DE3546212A1

DE3546212A1 - Bilderfassungsgeraet

Info

Publication number: DE3546212A1
Application number: DE19853546212
Authority: DE
Inventors: Seiji Hashimoto; Akira Yokohama Kanagawa Suga
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1986-08-14
Also published as: US4731665A; GB2170675B; CA1270058C; DE3546212C2; CA1278620C; US4816910A; GB8531768D0; CA1270058A; GB2170675A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bilderfassungsgerät mit einem fotoeLektrisehen Umsetze Lement, das einen fotoeLektri sehen Ladungsspeicherabschnitt aufweist, in dem durch eine Kapazität ein Potential· gesteuert wird.

Das erfindungsgemäfle Bilderfassungsgerät ist bei BiLdeingabegeräten. Werk- bzw. Arbeitsstationen, digitalen Kopiergeräten, Wortprozessoren, Balkencode-Lesegeräten und Objekterfassungseinrichtungen für automatische Scha rfei ns te I Lung mit fotoeLektriseher Umwandlung für Kameras, Videokameras, 8-mm-Laufbildkameras und dergleichen anwendbar.

' t 1 Die Forschungen betreffend fotoelektrische Umsetzeinrichtungen und insbesondere bezüglich Festkörper-Sensoren konzentrieren sich auf MOS- und CCOCladungsgekoppelte Einrichtungen)-Einrichtungen. 5

In einem CCD-Sensor wird unterhalb einer MOS-Kapazitäts-Elektrode eine Potentialsenke ausgebildet, in der eine bei Auftreffen von Licht erzeugte Ladung gespeichert wird. Während des Auslesens werden die Po- tentia I sen ken aufeinanderfolgend mittels an die Elektroden angelegten Impulsen betätigt, d.h. angesteuert und die gespeicherten Ladungen zu einem Ausgangsverstärker übertragen. Der CCD-Sensor hat deshalb relativ einfachen Aufbau, erzeugt geringes Rauschen und ermöglicht eine Bilderfassung bei schwacher Beleuchtung .

Das Arbeitsprinzip eines MOS-Sensors wird im folgenden beschrieben. Bei Empfang von Licht werden Ladun- gen in Fotodioden von pn-übergängen gespeichert, die Lichtempfangsabschnitte bilden. Während des Auslesens werden dann mit den entsprechenden Dioden verbundene MOS-SchaIttransistören aufeinanderfolgend an einen Ausgangsverstärker ausgelesen bzw. zur Ladungsüber tragung angesteuert. Ein MOS-Sensor hat daher einen komplexeren Aufbau als ein CCD-Sensor, kann jedoch über eine hohe Speicherkapazität und einen großen dynamischen Bereich verfügen.

Die beiden vorstehend beschriebenen herkömmlichen Sensorarten besitzen die folgenden Nachteile, die eine weitere Verbesserung der Auflösung verhindern.

Ein CCD-Sensor zeigt die folgenden Nachteile: 1) Da ein MOS-Verstärker auf einem Chip als Ausgangsverstärker

NAOHeER£ICHT|

ausgebildet ist, wird durch das Interface bzw. die Zwischentage zwischen dem Si(-Körper) und dem Siliziumoxidfilm ein 1/f-Rauschen erzeugt, das die normale Anzeige stört. 2) Wird zur Erzielung hoher Auslö- ° sung die Anzahl der Zellen erhöht und die Zellen mit hoher Geschwindigkeit integriert, so verringert sich die maximale Ladungsmenge, die in einer einzigen Potentialsenke gespeichert werden kann, so daß kein grosser dynamischer Bereich erzielbar ist. 3) Da bei einem CCD-Sensor die gespeicherten Ladungen übertragen werden, werden die gespeicherten Ladungen schon bei Ausfall einer einzelnen Zelle an dieser fehlerhaften Zelle gesperrt. Damit ist die Herstellungsausbeute gering.

Ein MOS-Sensor zeigt folgende Nachteile: 1) Da mit jeder Fotodiode eine Verdrahtungskapazität verbunden ist, tritt beim Auslesen eines Signals ein großer SignaLspannungsabfa11 auf. 2) Die Verdrahtungskapazität ist groß, so daß Zufa 11srauschen ohne Schwierigkeiten auftreten kann. 3) Es besteht die Gefahr der Einmischung eines festen Musterrauschens aufgrund von Veränderungen der parasit.ären Kapazität eines abtastenden MOS-Schalttransistors, Damit kann keine Bilderfassung bei schwacher Beleuchtung stattfinden. Werden die Zellen zur Erzielung hoher Auslösung in ihrer Größe verringert, so verringern sich auch die gespeicherten Ladungen. Da sich jedoch andererseits die Verdrahtungskapazität nicht sehr stark verringert, wird das S/N-VerhäItnis, d.h. der Störabstand beeinträchtigt .

Damit können weder CCD- noch MOS-Sensoren hohe Auflösung bieten. Es wurde deshalb bereits ein neuartiges Bilderfassungsgerät vorgeschlagen (japanische

NAOHGiIREiCHTj

-δ-Patentveröffentlichungen Nr. 150878/1981, 157073/1981 und 165473/1981). Bei einem derartigen Bilderfassungsgerät wird die bei Lichtbestrahlung erzeugte Ladung in einer Steuerelektrode (z.B. der Basis eines bipolaren Transistors oder dem Gate eines elektrostatischen Induktionstransistors SIT oder eines MOS-Transistors) gespeichert. Die gespeicherte Ladung wird unter Ladungsverstärkung unter Heranziehung der Verstärkungsfunktion jeder Zelle ausgelesen. Mit diesem Bilderfassungsgerät werden eine hohe Ausgangsleistung, ein großer dynamischer Bereich, geringes Rauschen, ein nichtzerstörendes Auslesen und eine hohe Auflösung erzielt.

Dieses Bilderfassungsgerät basiert allerdings auf einem X-Y-Adressiersystem. Zusätzlich besitzt jede Zelle einen Grundaufbau, bei dem ein Verstärkungselement wie etwa ein bipolarer Transistor oder ein SIT-Transistor mit einer herkömmlichen MOS-Zelle gekoppelt ist. Diese Faktoren begrenzen die Auslösungsverbesserung·

Bei einem Bilderfassungselement, das ein nichtzerstörendes Auslesen erlaubt, muß die Verdrahtungsbreite für die X-Y-Adressierung auf ein Mindestmaß verringert werden, um ein gewisses ö'f f nungsverhä I tni s des Elements zu gewährleisten. Daher ist· die Verdrahtungskapazität gering und die Verstärkung des Bilderfassungselements begrenzt.

Wie in Fig. 15A gezeigt, wird bei einer herkömmlichen

Kantenkompensationsschaltung ein in Fig. 15B gezeigtes kantenbetontes Signal unter Verwendung von 1H-VerzögerungsIeitungen 60 und 61, Addiergliedern 63, gg 65 und 66, einer Koeffizientenschaltung 64 und eines Pege Ieinste11wide rstands 67 erhalten.

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I NACHegR3OHT|

Jedoch müssen zwei teure Verzögerungsleitungen verwendet werden. Weiterhin ist der Schaltungsaufbau komplex.

In Fig. 15B veranschaulichen die Kurven a bis d die Signalverläufe in ungeradzahligen Feldern, die Kurve d¹ das Ausgangssignal des Addierglieds 65 in geradzahligen Feldern, die Kurve d" ein Kantensignal eines Rahmenbilds bzw. Vollbilds und die Kurve e" ein kantenbetontes Signal eines Rahmen- bzw. Vollbilds.

Ist bei der Herstellung herkömmlicher fotoelektrischer Umsetzeinrichtungen Staub oder dergleichen vorhanden, so werden in den entsprechenden Abschnitten weiße oder schwarze Fehlstellen erzeugt, wodurch die Bildqualität beeinträchtigt ist.

Im Zusammenhang mit diesem Problem wurden bereits unterschiedliche Fehlstellen-Korrekturverfahren vorgeschlagen. Beispielsweise werden die fehlerhaften Bildelementstellen jeder fotoelektrischen Umsetzeinrichtung erfaßt und in einem Festwertspeicher gespeichert. Beim Auslesen des Signals wird ein Korrektursignal zum Ersatz des entsprechenden Signals erzeugt, wodurch eine Korrektur des fehlerhaften BiLde lementsigna I s erreicht wird. Bei diesem Verfahren wird jedoch eine 1 Η-Verzöge rungs leitung zur Durchführung der erwähnten Korrektur benötigt, so daß der Schaltungsaufbau komplex ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bilderfassungsgerät zu schaffen, dem die Nachteile herkömmlicher Bilderfassungsgeräte nicht anhaften.

Weiterhin soll das erfindungsgemäße Bilderfassungs-

NACH Ξ-IR JIiGt

gerät ein Bild hoher Qualität bei einfachem Aufbau erzeugen können. Darüber hinaus soLL bei dem Bilderfassungsgerät die Kompensation fehlerhafter Bildelemente bei einfachem Aufbau möglich sein. 5

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Bilderfassungsgerät vorgeschlagen, das eine fotoelektrische Umsetzeinrichtung mit einer Mehrzahl von in einem Matrixmuster angeordneten fotoelektrischen Um setzelementen, eine Steuereinrichtung zum gleichzei tigen Auslesen von Signalen von mehreren Leitungen der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung und eine Schalt-* einrichtung zum Schalten der Signale der mehreren Leitungen auf vorbestimmte fotoelektrische Umsetzelemente aufweist.

Die Kompensation fehlerhafter Bildelemente kann mit einfachem Aufbau durchgeführt werden. Zusätzlich wird durch Ersetzen der fehlerhaften Bildelemente durch Signale benachbarter BiIdelementLeitungen mit hoher vertikaler Korrelation die Bildqualität verbessert.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Bilderfassungsgerät eine fotoelektri- sehe Umsetzeinrichtung mit einer Mehrzahl von in einem Matrixmuster angeordneten fotoelektrischen Umsetzelementen, eine Steuereinrichtung zum -gleichzeitigen Auslesen von Signalen von mehreren Leitungen der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung und eine Kantensignal- Erzeugungseinrichtung zum Verarbeiten der Signale mehrerer Leitungen und zum Erzeugen eines kantenkorrigierten Signals auf.

Das kantenkorrigierte Signal kann bei einfachem Aufbau erzeugt werden. Zusätzlich ist das Einschließen bzw.

* Auftreten falscher Signale selten, da das kantenkorrigierte Signal von Signalen benachbarter Bildelementleitungen mit hoher vertikaler Korrelation abgeleitet

wi rd. 5

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Bilderfassungsgerät geschaffen, das eine fotoelektrische Umsetzeinrichtung mit einer Mehrzahl von in einem Matrixmuster angeordneten fotoelektrisehen Umsetzelementen und einer Mehrzahl von Ausgabe- einrichtu η gen zum gleichzeitigen Auslesen von Signalen von mehreren Leitungen der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung, eine Steuereinrichtung zum gleichzeitigen Auslesen von Signalen von mehreren Leitungen der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung, eine Kantensignal-Erzeugungseinrichtung zum Empfangen der Signale von den mehreren Leitungen, zum Betätigen bzw. Verarbeiten der Signale und zum Erzeugen eines kantenkorrigierten Signals und einen Schalter zum Umschalten der Beziehung zwischen den mehreren Ausgabeeinrichtungen der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung und einem Eingang der Kantensignal-Erzeugungseinrichtung in Übereinstimmung mit einer Veränderung der Kombination der auszulesenden Leitungen aufweist. 25

Das kantenkorrigierte Signal wird mit einfachem Aufbau erzeugt. Da der vertikale Korrelationsabstand gering ist, ist das Auftreten falscher Signale selten. Zusätzlich ist die Konstruktion der Kant ensignaL-Erzeugungseinrichtung und der fotoelektrischen Umsetzein richtung vereinfacht, da das Bilderfassungsgerät einen Schalter zum Schalten der Ausgangsleitungen der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung umfaßt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs-

NACHGEREIOHT

bei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A eine Draufsicht auf eine Fotosensor-Zelle bei einem Ausführungsbeispiel des Bilderfassung s g e r ä t s ,

10

Fig. 1B einen Querschnitt durch die Zelle,

Fig. 2

ein Ä'quivalenzschaltbild der Zelle,

15

Fig. 3A ein Schaubild zur Veranschaulichung der Auslesespannung und der Auslesezeit als Funktion der Speicherspannung,

20

Fig. 3B ein Schaubild zur Veranschaulichung der Auslesezeit als Funktion der Vorspannung,

25

Fig. 4A ein Äquivalenzschaltbild während eines Auffrisch- bzw. Erneuerungsvorgangs,

30

Fig. 4B als Schaubild die Basisspannung als Funktion der Auffrisch- bzw. Erneuerungszeit,

35

Fig. 5

Fig. 6

ein Schaltbild einer fotoelektrischen BiIdsensor-Umsetzeinr i chtung,

ein Schaltbild zur Erläuterung

j NACHQLr 'IICHTJ

des Ansteuerungsverfahrens der

in Fig. 5 gezeigten Umsetzeinri chtung,

Fig. 7 ein BLockschaLtbiLd eines Aus

führungsbeispiels des Bilderfassungsgeräts,

Fig. 8A ein Blockschaltbild des Aufbaus

eines zweiten Ausführungsbei-

spiels des erfindungsgemäßen Bi Iderfassungsgeräts,,

Fig. 8B an entsprechenden Punkten

der in Fig. 8A gezeigten Schal

tung auftretende SignaIverL aufe,

Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung

des Ansteuerungsverfahrens bei dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 10 ein Blockschaltbild des Auf

baus einer Schaltschaltung 101,

\ 25 Fig. 11 eine Tabelle zur Erläuterung

des Betriebs der Schaltschaltung 101 ,

Fig. 12 ein Blockschaltbild eines drit-

ten Ausführungsbeispiels des

erfindungsgemäflen Bilderfassungsgeräts,

Fig. 13 eine Tabelle zur Veranschau-

lichung des Ansteuerungsver-

NACH3.T.; :i;;o

fahrens für eine SchaLterschaltung 80,

Fig. 14

ein BLockschaLtbiLd eines vierten AusführungsbeispieLs.

Fig. 15A Fig. 15B

ein BLockschaLtbiLd einer herkömmLichen Kantenkompensationsschaltung und

an entsprechenden Teilen der in Fig. 15A gezeigten Schaltung auftretende SignaLverlaufe.

Fig. 1A und 1B stellen Diagramme zur Erläuterung des Grundaufbaus einer Fotosensor-Zelle und ihres Betriebs für eine fotoeLektrisehe Umsetzeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.

Fig. 1A zeigt eine Draufsicht auf eine Fotosensor-Zelle 100 als ein fotoelektrisches Umsetzelement, während Fig. 1B einen entlang einer Linie A-A¹ in Fig. 1A aufgenommenen Querschnitt des Aufbaus gemäß Fig. 1A und Fig. 2 ein ÄquivaLenzschaltbild für diesen Aufbau darstellen. Gleiche Teile sind in den Fig. 1A, 1B und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein System mit aufgereihter Anordnung dargestellt. Zur Verbesserung der HorizontaLauf Lösung kann jedoch auch eine Anordnung mit Bildelementverschiebung (-Versetzung) eingesetzt we rden.

Die in Fig. 1A und 1B gezeigte Fotosensor-Zelle umfaßt einen PassiνierungsfiLm 2, der aus einem PSG-FiLm oder

dergleichen auf einem SiLiziumsubstrat 1 besteht und zur Erzielung einer n- oder η -Leitung mit einem Dotiermaterial wie etwa Phosphor (P), Antimon (Sb) oder Arsen (As) dotiert ist, einen isolierenden Oxidfilm 3, der aus einem Siliziumoxidfilm (SiO^) besteht, einen Isolationsbereich 4 zum elektrischen Isolieren benachbarter Fotosensor-Zellen, der aus isolierenden Filmen oder aus PolysiIiziumfiImen aus SiO- oder Si^N^ besteht, eine epitaktisch aufgebrachte η -Region 5

IQ mit geringer Dotierungskonzentration, eine p-leitende Region 6, die als Basis eines bipolaren Transistors dient und durch Dotieren mit einer Verunreinigung, d.h. einem Dotiermaterial mittels einer Dotierungsmaterial-Diffusionstechnik oder einer Ionenimp lanta-

^g tionstechnik ausgebildet wurde, eine η -leitende Region 7, die als Emitter eines mittels einer Dotierungsmaterial-Diffusionstechnik oder einer Ionenimplantationstechnik hergestellt ist, eine aus leitendem Material wie etwa Al, Al-Si, Al-Cu-Si oder der-

2Q gleichen bestehende Verdrahtung 8 für das externe Auslesen von Signalen, eine Elektrode 9 zum Anlegen von Impulsen an die nicht auf festes Potential gelegte (floating) p-leitende Region 6, eine Verdrahtung 10 für die Elektrode 9, eine η -leitende Region 11 mit hoher

nc Dotierungskonzentration, die zur Erzielung einer ohmschen Kontaktierung mittels einer Dotierungs-Diffusionstechnik oder dergleichen auf der Rückseite des Substrats 1 ausgebildet wurde, und eine aus leitendem Material wie etwa Aluminium bestehende Elektrode 12

_o_ zum Anlegen eines Substratpotentials und Bereitstellen

eines Kollektorpotentials für den bipolaren Transistor.

Ein in Fig. 1A gezeigter Kontakt 19 verbindet die η „t leitende Region 7 mit der Verdrahtung 8. Die Kreuzung zwischen der Verdrahtung 8 und der Verdrah-

NACHGERaCHT

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tung 10 weist einen OoppeLverdrahtungsaufbau auf und ist mittels eines aus Isoliermaterial wie etwa SiO₂ bestehenden Isolierbereichs isoliert. Damit ist eine zweischichtige Metallverdrahtungsstruktur erreicht.

Ein in der Äquivalenzschaltung in Fig. 2 dargestellter Kondensator Cox 13 besitzt einen aus der Elektrode 9, dem Isolierfilm 3 und der p-leitenden Region 6 bestehenden MOS-Aufbau. Ein bipolarer Transistor 14 be- steht aus der η -leitenden Region 7 als Emitter, der p-leitenden Region 6 als Basis, wobei die η -leitende Region 5 geringe Dotierungskonzentration besitzt, und der n" oder η -leitenden Region 1 als Kollektor. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, ist die p-lei tende Region 6 eine floatende, d.h. nicht kontaktierte bzw. nicht auf festes Potential gelegte Region.

Die zweite in Fig. 2 dargestelle Äquivalenzschaltung wird durch eine Basis-Emitter-Ubergangskapazitat Cbe 15, eine Basi s-Emi tter-pn-übergangsdiode Obe 16, eine Basis-Kollektor-übergangskapazität Cbc 17, eine Basis-KoIlektor-pn-übergangsdiode Dbc 18 und Stromquellen 19 und 20 gebi Idet.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1A, 18 und 2 wird nachfolgend der grundsätzliche Betrieb der Fotosensor-Zelle beschrieben.

Der Grundbetrieb der Fotosensor-Zelle umfaßt einen QQ Ladungsspeichervorgang bei Lichteinfall, einen Auslesevorgang und einen Auffrischvorgang. Während des Ladungsspeichervorgangs ist der Emitter über die Verdrahtung 8 auf Nassepotential gelegt, während der Kollektor über die Verdrahtung 12 auf positives Potenog tial vorgespannt ist. Die Basis ist durch Anlegen einer positiven Impulsspannung über die Verdrahtung 10 an

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j NACHGEREICHT

den Kondensator Cox 13 .auf negatives Potential gelegt, d.h. bezüglich der Emitter-Region 7 in Sperrichtung vorgespannt.

Unter Bezugnahme auf den Auffrischvorgang wird das Vorspannen der Basis 6 auf negatives Potential durch Anlegen eines Impulses an den Kondensator Cox 13 näher beschrieben.

Fällt Licht 20 auf die in Fig. 1B gezeigte Fotosensor-Zelle ein, so werden in dem Halbleiter Elektron-Loch-Paare erzeugt. Oa die η-leitende Region 1 auf negatives Potential vorgespannt ist, bewegen sich die Elektronen zur Seite der bzw. in Richtung auf die nleitende Region 1. Andererseits werden die Löcher in der p-leitenden Region 6 gespeichert. Bei dieser Speicherung der Löcher in der p-leitenden Region 6 verändert sich das Potential der p-leitenden Region 6 allmählich in Richtung auf ein positives Potential. 20

Wie aus den Fig. 1A und 18 ersichtlich ist, ist die untere Lichtempfangsfläche jeder Zelle größtenteils durch eine p-leitende Region und teilweise durch die η -leitende Region 7 belegt. Naturgemäß vergrößert sich die Konzentration der fotoelektrisch erzeugten Elektron-Loch-Paare in Richtung zur Oberfläche. Es werden daher in der p-leitenden Region 6 viele Elektron-Loch-Paare durch die Lichtbestrahlung gebildet. Wenn die durch Fotoerregung in der p-leitenden Zone gebildeten Elektronen ohne Rekombination sich bewegen können und durch die η-leitende Region absorbiert werden, bleiben die in der p-leitenden Region 6 erregten bzw. gebildeten Löcher gespeichert und bringen die p-leitende Region 6 auf positives Potential. Ist die Verunreinigungskonzentration in der p-leitenden

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1—;

Region 6 gleichmäßig, bewegen sich die fotoelektrisch erregten Elektronen zum pn -übergang zwischen der pleitenden Region 6 und der η -leitenden Region 5. Hiernach werden die Elektronen in dem η-leitenden Kollektor-Bereich 1 aufgrund von durch ein an die η -lei tende Region angelegtes starkes elektrisches Feld hervorgerufene Drifterscheinungen absorbiert. Hierbei ist zu bemerken, daß die Elektronen in der p-leitenden Region 6 allein durch Diffusion übertragen bzw. bewegt werden können. Falls jedoch die Verunreinigungskonzentration der p-leitenden Basis derart gesteuert ist, daß es sich von der Oberfläche nach innen zu vergrössert, entsteht aufgrund der Verunreinigungskonzentrationsdifferenz in der Basis ein vom Basisinneren zur Oberfläche gerichtetes elektrisches Feld, das wie folgt beschrieben werden kann:

Ed = (1/WB) χ (kT/q) χ In (NAs/NAi),

wobei WB die Tiefe der p-leitenden Region 6 von der Lichtempfangsflache, K die BoItzmann-Konstante, T die absolute Temperatur, q die EinheitsIadung,

NAs die Oberflächen-Verunreinigungskonzentration der p-leitenden Basisregion und

NAi die Verunreinigungskonzentration· an der Grenzfläche zwischen der p-leitenden Region 6 und der η -leitenden Region 5 hohen Widerstands bezeichnen.

Unter der Annahme, daß NAs/NAi größer als 3, erfolgt die übertragung bzw. der Transport der Elektronen in der p-leitenden Region 6 durch Drift statt durch Diffusion. Um effektiv in der p-leitenden Region foto- erregte bzw. fotoelektrisch gebildete Ladungsträger

als Signal zu erhalten, verringert sich die Verunreinigungskonzentration der p-leitenden Region 6 vorzugsweise von der Lichtempfangsoberfläche nach innen. Ist die p-leitende Region 6 durch Diffusion erzeugt, so verringert sich die Verunreinigungskonzentration von der Oberfläche nach innen.

Ein Abschnitt der Sensorzelle unterhalb der Lichtempfangsoberfläche ist teilweise durch die η -leitende Region 7 besetzt. Da die Tiefe der η -leitenden Region 7 normalerweise um 0,2 bis 0,3 pm oder weniger beträgt, ist der Anteil des durch die η -leitenden Region 7 absorbierten Lichts nicht sehr groß und stellt kein Problem dar. Das Vorhandensein der η -leitenden Region 7 kann jedoch für Licht mit kurzen Wellenlängen, insbesondere für blaues Licht die Empfindlichkeit verringern. Die Verunreinigungskonzentration der η '-leitenden Region 7 ist normalerweise auf ungefähr 1 χ 10 cm oder mehr festgelegt. Der Diffusionsabstand bzw. die Di f fusions Länge von Löchern in der η -leitenden Region 7, die in hoher Konzentration mit einer Verunreinigung dotiert ist, beträgt 0,15 bis 0,2 μπ\. Um daher Löcher, die in der η -leitenden Region 7 fotoelektrisch freigesetzt sind, effektiv in die p-leitende Region 6 fließen zu lassen, besitzt die η -leitende Region 7 ebenfalls vorzugsweise einen Aufbau, bei dem die Verunrein igu ngskonzentration von der Lichtempfangsoberfläche nach innen abnimmt. Verläuft die Verunreinigungskonzentration der η -leitenden Region 7 wie zuvor beschrieben, so entsteht ein von der Lichtempfangsoberfläche nach innen gerichtetes starkes elektrisches Drift-Feld, so daß in der η leitenden Region 7 die fotoelektrisch erzeugten Löcher unmittelbar in die p-leitende Region 6 fließen.

BAD ORIGINAL

1^j

Nehmen die Verunreinigungskonzentration der n -leitenden RiM))(Xi / und der ρ-1 ei tendon Region 6 von der LichtempfangsfLäche nach innen ab, dienen alle in der η -leitenden Region 7 und der p-leitenden Region 6 an der Lichtempfangs-Oberflächenseite der Sensorzelle fotoerregten bzw. fotoelektrisch gebildeten Ladungsträger zur Erzeugung eines Fotosignals. Ist die η -leitende Region 7 durch Verunreinigungsdiffusion von einem Siliziumoxidfilm oder einem PolysiIiζiumfiIm, der mit As oder P mit hoher Konzentration dotiert ist, gebildet, läßt sich eine η -leitende Region mit dem vorstehend beschriebenen vorzugsweisen Verunreinigungskonzentrat ionsprofi I ausbilden.

Auf die Speicherung der Löcher hin verändert sich das Basispotential zum bzw. in Richtung auf das Emitterpotential und dann auf den Massepegel, wo es begrenzt wird. Genauer gesagt, ist die Basis-Emitter-Strecke in Vorwärtsrichtung vorgespannt und auf eine Spannung begrenzt, bei der die in der Basis gespeicherten Löcher in den Emitter zu fließen beginnen. Das Sättigungspotentia I der Fotosensor-Zelle ist annäherungsweise durch die Potentialdifferenz zwischen dem Massepotential und dem Vorspannpotential gegeben, das zur anfänglichen Vorspannung der p-leitenden Region 6 auf ein negatives Potential diente. Wenn die η -leitende Region nicht auf Massepotential gelegt ist und die Ladung aufgrund eines Fotoeingangs bzw. eines Lichteinfalls im potentialungebundenen Zustand (floating state) gespeichert wird, kann die p-leitende Region 6 die Ladung auf einem Potential speichern, das im wesentlichen mit demjenigen der η-leitenden Region 1 übereinstimmt.

Bei einem MOS-Sensor treten aufgrund von Veränderungen

BAD ORIGINAL

NAGHCSE^EiQHT j _

der parasitären Kapazität eines MOS-Schalttransistors für externes Auslesen starkes Rauschen mit festem Huster sowie aufgrund hoher Verdrahtungskapazität oder einer Ausgangskapazität starkes Zufa LIsrauschen auf, so daß kein zufriedendes S/N-VerhäLtnis, d.h. kein großer Störabstand erzieLbar ist. Demgegenüber wird bei der Fotosensor-Zelle mit dem in den Fig. 1A, 1B und 2 gezeigten Aufbau die in der p-leitenden Region 6 gespeicherte Spannung extern ausgelesen. Da diese

1Ö Spannung relativ hoch ist, sind das Rauschen mit festem Muster oder das Zufallsrauschen aufgrund einer Ausgangskapazität verglichen mit der hohen Spannung verringert. Damit lassen sich Signale mit einem hervorragenden S/N-Verhä ltnis, d.h. einem sehr gutem Störabstand erzielen.

Ein weiterer Vorteil der Fotosensor-Zelle mit vorstehend beschriebenem Aufbau ist das Vorsehen bzw. die Möglichkeit nichtzerstörenden Auslesens der in der

ÖD p-leitenden Region 6 gespeicherten Löcher aufgrund der geringen Rekombinationsrate zwischen Elektronen und Löchern in dieser Region 6. Wird eine an die Elektrode 9 während des Auslesens angelegte Spannung VR wieder auf 0 V zurückgesetzt, ist das Potential der p-leitenden Region 6 wieder wie vor dem Anlegen der Spannung VR in Sperrichtung vorgespannt. Damit bleibt die vor der Lichtbestrahlung erzeugte gespeicherte Spannung VR aufrechterhalten, bis eine weitere Lichtbestrahlung erfolgt. Wird eine Fotosensor-Ze 11 e mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau zur Bildung einer fotoelektrischen Umsetzeinrichtung herangezogen, so kann eine neue Systemfunktion bereitgestellt werden.

Die Zeitspanne, während der die Speieher I adung Vp in der p-leitenden Region 6 gespeichert werden kann, ist

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edachtί

sehr Lang. Die maximale Speicherzeit ist hierbei durch den Dunkelstrom begrenzt, der thermisch in einer Verarmungsschicht am übergang erzeugt wird. Dies rührt daher, daß die Fotosensor-Zelle durch einen thermisch erzeugten Dunkelstrom gesättigt ist. Allerdings ist bei der Fotosensor-Zelle mit vorstehend beschriebenem Aufbau die Region der Verarmungsschicht durch die η -leitende Region 5 mit geringer Verunreinigungskon-

12-3
zentration etwa in der Größenordnung 10 cm bis

14-3

IC 10 cm gebildet und hat daher sehr gutes kristallines Gefüge, so daß verglichen mit einem MOS- oder CCD-Sensor lediglich eine geringe Anzahl von Elektron-Loch-Paaren thermisch erzeugt wird. Daher ist der Dunkelstrom geringer als bei anderen herkömmlichen Einrichtungen. Die vorstehend beschriebene Fotosensor-Zelle zeigt daher geringes Rauschen.

Nachfolgend wird der Auffrischvorgang für die in der p-leitenden Region 6 gespeicherte Ladung beschrieben.

Wie zuvor beschrieben, wird die in der p-leitenden Region 6 gespeicherte Ladung bei der vorstehend beschriebenen Fotosensor-Zelle aufrechterhalten, bis sie ausgelesen wird. Um eine neue optische Information eingeben zu können, ist daher ein Auffrischvorgang zum Löschen der vorhergehenden Ladung erforderlich. Gleichzeitig muß das Potential der potentialungebundenen (nicht kontaktierten) p-leitenden Region 6 auf ein vorbestimmtes negatives Potential geladen, d.h. gebracht werden.

Bei einer Fotosensor-Zelle mit vorstehend beschriebenem Aufbau erfolgt der Auffrischvorgang wie im Falle des Auslesevorgangs durch Anlegen einer positiven Spannung über die Verdrahtung 10 an die Elektrode 9. Der

BAD ORIGINAL

j NACHGKP:EiCHTJ

Emitter ist über die Verdrahtung 8 auf Massepotentia L gelegt. Der Kollektor ist über die Elektrode 12 auf Massepotential oder ein positives Potential festgelegt.
5

Der Ladungsspeichervorgang, der Auslesevorgang und der Auffrischvorgang für die Fotosensor-Zelle mit vor-¹ stehend beschriebener Grundgestaltung erfolgen in vorstehend beschriebener Weise.

Fig. 3A zeigt als Schaubild die Auslesespannung und die Auslesezeit als Funktion der Speicherspannung. Fig. 3B stellt als Schaubild die Auslesezeit als Funktion der Vorspannung dar.

.Mg. 4A ist ein Äquivalenzschaltbild für den Auffrischvorgang, während Fig. 4B grafisch die Basisspannung als Funktion der Auffrischzeit zeigt.

Wie zuvor beschrieben, ist die Grundstruktur der Fotosensor-Zelle mit vorstehend beschriebenem Aufbau ein" fächer als derjenige, der in den japanischen Offenlegungs-Patentblättern Nr. 150878/1981, 157073/1981 und 165473/1981 offenbart ist. Dieser Aufbau erlaubt Anwendüngen für hohe Auflösung, die in naher Zukunft ausführbar sein werden, während gleichzeitig die Vorteile herkömmlicher Gestaltungen wie etwa.niedriges Rauschen, hohe Ausgangsleistung, großer dynamischer Bereich und nichtzerstörendes Auslesen beibehalten bleiben.

Nachfolgend wird ein erfinduηgsgemäßes Ausführungsbeispiel einer fotoelektrischen Umsetzeinrichtung mit zwei FotosensoT-ZeLl anordnungen beschrieben.

In Fig. 5 ist der Aufbau einer Schaltung der fotoelek-

BAD ORIGINAL

NACHC EriiliGHT

irischen Umsetzeinrichtung mit einer zweidimensionalen Anordnung (Matrix) von Fotosensor-GrundzeI ten dargestellt .

Die Einrichtung umfaßt durch gestrichelte Linien umgebene Fotosensor-Grundzellen 30 (der Kollektor des bipolaren Transistors ist mit dem Substrat und der Substratelektrode verbunden), HorizontalLeitungen 31, 31', 31", ... zum Anlegen von Aus lesimpuI sen und Auff r i sch i mpu I sen, ein Ver.t i ka I sch i eberegi ster 32 zum Erzeugen von Ausleseimpulsen, MOS-Puffertransistören 33, 33', 33" ... zwischen dem Vertikalschieberegister 32 und den Hörizonta I leitungen 31, 31', 31" ..., einen Anschluß 34 zum Anlegen von Impulsen an die Gates der Transistoren 33, 33', 33" ..., MOS-Puffertransistören 35, 35', 35" ... zum Zuführen von Auffrischimpulsen, einen Anschluß 36 zum Anlegen von Impulsen an die Gates der MOS-Puffertransistören 35, 35', 35" ..., ein Vertikal sch i eberegi ster 52 zum Zuführen von Auffrisch-

impulsen, Vert i ka I Lei tungen 38, 38', 38" und 51,

51', 52" ... zum Auslesen gespeicherter Spannungen aus den Fotosensor-Codezellen 30, ein Horizontalschieberegister 39 zum Erzeugen von Impulsen zur Auswahl entsprechender Vertika I Leitungen, Tor-MOS-Transistoren 40, 40', 40" ... und 49, 49', 49" ... zum Aktivieren oder Inaktivieren der entsprechenden Vertikalleitungen, Ausgangs Ieitungen 49 und 51 zum Auslesen der gespeicherten Spannungen an einen Verstärkerabschnitt, MOS-Transistoren 42 und 53 zum Auffrischen der auf einer Ausgangsleitung gespeicherten Ladung, Anschlüsse 43 und 54 zum Anlegen von Auffrischimpulsen an die MOS-Transistoren 42 und 53, Transistoren (z.B. bipolare Transistoren, MOS-, FET-, J-FET-Transistören) zum Verstärken von Ausgangssignalen, Anschlüsse 46 und 57 zum Verbinden der Transistoren 44 und 55 und

BAD ORlGlMAt

von Lastwiderständen 45 und 56 mit einer Spannungsquelle, Ausgangsanschlüssen 47 und 48 als Ausgabeeinrichtung, MOS-Transistoren 48, 48', 48" und 50,

SO'/ 50"' . . » zum Auffrischen der auf den VertikaL Lei-

& tungen 38, 38', 38" ... und 51, 51', 52" ... gespeicherten Ladungen, und einen Anschluß 49 zum Zuführen von Impulsen zu den Gates der MOS-Transistoren 48, 49', 48" und 50, 50', 50" ...

lö Das erfindungsgemäße' Bilderfassungsgerät weist eine Täkttreibereinrichtung CKD zum Zuführen von Takt impulse" η zu den entsprechenden Abschnitten 32, 34, 36, 39, 43, 49 und 54 der fotoelektTischen Umsetzeinrichtung und einen Taktgenerator CKG zum Zuführen von Täktim-

lS pulsen zu der Takttreibereinrichtung CKD auf* Die Takttreibereinrichtung CKD und der Taktgenerator CKG bilden die Steuereinrichtung.

Fig. 6 zeigt als Schaubild die Steuerung des Bilder-.

2Ö fassungsgeräts durch die Steuereinrichtung. In ungeradzahligen Feldern bilden die Zeilendaten U und 12 eine n1 -HörizontalabtastzeiLe, die Zeilendaten 13 und 14 eine n2-HorizontaLabtastzei Ie und Zeilendaten L5 und 16 die η3-HorizontaI abtastzeile. In geradzahligen

2fe Feldern bilden Zeilendaten 12 und 13 eine m1-Horizonta labtast ze i Ie, Zeilendaten L4 und 15 die "m.2-Hori zonta labtastzei Ie und Zeilendaten 16 und 17 die m3-Hori-2ontal.abtastzeile»

Die Zeilendaten zweier Horizontalzeilen werden gleichzeitig ausgelesen. Die ausgelesenen Daten werden über die Ausgangsanschlüsse 47 und 58 erzeugt bzw. abgegeben.

Fig. 7 zeigt den Aufbau des erf indungsgemäßen BiLd-

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erfassungsgeräts. Das BiLderfassungsgerat umfaßt eine fotoelektrische Umsetzeinrichtung 100, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, eine Schalterschaltung 68 zum Eingeben bzw. Anlegen von 2-Zeilensignalen von der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung 100 an unterschiedliche Anschlüsse 72 und 73 für jedes Feld, ein Subtrahierglied 69, einen Pe.geleinstel Iwiderstand 70 und ein Addierglied 71. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auch bei einem herkömmlichen X-Y-Adressie-IQ rungs-MOS-BiIdsensor anwendbar.

In einem ungeradzahligen Feld wird ein Rand- oder tensignal durch Subtrahieren des Ausgangssignals am Anschluß 47 vom Ausgangssignal am Anschluß 58 gebil det. Nach Einstellung des Pegels des Kantensignals mittels des Widerstands 70 wird dieses über das Addierglied 71 zum ursprünglichen Signal hinzuaddiert _f um ein kantenkorrigiertes Videosignal zu erhalten. In einem geradzahligen Feld wird das Ausgangssignal am Anschluß 58 von demjenigen am Anschluß 47 zur Aus<-bildung eines Kantensignals abgezogen. Nach Einstellung des Pegels des Kantensignals über den Widerstand 70 wird dieses über das Addierglied 71 zum ursprünglichen Signal hinzuaddiert.

Die Takttreibereinrichtung CKD schaltet die Schalterschaltung 68 für jedes Feld um. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bilderfassungsgeräts kann die Kantenkorrektur ohne Verwendung einer Verzögerungsschaltung erfolgen, so daß eine sehr einfache Schaltung vorliegt. In Fig. 7 ist mit APC ein Kant ensignaI-Erzeugungsblock als Verarbeitungseinrichtung oder Kantensignal-Erzeugungseinrichtung bezeichnet.

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I nachqerejghtJ

In Fig, 8A ist aLs Blockschaltbild ein zweites Ausführungsbeispiel des Bilderfassungsgeräts dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel gelangt eine fotoelektrische Umsetzeinrichtung zum Einsatz, die gleichzei-

6. tig Zeileninformationen auf drei Horizontalzeilen liest.

In Fig. SA sind diejenigen Teile, die mit den in Fig. 5 gezeigten Abschnitten übereinstimmen, mit gleichen 1Ö Bezugszeichen versehen. Gemäß Fig. 8A steuert eine Takttreiberschaltung CKD eine Schalterschaltung 101.

Ih Fig. 8B sind die Verläufe von an entsprechenden Stellen der in Fig. 8A gezeigten Schaltung auftretenden Signale gezeigt. Die Kurven a bis d zeigen die SignaIνerlaufe in ungeradzahligen Feldern, d¹ den Ausgangssigna Iver lauf für ein Addierglied 65 in einem geradzahligen Feld und d" ein Kantensignal in einem Rahmen- bzw. VollbiId.

'

Fig. 9 zeigt a I s Diagramm die Verdrahtung der Ausgangsleitungen der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung 100 und die Auslesemethode seitens der Takttreiberschaltung CKD.

Bei diesem Ausführungsbeispiel Liest die Takttreiberschältung CKD in einem ungeradzahligen FeLd gleichzeitig die Leitungen LT bis 13 als die n1-HörizontaL-abtastzeile. Leitungen 13 bis 15 aLs die n2-Horizontalabtastzeile, Leitungen 15 bis 17 als die n3-HorizontaIabtastzeiLe und Leitungen 17 bis L9 aLs die n4-HorizontalabtastzeiLe aus.

Andererseits liest die TakttreiberschaLtung CKD in Ö5 einem geradzahligen FeLd gleichzeitig die Leitungen

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NACHGEREICHT I

12 bis 14 als die mi-Horizontalabtastzeile, die Leitungen 14 bis 16 als die m2-HorizontalabtastzeiLe und die Leitungen 16 bis 18 als die m3-HorizontaIabtastzeile aus. 5

Nachstehend wird das angewendete Verfahren beschrieben. Bekanntlich tritt ein fehlerhaftes Signal selten an einem Kantenbereich auf. Die Empfindlichkeit wird daher bei Durchführung einer Vertika I korre lationsverarbeitung verbessert. Zusätzlich ist eine Kantenkor- rektur leicht durchzuführen.

Fig. 10 zeigt die Schalterschaltung 101 zum Herstellen einer Korrespondenz zwischen Ausgangsanschlüssen 01, Ö~2 und 03 als Ausgabeeinrichtung der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung 100 und Ausgangssignalen a, b und c in Fig. 8A. Die Schalterschaltung 101 hat einen Innenaufbau, wie er in Fig. 10 dargestellt ist.

Die Takttreiberschaltung CKD schaltet die Ausgänge an Zeitpunkten, die für jedes Feld und jede Leitung wesentlich unterschiedlich sind, wie dies in Fig. 11 dargestellt ist.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Schalterschaltung 101 wie in Fig. 8A gezeigt angeordnet ist, muH eine Kantenkompensationsschaltung .lediglich für eine Kombination aus den Ausgängen a, b und c eingesetzt werden, wie dies in Fig. 8A gezeigt ist. Der Gesatnt aufbau ist folglich vereinfacht.

In Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels dargestellt. Das Bilderfassungsgerät weist Addierglieder 74, 76, 78 und 83, Gewichtsschaltungen 75 und 79, einen Pegeleinstellwiderstand 77,

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eine Schalterschaltung 80, eine Intensitätssigna.L-Verarbeitungsschaltung 81 als Verarbeitungseinrichtung und eine Farbsignal-Verarbeitungsschaltung 82 als Verarbeitungseinrichtung auf»

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Kantenkorrektur ohne Verwendung von Verzögerungsleitungen oder dergleichen durchgeführt, weshalb der Aufbau der Schalterschaltung 1Ö 00 vereinfacht werden kann. Zusätzlich wird nur eine Reihe der Elemente 75 bis 79 benötigt; so daß auch die Verdrahtung der fotoelektrischen UmsetzeinrichtunQ 100 vereinfacht ist.

i& Pig* 13 zeigt ein Verfahren zum Steuern des Schalt*- betriebs der Schalterschaltung 80. Wie in Fig. 13 dargestellt, wird bei gleichzeitigem Auslesen dreier Horizontalzeilen die mittlere Horizontalzeile als ursprüngliches Signal behandelt bzw. bewertet und das obere und das untere Zeilensignal um 1H verzögert bzw. beschleunigt, d-h. vorverlegt.

Wie vorstehend beschrieben, wird bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen eine Mehrzahl von Leitungen einer fotoelektrisehen Umsetzeinrichtung zum bildmäßigen Lesen eines optischen Bilds gleichzeitig ausgelesen und die Signale auf den. mehreren Leitungen zur Erzeugung eines kantenkorrigierten Signals verarbeitet. Damit ist das SignaIverarbeitungssystern extrem einfach aufgebaut.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Schalterschaltung zum Verändern der Kombination mehre¹ re-r Zeilensignale bei deren Zuführung zu ^g einer Verarbeitungsschaltung vorgesehen. Daher wird

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| NASKCäErtt

Lediglich eine einzige Verarbeitungsschaltung benötigt, deren Aufbau sehr einfach ist. Weiterhin sind die Verbindungen bzw. die Verbindungsführung in der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung vereinfacht.

Wird eine fotoelektrische Umsetzeinrichtung eingesetzt, die für ein nichtzerstörendes Auslesen geeignet ist, können drei oder mehr Horizontalzeilen gleichzeitig ausgelesen werden. Zugleich können die Signale bei jeder Horizontalabtastung in einem teilweise überlappenden Zustand ausgelesen werden, wodurch die Vertikal korrelation verbessert ist. Ein Kantensignal zweiter oder höherer Ordnung kann daher erreicht werden. Die S cha 11erscha Itung kann in die fotoelektrische Umsetzet, einrichtung eingegliedert werden.

Wie zuvor beschrieben, kann mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen ein kantenkorrigiertes Signal mit einfachem Aufbau ausgebildet werden. Oa der vertikale Korrelationsabstand gering ist, ist das Einschließen bzw. Auftreten eines falschen Signals selten. Oa das Gerät eine Schalterschaltung zum Schalten der Ausgangsleitungen der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung aufweist, ist der Aufbau der Kantens i gna l-E rzeugungsein-* richtung und der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung vereinfacht.

Fig. 14 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel läßt sich ein fehlerhaftes gQ Bildelement in einer fotoelektrischen Umsetzeinrichtung korrigieren. In Fig. 14 sind mit gleichen Bezugszeichen gleiche Elemente wie in Fig. 13 bezeichnet.

Das in Fig. 14 dargestellte Bilderfassungsgerät umfaßt

ge ein Addierglied 84, eine Gewichtsschaltung 85, einen

Schalter 86 als Schalteinrichtung, ein Subtrahierglied

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87 und einen die Position fehlerhafter BiIdelemente Spei cherriden Festwertspeicher 88. Die Teile 84 bis 87/ 66, 67 u.s.w, bilden eine Verarbeitungseinrichtung.

Die Schalterschaltung 101 setzt die drei über die Ausgangsanschlüsse 01, 02 und 03 der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung 100 ausgelesenen Horizontalzeilensignale wie in dem in »Fig. 11 gezeigten Fall zur Er-

iQ Zeugung von Signalen a, b und c um. Das Signal b stellt ein Signal auf der Steuerleitung der drei gleichzeitig von der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung äusgelesenen HorizontalzeiI en dar und enthält einen Signalausfall bei einer vorbestimmten BiIdelemeht-

1* Stelle.

Die Position des fehlerhaften Bildelements ist zuvor im Festwertspeicher 88 gepeichert, der durch ein Synchroni satiönssignaI des Taktgenerators CKG getrieben

η« bzw* angesteuert wird. Der Schalter 86 wird an der Position des fehlerhaften Bildelements von der x- auf die y-Stellung umgeschaltet. Das Signal b wird durch ein Mittelwertsignal der Signale a und c interpoliert. Das Addierglied 84 und die Gewichtsschaltung 85 dienen

„- Zum Erzeugen eines bzw. des Mi tte I wertsignats. Das Mitte I wert signaI wird zur Erzeugung eines Kantensignals d einer Subtraktion durch das Subtrahierglied 87 unterzogen. Die übrigen Abläufe stimmen mit denjenigen überein, wie sie zuvor bis hin zu Fig. 13 beschrie·"

^_n ben wurden. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Korrektur eines fehlerhaften Bildelements ohne Verwendung einer Verzögerungsleitung durchgeführt werden, So daß der Schaltungsaufbau einfach und die Bildqualität verbessert ist. Weiterhin kann die HersteIlungs-. ausbeute der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung verbessert wer'den. Der Signalausfall des Signals b kann

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auch direkt erfaßt und der Schalter 86 ermittelt bzw. umgeschaltet werden.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann folglieh ein fehlerhaftes Bildelement mittels einer ein fachen Schaltung korrigiert und durch das Signal eines benachbarten Bildelements mit hoher Korrelation ersetzt werden.

IQ Das beschriebene Bilderfassungsgerät umfaßt somit eine fotoelektrische Umsetzeinrichtung mit einer Mehrzahl von in einem Matrixmuster angeordneten fotoelektrischen Umsetzelementen und einer Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen zum gleichzeitigen Auslesen von Signalen von mehreren Leitungen, eine Steuerschaltung zum gleichzeitigen Auslesen der Signale von den mehreren Leitungen der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung, eine Kantensignal-Erzeugungsschaltung zum Empfangen der Signale von den mehreren Leitungen, zum Verarbeiten derselben und zum Erzeugen eines kantenkorfigierten Signals, und einen Schalter zum Umschalten der Verbindung zwischen den mehreren Ausgangsanschlüssen der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung und dem Eingang der Kantensignal-Erzeugungsschaltung in gbereinstifn mung mit einer Veränderung der Kombination der auszu lesenden Leitungen. Das Gerät weist einfachen Aufbau auf und kann eine Signalverarbeitung wie etwa eine Kantenkorrektur durchführen.

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-Lee r^li'fe -

Claims

Patentansprüche

1. Bilderfassungsgerät, gekennzeichnet durch eine *y fotoelektrische Umsetzeinrichtung (TOO), die aus einer Mehrzahl von matri xförnng angeordneten fotoelektrischen Umsetzelementen (30) besteht, eine Steuereinrichtung (CKG, CKD) zum gleichzeitigen Auslesen von Signalen über mehrere Leitungen der fotoelektrischen Umsetzeinrichtung, und eine Kantensignal-Erzeugungseinrichtung (APC) zum Verarbeiten der Signale auf den mehreren Leitungen für die Erzeugung eines kantenkorrigierten Signals.

2. Bilderfassungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrische Umsetzeinrichtung (100) eine Mehrzahl von Ausgabeeinrichtungen (47, 48; 01, 02, 03) zum unabhängigen Auslesen der Signale über die mehreren Leitungen aufweist.

3. Bilderfassungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines

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1-HorizontalabtastsignaLs unter Heranziehung der Signale der mehreren gleichzeitig durch die Steuereinrichtung (CKG, CKD) ausgelesenen Leitungen.

4. Bilderfassungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Umsetzelemente (30) Elemente umfassen, die ein nichtzerstörendes Auslesen erlauben.

5. Bilderfassungsgerät, gekennzeichnet durch mehrere matrixförmig angeordnete fotoelektrische Umsetzelemente (10), mehrere Ausgabeeinrichtungen (47, 48; 01, 02, 03) zum unabhängigen Auslesen von Signalen auf mehreren durch die fotoelektrischen Umsetzelemente

(30) gebildeten Leitungen, eine Verarbeitungseinrichtung (APC) zum Verarbeiten der Signale auf den mehreren Leitungen, die Signaleingangskanäle mit einer der Anzahl der Ausgabeeinrichtungen entsprechenden Anzahl umfaßt, und eine Schaltereinrichtung (68; 80;

101) zum Umschalten der Verbindungen zwischen den mehreren Ausgangseinrichtungen und den mehreren Signaleingangskanälen.

6. Bilderfassungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (APC) aus den Signalen auf den mehreren Leitungen ein 1-HorizontalabtastsignaI erzeugt.

7. Bilderfassungsgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Umsetz elemente (30) Elemente umfassen, die ein nichtzerstörendes Auslesen erlauben.

8. Bilderfassungsgerät nach einem der Ansprüche gc 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterein-

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richtung (68; 80; 101) die Verbindungen zwischen den mehreren Ausgangseinrichtungen und den mehreren Signaleingangskanälen jedesmal dann umschaltet, wenn Signale von im wesentlichen allen Leitungen ausgele-

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sen sind.

9. Bilderfassungsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenpzeichnet, daß die Schaltereinrichtung (68; 80; 101) die Verbindungen zwischen den mehreren Ausgangseinrichtungen und den mehreren Signaleingangskanälen jedesmal dann umschaltet, wenn Signale ( jeder Zeile ausgelesen sind.

10. Bilderfassungsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (APC) eine Fehler- bzw. Fehlstell enkorrekturverarbeitung durchführt.

11. Bilderfassungsgerät nach einem der Ansprüche

20

5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (APC) ein Kantensignal erzeugt.

12. Bilderfassungsgerät nach einem der Ansprüche

, 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbei-

t 9^i

tungseinrichtung (APC) die Signale auf den mehreren Leitungen verarbeitet.

13. Bilderfassungsgerät, gekennzeichnet durch eine

Mehrzahl von matrixförmig angeordneten fotoelektri-

30

sehen Umsetzelementen (30), eine Mehrzahl von Ausgangseinrichtungen (47, 48; 01, 02, 03) zum unabhängigen Auslesen von Signalen, die auf den durch die fotoelektrischen Umsetzelemente gebildeten mehreren Leitungen auftreten, und eine Fehlstellenkorrektureinrich- ° tung (86, 88) zum Verarbeiten der Signale auf den meh-

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NACKSEREiCHT

1 -4_

1 reren Leitungen derart, daß ein fehler- oder fehlstel-Lenkorrigiertes Signal ausbildbar ist.

14. Bilderfassungsgerät nach Anspruch 13, dadurch 5 gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Umsetzelemente (30) Elemente umfassen, die ein nichtzerstörendes Auslesen erlauben.

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