eine weiße Fläche auf dem Original bzw. eine schwarze Fläche auf dem Original entladenen Ladungen Qw und Qb werden durch folgende Gleichungen ausgedrückt.

T Rw (.C + Cin)

Qw E / Iwdt =VxCx(1-e ) ... (4)

Rb IC + CinJ Qb = V χ C χ (1 - e ) (53

Bei einem Wert C2 der Streukapazität SC wird eine Spannung Sw des Signals für ein weißes Original sofort, nachdem der Analogschalter S geschlossen wurde, damit ein Strom von der Streukapazität SC zum Speicherkondensator C fließt, durch folgende Gleichung ausgedrückt:

CV - Qw + C2V Qw

Sw = V - = (6)

C2 + C C2 + C

Wenn mehrere photoelektrische Wandlerelemente U11 bis Uki verwendet werden, wie mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben wird, und deren Anzahl η ist, wird C2 durch folgende Gleichung ausgedrückt:

^C2 -

Für Sw erhält man folgenden Ausdruck:

χ (1 - e"^{Rw lC + CinJ}) ... (8)

Gleichung 8, die die Beziehung zwischen n, der ■ Anzahl der photoelektrischen Wandlerelemente und der Spannung Sw wiedergibt, ist in Fig. 8 im Diagramm dargestellt. Wie man aus dieser Figur erkennt, fällt die Spannung Sw rasch mit steigender Anzahl photoelektrischer Wandlerelemente ab.

Entsprechend wird die Spannung Sw für ein Signal für ein schwarzes Original durch die folgende Gleichung beschrieben:

Sb = χ V χ 1 (1 - e"^Rb ^{C ^{+ CinJ}) . . . (9)

Aus dem obenstehenden ergibt sich, daß die Spannungen Sw und Sb mit wachsender Anzahl η der parallel geschalteten photoelektrischen Wandlerelemente abnimmt.

Mit Bezug auf Fig. 7 wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung beschrieben, bei der die Anzahl der parallel geschalteten photoelektrischen Wandlerelemente verringert ist. Die photoelektrischen Wandlerelemente in den jeweiligen Gruppen U11 bis Uli, U2! bis U2i, ..., Uk1 bis Uki sind mit einem ihrer Enden jeweils an die gemeinsamen Leitungen m1 bis mk geschaltet.

Gemäß der in Fig. 7 gezeigten Konstruktion sind eine vorbestimmte Anzahl (k χ i) photoelektrischer Wandlerelemente elektrisch in eine Mehrzahl K von Gruppen unterteilt, und jede Gruppe weist Trennverstärker A1 bis Ak und Lastwiderstände R1 bis Rk als Signalübertragungsvorrichtungen auf.

Wenn die Schalter S11 geöffnet werden, liegt an den an die Photodioden D11 geschalteten Speicherkondensatoren Cl1 eine Vorspannung von einer Vorspannungsquelle 2 an. Die Photodioden D11 empfangen das vom Original reflektierte Licht und es findet eine photoelektrische Umwandlung gemäß der Menge des empfangenen Lichtes statt. In dem Speicherkondensator C11 gespeicherte Ladung wird entsprechend einer solchen photoelektrischen Umwandlung entladen.

Bei einem Bildabtaster eines Faksimilegeräts, bei dem das Original in dichtem Kontakt mit den photoelektrischen Wandlerelementen ist, ist solch ein Feld 13 photoelektrischer Wandler in der in den Fig. 3A und 3B gezeigten Richtung 15 angeordnet. Während das Original 12 längs der Richtung 14 transportiert wird, tasten die photoelektrischen Wandlerelemente UI1 bis Uki sukzessive das Originalbild in der Richtung 15 ab. Abtastpulse vom Schieberegister 8 werden an die Analogschalter S11 bis Ski angelegt, die jeweils zu den Photodioden D11 bis Dki gehören, die in einer Dimension angeordnet sind, wodurch sich sukzessive die Schalter S11 bis Ski schließen. Anschließend werden die Speicherkondensatoren C11 bis Cki wieder aufgeladen. Gemäß der Ladungsmenge wird an den Lastwiderständen R1 bis Rk, die entsprechend in jeder photoelektrischen Wandlerelementgruppe vorgesehen sind, eine Spannung erzeugt, die über die Trennverstärker A1 bis Ak an die Ausgangsklemmen 5 angelegt wird.

Die in jeder Gruppe photoelektrischer Wandlerelemente jeweils vorgesehenen Trennverstärker Al bis Ak dienen dazu, Ströme von anderen photoelektrischen Wandlerelementgruppen fließende Ströme daran zu hindern, in seine photoelektrische Wandlergruppe einzudringen. Dadurch werden kapazitive Einflüsse auf die photoelektrischen Wandlerelementgruppen verhindert. Da die Trennverstärker A1 bis Ak hohe Eingansimpedanzen und niedrige Ausgangsimpedanzen haben, verhindern sie, daß

elektrische Signale von der Ausgangsklemme 5 zu den jeweiligen photoelektrischen Wandlerelementen U1Ί bis Uki übertragen werden.

Mit Anstieg der Anzahl k der Signalübertragungsvorrichtungen R1 bis Rk und A1 bis Ak bei der vorgegebenen Anzahl photoelektrischer Wandlerelementfelder, kann die Anzahl i der photoelektrischen Wandlerelemente in jeder Gruppe verringert werden (k « i > i). Daraus folgt, daß die Spannungen Sw und Sb der erfaßten Signale erhöht und Rauschkomponenten verhältnismäßig vermindert werden, wodurch das Signalrauschverhältnis stark verbessert wird.

Bei der Verwendung einer Fluoreszenz lampe als Lichtquelle 11 zum Beleuchten des zu reproduzierenden Originals , wie in Fig. 3A gezeigt, treten verschiedene Beleuchtungsintensitäten sowohl an den Endbereichen und im Mittelbereich der Lampe, wie in Fig. 9 gezeigt ist, auf. Bei großer Beleuchtungsintensität wird ein Ausgangssignal mit hohem Pegel geliefert. Es ist daher nicht möglicht, Spannungen Sw und Sb der Ausgangssignale mit einem gleichmäßigen Pegel für das gesamte Feld der photoelektrischen Wandlerelemente zu erhalten.

Mit der vorliegenden Erfindung kann eine sehr effektive Lösung dieses Problems erzielt werden. Gemäß den obenstehenden Gleichungen werden die Pegel der Spannungen Sw und Sb der Ausgangssignale in jeder Gruppe photoelektrischer Wandlerelemente erhöht, wenn die Anzahl i der photoelektrischen Wandlerelemente in jeder Gruppe gesenkt wird. In diesem Zusammenhang wird die Anzahl der photoelektrischen Wandlerelemente der in den Randbereichen der Fluoreszenzlampe 11 gelegenen Gruppen, wo nur mit einer geringen Intensität beleuchtet wird, in stärkerem Umfang herabgesetzt, als die Anzahl der photoelektrischen Wandlerelemente der im Mittenbereich der Fluoreszenz lampe 11 angeordneten Gruppen. Solch ein Herabsetzen der Anzahl der Elemente kann den Abfall in

der Beleuchtungsintensität kompensieren. In diesem Fall werden die Verstärkungsfaktoren der Trennverstärker A1 bis Ak der jeweiligen Gruppen so angepaßt, daß diese gleich sind und die Widerstandswerte der Widerstände R1 bis Rk werden ebenfalls angeglichen. Entsprechend können von allen photoelektrischen Wandlerelementen Spannungen Sw bzw. Sb der erfaßten Signale erhalten werden, die jeweils im wesentlichen gleiche Pegel haben.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung können die Signalübertragungsvorrichtungen so ausgelegt sein, daß diese die Funktion des Angleichens der Pegel der Ausgangssignale übernehmen. Mit einer solchen Anpassung kann ein gleicher Effekt wie oben beschrieben erzielt werden. Zu diesem Zweck werden z.B. die Verstärkungsfaktoren der Trennverstärker A1 bis Ak so gewählt, daß diese in dem Bereich kleiner Beleuchtungsintensität groß sind, während die Verstärkungsfaktoren der Trennverstärker A1 bis Ak in dem Bereich mit großer Beleuchtungsintenstität klein gewählt werden. In diesem Fall werden die Widerstandswerte der Widerstände R1 bis Rk jeder Gruppe so angepaßt, daß diese gleich sind und die Anzahl i der photoelektrischen Wandlerelemente U11 bis Uki in jeder Gruppe wird gleich gewählt.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandleranordnung haben die Widerstände R1 bis Rk Widerstandswerte, die in dem Bereich, wo die Beleuchtungsintensität der Lichtquelle 11 klein ist, klein sind, wohingegen die Widerstandswerte der Widerstände R1 bis Rk in dem Bereich, wo die Beleuchtungsintensität groß ist, groß gewählt werden. In diesem Fall ist die Anzahl i der photoelektrischen Wandlerelemente U11 bis Uki in jeder Gruppe gleich gewählt und die Verstärkungsfaktoren der Trennverstärker A1 bis Ak jeder Gruppe sind so angepaßt, daß diese

gleich sind. Die Erfindung ist nicht auf die obenbeschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Z.B. können die Trennverstärker A1 bis Ak durch Dioden, Differenzverstärker oder ähnlichem in jeder Gruppe photoelektrischer Wandlerelemente ersetzt werden, soweit solche photoelektrische Wandlerelementengruppen keine ungünstigen Kapazitätseinflüsse auf zum Auslesen betätigte Elementengruppen ausüben.

Die Erfindung kann in anderen speziellen Ausführungsformen verwirklicht werden, ohne dabei von dem. zugrundeliegenden Erfindungsgedanken abzuweichen.

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Claims

Patentansprüche

Photoelektrische Wandleranordnung
gekennzeichnet durch

mehrere ausgerichtete, Ladungsspeicher (C) aufweisende Wandlerelemente (U11 bis Uki), deren Ladungsspeicher (C) sich bei Lichtempfang entladen, so daß die Ladung der photoelektrischen Wandlerelemente jeweils der Größe der Entladung entspricht,

mehrere jeweils mit einem Ende der photoelektrischen Wandlerelemente (UI1 bis Uki) in Reihe geschaltete Schalter (S11 bis Ski), und

jeweils an die anderen Enden der photoelektrischen Wandlerelemente (U11 bis Uki) geschaltete Vorrichtungen (R2, 6) zur Übertragung von Signalen,die den Betrag der Ladung der photoelektrischen Wandlerelemente (UI1 bis Uki) darstellen, wobei die Schalter (S11 bis Ski) in zeitlicher Aufeinanderfolge geschlossen werden.

2. Photoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die anderen Enden der photoelektrischen Wandlerelemente (UI1 bis Uki) gemeinsam mit einer Leitung (10) verbunden, und über diese gemeinsame Leitung (10) an die eine

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Reihenschaltung aus einem Widerstand (R) und einer Gleichspannungsquelle (2) aufweisende Signalübertragungsvorrichtung geschaltet sind.

3. Photoelektrische Wandleranordnung

gekennzeichnet durch

mehrere ausgerichtete, jeweils Ladungsspeicher (C) aufweisende photoelektrische Wandlerelemente (U11 bis Uki),

die elektrisch in mehrere

Gruppen unterteilt sind, die jeweils eine kleinere Mehrzahl photoelektrischer Wandlerelemente aufweisen, und wobei sich bei Lichtempfang die Ladungsspeicher (C) entladen, so daß die Ladung der Wandlerelemente jeweils der Größe der Entladung entspricht ,

mehrere jeweils mit den einen Enden der photoelektrischen Wandlerelemente (U11 bis Uki) in Reihe geschaltete Schalter CS11 bis Ski), und

Vorrichtungen zum Übertragen von den Betrag der Ladung de'r'photoelektrischen Wandlerelemente darstellenden Signalen, wobei die anderen Enden der photoelektrischen Wandlerelemente jeder Gruppe gemeinsam an die Signalübertragungsvorrichtung geschaltet sind, und die Schalter (S11 bis Ski) in zeitlicher Aufeinanderfolge geschlossen werden.

4. Photoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die anderen Enden der photoelektrischen Wandlerelemente (U11 bis Uki) jeder Gruppe gemeinsam mit einer Leitung (10) verbunden sind, die gemeinsame Leitung (10) mit einem Widerstand und die Widerstände (R1 bis Rk) jeder Gruppe mit einer Gleichspannungsquelle (2) verbunden sind.

5. Photoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die Ausgänge der Signalübertragungsvorrichtungen jeder Gruppe miteinander verbunden sind, und die Signalübertragungsvorrichtungen Ströme von anderen photoelektrischen Wandlerelementgruppen sperren.

G. Photoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die Signalübertragungsvorrichtungen Trennverstärker (A1 bis Ak) aufweisen.

7. Photoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die photoelektrischen Wandlerelemente (U11 bis Uki) längs einer ersten Richtung (15) ausgerichtet sind, die sich unter rechtem Winkel mit einer zweiten Richtung (14) kreuzt, in der ein zu reproduzierendes Original (12) transportiert wird und die photoelektrischen Wandlerelemente das von dem mit einer Lichtquelle (11) beleuchteten Original (12) reflektierte Licht empfangen.

8. Photoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

die Anzahl der in einem ersten Bereich relativ kleiner Beleuchtungsintensität der Lichtquelle (11) in Gruppen angeordneten photoelektrischen Wandlerelemente kleiner ist, als die Anzahl der in einem zweiten Bereich relativ hoher Beleuchtungsintensität der Lichtquelle (11) in Gruppen angeordneten photoelektrischen Wandlerelemente.

9. Photoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

der Verstärkungsfaktor der Trennverstärker (A), der in dem Bereich relativ kleiner Beleuchtungsintensität der Lichtquelle (11) angeordneten Gruppen größer ist, als der Verstärkungsfaktor der Trennverstärker (A) der im Bereich relativ großer Beleuchtungsintensität der Lichtquelle (11) angeordneten Gruppen.

10. Photoelektrische Wandleranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

der Widerstandswert der Widerstände (R) der im Bereich relativ kleiner Beleuchtungsintensität der Lichtquelle (11) angeordneten Gruppen kleiner ist als der Widerstandswert der Widerstände (R) der im Bereich relativ großer Beleuchtungsintensität der Lichtquelle (11) angeordneten Gruppen.