DE3612101C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fotoelektrische Wandlereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Fotoelektrische Wandlereinrichtungen können beispiels­ weise als Bildsensor oder dergleichen für Farbbilder oder einfarbige Bilder eingesetzt werden und in Bild­ lesegeräten, digitalen Reproduktionsgeräten oder der­ gleichen Verwendung finden.

Bei der aus Fig. 1 der DE 33 22 533 A1 bekannten, dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechenden foto­ elektrischen Wandlereinheit für einfarbige Bilder fließen über jeweilige Sensorelemente Fotoströme, die den auf die jeweiligen Sensorelemente fallenden Licht­ mengen entsprechen, während in zugeordneten Kondensatoren den jeweiligen Fotoströmen entsprechende elektrische Ladungsmengen als Bildsignale gespeichert werden, welche mittels einer Abfrageschaltung aufeinanderfolgend ausge­ geben werden.

Falls beispielsweise ein Schriftstück im Format A4 (210 mm) gelesen werden soll, beträgt die Anzahl erforderlicher fotoempfindlicher Sensorelemente bei einer Leseauf­ lösung von mehr als 16 Punkten/mm 3360 oder mehr.

Mit zunehmender Verbreitung von Arbeitsplatzcomputern und Farbdruckern besteht eine zunehmende Nachfrage nach einem Bildleser, mit dem Farbbilder gelesen werden können. Es ist jedoch sehr schwierig, mit dem herkömmlichen Zeilenbildsensor einen kompakten Farbbildleser zu er­ halten.

In erster Linie muß zum Lesen von Farbbildern ein ein­ zelnes Bildelement aus fotoempfindlichen Elementen für drei verschiedene Farben zusammengesetzt werden (wie beispielsweise für Rot R, Gründ G und Blau B). Daher be­ trägt beispielsweise zum farbigen Lesen eines Schrift­ stücks im Format A4 die Anzahl erforderlicher Sensor­ elemente 3360 × 3 = 10 080. Falls alle diese Elemente in Zeilen angeordnet werden, betragen die gegenseitigen Abstände an den Anschlüssen der Abfrageschaltung je­ weils 20,8 µm, so daß es unmöglich ist, Drahtverbin­ dungen oder Wärmeschmelzverbindungen zu verwenden.

Es ist sehr schwierig, unter Anwendung von Dünnfilm­ techniken derartige durchgehend auf demselben langen Substrat aufgereihte Mikroverbindungen und Mikro­ schaltungen mit hoher Gleichmäßigkeit und hoher Ausbeute herzustellen.

Bei Verwendung einer Matrixverdrahtung kann die Anzahl der Ausgangssignalleitungen der Sensorelemente verringert werden. Da jedoch die Anzahl der Sensorelemente das Dreifache der Anzahl der Sensorelemente für das ein­ farbige Lesen beträgt und für jedes Sensorelement ein Schalttransistor erforderlich ist, ist zur Herstellung einer solchen Matrixschaltung eine sehr feine Mikrobe­ arbeitung notwendig. Ferner ist der Herstellungsprozeß kompliziert und eine Ausrichtung der Sensorelemente in hoher Genauigkeit erforderlich, da einerseits drei Leitermuster ausgebildet werden müssen, nämlich jeweils eines für die Sensorelemente für eine jeweilige Farbe, und andererseits eine Schichtung dieser Muster erfolgen muß. Daher kann bei einer solchen Technik kein mini­ aturisierter preiswerter Farbbild-Zeilensensor erzielt werden.

Dieses Problem tritt nicht nur bei Farbbild-Zeilen­ sensoren, sondern auch bei Flächenbildsensoren sowohl für Farbbilder als auch für einfarbige Bilder auf, die zum Erreichen einer hohen Auflösung eine Vielzahl foto­ empfindlicher Elemente enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine foto­ elektrische Wandlereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die kompakt aufgebaut ist, beständige und gleichmäßige Eigenschaften hat und mit hoher Ausbeute hergestellt werden kann.

Die Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Mitteln gelöst.

Die erfindungsgemäße Wandlereinrichtung kann z. B. als miniaturisierter preiswerter Farbbildsensor dienen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Wandlereinrichtung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Äquivalenzschaltbild eines Farb­ bild-Zeilensensors, der ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen fotoelektrischen Wandlerein­ richtung darstellt,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläu­ terung der Betriebsweise dieses Ausführungsbeispiels,

Fig. 3A eine schematische Drauf­ sicht des Aufbaus des Aus­ führungsbeispiels,

Fig. 3B eine Ansicht eines Schnitts längs einer Linie I-I in Fig. 3A,

Fig. 3C eine Ansicht eines Schnitts längs einer Linie II-II in Fig. 3A,

Fig. 3D eine vergrößerte Ansicht von in Fig. 3A mit einem Kreis III umrahmten Elementen,

Fig. 4 ein schematisches Schalt­ bild eines Farbbild-Zeilensen­ sors, der ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Wandlereinrichtung darstellt,

Fig. 5A eine schematische Drauf­ sicht auf das zwei­ te Ausführungsbeispiel,

Fig. 5B eine Ansicht eines Schnitts längs einer Linie IV-IV in Fig. 5A,

Fig. 6 ein Äquivalenzschaltbild eines dritten Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Wandlereinrichtung, und

Fig. 7 ein Äquivalenzschaltbild eines vierten Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Wandlereinrichtung.

Fig. 1 zeigt ein Äquivalenzschaltbild eines Farbbild- Zeilensensors, der ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen fotoelektrischen Wandlereinrichtung darstellt.

Gemäß Fig. 1 ist jedes von mehreren Elementen D aus einem foto­ empfindlichen Elemente S mit einer fotoleitfähigen Schicht und einen zu dem Element S parallel geschal­ teten, nachstehend lediglich als Transistor bezeich­ neten Schalttransistor ST zusammengesetzt. Diese Ele­ mente D sind für den Aufbau einer Bildelementzelle jeweils zu dritt in Reihe geschaltet. n dieser Bild­ elementzellen sind in einer Zeile aufgereiht und als Matrix geschaltet. Im einzelnen sind die Gate-Elek­ troden von Transistoren STr bzw. STr 1 bis STrn in den elementen Dr bzw. Dr 1 bis Drn mit einem Anschluß Tr verbunden; die Gate-Elektroden von Transistoren STg bzw. STg 1 bis STgn in den Elementen Dg bzw. Dg 1 bis Dgn sind mit einem Anschluß Tg verbunden; die Gate-Elektroden von Transistoren STb bzw. STb 1 bis STbn in den Ele­ menten Db bzw. Db 1 bis Dbn sind mit einem Anschluß Tb verbunden. Die jeweiligen Bildelementzellen sind mit einem Anschluß gemeinsam an eine Spannungsquelle Vs angeschlossen, während die anderen Anschlüsse der Bildelementzellen jeweils über einzelne Elektroden A 1 bis An an eine Abfrageschaltung 4 angeschlossen sind. Diese Abfrageschaltung kann eine herkömmliche Schaltung sein und enthält in diesem Fall Schalttran­ sistoren Q 1 bis Qn und ein Schieberegister 11, dessen Parallelausgangsanschlüsse H 1 bis Hn jeweils mit den Schalttransistoren Q 1 bis Qn verbunden sind. Die Tran­ sistoren Q 1 bis Qn sind jeweils mit einer Hauptelek­ trode an die entsprechende einzelne Elektrode A 1 bis An angeschlossen, während die anderen Hauptelektroden gemeinsam mit einem Ausgangsanschluß verbunden sind.

Mit den drei Gruppen der fotoempfindlichen Elemente Sr, Sg und Sb werden jeweils die roten, die grünen bzw. die blauen Farbkomponenten in einer zu lesenden Zeile eines Schritstücks erfaßt.

Die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird anhand von Fig. 2 beschrieben.

Die Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise dieses ersten Ausführungsbeispiels.

Zuerst wird an den Anschluß Tr eine Spannung, die nie­ driger als die Schwellenspannung der Transistoren STr ist, d. h. niedrigen Pegel besitzt, angelegt, während an die Anschlüsse Tg und Tb jeweils Spannungen, die die Schwellenspannungen der Transi­ storen STg bzw. STb ausreichend übersteigen, d. h. hohe Pegel besitzen, angelegt werden. Dadurch werden die Transistoren STr gesperrt, während die Transistoren STg und STb durch­ geschaltet werden. Vorzugsweise besitzen alle Transi­ storen ST die gleichen Kennwerte, wobei die Sperrwider­ stände der Transistoren mindestens so hoch wie die Dunkelwiderstände der parallel geschalteten foto­ empfindlichen Elemente S sind und die Einschaltwider­ stände der Transistoren um zwei oder drei Größenord­ nungen niedriger liegen als die Widerstände der beleuchteten fotoempfindlichen Elemente S, nämlich die Hellwider­ stände.

Unter diesen Bedingungen werden an den Ausgangsan­ schlüssen H 1 bis Hn des Schieberegisters 11 aufein­ anderfolgend Signale abgegeben, durch die aufeinan­ derfolgend die Schalttransistoren Q 1 bis Qn durchge­ schaltet werden. Wenn zuerst der Schalttransistor Q 1 durchgeschaltet ist, gelangt ein über das fotoempfind­ liche Element Sr 1 fließender Fotostrom R für ein Farb­ bildelement, der einem Rotkomponentensignal entspricht, über die Transistoren STg 1 und STb 1 zu der Elektrode A 1 und wird dann über den Schalttransistor Q 1 abgegeben, da der Transistor STr 1 gesperrt ist und die Transistoren STg 1 und STb 1 durchgeschaltet sind. Auf gleichartige Weise werden aufeinanderfolgend die jeweils über die fotoempfindlichen Elemente Sr 2 bis Srn fließenden Fotoströme als Rotkomponentensignale abgegeben.

Danach wird zum Sperren der Transistoren STg an den Anschluß Tg niedriger Pegel angelegt, während zum Durchschalten der Transistoren STr und STb an die An­ schlüsse Tr und Tb hoher Pegel angelegt wird. Bei die­ sem Zustand wird die Abfrageschaltung 4 wieder in der voran­ gehend beschriebenen Weise betrieben, so daß nunmehr aufeinanderfolgend die über die fotoempfindlichen Ele­ mente Sg fließenden jeweiligen Fotoströme als Grün­ komponentensignale G ausgegeben werden.

Darauffolgend wird an den Anschluß Tb niedriger Pegel angelegt, während an die Anschlüsse Tr und Tg hoher Pegel angelegt wird. Danach werden in der vorangehend beschriebenen Weise die jeweils über die fotoempfind­ lichen Elemente Sb fließenden Fotoströme aufeinander­ folgend als Blaukomponentensignale B abgegeben.

Auf diese Weise werden die jeweiligen roten, grünen und blauen Farbkomponenten in der zu lesenden Zeile des Schriftstücks in die entsprechenden elektrischen Signale umgesetzt.

Fig. 3A ist eine schematische Draufsicht auf den Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels. Fig. 3B ist eine Ansicht eines Schnitts längs einer Linie I-I in Fig. 3A; Fig. 3C ist eine Ansicht eines Schnitts längs einer Linie II-II in Fig. 3A; Fig. 3D ist eine vergrößerte Ansicht eines ein­ zelnen Elements in einem Kreis III in Fig. 3A.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 6 sind auf einem Substrat 21 jeweils Gate-Elektroden 22 r, 22 g und 22 b der Transistoren STr, STg bzw. STb ausgebildet. Über diesen Gate-Elektroden ist eine Isolierschicht 23 vor­ handen, auf der eine Halbleiterschicht 24 aus einem Halbleitermaterial wie hydriertes amorphes Silizium a-Si:H gebildet ist. Auf der Halbleiterschicht 24 sind jeweils durch Ohmsche Kontaktschichten bzw. Leiter­ schichten eine an die Spannungsquelle Vs anzuschlie­ ßende gemeinsame Elektrode 25, Zwischenelektroden 26 und 26′, durch die drei Elemente D in Reihe geschaltet werden, und die einzelnen Elektroden A 1 bis An ausge­ bildet, die von den entsprechenden Bildelementzellen wegführen. Im einzelnen werden die fotoempfindlichen Elemente Sr, Sg und Sb gleichzeitig auf der gleichen Fläche unter Verwendung der Halbleiterschicht 24 als fotoleitfähige Schicht gebildet, wobei Teile der je­ weils zwischen der gemeinsamen Elektrode 25, den Elek­ troden 26 und 26′ und den gemeinsamen Elektroden A 1 bis An entstehenden Abstände als fotoempfindliche Ab­ schnitte benutzt werden. Ferner werden die von den je­ weiligen fotoempfindlichen bzw. Fotosensorelementen parallel geschalteten Transistoren STr, Stg und Stb durch die Verwendung der Halbleiterschicht 24 als Halbleiterbereich zum Bilden eines Kanals und auch durch die Verwendung der vorstehend genannten Elek­ troden gebildet.

Zum Schutz der auf diese Weise gebildeten Elemente D wird über diesen eine lichtdurchlässige Isolier­ schicht 27 angebracht. Ferner werden an den jeweili­ gen fotoempfindlichen Abschnitten Rotfilter 28 r, Grün­ filter 28 g bzw. Blaufilter 28 b angebracht. Weiterhin wird mit Ausnahme derjenigen Stellen, an denen diese Farbfilter vorhanden sind, auf der Isolierschicht 27 eine Lichtabschirmmaske 29 ausgebildet.

Gemäß Fig. 3D umfaßt beispielsweise der Transistor STr 1 die Elektroden 25 und 26 als Hauptelektroden, die durch das Anlegen der Spannung an die Gate-Elektrode dieses Transistors ein- oder ausgeschaltet werden. In dem fotoempfindlichen Element Sr 1 ändert sich der Wider­ stand zwischen den Elektroden 25 und 26 entsprechend der Lichtmenge, die über das Rotfilter 28 r auf die den fotoempfindlichen Abschnitt bildende Halbleiter­ schicht 24 fällt. Das heißt, das fotoempfindliche Ele­ ment Sr 1 und der Transistor STr 1 sind auf äquivalente Weise bzw. gleichsinnig parallel geschaltet. Darüber hinaus wird gemäß der vorstehenden Beschreibung ein verbesserter Widerstandsausgleich der fotoempfindli­ chen Elemente S und der entsprechenden Transistoren ST und ein erwünschter Betriebszustand auf einfache Weise dadurch erreicht, daß die fotoempfindlichen Elemente S und die jeweils mit einem entsprechenden fotoempfindlichen Element parallel geschalteten Tran­ sistoren ST mit dem gleichen Halbleitermaterial, näm­ lich durch dieselbe Halbleiterschicht 24 gebildet werden.

Falls zwei Substrate 21 jeweils aus einem lichtdurch­ lässigen Material wie Glas hergestellt werden, haben natürlich jeweilige Farbbild-Zeilensensoren die glei­ chen Wirkungen, die dadurch erhalten werden, daß auf einem Substrat die Farbfilter 28 r, 28 g und 28 b auf der oberen Fläche und bei dem anderen Substrat die Farbfilter 28 r, 28 g und 28 b auf der unteren Fläche ausgebildet werden.

Fig. 4 ist ein schematisches Schaltbild eines Farb­ bild-Zeilensensors, der ein zweites Ausführungsbei­ spiel der erfindungsgemäßen Wandlereinrichtung dar­ stellt.

Nach Fig. 4 bilden Dünnfilm-Feldeffekttransistoren Qr, Qg und Qb Elemente, die auf nachfolgend beschriebene Weise jeweils sowohl als fotoempfindliches Element als auch als Schalttransistor wirken und die hinsichtlich ihrer Äquivalenzschaltung gleich den Elementen D nach Fig. 1 sind. Daher ist das grundlegende Ansteu­ erungsverfahren im wesentlichen das gleiche wie das­ jenige für die Schaltung nach Fig. 1. Bei diesem zwei­ ten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Elektroden A 1 bis An mit entsprechenden Kondensatoren C 1 bis Cn verbunden.

Beispielsweise wird zuerst zum Lesen von Rotkomponen­ tensignalen R an den Anschluß Tr niedriger Pegel angelegt, wodurch die Transistoren Qr in einen derar­ tigen Zustand versetzt werden, daß in diesen Transi­ storen keine Kanäle gebildet werden; währenddessen wird an die Anschlüsse Tg und Tb hoher Pegel angelegt, wodurch die Transistoren Qg und Qb in einen derarti­ gen Zustand versetzt werden, daß in diesen jeweiligen Transistoren Kanäle ausgebildet werden. Die Transi­ storen sind so gestaltet, daß jeweils bei dem Ausbilden des Kanals der Widerstand zwischen den Hauptelektroden und des jeweiligen Transistors um ungefähr drei Grö­ ßenordnungen niedriger als derjenige des beleuchteten fotoempfindlichen Elements ist, so daß der durch den Transistor fließende Strom nicht durch das einfallende Licht beeinflußt wird. Unter diesen Bedingungen gelan­ gen die jeweils der einfallenden Lichtmenge entspre­ chenden und durch die Transistoren Qr fließenden Foto­ ströme über die Transistoren Qg und Qb zu den Konden­ satoren C 1 bis Cn, in denen die den jeweiligen Foto­ strömen für einen festen Zeitraum entsprechenden elek­ trischen Ladungsmengen über eine feste Zeitdauer als Rotkomponentensignale R gespeichert werden. Darauffol­ gend werden durch das Betreiben der Abfrageschaltung 4 die auf diese Weise gespeicherten jeweiligen Rot­ komponentensignale R aufeinanderfolgend ausgelesen.

Auf gleichartige Weise wird danach an den Anschluß Tg niedriger Pegel angelegt, während an die Anschlüsse Tr und Tb hoher Pegel angelegt wird, so daß die Grün­ komponentensignale G ausgelesen werden. Wenn an den Anschluß Tb niedriger Pegel und an die Anschlüsse Tr und Tg hoher Pegel angelegt wird, werden die Blaukom­ ponentensignale B ausgelesen. Da auf die vorstehend beschriebene Weise die jeweiligen Farbkomponenten zeit­ weilig in den Kondensatoren C 1 bis Cn gespeichert und dann die auf diese Weise gespeicherten Komponenten aufeinanderfolgend ausgelesen werden, ist ein schnelles Auslesen möglich, wenn die Kapazitäten der Kondensa­ toren C 1 bis Cn geeignet gewählt werden.

Fig. 5A ist eine schematische Draufsicht, die den Auf­ bau des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt, während Fig. 5B die Ansicht eines Schnitts längs einer Linie IV-IV in Fig. 5A ist.

Gemäß den Fig. 5A und 5B werden auf der unteren Fläche eines lichtdurchlässigen Substrats 31 Farbfilter, näm­ liche Rotfilter 32 r, Grünfilter 32 g und Blaufilter 32 b ausgebildet. An den diesen Farbfiltern 32 r, 32 g und 32 b entsprechenden Stellen werden auf der oberen Flä­ che des Substrats Gate-Elektroden 33 r, 33 g und 33 b ausgebildet. Ferner wird auch auf der oberen Fläche des Substrats eine Masse-Elektrode 34 ausgebildet. Als Gate-Elektroden werden lichtdurchlässige Elektro­ den aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) benutzt.

Auf den Gate-Elektroden und den Masse-Elektroden ist eine Isolierschicht 35 gebildet, auf welcher eine Halb­ leiterschicht 36 aus Halbleitermaterial wie a-Si:H ausgebildet ist. Die Halbleiterschicht 36 ist foto­ leitfähig und dient zugleich als Halbleiterbereich für das Bilden der Kanäle der Feleffekttransistoren Q.

Auf der Halbleiterschicht 36 sind durch Leiterschichten eine gemeinsame Elektrode 37, Elektroden 38 und 38′, die die Feldeffekttransistoren Q zu dritt in Reihe schalten, und einzelne Elektroden A 1 bis An ausgebil­ det. Durch die entsprechenden einzelnen Elektroden A 1 bis An und die Masse-Elektroden 34 sind die Konden­ satoren C 1 bis Cn gebildet.

Wenn beispielsweise bei dieser Gestaltung an die Gate- Elektrode 33 r niedriger Pegel und an die Gate-Elek­ troden 33 g und 33 b hoher Pegel angelegt wird, werden jeweils an der Grenzfläche zwischen der Halbleiter­ schicht 36 und der Isolierschicht 35 zwischen den Elek­ troden 38 und 38′ sowie zwischen der Elektrode 38′ und der betreffenden einzelnen Elektrode A 1 bis An Kanäle ausgebildet, während zwischen den Elektroden 37 und 38 kein Kanal ausgebildet wird. Daher fließen zwischen den Elektroden 37 und 38 jeweilige Fotoströme, die der über das Rotfilter 32 r und die Gate-Elektrode 33 r auf die als fotoleitfähige Schicht wirkende Halb­ leiterschicht 36 fallenden Lichtmenge entsprechen, wäh­ rend die den jeweiligen Fotoströmen entsprechenden elektrischen Ladungsmengen in den Kondensatoren C 1 bis Cn als Rotkomponentensignale R gespeichert werden. Der darauffolgende Auslesevorgang ist vorstehend be­ schrieben. Das gleiche gilt auch für die Grünkompo­ nentensignale G und die Blaukomponentensignale B.

Fig. 6 zeigt ein Äquivalenzschaltbild der Wandlereinrichtung gemäß einem dritten Ausfüh­ rungsbeispiel.

Jeweilige Elemente Dr, Dg und Db gemäß Fig. 6 sind auf gleiche Weise wie die entsprechenden Elemente gemäß den Fig. 1 und 3 angeschlossen und aufgebaut. Zusätz­ lich sind bei dem dritten Ausführungsbeispiel in Reihe zu den jeweiligen Bildelementzellen Elemente D 1 bis Dn geschaltet. Das heißt, das dritte Ausführungsbei­ spiel hat einen Aufbau, bei dem zusätzlich zu dem in Fig. 3 in Draufsicht gezeigten Aufbau eine Reihe von Elementen D 1 bis Dn angebracht ist. An den jeweiligen fotoempfindlichen Abschnitten von fotoempfindlichen Elementen S 1 bis Sn dieser Elemente D 1 bis Dn sind jedoch keine Farbfilter angebracht, während die Gate- Elektroden von zu den entsprechenden fotoempfindlichen Elementen S 1 bis Sn parallel geschalteten Transisto­ ren ST 1 bis STn gemeinsam mit einem Anschluß To ver­ bunden sind.

Dieses dritte Ausführungsbeispiel ist derart gestal­ tet, daß es entweder zum einfarbigen Lesen oder zum Lesen von Farbbildern eingesetzt werden kann. Wenn an die Anschlüsse Tr, Tg und Tb hoher Pegel angelegt wird, wodurch alle Transistoren STr, STg und STb durch­ geschaltet werden, und an den Anschluß To niedriger Pegel angelegt wird, wodurch die Transistoren ST 1 bis Stn gesperrt werden, können aus den nicht mit Farb­ filtern versehenen fotoempfindlichen Elementen S 1 bis Sn Einfarbensignale ausgelesen werden. Da in diesem Fall zum Lesen einer Zeile mit der Abfrageschaltung 4 nur eine einzige Abtastung erforderlich ist, ist ein Lesen mit hoher Geschwindigkeit möglich. Wenn an den Anschluß To hoher Pegel angelegt wird, wodurch die Transistoren ST 1 bis STn durchgeschaltet werden, kann die Wandlervorrichtung gemäß diesem Ausführungsbei­ spiel auf gleiche Weise wie der Farbbild-Zeilensensor gemäß dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Aus­ führungsbeispiel verwendet werden.

Fig. 7 zeigt ein Äquivalenzschaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels der Wandlerein­ richtung. Dieses Ausführungsbeispiel stellt einen Ein­ farben-Flächenbildsensor dar, der eine Anordnung aus m × n Elementen D enthält, von denen jeweils ein foto­ empfindliches Element S und einen hierzu parallel ge­ schalteten Schalttransistor ST aufweist.

Nach Fig. 7 sind die Gate-Elektroden der Transistoren ST der Elemente D in einander entsprechenden Zeilen gemeinsam mit zugeordneten Anschlüssen T 1 bis Tm ver­ bunden. Die Elemente D in entsprechenden Spalten sind in Reihe geschaltet, wobei jeweils ein Anschluß einer solchen Reihenschaltung mit einer Spannungsquelle Vs verbunden ist, während der andere Anschluß der Reihen­ schaltung jeweils mit einer zugeordneten einzelnen Elektrode A 1 bis An verbunden ist.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich ist, wird bei dem Betrieb des vierten Ausführungsbeispiels aufeinanderfolgend an die Anschlüsse T 1 bis Tm hoher Pegel angelegt, so daß die Abfrageschaltung 4 während des Anlegens hohen Pegels an die Gate-Elektroden der Schalttransistoren ST in einer Zeile betrieben wird, wodurch aufeinanderfolgend die den auf diese Zeile fallenden Lichtmengen entsprechenden Fotoströme ausge­ geben werden.

Gemäß den vorstehenden Ausführungen ist die Verschal­ tung und dergleichen für eine Vielzahl von Elementen D äußerst einfach, so daß auf einfache Weise preis­ günstige Flächenbildsensoren mit einem hohen Auflö­ sungsvermögen erzeugt werden können.

Gemäß der vorstehenden ausführlichen Beschreibung enthält die fotoelektrische Wandlervorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel Schaltelemente, die auf äquivalente bzw. gleichsinnige Weise zu entsprechenden fotoelektrischen Wandlerelementen parallel geschaltet sind, welche ihrerseits zu mehreren Elementen in Reihe geschaltet sind. Auf diese Weise wird der Schaltungs­ aufbau außerordentlich vereinfacht. Bei der Herstel­ lung können die fotoelektrischen Wandlerelemente leicht in hoher Dichte angeordnet werden, so daß eine mini­ aturisierte preisgünstige Vorrichtung hergestellt wer­ den kann.

Da bei der Anwendung der Wandlervorrichtung als Farb­ bildsensor die den jeweiligen Farben zugeordneten Sen­ sorelemente sehr eng aneinander auf der gleichen Ebene angeordnet werden können, ist es nicht erforderlich, die bei der Herstellung herkömmlicher Farbbildsensoren erforderlichen besonderen Mikrobearbeitungen und mehr­ schichtigen Matrixschaltungen anzuwenden; es ist le­ diglich ein einziges Beleuchtungssystem erforderlich; ferner kann auf einfache Weise ein miniaturisierter preisgünstiger Farbbildsensor mit hohem Auflösungs­ vermögen erzielt werden.

Claims (6)

1. Fotoelektrische Wandlereinrichtung, in der in einer Sensorzeile n fotoelektrische Wandlerelemente angeordnet sind, wobei jedes Wandlerelement zwei An­ schlüsse aufweist, von denen je einer mit einer Be­ triebsspannungsquelle und der andere mit einer Abfrage­ schaltung verbunden ist, die die Ausgangssignale der fotoelektrischen Wandlerelemente in einem Abfragezyklus einzeln abfragt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Sensorzeile und die Abfrageschaltung (4) weitere Sensor­ zeilen so eingefügt sind, daß jeweils die i-ten (i = 1 bis n) fotoelektrischen Wandlerelemente (Sr; Q) aller Sensorzeilen in Serie zwischen Betriebsspannungsquelle (Vs) und Abfrageschaltung (4) geschaltet sind, daß parallel zu jedem fotoelektrischen Wandlerelement (Sr; Q) ein Schaltelement (STr; Q) vorgesehen ist und daß während eines Abfragezyklus die Schaltelemente einer Sensor­ zeile gleichzeitig geöffnet, und die Schaltelemente aller übrigen Sensorzeilen geschlossen werden.

2. Wandlereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes fotoelektrische Wandlerelement (Sr; Q) eine fotoleitfähige Schicht (24; 36) aufweist und daß die Schaltelemente (STr; Q) als Transistoren mit isoliertem Gate ausgebildet sind.

3. Wandlereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Material der fotoleitfähigen Schicht (24; 36) von gleicher Art wie das Halbleiter­ material eines jeweiligen Kanalbildungsbereichs der Transistoren (ST) mit isoliertem Gate ist.

4. Wandlereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Material für die fotoleitfähige Schicht (24; 36) und den Kanalbildungsbereich hydriertes amorphes Silizium a-Si:H ist.

5. Wandlereinrichtung nach einem der Ansprüche 2, bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die foto­ empfindliche Fläche des fotoelektrischen Wandlerelements (Sr) an eine Kanalbildungsfläche des Transistors (STr) mit dem isolierten Gate angrenzt.

6. Wandlereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die foto­ empfindliche Fläche des fotoelektrischen Wandlerelements eine Kanalbildungsfläche des Transistors (Q) mit dem isolierten Gate ist.