DE69122278T2

DE69122278T2 - Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69122278T2
Application number: DE69122278T
Authority: DE
Inventors: Tadao Endo; Noriyuki Kaifu; Toshihiro Saika; Tetsuya Shimada
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-02-06
Filing date: 1991-01-31
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2011-02-01
Also published as: EP0441541B1; KR910016087A; US5335094A; MY107343A; EP0441541A3; TW223167B; JP2911519B2; ATE143554T1; DE69122278D1; EP0441541A2; KR950009816B1; JPH03231560A

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung und insbesondere eine photoelektrische Umwandlungsvarrichtung zur Verwendung in einem Eingabeabschnitt eines Bildverarbeitungsgerätes, wie beispielsweise ein Faksimilegerät, ein Bildleser, ein Kopierer, eine elektronischen Anzeigetafel oder dgl..

Zum Stand der Technik

In den letzten Jahren ist ein Langzeilensensor mit einem gleichsetzend oder einfach vergrößernden optischen System als eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung entwickelt worden, um eine Miniaturisierung und eine Verbesserung des Faksimilegerätes, des Bildlesers und dgl. zu realisieren.
Bis jetzt wird ein derartiger Sensor durch Verbindung einer integrierten Schaltung (nachstehend kurz mit IC bezeichnet) zur Signalverarbeitung aufgebaut, bei dem Schaltelemente und dgl. jeweils für photoelektrische Umwandlungselelemente in einer Zeilengruppierung angeordnet sind. Jedoch beträgt die Anzahl photoelektrischer Umwandlungselemente, die im Falle einer A4- Große nach der G3- Norm erforderlich ist, 1 728 Elemente. Folglich wächst die Anzahl von Einrichtungsschritten an, und eine Zeilensensor, der den Erfordernissen in Hinsicht auf die Herstellkosten und die Zuverlässigkeit hinreichend genügt, steht noch nicht zur Verfügung.
Andererseits wird bisher ein Aufbau aus Matrixleitungen zur Änderung der Anzahl von Signalverabeitungs- IC und zur Verringerung der Anzahl von Einrichtungsschritten verwendet.
Es ist auch schon schon versucht worden, in günstiger Weise ein Bildlesegerät der Langkontaktart zu schaffen, bei dem Dünnfilmtransistoren (nachstehend mit TFT bezeichnet) als Schaltelemente verwendet werden, und mit einem integrierten Aufbau mit photoelektrischen Umwandlungselementen, Dünnfilmtransistoren, Matrixleitungen und dgl., wodurch die Funktion eines Signalverarbeitungs- IC reduziert wird und ein Hochgeschwindigkeitslesen ermöglicht wird.
Zur Schaffung eines Bildlesegerätes der Langkontaktart bei günstigen Herstellkosten und hoher Zuverlässigkeit ist auch schon ein Verfahren entwickelt worden, durch das die photoleitfähige Umwandlungsschicht des photoelektrischen Umwandlungselelementes und die Halbleiterschicht des TFT aus demselben Material besteht, wie z. B. aus amorphem Silizium, und ebenso die photoelektrischen Umwandlungselelemente, die TFT, die Matrixleitungen und dgl., die in integrierter Weise auf demselben Substrat unter Verwendung der gleichen Herstellschritte gebildet werden.
Zur Realisierung der Miniaturisierung und der günstigen Kosten ist des weiteren auch schon eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung vorgeschlagen worden, bei der das photoelektrische Umwandlungselement direkt das reflektierte Licht von einem Original durch einen durchsichtigen Abstandhalter festslegt, wie z. B. ein Glas oder dgl., ohne daß eine gleichvergrößernde Faserzeilenanordnung verwendet wird.
Fig. 1 ist ein Ersatzschaltbild einer herkömmlichen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung, die bereits von uns vorgeschlagen worden ist.
Eine Lichtinformation, die in die photoelektrischen Umwandlungselemente S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8; eintritt, wird übertragen von den photoelektrischen Umwandlungselementen S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8; durch Akkumulationskondensatoren Cs1-1 bis Cs36-48, Übertragungs-TFT T&sub1;&submin;&sub1; bis T&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8;, Rücksetz-TFT R&sub1;&submin;&sub1; bis R&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8; und Matrixsignalleitungen L&sub1;-L&sub4;&sub8; mit paralleler Spannungsabgabe. Des weiteren werden parallel abgegebenen Spannungen an ein Leseschalt- IC geliefert und werden zu einem seriellen Signal. Das serielle Signal wird nach außen abgegeben.
In einem Beispiel eines Aufbaues der obigen herkömmlichen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung werden die photoelektrischen Umwandlungselemente von 1 728 Bit entsprechend der Gesamtzahl von Pixeln in 36 Blöcke von jeweils 48 Bit eingeteilt. Die Arbeitsweise dieser 36 Blöcke wird sequentiell auf einer Blockeinheitsbasis ausgeführt. Fig. 2 zeigt eine Zeittafel, bei der ein Original einer einheitlichen Bilddichte von der herkömmlichen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung gelesen wird.
Die Lichtinformation, die in die photoelektrischen Umwandlungselemente S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub1;&submin;&sub4;&sub8; des ersten Blockes eintritt, wird in Photoströme umgesetzt, die als Ladungen in Akkumulationskondensatoren Cs1-1 bis Cs1-48 akkumuliert werden. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wird ein erster Spannungsimpuls zur Übertragung an eine Gate- Ansteuerleitung G&sub1; für eine Zeit t&sub1; angelegt, wodurch die Übertragungs- TFT T&sub1;&submin;&sub1; bis T&sub1;&submin;&sub4;&sub8; in den leitenden Zustand versetzt werden, die Ladungen in den Akkumulationskondensatoren Cs1-1 bis Cs1-48 durch die Matrixsignalleitungen L&sub1; bis L&sub4;&sub8; zu den Ladekondensatoren CL1 bis CL48 übertragen werden, so daß Potentiale VL1 bis VL48 der Ladekondensatoren ansteigen (Übertragungsoperation).
Nachfolgend wird ein Spannungsimpuls sequentiell aus einem Schieberegister SR&sub2; an Gate- Ansteuerleitungen g&sub1; bis g&sub4;&sub8; angelegt, und Leseschalter Tsw1 bis Tsw48 werden sequentiell in den Leitendzustand geschaltet, wodurch die in die Ladekondensatoren CL1 bis CL48 übertragenen Signale des ersten Blockes in serielle Signale gewandelt werden. Nach Abschluß der Impedanzwandlung wird das serielle Signal aus dem photoelektrischen Umwandlungsgerät ausgelesen.
Danach wird ein Spannungsimpuls Cres zur Rücksetzung an Rücksetzschalter Rsw1 bis Rsw48 für eine Zeit T&sub2; angelegt, wodurch die Ladekondensatoren CL1 bis CL48 zurückgesetzt werden.
Dann wird ein Spannungsimpuls an eine Gate- Ansteuerleitung G&sub2; angelegt, und die Übertragung des zweiten Blockes wird begonnen. Zur gleichen Zeit werden Rücksetz- TFT T&sub1;&submin;&sub1; bis R&sub1;&submin;&sub4;&sub8; leitend geschaltet, die Ladungen der Akkumulationskondensatoren Cs1-1 bis Cs1-48 des ersten Blockes werden zurückgesetzt, wodurch die nächste Leseoperation vorbereitet wird.
In gleicher Weise wie zuvor wird durch sequentielle Ansteuerung der Gate- Ansteuerleitungen G&sub3;, G&sub4;, ... das Datum einer Zeile erzeugt.
Bei der herkömmlichen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung werden die Übertragungsoperationen, Leseoperationen und Rücksetzoperationen nacheinander auf einer Blockeinheitsbasis ausgeführt, wie schon erwähnt. Folglich wird das Bildsignal aus der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung intermittierend erzeugt, wie durch Vout in Fig. 2 dargestellt.
Die Schrift JP-A-63-214 084 offenbart eine photoelektrische Umwandlungseinrichtung mit einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt in einer Vielzahl von photoelektrischen Umwandlungselementen, von denen jedes photoelektrische Umwandlungselement einem jeweiligen Schaltelement zugeordnet ist, das über ein Gate verfügt, das mit einem Gate- Ansteuerleiter und Matrixsignalleitern für Empfangssignale aus jeweiligen photoelektrischen Umwandlungselementen vorgesehen ist. Ein Ansteuerabschnitt ist zum Anlegen von Ansteuersignalen an die Gate- Ansteuerleiter angeordnet, um Signalen zu ermöglichen, aus zugehörigen photoelektrischen Umwandlungselementen in paralleler Form an jeweilige Matrixsignalleiter geliefert und durch Speichermittel gespeichert zu werden. Der Leseabschnitt verfügt über Lesekondensatoren, Übertragungsschalter zur Überladungsübertragung aus Speichermitteln in die Kondensatoren, Leseschalter zum Auslesen von Ladungen, die durch die Lesekondensatoren der Reihen nach gespeichert werden, um ein serielles Ausgangssignal zu erzeugen.
Im Betrieb der die in der JP- A-63-214 084 beschriebenen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung werden Übertragungsimpulse an die Übertragungsschalter angelegt, dann wird ein Vorladeimpuls an die Matrixsignalleiter angelegt, und danach wird ein Ansteuersignal an einen Gate- Ansteuerleiter angelegt, der die das einfallende Licht auf die photoelektrischen Umwandlungselemente darstellende Ladung veranlaßt, die an den Gate- Ansteuerleiter über die Schaltelemente gekoppelt sind, von den Matrixsignalleitern und den Übertragungsschaltern in die jeweiligen Lesekondensatoren zu liefern. Nach Abklingen des Übertragungsimpulses und des Gate- Ansteuersignals werden die Leseschalter betätigt, um Ladung aus den Lesekondensatoren zu lesen, um ein serielles Ausgangssignal zu erzeugen. Die Lieferung von Signalen aus den photoelektrischen Umwandlungselementen und das Lesen der Ladung aus den Lesekondensatoren wird somit sequentiell ausgeführt, wie bei der in Fig. 1 gezeigten photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung, was zu einer intermittierenden Erzeugung des Bildsignals führt.
Zur Verwendung der herkömmlichen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung als Bildeingabeabschnitt eines Systems, wie beispielsweise eines Faksimilegerätes oder dgl., gibt es die Fälle, bei denen Problemen auftreten, wie beispielsweise daß eine Verarbeitungsschaltung zur Umsetzung der intermittierenden Signale erforderlich wird, die von der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung erzeugt werden, in ein kontinuierliches Signal, und eine Korrekturschaltung zur Ausführung einer Schattierungskorrektur und dgl. werden kompliziert.
Beispielsweise sind Verarbeitung zur vorrübergehenden Speicherung der Ausgangssignale der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung in einen Zeilenspeicher erforderlich, bevor das Bild verarbeitet wird, und danach zur Umwandlung der intermittierenden Signale in das kontinuierliche Signal. Oder es ist erforderlich, die Bildverarbeitung diskontinuierlich auszuführen.
Folglich gibt es bei der herkömmlichen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung Fälle, bei denen Probleme in der Art auftreten, daß die Kosten des gesamten Systems und dgl. ansteigen.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung vorgesehen, mit einem photoelektrischen Wandlerabschnitt mit einer Vielzahl Photoelektrischer Wandlerelemente, wobei jedes photoelektrische Wandlerelement mit einem jeweiligen Schaltelement mit einem Gate- Anschluß in Verbindung steht, der mit einem Gate- Treiberleiter verbunden ist, und mit Matrixsignalleitern, die mit den Schaltelementen zum Empfang von Signalen aus jeweiligen photoelektrischen Wandlerelementen gekoppelt sind; einem Treiberabschnitt zum Anlegen von Treibersignalen an die Gate- Treiberleiter, um Signalen aus zugehörigen photoelektrischen Wandlerelementen zu ermöglichen, parallel an jeweiligen Matrixsignalleiter angelegt und durch mit den Matrixsignalleitern gekoppelte kapazitive Ladungsspeichermittel gespeichert zu werden; und mit einem Leseabschnitt, der über Lesekondensatoren verfügt, über Übertragungsschalter zur Übertragung von Ladungen aus den Ladungsspeichermitteln in die Lesekondensatoren und an Leseschalter, um von den Lesekondensatoren gespeicherte Ladungen der Reihe nach auszulesen, um ein serielles Ausgangssignal zu erzeugen, die gekennzeichnet ist durch Steuermittel zur Steuerung des Betriebs der Leseschalter in der Weise, daß das Auslesen aus einem Lesekondensator nach abgeschlossener Übertragung der Ladung durch einen Übertragungsschalter aus dem Ladungsspeichermittel und überlagerung mit den angelegten nachfolgenden Signalen aus den photoelektrischen Wandlerelementen zu den Matrixsignal leitern erfolgt.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verfahren zum Auslesen von Signalen aus einer photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung vorgesehen, mit einer Vielzahl photoelektrischer Umwandlungselemente, wobei jedes photoelektrische Umwandlungselement einem jeweiligen Schaltelement zugeordnet ist, mit einem Gate, das mit einem Gate- Treiberleiter verbunden ist, und Matrixsignalleitern , die mit den Schaltelementen zum Empfang von Signalen aus jeweiligen photoelektrischen Umwandlungselementen gekoppelt sind, wobei das Verfahren beinhaltet, Signale zu veranlassen, parallel aus den photoelektrischen Umwandlungselementen auf Matrixsignalleitern zur Speicherung als parallele Signale durch kapazitive Ladungsspeichermittel geliefert zu werden, die mit den Matrixsignalleitern durch Lieferung von Gate- Treibersignalen an die Gate- Treiberleiter gekoppelt sind; die in den kapazitiven Ladungsspeichermitteln gespeicherte Ladungen in Lesekondensatoren zu übertragen, die von den Kondensatoren gespeicherten Ladung der Reihe nach zu lesen, um ein serielles Ausgangssignal zu erzeugen, das gekennzeichnet ist durch Lesen der in den Lesekondensatoren gespeicherten Ladungen nach Abschluß der Ladungsübertragung aus den kapazitiven Ladungsspeichermitteln zu den Lesekondensatoren und Veranlassen weiterer Signale, parallel aus den photoelektrischen Umwandlungselementen an die Matrixsignalleiter geliefert zu werden, um als parallele Signale von den kapazitiven Ladungsspeichermitteln durch Lieferung von Gate- Treibersignalen an die Gate- Treiberleiter gespeichert zu werden, während die Ladung aus einem Lesekondensator gelesen wird.
In einer photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung oder in einem photoelektrischen Umwandlungsverfahren, die oder das die Erfindung verkörpert, wird ein intermittierendes Ausgangssignal, welches ein Problem in dem herkömmlichen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen verursacht, die blockweise Matrix angesteuert werden, vermieden, und die Zeitdauer, in der das Signal zwischen den Blöcken nicht erzeugt wird, wird eleminiert, so daß eine Lesegeschwindigkeit des photoelektrischen Umwandlungsgerätes im wesentlichen hoch sein kann. Darüber hinaus gibt es nicht die Notwendigkeit zur vorrübergehenden Speicherung eines Signals in einen Zeilenspeicher, das von dem photoelektrischen Umwandlungsgerät abgegeben wird, bevor die Bildverarbeitung oder die Umwandlung der intermittierenden Signale in ein kontinuierliches Signal auf der Systemseite erfolgt, wie bei einem Faksimilegerät oder dgl., oder zur diskontinuierlichen Ausführung der Bildverarbeitungsvorgänge. Unter Verwendung einer photoelektrischen Umwandlungsvorrlchtung nach der Erfindung gibt es den weiteren Vorteil, das weder eine Erhöhung der Kosten des gesamten Systems noch eine Verschlechterung der Bildqualität verursacht wird, weil Bildverarbeitungsvorgänge auf der Seite des Systems, wie bei einem Faksimilegerät oder dgl., durch einfache Mittel ausgeführt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schafft eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung niedriger Kosten und hoher Bildqualität.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schafft eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung, die eine Zeitperiode gänzlich oder im wesentlichen gänzlich eleminiert, wenn ein Signal zwischen Blöcken nicht in einem Ausgangssignal der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung erzeugt wird, die in einer Matrixart angesteuert wird, und die die Lesegeschwindigkeit wesentlich erhöht.
Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben, in der
Fig. 1 ein Ersatzschaltbild einer herkömmlichen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung ist;
Fig. 2 eine Zeittafel zur Erläuterung der Arbeitsweise der herkömmlichen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung ist;
Fig. 3 ein Ersatzschaltbild einer photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 4 eine Zeittafel zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung ist;
Figuren 5A und 5B schematische Querschnittsansichten und eine Aufsicht eines photoelektrischen Umwandlungsabschnitts gemäß der in Fig. 3 dargestellten photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung ist;
Fig. 6 ein Ersatzschaltbild eines Parallel/Serien- Umwandlungsabschnitts des zweiten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung ist;
Fig. 7 ein Ersatzschaltbild eines Parallel/Serien- Umwandlungsabschnitts im dritten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist; und
Fig. 8 ein schematisches Konstruktionsbild eines Faksimilegerätes ist, auf das die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung nach der Erfindung angewandt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSBEISPIELE

Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert anhand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 3 zeigt ein Ersatzschaltbild einer photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung als ein bevorzugtes erstes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung. In dem Ausführungsbeispiel sind ein Aufbau eines photoelektrischen Umwandlungsabschnitts mit einem photoelektrischen Umwandlungselementeabschnitt einen Akkumulationskondensator- Abschnitt, einem TFT- Abschnitt, einem Matrixsignalleitungs- Abschnitt, einem Gate-Ansteuerleitungsabschnitt und dgl. auf demselben Substrat gebildet, in grundsätzlich gleicher Art wie die Ersatzschaltung der in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung.
Die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung in Hinsicht auf einen Leseschaltabschnitt, wenn diese als Ersatzschaltung angesehen wird, in dem Übertragungsschalter Usw1 bis Usw48 und Lesekondensatoren CT1 bis CT48 zwischen den Ladekondensatoren CL1 bis CL48 vorgesehen sind, und des weiteren sind die Leseschalter Tsw1 bis Tsw48 in dem Matrixsignal- Leitungsabschnitt und ein Rücksetzschalter Vsw zur Zurücksetzung der Lesekondensatoren CT1 bis CT48 vorgesehen.
Übertragungsschalter Usw1 bis Usw48 sind jeweils mit den Matrixsignalleitungen L&sub1; bis L&sub4;&sub8; verbunden und werden verwendet zur Übertragung der Ladungen, die in den Kondensatoren CL1 bis C&sub4;&sub8; akkumuliert sind, die auf den Matrixleitungen L&sub1; bis L&sub4;&sub8; zu den Lesekondensatoren CT1 bis CT48 gebildet sind. Die Übertragungsschalter Usw1 bis Usw48 werden gemeinsam von einem Übertragungsimpuls Gt angesteuert.
Die Leseschalter Tsw1 bis Tsw48 sind jeweils mit den Lesekondensatoren verbunden und werden zum sequentiellen Auslesen von Potentialen der Lesekondensatoren CT1 bis CT48 nach außen auf dem photoelektrischen Umwandlungsgerät verwendet durch einen Verstärker Amp durch sequentielles Umschalten der Leseschalter. Die Leseschalter werden sequentiell von dem Schieberegister SR&sub2; angesteuert.
Rsw1 bis Rsw48 bedeuten die Rücksetzschalter, die zwischen den Ladekondensatoren CL1 bis CL48 und den Übertragungsschaltern Usw1 bis Usw48 angeordnet sind, die in dem Matrixsignalleitungs Abschnitt gebildet sind und zur Zurücksetzung der Potentiale der Ladekondensatoren CL1 bis CL48 auf ein Rücksetzpotential VR verwendet werden. Die Rücksetzschalter werden vom Rücksetzimpuls Cres angesteuert.
Vsw bedeutet den Rücksetzschalter zur Zurücksetzung der Potentiale der Lesekondensatoren CT1 bis C&sub4;&sub8; auf das Rücksetzpotential VR. Der Rücksetzschalter Vsw wird von einem Rücksetzimpuls fres angesteuert.
Fig. 4 ist eine Zeittafel, die die Leseoperation der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels zeigt. Es wird nun angenommen, daß ein Original eine einheitliche Bilddichte aufweist.
Die Lichtinformation, die durch die photoelektrischen Umwandlungselemente S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub1;&submin;&sub4;&sub8; des ersten Blockes eintritt, wird als Ladungen in die Akumalotationskondensatoren Cs1-1 bis Cs1-48 geladen. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wird ein Spannungsimpuls an die erste Gate- Ansteuerleitung G&sub1; von einem Schieberegister SR&sub1; angelegt, so daß die Übertragungs TFT T&sub1;&submin;&sub1; bis T1&submin;&sub4;&sub8; leitend geschaltet werden. Somit werden die Ladungen der Akkumulationskondensatoren Cs1-1 bis Cs1-48 durch die Matrixsignalleitungen L&sub1; bis L&sub4;&sub8; übertragen und werden auf die Ladekondensatoren CL1 bis CL48 übertragen. Eine Gate- Impulsbreite t&sub1;, die für eine derartige Übertragung der Ladungen erforderlich ist, hängt von einer Zeitkonstanten ab, die durch kleinere der Kapazitätswerte des Akkumulationskondensators Cs und des Ladekondensators CL und eines Leitend- Widerstandes Rt des Übertragungs- TFT T bestimmt wird.
Der Akkumulationskondensator Cs ist genau eingestellt auf einen Wert innerhalb eines Bereichs von 10 bis 20 pF. Der Ladekondensator CL ist genau eingestellt auf einen Wert innerhalb eines Bereichs von 100 bis 300 pF. Da der Leitend- Widerstand Rt des TFT ein a- Si:H verwendet, der so groß wie einige MΩ, wird die Zeitkonstante auf einen Wert innerhalb eines Bereichs von 10 bis 40 µs gesetzt.
Durch Anlegen eines Gate- Ansteuersignals Gt werden die Übertragungsschalter Usw1 bis Usw48 danach gleichzeitig leitend geschaltet, und die Signalladungen, die in den Ladekondensatoren CL1 bis CL48 akkumuliert sind, werden gleichzeitig in die Lesekondensatoren CT1 bis CT48 übertragen. Eine Länge t&sub3; des Gate- Impulses Gt, der erforderlich ist für eine solche Übertragung der Ladungen, hängt ab von einer Zeitkonstanten, die bestimmt wird durch einen Leitend- Widerstand Ru des Übertragungsschalters Usw und kleiner als der Kapazitätswert des Ladekondensators CL und des Lesekondensators CT ist.
Der Ladekondensator CL wird genau eingestellt auf einen Wert innerhalb eines Bereichs von 100 bis 300 pF. Der Lesekondensator CT wird genau eingestellt auf einen Wert innerhalb eines Bereichs von 10 bis 20 pF. Da der Leitend- Widerstand Ru mit einem Wert innerhalb eines Bereichs von 50 bis 300 Ω gewählt werden kann, wenn ein üblicher analoger Schalter verwendet wird, kann die Zeitkonstante auf einen kürzeren Wert von 100 ns oder weniger eingestellt werden.
Durch sequentielles Anlegen eines Spannungsimpulses an Gate- Ansteuerleitungen g&sub1; bis g&sub4;&sub8; äus dem Schieberegister SR&sub2; werden danach die Signalladungen des ersten Blockes, die übertragen worden sind auf die Lesekondensatoren CT1 bis CT48, in serielle Signale durch die Leseschalter Tsw1 bis Tsw48 umgesetzt. Das serielle Signal wird von dem Verstärker Amp verstärkt und wird als Ausgangsspannung Vout aus dem photoelektrischen Umwandlungsgerät heraus abgegeben.
Eine Zeitperiode t&sub4;, bei der das Ausgangssignal eines Blockes erzeugt wird, hängt ab von dem Leitend- Widerstand Rt des Leseschalters Tsw, der Eingangskapazität, die die Leitungskapazität des Verstärkers Amp enthält, und der Ansprechgeschwindigkeit des Verstärkers. Da jedoch die Periode t&sub4; mit einem Wert innerhalb des Bereichs von 1 bis 2 µs pro Bit ausgewählt werden kann, wird er auf einen Wert innerhalb des Bereichs von 50 bis 100 µs pro 48 Bit gesetzt.
Bei der Leseoperation wird der Rücksetzimpuls gres sukzessive an den Rücksetzschalter Vsw für ein letzteren Teil der Zeitperiode T&sub6; angelegt, wenn der Spannungsimpuis, der an die Gate- Ansteuerleitungen g&sub1; bis g&sub4;&sub8; angelegt wird, auf eine höhere Spannung gebracht wird. Folglich werden der letzte Teil der Periode t&sub6;, beide der Leseschalter Tsw und des Rücksetzschaltes Vsw gleichzeitig leitend geschaltet, und die Lesekondensatoren CT1 bis CT48 sequentiell auf das Rücksetzpotential VR zurückgesetzt.
Eine zur Rücksetzung erforderliche Länge t&sub5; des Gate- Impulses gres hängt von einer Zeitkonstanten ab, die festgelegt wird durch den Leitend- Widerstand Rv des Rücksetzschalters Rsw, den Leitend- Widerstand Rt des Leseschalters Tsw und den Kapazitätswert des Lesekondensators CT. Jedoch wird der Wert des Lesekondensators CT genau eingestellt auf einen Wert innerhalb eines Bereichs von 10 bis 20 pF. Da die Leitend-Widerstände Rv und Rt gewählt werden können mit Werten innerhalb eines Bereichs von 50 bis 300 Ω, wenn generell analoge Schalter verwendet werden, kann die Zeitkonstante auf einen kurzen Wert von 100 ns oder weniger eingestellt werden.
Andererseits werden die Ladekondensatoren CL1 bis CL48 durch Anlegen des Rücksetzimpulses Cres an die Rücksetzschalter bis Rsw48 gleichzeitig zurückgesetzt, parallel mit der obigen Signal- Leseoperation.
Eine Länge t&sub2; des Gate- Impulses Cres, der erforderlich ist zur Zurücksetzung der Ladekondensatoren, hängt ab von einer Zeitkonstanten, die bestimmt wird durch einen Leitend- Widerstand Rr des Rücksetzschalters Rsw, des Widerstandes der Matrixsignalleitungen und des Kapazitätwertes des Ladekondensators CL. Die Länge t&sub2; wird auf einen Wert von etwa einigen µs eingestellt.
Nach Abschluß der Rücksetzoperation wird ein Spannungsimpuls an die Gate- Ansteuerleitung G&sub2; aus dem Schieberegister SR&sub1; angelegt, und die Übertragungsoperation des zweiten Blockes beginnt. Gleichzeitig mit der Übertragungsoperation werden die Rücksetz- TFT R&sub1;&submin;&sub1; bis R&sub1;&submin;&sub4;&sub8; des ersten Blockes leitend geschaltet. Die Ladungen der Akkumulationskondensatoren Cs1-1 bis Cs1-48 des ersten Blockes werden auf das Rücksetzpotential VR zurückgesetzt, wodurch die nächste Akkumulationsoperation vorbereitet ist.
Aus der vorstehenden Beschreibung der Operationen ist verständlich, daß in einer photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung nach der Erfindung eine Zeitdauer, in der das Signal zwischen Blöcken nicht erzeugt wird, aus dem Ausgangssignal Vout eliminiert und die Lesegeschwindigkeit wesentlich erhöht werden kann.
Das heißt, durch Ubertragung der Signalladungen in die Ladekondensatoren CL1 bis CL48 in die Lesekondensatoren CT1 bis CT48 können die Rücksetzoperation der Ladekondensatoren CL1 bis CL48 und die Übertragungsoperation des nächsten Blockes parallel mit der Leseoperation durch die Leseschalter Tsw1 bis Tsw48 ausgeführt werden.
Somit wird eine Zeit, die zum Lesen und für die Rücksetzoperationen eines Blockes erforderlich ist, sowohl durch eine längere aus der Summe (t&sub1; + t&sub2; + t&sub3;) der Periode t&sub1; bestimmt, wenn die Übertragungs- TFT in dem Leitend- Zustand sind, die Periode t&sub3; zur Übertragung der Ladungen in die Lesekondensatoren und die Periode t&sub2; zur Zurücksetzung der Ladekondensatoren als auch die Periode T&sub4;, wenndie Leseschalter Tsw1 bis Tsw48 arbeiten. Da die Periode t&sub3; im wesentlichen höchstens 100 ns beträgt, wie zuvor erwähnt, wird eine Zeit entweder durch eine längere Periode (t&sub1; + t&sub2;) oder durch die Periode t&sub4; bestimmt.
In der in Fig. 1 dargestellten photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung können die Rücksetzoperationen der Ladekondensatoren CL1 bis CL48 und die Übertragungsoperation dessen nächsten Blockes nicht parallel mit der Operation der Leseschalter Tsw1 bis Tsw48 ausgeführt werden, da die Signalladungen der Ladekondensatoren CL1 bis CL48 nicht in die Lesekondensatoren CT1 bis CT48 übertragen werden. Folglich ist eine Zeit zur Ausführung der Lese- und Rücksetzoperationen eines Blockes erforderlich, die bestimmt wird durch die Summe (t&sub1; + t&sub2; + t&sub4;) der Periode t&sub1;, wenn die Übertragungs- TFT in ihrem Leitend- Zustand sind, die Periode t&sub2; zur Zurücksetzung der Ladekondensatoren, und die Periode t&sub4;, wenn die Leseschalter Tsw1 bis Tsw48 arbeiten.
Unter Annahme, daß beispielsweise die Periode t&sub1;, t&sub2; und t&sub4; jeweils auf 40 µs, 5 µs bzw. 50 µs sind, ist die Lesezeit pro Block 95 µs im Falle des herkömmlichen Gerätes gleich. In dem Ausführungsbeispiel wird die Periode t&sub4; bestimmt als Größenbestimmungsschritt und ist 50 µs gleich, so daß die Geschwindigkeit um 50% erhöht werden kann.
Wenn in dem Ausführungsbeispiel die Lesezeit pro Block auf einen Wert eingestellt wird, der demjenigen im herkömmlichen Gerät gleich ist, d. h. wenn er auf 95 µs im obigen Beispiel eingestellt wird, kann die Periode t&sub4;, wenn die Leseschalter tsw1 bis tsw48 arbeiten, von 50 µs auf 95 µs geändert werden, und die Summe (t&sub1; + t&sub2;) der Periode t&sub1;, wenn die Übertragungs- TFT in ihrem Leitend- Zustand sind, und die Periode t&sub2; zur Zurücksetzung der Ladekondensatoren auf eine Zeit länger als 95 µs eingestellt werden. Folglich können die Leitend-Widerstände der Schalter (TFT und generell analoge Schalter), die die jeweiligen Perioden beschränken, auf größere Werte eingestellt werden, d. h., die Schaltergrößen können verringert werden. Wenn es keinen Bedarf zur Erhöhung der Lesegeschwindigkeit gibt, wie zuvor erwähnt, ist es von Vorteil, daß die Chipgröße reduziert werden kann und daß die Schaltgeräusche vermindert werden können.
Da in diesem Ausführungsbeispiel des weiteren die Zeitperiode, in der das Signal zwischen Blöcken nicht erzeugt wird, aus dem Ausgangssignal Vout eliminiert wird, gibt es keine Notwendigkeit zur Ausführung des Prozesses zur zeitweiligen Speicherung des Ausgangssiguals vom photoelektrischen Umwandlungsgerät in den Zeilenspeicher, bevor die Bildverarbeitung und die Umwandlung der intermittierenden Signale in das kontinuierliche Signal erfolgt. Oder es gibt keine Notwendigkeit zur diskontinuierlichen Ausführung der Bildverarbeitung. Somit ergeben sich auch die Vorteile, daß die Kosten des gesamten Systems nicht steigen und die Bildqualität nicht verschlechtert wird.
Die Figuren 5A und 5B sind schematische Querschnittsansichten eines schematischen Grundrisses eines photoelektrischen Umwandlungsabschnitts gemäß dem photoelektrischen Umwandlungsgerät des Ausführungsbeispiels.
In dem Ausführungsbeispiel sind ein photoelektrischer Umwandlungselemente- Abschnitt 1, ein Akkumulationskondensator- Abschnitt 2, TFT- Abschnitte 3 und 4, ein Matrixsignalleitungs- Abschnitt 5, ein Gate-Ansteuerleitungs-Abschnitt 6, und dgl. integral auf einem durchsichtigen isolierenden Substrat 10 unter Verwendung a- si:H durch einen gleichen Prozeß aufgetragen.
Eine erste Leitschicht 24 aus Al, Cr oder dgl., eine erste Isolierschicht 25 aus SiN oder dgl., eine photoleitfähige Halbleiterschicht 26 aus a- Si:H, eine Widerstandskontaktschicht aus a- Si:H des n&spplus;- Typs und eine zweite Halbleiterschicht aus Al, Cr oder dgl. sind auf dem isolierenden Substrat 10 gebildet.
In dem photoelektrischen Umwandlungselemente- Abschnitt 1 bedeuten Bezugszeichen 30 und 31 Schichtelektrodenleitungen. Ein Signallicht L', das von einem Original P reflektiert wird, ändert die Leitfähigkeit der photoleitfähige Halbleiterschicht 26 aus a- Si:H und den Stromfluß zwischen den oberen Schichtelektrodenleitungen 30 und 31, die sich kammartig gegenüberstehen. Bezugszeichen 32 bedeutet eine Lichtschirmschicht aus Metall. Die Lichtschirmschicht 32 kann auch so aufgebaut sein, daß sie als Ansteuerquelle geeignet ist und als Steuerelektrode (Gate- Elektrode) dient und den Hauptelektroden 30 (Source- Elektrode oder Drain- Elektrode) und 31 (Drain- Elektrode oder Source- Elektrode) gegenübersteht.
Der Akkumulationskondensatorabschnitt 2 umfaßt: eine unteren Schichtelektrodenleitung 33; die erste Isolierschicht 25 und die photoleitfähigen Halbleiterschicht 26, die auf der unteren Schichtelektrodenleitung 33 gebildet sind; und eine Leitung, die auf der photoleitfähigen Halbleiterschicht 26 gebildet ist und stetig mit der oberen Schichtelektrodenleitung 31 des photoelektrischen Wandlerabschnitts 1 fortgesetzt ist. Der Akkumulationskondensator- Abschnitt 2 hat einen Aufbau, der als MIS- Kondensator zu bezeichnen ist. Beliebige positive Vorspannungen und negative Vorspannungen können als Vorspannungbedingung dienen. Durch eine solche Einstellung der Vorspannungsbedingung, daß die untere Schichtelektrodenleitung 30 immer negativ vorgespannt ist, kann jedoch eine stabile Kapazität und stabile Frequenzeigenschaft herbeiführen.
Die TFT- Abschnitte 3 und 4 umfassen: Eine untere Schichtelekrodenleitung 34, die als Gate- Elektrode dient; die zweite Isolierschicht 25, die als Gate- Isolierschicht dient; die Halbleiterschicht 26; eine obere Schichtelektrodenleitung 35, die als Source- Elektrode dient; eine obere Schichtelektrodenleitung 36, die als Drain- Elektrode dient und dgl. mehr.
In dem Matrixsignal- Leitungsabschnitt 5 werden eine individuelle Signalleitung 22 bestehend aus einer ersten leitfähigen Schicht, der Isolierschicht 25, die die individuelle Signalleitung bedeckt, die Halbleiterschicht 26, die Widerstandskontaktschicht 27, und eine gemeinsame Signalleitung 37, die sich mit der individuellen Signalleitung kreuzt, aus einem zweiten Halbleiterschicht nacheinander schichtweise auf das Substrat 10 aufgetragen. Bezugszeichen 38 bedeutet ein Kontaktloch zur Erzielung eines Widerstandskontakts zwischen der individuellen Signalleitung 22 und der gemeinsamen Signalleitung 37. Bezugszeichen 39 bedeutet eine Zwischenleitungs- Schirmleitung, die zwischen den gemeinsamen Signalleitungen vorgesehen ist.
In dem Leitungsabschnitt 6 der Gate- Leitungen zur Ansteuerung der TFT ist eine individuelle Gate- Leitung 40 bestehend aus der ersten Leitschicht 24, der Isolationsschicht 25, die die individuelle Gate- Leitung bedeckt, die Halbleiterschicht 26, die Widerstandskontaktschicht 27 und die gemeinsame Gate- Leitung 41, die sich mit der individuellen Gate- Leitung 40 kreuzt und aus der zweiten Leitschicht 28 besteht, nacheinander auf das Substrat schichtweise aufgetragen. Bezugszeichen 42 bedeutet ein Kontaktloch zur Erzielung eines galvanischen Kontaktes zwischen der individuellen Gate- Leitung 40 und der gemeinsamen Gate- Leitung 41.
Da, wie zuvor erwähnt, in dem photoelektrischen Umwandlungsgerät des Ausführungsbeispiels der photoelektrische Umwandlungselement- Abschnitt, der Akkumulationskondensator- Abschnitt, der TFT- Abschnitt, der Matrixsignalleitungs- Abschnitt und der Gate- Ansteuerleitungs- Abschnitt alle die Schichtstruktur der photoleitfähigen Halbleiterschicht besitzen, werden die Isolierschicht, die Leitschicht und dgl. jener Abschnitte gleichzeitig durch den selben Prozess erzeugt.
Des weiteren sind eine Passivierungsschicht 11 bestehend aus SiN oder dgl. zum Hauptschutz und zur Stabilisierung der Halbleiterschichtoberflächen des photoelektrischen Umwandlungselementeabschnitts 1 und der TFT- Abschnitte 3 und 4 und eine reibungsbeständige Schicht 8 aus einem Mikroblattglas oder dgl. hergestellt, um die photoelektrischen Umwandlungselemente und dgl. vor der Reibung mit einem Original P zu schützen, auf der zweiten Haibleiterschicht 28 gebildet.
Eine Schicht 15 als Gegenmaßnahme gegen statische Elektrizität aus einer durchsichtigen Leitschicht ist zwischen der Passivierungsschicht 11 und der reibungsbeständigen Schicht 8 gebildet.
Die Schicht 15 gegen statische Elektrizität ist angeordnet, um zu verhindern, daß sich die statische Elektrizität ausbreitet, die durch Reibung zwischen dem Original P und der reibungsbeständigen Schicht 8 erzeugt wird, und in nachteiliger Weise die photoelektrischen Umwandlungselemente und dgl. beeinflußt. Ein transparenter Leitfilm eines oxidischen Halbleiters, wie ITO oder dgl., wird als Material für die Schicht 15 gegen statische Elektrizität verwendet, weil es erforderlich ist, ein Beleuchtungslicht L und das Signallicht L' durchzulas sen.
In dem Ausführungsbeispiel haftet die reibungsbeständige Schicht 8, die mit der Schicht 15 gegen statische Elektrizität gebildet ist, auf der Passivierungsschicht 11 durch eine Klebeschicht.
Das Ausführungsbeispiel verwendet einen Aufbau des photoelektrischen Umwandlungsgerätes, vom Typ vollständigen Kontaktes, bei dem das reflektierte Licht von einem Original direkt ohne Verwendung einer gleichvergrößernden Faserlinsenanordnung oder dgl. festgestellt wird. Somit kann ein System, wie beispielsweise ein Faksimilegerät oder dgl. in einer recht kompakten Größe aufgebaut werden mit einem Freiheitsgrad bei der Auslegung des Mechanismus, wenn ein konstruiertes System wächst.
Die Erfindung kann auch in einem Bildlesegerät des Kontaktlesetpys unter Verwendung einer gleichvergrößernden Faserlinse und dgl. verwendet werden.
Fig. 6 zeigt ein bevorzugtes zweites Ausführungsbeispiel nach der Erfindung und zeigt ein Ersatzschaltbild von nur einem Parallel/Serien- Wandlerabschnitt 12, weil ein photoelektrischer Umwandlungsabschnitt mit demjenigen des ersten in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels gleich ist.
Es ist ein Merkmal des zweiten Ausführungsbeispiels, daß ein Blindlastkondensator CL0, ein Übertragungsschalter Usw0 zur Ladungsübertragung des Blindlastkondensators CL0, einem Lesekondensator CT0, einem Leseschalter Psw0, einem Rücksetzschalter Vsw0 zum Zurücksetzen des Lesekondensators CT0 und eines Rücksetzschalters Rsw0 zur Rücksetzung des Blindlastkondensators CL0 zum Parallel/Serien- Umwandlungsabschnitt im ersten Ausführungsbeispiel hinzugefügt sind.
Des weiteren ist eine Zeitsteuerschaltung OR zur Ansteuerung der obigen zusätzlichen Schaltungen und Pufferverstärker Amp&sub1; und Amp&sub2; und ein Differenzialverstärker zur Erzeugung einer differeziellen Ausgangsspannung zwischen einem Ausgangssignal des Blindlastkondensators und eines gewöhnlichen Ausgängssignals hinzugekommen.
Die Leseoperation des zweiten Ausführungsbeispiels wird folgendermaßen ausgeführt.
Durch Anlegen eines Rücksetzimpulses Cres arbeitet der Rücksetzschalter Rsw0 gleichzeitig mit den Rücksetzschaltern Rsw1 bis Rrsw48, und der Blindlastkondensator CL0 wird auf das Rücksetzpotential VR zurückgesetzt. Durch Anlegen des Übertragungsimpulses Gt arbeitet der Übertragungsschalter Usw0 gleichzeitig mit den Übertragungsschaltern Usw1 bis Usw48. Die Ladung in dem Blindlastkondensator CL0 wird in den Lesekondensator CT0 übertragen.
Dann werden durch sequentielles Anlegen von Spannungsimpulsen an die zweiten Gate- Ansteuerleitungen g&sub1; bis g&sub4;&sub8; durch das Schieberegister SR&sub2; die Leseschalter Tsw1 bis Tsw48 sequentiell leitend geschaltet, wodurch ein Ausgangssignal von dem Pufferverstärker Amp&sub1; erzeugt wird. Parallel zu den obigen Operationen wird der Leseschalter Tsw0 zu Zeiten geschaltet, wenn die OR der Gate- Impulse der zweiten Gate- Ansteuerleitungen g&sub1; bis g&sub4;&sub8; errechnet sind und ein Potential des Lesekondensators CT0 durch den Pufferverstärker Amp&sub2; erzeugt ist. Andererseits wird der Lesekondensator CT0 auf das Rücksetzpotential VR durch den Rücksetzschalter Vsw0 zur gleichen Zeit zurückgesetzt, wie zur Zeit der Rücksetzung des Lesekondensators CT48.
Durch die obigen Operationen wird ein Blindsignal aus dem Pufferverstärker Amp&sub2; erzeugt, das in idealer Weise zu dem Rücksetzpotential VR eingestellt wird. Jedoch werden die Umschaltgeräusche des Schalters dem Multiplexverfahren unterzogen. In gleicher Weise wird in dem Signal, welches aus dem Pufferverstärker Amp&sub1; erzeugt wird, das Umschaltgeräusch des Schalters ebenfalls zur Lichtinformation dem Multiplexverfahren unterzogen, die durch den photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugt wird. Die Umschaltgeräusche, die zum Blindsignal dem Multiplexverfahren unterzogen sind, und die Umschaltgeräusche, die zu der Lichtinformation dem Multiplexverfahren unterzogen wurden, können im wesentlichen gleichgemacht werden, indem die Gestalten und dgl. der verwendeten Schalter komzidieren. Folglich können die Schaltgeräusche durch Erzeugen einer Differenz zwischen dem Blindsignal beseitigt werden, welches von dem Verstärker Amp&sub2; und dem Signal erzeugt wird, das von dem Verstärker Amp&sub1; erzeugt wird.
Wie schon erwähnt, können im zweiten Ausführungsbeispiel durch Hinzunahme der Operation zum Auslesen der Ladungen des Blindlastkondensators CT0 die Schaltgeräusche, die ein Problem verursachen können, wenn das Signal ausgelesen wird, beseitigt werden. Somit kann die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ebenfalls bei einem System eingesetzt werden, wie beispielsweise in einem Faksimilegerät, einem Bildleser oder dgl., um die Bildverarbeitungsvorgänge mit hoher Qualität auszuführen.
Fig. 7 zeigt ein bevorzugtes drittes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung und zeigt ein weiteres Beispiel eines Aufbaues des Parallel/Serien- Umwandlungsabschnitts, bei dem ein Blindsignal ausgelesen wird und eine Differenz zwischen einem Blindsignal und dem innewohneneden Ausgangssignal erzeugt wird, wodurch die Umschaltgeräusche in einer ähnlichen Weise wie im zweiten Ausführungsbeispiel beseitigt werden.
In dem dritten Ausführungsbeispiel wird eine Leistungsquelle für das Rücksetzpotential VR direkt mit dem Übertragungsschalter Usw0 anstelle des Blindlastkondensators CL0 im zweiten Ausführungsbeispiel verbunden. Da der Übertragungsschalter Usw0 von dem Gate- Impuls Gt zu einer mit der Lesezeit eines jeden Bit synchronisierten Zeit angesteuert wird, wird das Potential des Lesekondensators CT0 auf das Rücksetzpotential VR gebracht. Der Leseschalter Tsw0 wird umgeschaltet, und das Potential des Lesekondensators CT0 wird zum Pufferverstärker Amp&sub2; in gleicher Weise wie im zweiten Ausführungsbeispiel ausgelesen. Danach wird der Lesekondensator CT0 durch den Rücksetzschalter Vsw0 zur Zeit von gres zurückgesetzt.
Da der in Fig. 7 dargestellte Aufbau keinen Blindlastkondensator CL0 eines großen Kapazitätswertes innerhalb eines Bereichs von 100 bis 300 pF benötigt, können die Umschaltgeräusche leicht beseitigt werden, verglichen mit dem Verfahren, wodurch der Blindlastkondensator CL0 wie im zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt, verwendet wird.
Da des weiteren der Lesekondensator CL0 zur Zeit eines jeden Bit zurückgesetzt wird, gibt es den Vorteil, daß eine Fluktuation des Potentials des Lesekondensators CL0 aufgrund eines Leckstromes oder dgl. herabgesetzt werden kann, und ein Fehler bei der Gelegenheit der Geräuschbeseitigung kann extrem verringert werden.
Durch Anwenden des in der zuvor beschriebenen Weise aufgebauten photoelektrischen Umwandlungsgerätes können andere unterschiedliche Arten von Bildverarbeitungsgeräten, wie beispielsweise ein Faksimilegerät, ein Bildleser, ein Kopierer, eine elektronische Tafel und dgl. aufgebaut werden.
Fig. 8 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Faksimilegerätes, das unter der Verwendung einer photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 nach der Erfindung aufgebaut ist. Bezugszeichen 102 bedeutet eine Zuführwalze zur Zuführung des Originals P in die Leseposition; 104 bedeutet ein Trennglied zur sicheren Trennung und Zuführung des Originals P eins nach dem anderen; und 106 eine Transportwalze, die an der Lesestelle für die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 angeordnet ist und beschränkt eine Oberfläche des Originals P, gelesen zu werden, und transportiert das Original P.
In dem im Diagramm veranschaulichten Beispiel bedeutet W einen Aufzeichnungsträger in Form einer Papierrolle. Eine von der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 gelesene Bildinformation oder eine von außen übertragene Bildinformation wird auf dem Aufzeichnungsträger W gebildet. Bezugszeichen 110 bedeutet einen Aufzeichnungskopf zur Schaffung des Bildes. Ein beliebiger aus verschiedenen Arten von Aufzeichnungsköpfen, wie beispielsweise ein thermischer Kopf, ein Tintenstrahl- Aufzeichnungskopf und dgl. kann als Aufzeichnungskopf 110 verwendet werden. Als ein Tintenstrahl- Aufzeichnungskopf beispielsweise wird vorzugsweise ein Aufzeichnungskopf des Typs eingesetzt, der ein Filmsiedephänomen nutzt, das in einer Tinte unter Anwendung von Heizenergie verwendet wird, und eine Blase wird erzeugt, und die Tinte wird aus einer Abgabeöffnung durch Anwachsen und Zusammenziehen der Blase emittiert. Es kann der Aufzeichnungskopf entweder des seriellen Typs oder des Volllinientyps verwendet werden. Bezugszeichen 112 bedeutet eine Druckwalze zur Beförderung des Aufzeichnungsträgers W in die Aufzeichnungsposition für den Aufzeichnungskopf 110 und zur Begrenzung der Oberfläche des für die Aufzeichnung verwendeten Aufzeichnungsträgers.
Bezugszeichen 120 bedeutet eine Bedientafel, auf der Schalter zur Ausführung von Bedieneingaben, ein Anzeigeabschnitt zur Anzeige von Mitteilungen und eines Betriebszustandes des Gerätes und dgl. angeordnet sind.
Bezugszeichen 130 bedeutet eine Systemsteuertafel. Ein Steuerabschnitt zur Steuerung eines jeden Abschnitts, ein Verarbeitungsschaltungsabschnitt der Bildinformation, ein Sende und Empfangsabschnitt, und dgl. sind auf der Tafel 130 vorgesehen. Bezugszeichen 140 bedeutet eine Stromversorgung des Gerätes.
Unter Benutzung der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung nach der Erfindung als Bildeingabeabschnitt des Systems, beispielsweise eines Faksimilegerätes oder dgl., können die Bildverarbeitungen auf der Systemseite durch einfache Mittel ausgeführt werden. Somit werden die Kosten des gesamten Systems bemerkenswert vermindert.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann, wie zuvor beschrieben, die Zeitdauer, wenn ein Signal zwischen Blöcken nicht erzeugt wird, in dem Ausgangssignal der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung, die Matrix gesteuert ist, beseitigt werden, und die Lesegeschwindigkeit kann wissentlich erhöht werden.
Da des weiteren die Zeitperiode beseitigt wird, in der das Signal zwischen Blöcken nicht in dem Ausgangssignal erzeugt wird, brauchen die Vorgänge zur vorübergehenden Speicherung des Ausgangssignals des photoelektrischen Umwandlungsgerätes in den Zeilenspeicher vor der Signalausgabe, der Bildverarbeitung und der Umwandlung der intermittierenden Signale in kontinuierliche Signale auf der Seite des Systems nicht ausgeführt zu werden, d. h. auf der Seite des Faksimilegerätes oder dgl., oder es besteht kein Bedarf zur kontinuierlichen Ausführung der Bildverarbeitungen, so daß es die Vorteile gibt, daß die Kosten des ganzen Systems nicht anwachsen und die Bildqualität nicht verschlechtert wird.

Claims

1. Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung mit einem photoelektrischen Wandlerabschnitt mit einer Vielzahl photoelektrischer Wandlerelemente (S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8;), wobei jedes photoelektrische Wandlerelement mit einem jeweiligen Schaltelement (T&sub1;&submin;&sub1; bis T&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8;) mit einem Gate-Anschluß in Verbindung steht, der mit einem Gate-Treiberleiter (G&sub1; bis G&sub3;&sub8;) verbunden ist, und mit Matrixsignalleitern (L&sub1; bis L&sub4;&sub8;), die mit den Schaltelementen zum Empfang von Signalen aus jeweiligen photoelektrischen Wandlerelementen (S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8;) gekoppelt sind;

einem Treiberabschnitt zum Anlegen von Treibersignalen an die Gate-Treiberleiter (G&sub1; bis G&sub3;&sub8;), um Signalen aus zugehörigen photoelektrischen Wandlerelernenten (S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8;) zu ermöglichen, parallel an jeweiligen Matrixsignalleiter (L&sub1; bis L&sub4;&sub8;) angelegt und durch mit den Matrixsignalleitern gekoppelte kapazitive Ladungsspeichermittel (CL1 bis CL48) gespeichert zu werden; und mit

einem Leseabschnitt, der über Lesekondensatoren (CT1 bis C&sub4;&sub8;) verfügt, über Übertragungsschalter (USW1 bis USW48) zur Übertragung von Ladungen aus den Ladungsspeichermitteln (CL1 bis CL48) in die Lesekondensatoren (CT1 bis CT48) und an Leseschalter (TSW1 bis T&sub4;&sub8;), um von den Lesekondensatoren (CT1 bis CT48) gespeicherte Ladungen der Reihe nach auszulesen, um ein serielles Ausgangssignal zu erzeugen, gekennzeichnet durch Steuermittel zur Steuerung des Betriebs der Leseschalter (TSW1 bis T&sub4;&sub8; ) in der Weise, daß das Auslesen aus einem Lesekondensator (CT1 bis CT48) nach abgeschlossener Übertragung der Ladung durch einen Übertragungsschalter (USW1 bis USW48) aus dem Ladungsspeichermittel (CL1 bis CL48) und überlagerung mit den angelegten nachfolgenden Signalen aus den photoelektrischen Wandlerelementen (S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8;) zu den Matrixsignalleitern (L&sub1; bis L&sub4;&sub8;) erfolgt.

2. Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der Rücksetzmittel zur Lieferung eines Rücksetzsignals zur Löschung des Potentials eines Lesekondensators (CT1 bis CT48) während einem späteren Teil der Periode vorgesehen sind, während der der zugehörige Leseschalter (TSW1 bis TSW48) die Ladung aus dem Lesekondensator ausliest.

3. Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der Rücksetzmittel (RSW1 bis RSW48) vorgesehen sind zur Löschung des Potentials der kapazitiven Ladungsspeichermittel (CL1 bis CL48) nach Übertragung der Ladung aus den kapazitiven Ladungsspeichermitteln in den zugehörigen Lesekondensator (CT1 bis CT48).

4. Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der eine Anzahl von Blöcken photoelektrischer Umwandlungselemente (S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub1;&submin;&sub4;&sub8;, S&sub2;&submin;&sub1; bis S&sub2;&submin;&sub4;&sub8;...) vorgesehen sind, deren Gate-Anschlüsse der mit den photoelektrischen Umwandlungselementen in Verbindung stehenden Schaltelemente (T&sub1;&submin;&sub1; bis T&sub1;&submin;&sub4;&sub8;, T&sub2;&submin;&sub1; bis T&sub2;&submin;&sub4;&sub8;...) verschiedener Blöcke mit verschiedenen Gate-Treiberleitern (G&sub1; bis G&sub4;&sub8;) gekoppelt sind, die parallelen Signalen ermöglichen, an die Matrixsignalleiter (L&sub1; bis L&sub4;&sub8;) aus jedem Block der Reihe nach angelegt zu werden, und wobei Rücksetzmittel (R&sub1;&submin;&sub1; bis R&sub1;&submin;&sub4;&sub8;, R&sub2;&submin;&sub1; bis R&sub2;&submin;&sub4;&sub8;...) zur Rücksetzung eines Blockes photoelektrischer Umwandlungselemente vorgesehen sind, während Signale an die Matrixsignalleiter durch einen anderen Block photoelektrischer Umwandlungselemente angelegt werden.

5. Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die weiterhin ausgestattet ist mit kapazitiven Blindsignal-Ladungsspeichermitteln (CLO) und mit Mitteln (USWO, CTO, TSWO, CTO, Amp1 und Amp2), die die von den Blindsignalen-Speichermitteln gespeicherte Ladung von der durch die Leseschalter ausgelesenen Ladung abzuziehen.

6. Bildverarbeitungsgerät, bei dem als Bildeingabeabschnitt eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche verwendet wird.

7. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 6, bei dem das Bildverarbeitungsgerät ein Faksimilegerät ist.

8. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 6, bei dem das Bildverarbeitungsgerät ein Bildleser ist.

9. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 6, bei dem das Bildverarbeitungsgerät ein Kopierer ist.

10. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 6, bei dem das Bildverarbeitungsgerät eine elektronische Anzeigetafel ist.

11. Bildverarbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 10, das des weiteren einen Aufzeichnungsabschnitt enthält, der eine vom Bildeingabeabschnitt eingegebenene Bildinformation aufzeichnet.

12. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 11, dessen Aufzeichnungsabschnitt eine Tintenstrahl- Aufzeichnungseinrichtung ist.

13. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 12, dessen Tintenstrahl-Aufzeichnungseinrichtung Tinte unter Hitzeanwendung abgibt, um den Tintenstrahl zu erzeugen.

14. Verfahren zum Auslesen von Signalen aus einer photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung mit einer Vielzahl photoelektrischer Umwandlungselemente (S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8;), wobei jedes photoelektrische Umwandlungselement einem jeweiligen Schaltelement (T&sub1;&submin;&sub1; bis T&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8;) zugeordnet ist, mit einem Gate, das mit einem Gate-Treiberleiter (G&sub1; bis G&sub4;&sub8;) verbunden ist, und Matrixsignalleitern (L&sub1; bis L&sub4;&sub8;), die mit den Schaltelementen zum Empfang von Signalen aus jeweiligen photoelektrischen Umwandlungselementen (S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8;) gekoppelt sind, wobei das Verfahren beinhaltet, Signale zu veranlassen, parallel aus den photoelektrischen Umwandlungselementen (S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub3;&sub6;&submin;&sub4;&sub8;) auf Matrixsignalleitern (L&sub1; bis L&sub4;&sub8;) zur Speicherung als parallele Signale durch kapazitive Ladungsspeichermittel (CL1 bis CL48) geliefert zu werden, die mit den Matrixsignalleitern durch Lieferung von Gate-Treibersignalen an die Gate-Treiberleiter (G&sub1; bis G&sub4;&sub8;) gekoppelt sind; die in den kapazitiven Ladungsspeichermitteln gespeicherte Ladungen in Lesekondensatoren (CT1 bis CT48) zu übertragen, die von den Kondensatoren gespeicherten Ladung der Reihe nach zu lesen, um ein serielles Ausgangssignal zu erzeugen, gekennzeichnet durch Lesen der in den Lesekondensatoren (CT1 bis CT48) gespeicherten Ladungen nach Abschluß der Ladungsübertragung aus den kapazitiven Ladungsspeichermitteln (CL1 bis CL48) zu den Lesekondensatoren und Veranlassen weiterer Signale, parallel aus den photoelektrischen Umwandlungselementen an die Matrixsignalleiter (L&sub1; bis L&sub4;&sub8;) geliefert zu werden, um als parallele Signale von den kapazitiven Ladungsspeichermitteln (CL1 bis CL48) durch Lieferung von Gate-Treibersignalen an die Gate-Treiberleiter (G&sub1; bis G&sub4;&sub8;) gespeichert zu werden, während die Ladung aus einem Lesekondensator (C&sub1; bis C&sub4;&sub8;) gelesen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, das des weiteren die Löschung des Potentials eines Lesekondensators (CT1 bis CT48) in einem späteren Teil der Periode beinhaltet, während dem die Ladung aus dem Lesekondensator ausgelesen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, das des weiteren die Löschung der kapazitiven Ladungsspeichermittel (CL1 bis CL48) nach Übertragung der Ladung in die Lesekondensatoren (CT1 bis CT48) beinhaltet.

17. Verfahren nach Anspruch 14, 15 oder 16, das des weiteren die Lieferung von Gate-Treibersignalen der Reihe nach an verschiedene Blöcke photoelektrischer Umwandlungselemente (S&sub1;&submin;&sub1; bis S&sub1;&submin;&sub4;&sub8;, S&sub2;&submin;&sub1; bis S&sub2;&submin;&sub4;&sub8;...) der Treibereinrichtung beinhaltet um parallelen Signalen zu ermöglichen, an die Matrixsignalleiter (L&sub1; bis L&sub4;&sub8;) aus jedem Block der Reihe nach angelegt zu werden und Rücksetzen der photoelektrischen Wandlerelemente eines Blockes, während Signale von einem anderen Block an die Matrixsignalleiter angelegt werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, das des weiteren das Subtrahieren durch kapazitive Blindsignal- Ladungsspeichermittel (CLO) gespeicherte Ladung von einer aus Lesekondensatoren ausgelesen Ladung beinhaltet.