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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optoelektronisches
Speichersystem mit einem planaren Speicherelement, in welchem Informationen in einer
zweidimensionalen Anordnung aus optisch lesbaren Speicherplätzen gespeichert werden, und
Lesemitteln, um die Informationen in dem Speicherelement optisch zu lesen und einen
entsprechenden elektrischen Ausgang vorzusehen, wobei die Lesemittel eine ektrooptische
Verschlußanordnung, welche die Aufgabe hat, Speicherplätze des Speicherelementes
mittels Leselicht zu adressieren und die Anordnung mit Hilfe des Leselichtes entlang einer
ersten Richtung der Anordnung abzutasten, sowie eine Lichtwahrnehmungsanordnung mit
einer planaren Anordnung aus linearen, lichtempfindlichen Elementen aufweisen, welche in
Angrenzung an das Speicherelement vorgesehen sind, wobei sich die linearen,
lichtempfindlichen Elemente in der ersten Richtung parellel zueinander erstrecken, um Licht von
dem Speicherelement wahrzunehmen.
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Ein System dieser Art ist in EP-A-0509597 beschrieben. Bei diesem System
besteht die elektrooptische Verschlußanordnung aus einer planaren Anordnung aus linearen
Flüssigkristall-Lichtverschlüssen, welche parallel zueinander angeordnet sind und sich in
einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstrecken, mit einer Lichtquelle,
welche die Anordnung über deren Eingangsseite ausleuchtet. Das Speicherelement, zum
Beispiel in Form einer Digitaldatenkarte, trägt optisch kodierte Daten und besteht aus
einem Medium, wie zum Beispiel einem photografischen Medium, mit in Zeilen und Spalten
angeordneten Speicherplätzen, deren Lichtübertragungscharakteristiken gespeicherte
Informationen kennzeichnen. Zum Lesen der gespeicherten Informationen ist das
Speicherelement in einer Aussparung zwischen der Anordnung aus elektrooptischen
Verschlüssen und der Anordnung aus lichtempfindlichen Elementen angeordnet, welche sich aus, auf
einem Träger vorgesehenen Dünnschicht-Photodioden in Streifenform zusammensetzt. Die
Flüssigkristall-Lichtverschlüsse werden der Reihe nach einzeln betätigt, um stufenweise
einen Bereich aus Licht abzutasten, welches durch die Größe eines Lichtverschlusses
bestimmt wird und sich über die Höhe einer Spalte von Speicherplätzen in dem
Speicherelement durch die Anordnung in Zeilenrichtung erstreckt. Das System kann ebenfalls in
ei
nem Direktzugriffmodus betrieben werden, wobei die Lichtverschlüsse so arbeiten, daß sie
das Speicherelement in einer nichtsequentiellen Weise abtasten. Das System kann zum
Lesen gespeicherter Digitaldaten in Anwendungsbereichen wie CD-ROM-Systemen, Audio-
CD-Systemen und sogenannten Laser-Card-Systemen verwendet werden. Bei diesen
Systemen werden Informationen, welche aus, in optisch lesbarer Weise auf einem Träger, wie
zum Beispiel einer Schallplatte oder Karte, gespeicherten Digitaldaten bestehen, durch
elektromechanisches Abtasten eines Lichtstrahles über dem Träger und Erfassen des
entsprechend den gespeicherten Informationen reflektierten und hindurchgelassenen Strahles
ausgelesen, wobei eine Abtastung des Trägers erfolgt, indem dieser relativ zu dem
Lichtstrahl und Detektor bewegt wird.
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Im Gegensatz zu diesen bekannten Systemen sieht das System von EP-A-
0509597 den Lösungsweg einer vollständigen Festkörperabtastung vor, wobei keine
beweglichen Teile für einen Lesebetrieb erforderlich sind. Die Vermeidung einer
elektromechanischen Abtastanordnung, welche typischerweise Motoren und optische Bauelemente,
wie zum Beispiel Linsen, umfaßt, bietet signifikante Vorteile. Am wesentlichsten ist, daß
die Lesemittel kompakter sein können, wobei die Anordnungen aus elektrooptischen
Verschlüssen und lichtempfindlichen Elementen eine Fläche einnehmen, welche in etwa der
Informationsspeicherungsfläche des Speicherelementes entspricht. Bei dem System von
EP-A-0509597 ist es für einen erfolgreichen Betrieb jedoch von Bedeutung, daß das auf das
Speicherelement gerichtete Licht stark gebündelt ist, so daß das in das Speicherelement
eintretende Licht im wesentlichen parallel und in der Hauptsache senkrecht zu der Ebene
des Speicherelementes gerichtet ist, im besonderen dann, wenn eine hohe
Speicherplatzdichte verwendet wird. Die Lichtverschlußanordnung sollte idealerweise in unmittelbarer
Nähe der Anordnung der lichtempfindlichen Elemente vorgesehen sein. Da jedoch das
Speicherelement zwischen diesen beiden Bauelementen angeordnet ist, ist eine bestimmte
Mindeststärke des Zwischenraumes zwischen der Ausgangsseite ersterer und der
Eingangsseite letzterer, in welchen das Speicherelement eingefügt wird, erforderlich, wobei diese
Mindeststärke durch die Stärke des Speicherelementes bestimmt wird. Dieses kann im
Hinblick auf die Stärken der Elemente der Lesemittel signifikant sein. Zur Vermeidung von
Übersprechproblemen ist somit extrem paralleles Licht erforderlich, welches senkrecht auf
die Lichtverschlußanordnung gerichtet ist. Darüber hinaus können sich nach einem
Zeitraum, in welchem wiederholt Speicherelemente eingesetzt und abgezogen wurden, in dem
Zwischenraum Staub und andere Ablagerungen ansammeln, was zu einer Beeinträchtigung
der Leseleistung führen kann. Da die Lichtverschlußanordnung und die
Abtastelementanordnung als eine Anordnung zusammengefügt sind, ist eine Säuberung des
Zwischenraumes zwischen diesen beiden Bauelementen, und im besonderen der freien Flächen
derselben, mit Schwierigkeiten verbunden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
optoelektronisches Speichersystem vorzusehen.
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Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optoelektronisches
Speichersystem vorzusehen, bei welchem die Beleuchtungsanforderungen weniger streng
sind.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein optoelektronisches
Speichersystem der in dem einleitenden Absatz beschriebenen Art vorgesehen, welches dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Lichtwahrnehmungsanordnung in Angrenzung an die
Ausgangsseite der elektrooptischen Verschlußanordnung vorgesehen ist und eine Oberfläche von der
elektrooptischen Verschlußanordnung entfernt aufweist, über welcher das Speicherelement
in unmittelbarer Nähe der lichtempfindlichen Elemente angeordnet ist, wobei die
Lichtwahrnehmungsanordnung in einem Kontaktabtastungsmodus arbeitet.
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Die vorliegende Erfindung weist viele der Vorteile des Systemes von EP-A-
0509597, wie darin beschrieben, auf, bietet jedoch darüber hinaus weitere signifikante
Vorteile.
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Wie bei dem System von EP-A-0509597 kann die elektrooptische
Verschlußanordnung so betrieben werden, daß sie die Speicherplätze des Speicherelementes
mittels Leselicht in sequentieller Weise abtastet, wobei zum Beispiel aufeinanderfolgende
Spalten aus Speicherplätzen der Reihe nach adressiert werden, oder bei einem
Direktzugriffbetriebsverfahren, bei welchem zum Beispiel einzelne Spalten aus Speicherplätzen in
einer anderen als ihrer physikalischen Reihenfolge in der Anordnung gelesen werden, in
nichtsequentieller Weise abtastet.
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Durch Benutzung einer Lichtwahrnehmungsanordnung, welche in einem
Kontaktabbildungssensormodus arbeitet, besteht nicht die Notwendigkeit der Verwendung
von extrem parallelem Licht. Infolgedessen kann auf die Verwendung von Mikrolinsen,
Kollimationsfilmen oder dergleichen verzichtet und von einfacheren Beleuchtungsmitteln
Gebrauch gemacht werden. Die Kontaktabtastung stützt sich auf das Medium, welches die
zu lesenden Informationen enthält, wobei dieses in unmittelbarer Nähe der Abtastelemente
vorgesehen ist, so daß von der Rückseite der Abtastelemente auf das Medium gerichtetes
Licht entsprechend der optischen Dichte bzw. dem Reflexionsgrad der jeweiligen Teile des
Mediums, welche im wesentlichen unmittelbar über den einzelnen Abtastelementen liegen,
zu den Abtastelementen diffus reflektiert wird. Zu diesem Zwecke ist es in der Tat
wünschenswert, daß das Beleuchtungslicht dermaßen diffus bzw. divergent ist, daß dieses in
einem anderen Winkel als senkrecht auf das Medium auftrifft. Eine solche Beleuchtung
kann auf einfachere Weise als paralleles Licht vorgesehen werden.
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Wesentlich ist, daß die Dicke des Speicherelementes nicht begrenzt sein
muß. Es ist lediglich erforderlich, daß die Oberfläche des Speicherelementes, welche der
Abtastelementanordnung gegenüberliegend angeordnet ist, die entsprechenden optischen
Eigenschaften aufweist. Das Element kann daher eine nach dem verwendeten Material
ausgewählte Dicke aufweisen, um eine größere Robustheit vorzusehen, ohne den Betrieb der
Lesemittel dabei nachteilig zu beeinflussen.
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Als Kontaktabbildungssensoren arbeitende Abtastelementanordnungen sind
bekannt, wobei diese im besonderen zum Lesen von Druckschriften, vornehmlich zur
Verwendung in Faksimile- und Kopiergeräten zur Umsetzung einer Dokumentenabbildung in
eine elektronische Form durch Direktkontaktablesung, entwickelt wurden. Durch den
geringen Abstand zwischen den Abtastelementen eines Kontaktabbildungssensors und dem
Dokument nimmt jedes Abtastelement lediglich von einer im allgemeinen gleich großen
Fläche des Dokumentes reflektiertes Licht wahr, wodurch die Möglichkeit besteht, das
Licht aufzulösen, ohne daß ein optisches Fokussiersystem erforderlich ist.
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Bei diesen bekannten Kontaktabbildungssensoren sind die Abtastelemente
entweder in einer zweidimensionalen Zeilen- und Spaltenmatrixanordnung oder einfach als
einzelne lineare Anordnung aus einzelnen Abtastelementen angeordnet, wobei es bei
letzterer erforderlich ist, eine relative Verschiebung zwischen der Anordnung und dem
Dokument bei Lesen des Dokumentes vorzunehmen. Die Lichtwahrnehmungsanordnung der
vorliegenden Erfindung weist jedoch, ebenso wie diese von EP-A-0509597, eine
Anordnung aus parallelen, linearen, lichtempfindlichen Elementen auf. In Verbindung mit einer
Anordnung aus parallelen, linearen, elektrooptischen Verschlüssen, welche sich senkrecht
zu der Gruppe von linearen, lichtempfindlichen Elementen erstreckt, werden dann an den
Schnittpunkten der Anordnung aus Verschlüssen und dieser aus lichtempfindlichen
Elementen Auslesezonen in einer Zeilen- und Spaltenmatrixanordnung erhalten. Die
Informationen in Speicherplätzen des Speicherelementes an diesen Auslesezonen entsprechenden
Stellen werden unter Anwendung eines Festkörperabtastungsverfahrens gelesen, wobei zum
Beispiel jeder Verschluß der Reihe nach einzeln betätigt wird, um Licht hindurchtreten zu
lassen, und die elektrischen Ausgänge der Anordnung aus lichtempfindlichen Elementen
überwacht werden. Wie auch die Abtastelemente des in EP-A-0509597 beschriebenen
Systemes können die linearen, lichtempfindlichen Elemente der vorliegenden Erfindung
jeweils eine Dünnschichtdiodenanordnung, zum Beispiel mit einer n-i-p-Struktur, aufweisen,
obgleich ebenfalls andere photoelektrische Anordnungen, wie zum Beispiel Photoleitungs-
bzw. Photowiderstandsanordnungen, welche eine nachweisbare elektrische Charakteristik
in Reaktion auf, auf diese auftreffendes Licht erzeugen können, verwendet werden könnten.
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Die Abtastelemente bekannter zweidimensionaler
Kontaktabbildungssensoren sind über jeweilige Schaltelemente, in der Regel TFTs oder Diodenanordnungen, mit
Anordnungen aus Zeilen- und Spaltenadressenleitern verbunden. Adressenleiter und
Schaltelemente dieser Art sind jedoch bei der Lichtwahrnehmungsanordnung der
vorliegenden Erfindung nicht erforderlich, so daß die Verwendung einer vereinfachten und
einfacher herzustellenden Anordnung möglich ist.
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Das Speicherelement kann ein geeignetes Medium, bei welchem die
optische Dichte bzw. der Reflexionsgrad lokalisierter Bereiche entweder permanent oder
reversibel selektiv bestimmt werden kann, als ein Mittel aufweisen, um Informationen in Form
optisch kodierter Daten zu speichern und das Speicherelement für Kontaktabtastverfahren
verwendbar zu machen. Das Speicherelement kann zum Beispiel durch Belichtung unter
Verwendung einer lichtabsorbierenden Tinte bzw. Farbstoffes auf einem, im allgemeinen
reflektierenden, z. B. weißen, Substrat oder unter Anwendung der CD-Technik vorgesehen
werden.
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Es versteht sich von selbst, daß der hier verwendete Begriff "Licht"
nichtsichtbare Teile des Spektrums, wie zum Beispiel Infrarot, einschließen soll.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 und 2 - jeweils eine schematische Seitenansicht, welche die
relative Anordnung der Hauptkomponenten des Speichersystemes in Gebrauch und eine
schematische Draufsicht des Speichersystemes darstellt; sowie
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Fig. 3 - einen vergrößerten, schematischen Querriß durch einen Teil des
Speichersystemes.
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Es versteht sich von selbst, daß es sich bei den Figuren um rein
schematische, nicht jedoch maßstabsgetreue Darstellungen handelt. Im besonderen bestimmte
Di
mensionen, wie zum Beispiel die Schichtstärken, können übertrieben, andere hingegen
reduziert dargestellt sein.
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Das elektrooptische Speichersystem weist ein planares Speicherelement, in
welchem optisch lesbare Informationen in einer zweidimensionalen, planaren Anordnung
aus Speicherplätzen gespeichert sind, sowie ein Lesemittel zum Lesen von Informationen
aus dem Speicherelement auf. Bezugnehmend auf Fig. 1 weist das Lesemittel zwei
nebeneinander angeordnete Hauptteile, das heißt, ein elektrooptisches Abtastelement 10,
welchem die Adressierungssignale zugeführt werden, sowie ein Lichtabtastelement 12 auf, von
welchem elektrische Ausgangssignale erhalten werden, die die auf den optisch kodierten
Speicherplätzen des Speicherelementes 14 gespeicherten Informationen anzeigen.
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Die Merkmale des Systemes und dessen beabsichtigte Verwendungen
gleichen in etwa den in EP-A-0509597 beschriebenen, worauf im folgenden noch näher
eingegangen wird.
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Bezugnehmend auf Fig. 2, bei welcher das Speicherelement zum Zwecke
einer deutlicheren Darstellung weggelassen wurde, weist das Abtastelement 10 ein
Flüssigkristallfeld 15 auf, welches eine zweidimensionale Anordnung aus, durch jeweilige Zonen
des Feldes definierten, elektrooptischen Flüssigkristallverschlüssen 16 vorsieht, welche nur
geringfügig voneinander beabstandet sind und eine längliche Streifenform aufweisen,
wobei sie sich in einer Richtung, in diesem Beispiel einer Spaltenrichtung, parallel zueinander
erstrecken. Jeder Verschluß ist durch jeweilige Steuerelektroden in Streifenform definiert
und selektiv betriebsfähig, indem in bekannter Weise geeignete Spannungen an die
Elektroden angelegt werden, um von einem Lichtsperrzustand in einen
Lichtdurchlässigkeitszustand zu schalten, damit Licht aus einer Lichtquelle 1, welche in Angrenzung an die
Eingangsseite des Abtastelementes 10 vorgesehen ist, passieren kann. Die Lichtquelle 11 weist
eine Flutlichtquelle auf, welche eine im allgemeinen diffuse und im wesentlichen
gleichmäßige Beleuchtung über der gesamten Eingangsseite des Abtastelementes 10 vorsieht. Die
Lichtquelle kann unterschiedlich ausgeführt sein und kann den auf dem Gebiete der
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen bekannten, zum Beispiel mit einer zweidimensionalen
Fluoreszenzlichtquelle mit Reflektoren, gleichen. Das elektrooptische Abtastelement wird
durch entsprechendes, sequentielles Umschalten jedes Verschlusses 16 betriebsfähig, um
die gegenüberliegende Oberfläche des Speicherelementes in einer Richtung senkrecht zu
der Hauptachse des Verschlusses, d. h. in der Zeilenrichtung, mit Hilfe eines länglichen
Lichtbandes, dessen Länge und Breite in etwa den Dimensionen der Verschlüsse 16
entsprechen, abzutasten.
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Das Lichtabtastelement 12 ist unmittelbar über der Ausgangsoberfläche des
Lichtverschlußfeldes 15 angeordnet und sieht einen Kontaktabbildungssensor mit einer
Anordnung aus photoelektrischen, lichtempfindlichen Elementen 18 vor, welche eine
längliche Streifenform aufweisen und parallel zueinander und lediglich geringfügig voneinander
beabstandet angeordnet sind. Die lichtempfindlichen Elemente 18 weisen längliche
Dünnschicht-Photodiodenanordnungen auf, welche unter Verwendung von amorphem Silicium
als n-i-p-Strukturen ausgebildet sind. Die linearen Elemente 18 erstrecken sich in einer
zweiten Richtung in rechten Winkeln zu der Hauptrichtung der Verschlüsse 16, d. h. in einer
Zeilenrichtung entsprechend der Abtastrichtung. Die Anordnungen aus Verschlüssen 16
und lichtempfindlichen Elementen 18 überkreuzen sich somit und definieren an ihren
Schnittpunkten jeweilige Auslesezonen, wie zum Beispiel bei 20 gekennzeichnet, deren
Größe durch die Dimensionen der überlappenden Teile der jeweiligen Verschlüsse 16 und
Elemente 18 bestimmt wird.
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Die Elemente 10 und 12 werden unter Verwendung geeigneter Mittel (nicht
dargestellt) zusammen dauerhaft angebracht.
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Das Speicherelement 14 weist ein Informationsspeicherungsmedium mit
einer Zeilen- und Spaltenanordnung aus Speicherplätzen auf, deren Rasterabstand dem
Rasterabstand der Auslesezonen 20 entspricht. Informationen werden in den Speicherplätzen
des Speicherelementes als Datenbits in Binärform in einer, zur optischen Auslesung unter
Verwendung eines Kontaktabbildungssensors geeigneten Weise gespeichert. Jeder
Speicherplatz weist eine von zwei unterscheidbaren optischen Dichten bzw. Reflexionsgraden
auf. Die Speicherplätze können in verschiedenen Formen unter Verwendung eines
geeigneten Mediums vorgesehen werden, bei welchem die Reflexionscharakteristik lokalisierter
Bereiche in Reaktion auf das darauf gerichtete Leselicht entweder permanent oder
reversibel als ein Mittel zur Speicherung von Daten in einer, mit der Kontaktabtastmethode
kompatiblen Weise selektiv bestimmt werden kann. Das Speicherelement kann zum Beispiel ein
Substrat aus Karton oder Kunststoff aufweisen, welches im allgemeinen lichtreflektierend
ist und in dessen Oberflächenbereich bestimmte Speicherplätze mittels Farbstoff oder Tinte
im wesentlichen nichtreflektierend gemacht werden. Die erforderliche Struktur aus
reflektierenden und nichtreflektierenden Speicherplätzen kann durch eine geeignete Technik, wie
zum Beispiel Belichtung, erhalten werden. Alternativ könnte ein photografisches Medium
verwendet werden.
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Fig. 3 zeigt einen nicht maßstabsgetreuen, schematischen Querriß durch
einen typischen Teil der Struktur der Lesemittel bei einem Speicherelement in situ. Das
Abtastflüssigkristallfeld 15 in diesem Ausführungsbeispiel gleicht dem in EP-A-0509597
beschriebenen und besteht aus zwei Flüssigkristallzellen, welche übereinanderliegend und
optisch hintereinander angeordnet sind, wobei ein großes Ein-Aus-Kontrastverhältnis von
den Verschlüssen bei guten Durchlaßcharakteristiken in deren Ein-(geöffneten) Zuständen
und eine im wesentlichen komplette Lichtsperre in deren Aus-(geschlossenen) Zuständen
vorgesehen wird. Die beiden Zellen hintereinander weisen ebenfalls einen
Kollimationseffekt auf, so daß aus einem Verschluß austretendes Licht weniger divergent als das
einfallende Licht ist. Jede der Zellen, versehen mit der Bezugsziffer 25 bzw. 34, weist ein Paar
beabstandete Glasplatten 28, 29 und 36, 37 mit dazwischen gekapseltem, verdrillt
nematischem Flüssigkristall 30, 38 auf. Die Platten 28, 29 und 37 tragen an ihrer Außenoberfläche
jeweils einen Polarisator 26, 32 bzw. 40. Die Platten 28 und 37 tragen an ihrer
Innenoberfläche jeweils eine, für sämtliche Verschlüsse vorgesehene, kontinuierliche ITO-
Elektrodenschicht 27 bzw. 39. Die Platten 29 und 30 tragen an ihrer, dem Flüssigkristall
zugewandten Innenoberfläche justierte Gruppen aus beabstandeten, streifenförmigen ITO-
Elektroden 31 und 35 (von welchen lediglich jeweils eine sichtbar ist), welche die
jeweiligen Verschlüsse definieren. Jedes Paar justierte Elektroden 31 und 35 definiert koextensive
Zonen der zwei Flüssigkristallzellen, welche zusammen einen jeweiligen
Flüssigkristallverschluß bilden. Zonen der Glasträger 29 und 36, welche sich zwischen den von diesen
getragenen Streifenelektroden 31 und 35 befinden, sind mit einer, in Fig. 3 nicht sichtbaren,
schwarzen, lichtabsorbierenden Matrix versehen, so daß die Lichtverschlußzonen klar
getrennt sind.
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Die Anordnung aus lichtempfindlichen Elementen 18 des
Lichtabtastelementes 12 wird auf einer Oberfläche eines planaren Glassubstrats 50 getragen, dessen
andere Oberfläche direkt auf der Ausgangsseite des Abtastelementes 10 angeordnet ist. Jedes
Element 18 weist eine längliche Schicht aus amorphem Silicium-Halbleitermaterial 51 mit
einer n-i-p-Struktur auf. Die Halbleiterschicht ist über einer streifenförmigen Elektrode 52
aus lichtundurchlässigem Metall angeordnet, welche sie ebenfalls kontaktiert und welche
geringfügig breiter als die Halbleiterschicht ist und auch dazu dient, die Halbleiterschicht
51 gegen Licht unmittelbar von dem Lichtabtastelement 10 abzuschirmen. Auf der
gegen
überliegenden Oberfläche der Schicht 51 jedes Elementes ist eine transparente Elektrode 53
aus ITO vorgesehen. Die Struktur auf dem Substrat 50 wird durch Aufbringen und
Strukturieren von Dünnfilmschichten unter Anwendung konventioneller Dünnschichttechniken
hergestellt. Das einen Kontaktabbildungssensor vorsehende Lichtabtastelement 12 wird
komplettiert, indem über dieser Struktur eine Planarisierungsschicht 54 aus isolierendem,
lichttransparentem und verschleißfestem Material, wie zum Beispiel amorphem
Siliciumcarbid bzw. Siliciumnitrid, aufgebracht wird, welche ebenfalls als Passivierungsschicht für
die Photodiodenelemente dient. Diese Schicht definiert bei Ablesung eine, von der
Oberfläche des Substrats 50 entfernte und zu dieser parallele, planare Ablesefläche, auf welcher
das Speicherelement 14 unmittelbar angeordnet ist und getragen wird. Es kann eine
Polyimidschicht entweder allein oder über der zuvor erwähnten Schicht verwendet werden. Die
Stärke der Schicht 54 bzw. Schichtkombination an den Stellen, an denen diese über den
Photodiodenelementen 18 liegt, ist so minimiert, daß sich die Speicherplätze, welche hier
mit der Bezugsziffer 17 versehen sind, bei Anordnung auf der Ablesefläche auf der
gegenüberliegenden Fläche des Speicherelementes in unmittelbarer Nähe der Elemente 18
befinden. Somit ist eine Proximityfokussierung von Licht von den reflektierenden
Speicherplätzen auf deren zugeordnete Elemente 18 gewährleistet. Das Speicherelement ist auf dem
lichtabtastenden Element 12 angeordnet, wobei dessen Position relativ zu diesem durch
Führungen (nicht dargestellt) bestimmt wird, so daß sich dessen Speicherplätze mit den
jeweiligen Auslesezonen entsprechend in Deckung befinden.
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Das einen Kontaktabbildungssensor aufweisende Lichtabtastelement 12
gleicht bekannten Kontaktabbildungssensoranordnungen, sowohl linearen als auch
zweidimensionalen, welche zur Verwendung beim Lesen von Dokumenten in Faksimilegeräten
und Geräten zum Kopieren von Dokumenten vorgeschlagen wurden, wodurch die obige
Beschreibung kurzgehalten wurde. Hinsichtlich näherer Einzelheiten und der Beschreibung
der Arbeitsweise derselben wird im Hinblick auf Ausführungsbeispiele auf US-A-4 691
243 und US-A-4 644 406 verwiesen. Zu erwähnen ist jedoch, daß das Lichtabtastelement
12 im Aufbau wesentlich einfacher als diese der bekannten zweidimensionalen
Sensoranordnungen sind, welche eine Zeilen- und Spaltenanordnung aus einzelnen,
photoempfindlichen Elementen zusammen mit zugeordneten Anordnungen aus Zeilen- und
Spaltenadressenleitern vorsehen. Darüber hinaus weisen bekannte Kontaktabbildungssensoren
dieser Art in jedem einzelnen photoempfindlichen Element der Anordnung typischerweise ein
Isolations-Schaltelement, wie zum Beispiel eine Diode oder einen TFT, auf. Diese
Isolationselemente sind bei dem Element 10 nicht erforderlich.
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Jeder der Lichtverschlüsse kann einzeln unter Spannung gesetzt werden,
indem geeignete Potentiale an deren Elektroden angelegt werden, um von einem gesperrten,
lichtundurchlässigen Zustand in einen geöffneten, lichtdurchlässigen Zustand zu schalten.
Zu diesem Zwecke ist jedes justierte Paar streifenförmige Elektroden 31 und 35, welches
einen jeweiligen Verschluß 16 bildet, mit einer jeweiligen Ausgangsstufe einer
Abtaststeuerschaltung 42 (Fig. 2) des Schieberegistertyps verbunden, welche zum Anlegen der
erforderlichen Spannungen dient. In gleicher Weise ist ein Elektrodenanschluß jedes
lichtempfindlichen Elementes 18 mit einer jeweiligen Stufe einer Ausgangsregisterschaltung 43
verbunden. Die Elektroden 27 und 39 der Verschlüsse und die weiteren Anschlüsse der
Elemente 18 sind mit vorgegebenen Potentialen verbunden. Die Schaltungen 42 und 43
sind an eine Zeitsteuerungs- und Steuerschaltung 44 angeschlossen, durch welche deren
Betrieb gesteuert und synchronisiert wird.
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Die Verschlüsse 16 werden in der Regel im Sperrzustand gehalten, um einen
Lichteintritt zu verhindern. Zum Lesen des Speicherelementes wird das Element auf dem
Lichtabtastelement 12 in festem Kontakt mit dessen Lesefläche angeordnet. Obgleich in
den Figuren nicht dargestellt, weisen die Lesemittel vorzugsweise ebenfalls eine
Abdeckung auf, welche bei Betrieb über dem Speicherelement vorgesehen ist und das Element
fest gegen die Lesefläche der Schicht 54 hält. Diese Abdeckung kann die Form eines
schwenkbar gelagerten Deckels aufweisen. In dem Falle arbeitet die Schaltung 42 so, daß
jeder Verschluß 16 der Anordnung der Reihe nach einzeln in dessen transmissiven Zustand
geschaltet wird, um dadurch das Speicherelement mit Hilfe eines schmalen Lichtstreifens in
Zeilenrichtung schrittweise von einer Seite zur anderen abzutasten. Bei dem
Speicherelement 14 wird die diffuse Reflexion bzw. Streuung dieses Leselichtes in Rückwärtsrichtung
zu den lichtempfindlichen Elementen 18 lokal durch den Lichtreflexionszustand der
unmittelbar über den jeweiligen Abschnitten des Elementes 18 angeordneten, einzelnen
Speicherplätze 17 bestimmt. Beispiele des Reflexions- und Absorptionszustandes der
Speicherplätze 17 sind in Fig. 3 jeweils durch freie und schraffierte Zonen des Elementes 14
angegeben. Sobald somit ein bestimmter Verschluß 16 geöffnet wird, wird ein Lichtstreifen auf
die entsprechende Spalte von Speicherplätzen gerichtet und, je nachdem, ob die
Speicherplätze 17 an den jeweiligen Auslesezonen 20 das auffallende Licht reflektieren oder
absorbieren, wird eine Lichtmenge entweder auf die lichtempfindlichen Elemente 18
zurückge
worfen oder nicht, wodurch je nachdem entweder ein elektrisches Signal der zugeordneten
Stufe der Ausgangsregisterschaltung 43 zugeführt oder nicht zugeführt wird. Damit wird
auf die in einer Spalte von Speicherplätzen in dem Speicherelement 14 gespeicherten
Informationsbits zugegriffen, und diese werden gleichzeitig in deren jeweilige Stufen der
Ausgangsregisterschaltung gelesen. Der Inhalt der Registerstufen wird sodann einem
Ausgang 45 seriell zugeführt. Die Informationen in jeder Spalte von Speicherplätzen werden
mit Aktivierung jedes Verschlusses, welche der Reihe nach vorgenommen wird, getrennt in
die Registerschaltung 43 gelesen, und es erfolgt nacheinander eine serielle Ausgabe bei 45.
Die in Speicherplatzspalten des Speicherelementes gespeicherten Informationen werden
somit durch sequentielles Abtasten der Verschlüsse der Reihe nach spaltenweise gelesen.
Wenn wir der Einfachheit halber ein Speicherelement mit einer Speicherplatzanordnung
von etwa 6 cm² zugrunde legen und davon ausgehen, daß die Verschlüsse 16 und
lichtempfindlichen Elemente 18 jeweils eine Länge von 6 cm und eine Breite von 5 Mikrometer
aufweisen und die angrenzenden Paare Verschlüsse 16 und Elemente 18 2 Mikrometer
voneinander beabstandet sind, können etwa 6000 Verschlüsse und 6000 lichtempfindliche
Elemente aufgenommen werden, wodurch sich 36 · 10&sup6; Auslesezonen ergeben. Somit kann
ein, diese Dimensionen aufweisendes Speicherelement ohne weiteres 36 Megabits an
Informationen speichern. Höhere Datenspeicherungskapazitäten können durch Erhöhen der
Dichte der Speicherplätze und folglich der Anzahl der photoempfindlichen Elemente
vorgesehen werden. Dieses wird durch das angewandte Kontaktabtastverfahren ermöglicht, bei
welchem sich die Speicherplätze in unmittelbarer Nähe der Anordnung der
photoempfindlichen Elemente befinden. Die Speicherplatzdichte kann durch Verwendung einer
Lichtquelle, welches mehr paralleles Licht erzeugt, noch weiter erhöht werden.
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Es ist nicht erforderlich, die Verschlüsse 16 sequentiell zu betätigen, um jede
Spalte von Speicherplätzen nacheinander in ihrer physikalischen Reihenfolge auszulesen.
Stattdessen kann das Speichersystem in einem Direktzugriffsmodus betrieben werden, bei
welchem die Verschlüsse 16 nicht sequentiell, sondern in nichtsequentieller Weise
nacheinander betätigt werden, um Spalten von Speicherplätzen in einer anderen als in ihrer
physikalischen Reihenfolge abzutasten und auszulesen. Durch Verwendung einer geeigneten,
modifizierten Steuerschaltung 42 können einzelne Verschlüsse 16 selektiv betätigt werden,
damit auf, in bestimmten Spalten von Speicherplätzen gespeicherte Informationen in der
gewünschten Reihenfolge zugegriffen werden kann.
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Es versteht sich von selbst, daß in der obigen Beschreibung der Bezug auf
Spalten und Zeilen ausgetauscht werden kann, wobei die in dieser Beschreibung
verwendeten, einzelnen Ziffern lediglich die in den Figuren dargestellten Richtungen angeben.
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Wie für Fachkundige naheliegend, sind bei dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel verschiedene Modifikationen möglich. Zum Beispiel können andere
Ausführungen von Lichtabtastanordnungen, welche zur Kontaktabbildungsabtastung von
Dokumenten bekannt sind, verwendet werden. Für die lichtempfindlichen Elemente können
alternative Photodiodenstrukturen benutzt werden. Ebenfalls können andere
lichtempfindliche Elemente als Photodioden, wie zum Beispiel Photowiderstände bzw. Photoleiter,
photoelektrische und Halbleiterphotoelemente verwendet werden, welche als
Dünnschichtstrukturen auf einem Träger vorgesehen sind und welche eine nachweisbare, elektrische
Eigenschaft in Reaktion auf einen vorgegebenen Lichteingang vorsehen können.
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Die Flüssigkristallverschlüsse 16 können eine vom Stand der Technik her
bekannte, von dem unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen, spezifischen Beispiel
abweichende Form aufweisen.
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Ebenso ist es vorstellbar, andere elektrooptische Verschlüsse als
Flüssigkristallverschlüsse in dem Scannerelement zu verwenden.
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Bei Lesen der vorliegenden Offenbarung sind für Fachkundige weitere
Modifikationen naheliegend. Solche Modifikationen können weitere Merkmale umfassen,
welche im Zusammenhang mit elektrooptischen Verschlüssen, lichtempfindlichen
Dünnschichtelementen sowie optischen Speicherelementen bereits bekannt sind und welche
anstelle der hier bereits beschriebenen Merkmale oder zusätzlich zu diesen verwendet werden
können.