DE69425928T2 - Photoelektrischer Umwandler - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft einen photoelektrischen Wandler wie etwa einen Bildsensor, der in einem Bildinformationsverarbeitungsgerät wie etwa einem Kopiergerät, einem Faksimilegerät oder einer Videokamera verwendet wird, oder einen AE/AF-Sensor einer Automatikbelichtungsvorrichtung und/oder einer Automatikfokussierungsvorrichtung einer Kamera.
Stand der Technik
• Da die Elektroniktechnologie in jüngster Zeit Fortschritte gemacht hat, wurde die Hochleistungsfähigkeit von Produkten wie etwa von Kameras, Kopieranlagen und Faksimileanlagen in Angriff genommen.
• Beispielsweise sind hinsichtlich einer einzelnen Reflexbauartkamera derzeit nahezu alle Erzeugnisse mit der Automatikbelichtungsfunktion bzw. AE-Funktion und der Automatikfokussierungsfunktion bzw. AF-Funktion ausgestattet.
• In der AE-Funktion wird zur automatischen Steuerung der Belichtung oder der Verschlußgeschwindigkeit eine absolute Lichtintensität der gesamten Fläche in einem Bild gemäß einer Bildaufnahmefläche oder einer Unterfläche einer Bildfläche gemessen. Andererseits wird in der AF-Funktion die Entfernung zu einem Objekt unter Verwendung einer Korrelationsfunktion eines Objektmusters zur automatischen Steuerung einer Linsenposition berechnet.
• Somit ist zur Genauigkeitssteigerung eine weitere Unterteilung der Bildaufnahmefläche nötig.
• Da die Bildaufnahmeflächen und die Nachverarbeitung sich zwischen der AE-Funktionsweise und der AF-Funktionsweise unterscheiden, ist die Verwendung separater photoelektrischer Wandler bzw. Umwandler (Sensoren) nötig. Während verschiedene Verbesserungen in den einzelnen Erzeugnissen zur Reduzierung der Kosten erfolgt sind, ist ein signifikanter Effekt nicht etreicht worden. Ist die Lichtintensität einer Gesamtfläche zu erfassen, werden an einem für die AE-Funktion verwendeten bekannten Photometriesensor Signale von jeweiligen Flächen durch logarithmische Verstärker verstärkt und deren Ausgangssignale gemultiplext.
• An einem für die AF-Funktion verwendeten bekannten Entfernungsmeßsensor sind Emitter von Phototransistoren für die jeweiligen Photoerfassungsflächen gemeinsäm verbunden und wird ein Spitzensignal gemessen. Nach diesem Verfahren ist eine Messung einer absoluten Lichtintensität der gesamten Photoerfassungsfläche schwierig und wird für die AE-Funktion nicht verwendet.
• Beispielsweise wird ein typisches Beispiel des Erstgenannten ausführlich in US-A-5,115,124 und ein typisches Beispiel des Letztgenannten ausführlich in US- A-4,751,559 beschrieben.
• In dem Erstgenannten Verfahren sind die Signalverarbeitung in der nachfolgenden Stufe und die Ansteuerung des Decoders zum Multiplexen der Signale komplex, und das letztgenannten Verfahren ist für die AE- Funktion nicht geeignet.
• US-A-4908709 schlägt eine Festkörperelektronikabbildungsvorrichtung mit einer Vielzahl von Spalten aus Photodioden zusammen mit einem vertikalen ladungsgekoppelten Element bzw. CCD für jede Spalte von Photodioden vor. Zum Auslesen eines Bildsignals werden Ladungen von den Photodiöden in die CCDs übertragen, wobei diese in einer Vorwärtsrichtung zur Übertragung der Ladungen zu einem Horizontal-CCD zum Auslesen getaktet sind. In einem Ausführungsbeispiel wird eine Lichtmessung durch Takten der Vertikal-CCDs in einer Umkehrrichtung durchgeführt. Die Vertikal-CCDs sind in Gruppen geteilt, wobei in jeder Gruppe die umkehrgetäkteten Signale auf eine gemeinsame Entladungsleitung übertragen werden. Jede Entladungsleitung ist über einen Widerstand mit Masse verbunden und ist auch mit einer jeweiligen Integrationseinheit verbunden. Die Integrationseinheiten integrieren die Signale auf den Entladungsleitungen und stellen Lichtmeßsignale für die durch die Gruppen von CCDs definierten jeweiligen Flächen bereit. Die Lichtmeßsignale können zur Erzeugung eines Blendensteuersignals (iris control signal) und/oder eines Verschlußgeschwindigkeitssteuersignals verwendet werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt eine Lichtmessung durch Übertragung von Ladungeh von Photodioden in das Sensorsubstrat an stelle ihrer Übertragung in die CCDs, wobei das Substrat mit einer Ladungsentladungsleitung verbunden ist, die mit einem A/D-Wandler zur Bereitstellung eines digitalen Lichtmeßsignals gekoppelt ist.
• EP-A-0 627 847 offenbart eine Verwendung von Transistoren als Photoelemente und ein selektives Verbinden ihrer Basisanschlüsse für ein simultanes Rücksetzen einer Vielzahl von Elementen. Die Transistoren können mit Vielfachemittern (multiple emitters) ausgestattet sein, wobei einer für ein Auslesen eines einzelnen Bildelements verwendet wird und ein weiterer zur Erfassung von Spitzenwertsignalen verwendet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Gemäß der Erfindung wird ein photoelektrisches Umwandlungsgerät nach Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines photoelektrischen Umwandlungsgeräts nach Patentanspruch 13 bereitgestellt. Die Verbleibenden Patentansprüche zeigen optionale Merkmale auf.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt einen Hochleistungsphotoelektrikwandler bereit, der die Variation der effektiven Fläche der Photoerfassungsfläche mit einem einfachen Aufbau zuläßt.
• Da die Vielzahl der photoelektrischen Umwandlungselemente gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel parallelgeschaltet sind, können die individuellen Photoerfassungsflächen zur Erzeugung des kombinierten Signals für die gesamte Photoerfassungsfläche gemeinsam verbunden werden.
• Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der angefügten Zeichnung ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
• Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels 1 der Erfindung,
• Fig. 2 zeigt Zeitverläufe zur Erklärung eines Betriebs des Wandlers gemäß dem Ausführungsbeispiel 1,
• Fig. 3 zeigt Zeitverläufe zur Erklärung eines Betriebs des Wandlers gemäß dem Ausführungsbeispiel 1,
• Fig. 4 zeigt ein Schaltbild eines Wandlers gemäß einem Ausführungsbeispiel 2 der Erfindung,
• Fig. 5 zeigt ein Schaltbild eines Wandlers gemäß einem Ausführungsbeispiel 3 der Erfindung,
• Fig. 6 zeigt ein Ersatzschaltbild eines photoelektrischen Umwandlungselements des Wandlers gemäß dem Ausführungsbeispiel 3 der Erfindung,
• Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels des in der Erfindung verwendeten photoelektrischen Wandlers, und
• Fig. 8A und 8B zeigen Blockschaltbilder eines Bildinformationsverarbeitungsgeräts, das den photoelektrischen Wandler der Erfindung verwendet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
• Gemäß den Ausführungsbeispielen dienen Schaltelemente als Parallelverbindungseinrichtung. Werden die Schaltelemente angeschaltet, werden die photoelektrischen Umwandlungselemente parallelgeschaltet und wird ein kombiniertes Ausgangssignal von einem Ausgangsanschluss erzeugt.
• Ist andererseits ein individuelles Signal von einem der photoelektrischen Umwandlungselemente zu gewinnen, werden die Schaltelemente abgeschaltet, so dass das individuelle Ausgangssignal gelesen werden kann.
• Die Größe der Photoerfassungsfläche kann durch das selektive Anschalten/Abschalten der Schaltelemente verändert werden. Ist lediglich eines der Schaltelemente angeschaltet, wird ein kombiniertes Signal (Mischsignal) eines ersten und eines zweiten photoelektrischen Umwandlungselements erzeugt. Wird in ähnlicher Weise lediglich ein anderes Schaltelement aus den Schaltelementen angeschaltet, wird ein kombiniertes Signal des zweiten und einem dritten photoelektrischen Umwandlungselements erzeugt.
• Der Sensor kann nach der nachstehenden Betriebssequenz betrieben werden. Zunächst werden die Schaltelemente zur Erzeugung des Signals für die gesamte Photoerfassungsfläche angeschaltet. Danach werden die Schaltelemente zur Erzeugung der Signale der jeweiligen photoelektrischen Umwandlungselemente individuell abgeschaltet. Auf diese Weise können das kombinierte Signal und die individuellen bzw. einzelnen Signale erzeugt werden.
• Vorzugsweise werden die photoelektrischen Umwandlungselemente unmittelbar vor dem zweiten Lesevorgang der Signale zurückgesetzt (initialisiert). Der vorstehende Vorgang kann durch eine auf dem gleichen Halbleitersubstrat integrierte Ansteuerschaltung oder durch eine chipexterne Ansteuerschaltung gesteuert werden.
• Die in der Erfindung verwendeten photoelektrischen Umwandlungselemente können Bipolartransistoren, Übergangsfeldeffekttransistoren (junction-type field effect transistors), Feldeffekttransistoren mit isolierter Steuerelektrode (gate insulated field effect transistor) und Transistoren mit statischer Beeinflussung (static induction transistor) beinhalten.
• Die in der Erfindung verwendete Parallelverbindungseinrichtung kann Transistoren und ladungsgekoppelte Elemente (CCDs) beinhalten.
• Die in der Erfindung verwendete Leseeinrichtung kann diesen mit Widerstandslasten sowie diesen mit kapazitiver Last entsprechen, und kann CCD-Register, BBD-Register, Schieberegister oder Multiplexeinrichtungen gemäß Anforderung zur Reduzierung der Zahl der Ausgangsanschlüsse beinhalten.
• Spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend ausführlich beschrieben, obwohl die Erfindung nicht auf diese spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern beliebige geeignete Formen der Erfindung verwendet werden können.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind bipolare photoelektrische.
• Umwandlungselemente eindimensional als photoelektrische Umwandlungselemente angeordnet. Basisbereiche der jeweiligen Elemente sind über PMOS-Transistoren M&sub1;&sub1;-M&sub1;&sub4; verbunden. Der kombinierte (Parallelverbindungs-) Ausgangslesebetrieb (Lesebetriebsart 1) gemäß dem Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf Zeitverläufe von Fig. 2 beschrieben.
• Während des gegenwärtigen Vorgangs wird eine Niedrigpegelspannung den Anschlüssen φT und φvc zugeführt; so dass Emitteranschlüsse der Bipolartransistoren B&sub1;-B&sub4; sich nicht auf einem festen Potential befinden. Die Niedrigpegelspannung wird an einem Anschluss 4R angelegt, die PMOS-Transistoren M&sub1;&sub1;-M&sub1;&sub4; werden angeschaltet und die Basisbereiche der Bipolartransistoren B&sub1;-B&sub4; werden parallelgeschaltet.
• Wird der Impuls am Anschluss φBR zum Zeitpunkt t&sub1; zu einem hohen Pegel erhöht, wird der IIMOS-Transistor MBR angeschaltet und die Basisbereiche der Bipolartransistoren B&sub1;-B&sub4; werden auf die Rücksetzspannung VBR zurückgesetzt. Fällt der Impuls am Anschluss φBR zum Zeitpunkt t&sub2;, befinden sich die Basisbereiche der Bipolartransistoren B&sub1;-B&sub4; nicht auf festem Potential, während sie gemeinsam verbunden sind.
• Entsprechend wird auf den photoelektrischen Wandler gerichtetes Licht photoelektrisch durch die zwischen Basen und Kollektoren der jeweiligen Bipolartransistoren ausgebildeten PN-Übergänge gewandelt und die erzeugten Elektron-Loch-Paare werden an den Basisbereichen akkumuliert, so dass das Potential der Basisleitung 3 jedes Bipolartransistors steigt.
• Steigt ein Impuls φON zum Zeitpunkt t&sub3; an, wird ein NMOS- Transistor MA1 angeschaltet, so dass ein Signal durch einen NMOS-Transistor MA2 verstärkt wird, dessen Gatebereich mit der Basisleitung 3 verbunden ist, und ferner durch einen Ausgangsverstärker 4 an einem Ausgangsanschluss OUT1 ausgegeben wird.
• Durch diesen Vorgang wird die auf die gesamte Photoerfassungsfläche gerichtete Lichtintensität bestimmt, wobei beruhend auf dieses Signal die Belichtung durch eine nicht dargestellte Photometrieeinrichtung zur Ausführung des AE-Betriebs bestimmt werden kann.
• Gemäß dem Ausführungsbeispiel werden die Photo-Träger (photo-carriers) akkumuliert, während die Emitteranschlüsse der Bipolartransistoren sich auf keinem festen Potential befinden (floating). Alternativ kann die Akkumulation erfolgen, während eine Hochpegelspännung an einen Anschluss φvc zum sperrgerichteten Vorspannen (reverse bias) der Basis-Emitter-Übergänge angelegt wird. Dabei wird die photoelektrische Umwandlung auch inden Basis-Emitter-Übergangsbereichen bewirkt, so dass die Empfindlichkeit gesteigert wird.
• Der Signallesebetrieb der einzelnen photoelektrischen Umwandlungselemente (Lesebetriebsart 2) wird nachstehend unter Bezugnahme auf Zeitverläufe von Fig. 3 erklärt. Zum Zeitpunkt t&sub1; wird der Niedrigpegelimpuls am Anschluss φR zur gemeinsamen Verbindung der Basen der Bipolartransistoren B&sub1;-B&sub4; angelegt und zum Zeitpunkt t&sub2; steigt der Pegel an φBR an. Der NMOS-Transistor MBR wird angeschaltet und die Basisbereiche werden auf die Spannung VBR zurückgesetzt. Nach der Rücksetzung steigt der Impuls am Anschluss φR zu einem Zeitpunkt t&sub3; auf einen mittleren Pegel an, so dass die PMOS-Transistoren M&sub1;&sub1;-M&sub1;&sub4; abgeschaltet werden und die einzelnen photoelektrischen Umwandlungselemente getrennt werden.
• Zum Zeitpunkt t&sub4; steigt der Impuls am Anschluss φvc und die NMOS-Transistoren M&sub2;&sub1;-M&sub2;&sub4; werden angeschaltet und die Emitteranschlüsse der Bipolartransistoren B&sub1;-B&sub4; werden mit einer Vorspannung VVC beaufschlagt. Zu einem Zeitpunkt t&sub5; steigt der Impuls am Anschluss φR auf den hohen Pegel, so dass die Basispotentiale der Bipolartransistoren B&sub1;-B&sub4; mittels Kapazitäten C&sub1;-C&sub4; ansteigen und die Basis-Emitter-Übergänge in Vorwärtsrichtung bzw. Durchlaßrichtung mit einer Vorspannung beaufschlagt werden. Somit arbeiten die Bipolartransistoren gleichzeitig im Emitterfolgerbetrieb und rekombinieren die Löcher an den Basen und sinken die Basispotentiale auf VVC + VBE (Zwischenrücksetzung bzw. transitional reset). Nach der Zwischenrücksetzung sinkt der Impuls am Anschluss φR auf den mittleren Pegel und sinken ebenso die Basispotentiale durch die Kapazitäten C&sub1;-C&sub4;, so dass die Basis-Emitter-Übergänge sperrgerichtet mit einer Vorspannung beaufschlagt werden. Danach beginnt die Akkumulation der Phöto-Träger. Nach Ablauf einer vorbestimmten Akkumulationszeit wird zu einem Zeitpunkt t&sub6; der Hochpegelimpuls am Anschluss φT angelegt, so dass die NMOS-Transistoren M&sub3;&sub1;-M&sub3;&sub4; angeschaltet werden. Nachfolgend wird zu einem Zeitpunkt t&sub7;, der Hochpegelimpuls am Anschluss φvc angelegt, so dass die NMOS-Transistoren M&sub2;&sub1;-M&sub2;&sub4; angeschaltet werden und die Emitteranschlüsse der Bipolartransistoren B&sub1;-B&sub4; und die Kapazitäten CT&sub1;-CT&sub4; auf die Spannung VVC zurückgesetzt werden.
• Nach der Rücksetzung fällt der Impuls am Anschluss φvc, so dass die NMOS-Transistoren M&sub2;&sub1;-M&sub2;&sub4; abgeschaltet werden und die Emitteranschlüsse der Bipolartransistoren B&sub1;-B&sub4; sich auf keinem festen Potential befinden. Zum Zeitpunkt t&sub8; steigt der Impuls am Anschluss φR und die Basispotentiale steigen, so dass die Basis-Emitter- Übergänge in Vorwärtsrichtung bzw. Durchlaßrichtung mit einer Vorspannung beaufschlagt werden und die an den. Basen der jeweiligen photoelektrischen Umwandlungselemente akkumulierten Photo-Träger jeweils in die Kapazitäten CT&sub1;-CT&sub4; gelesen werden. Zum Zeitpunkt t&sub9; wird der Hochpegelimpuls am Anschluss φRES zum Anschalten des NMOS-Transistors MRS angelegt, so dass die Ausgangsleitung 2 zurückgesetzt wird und die Abtastschaltung aktiviert wird, und die Signale werden beginnend von dem Signal an der Kapazität CT1 über die Ausgangsschaltungen zu dem Ausgangsanschluss OUT2 übertragen. Dieses Ausgangssignal wird Verärbeitungen wie etwa einer Abtast-Halte-Verarbeitung und einer A/D- Wandlungsverarbeitung durch eine externe Schaltung unterzogen, wobei danach ein Korrelationsvorgang hinsichtlich jedes Ausgangssignal durchgeführt wird, welcher in Betriebsweisen wie beispielsweise dem AF- Betrieb anzuwenden ist, bei dem die Scharfeinstellungsposition (in-focus position) infolge einer nicht dargestellten Entfernungsmessungseinrichtung erfasst wird. Dabei sei angemerkt, dass die jeweiligen Bitsignale als eindimensionales Signal anders als hinsichtlich des AF-Betriebs verwendet werden können.
• Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Das vorliegende Ausführungsbeispiel entspricht einer Erweiterung des ersten Ausführungsbeispiels, in welchem die photoelektrischen Umwandlungselemente zweidimensional angeordnet sind.
• In der Lesebetriebsart 1 werden alle Ausgänge H1-H4 einer Vertikalabtastschaltung 10 auf einen niedrigen Pegel gelegt, so dass die photoelektrischen Umwandlungselemente in Reihen bzw. Zeilen miteinander verbunden sind, Wobei ihre Verdrahtungen durch eine Leitung 3 gemeinsam verbunden sind und mit dem Gateanschluß des NMOS-Transistors MA2 verbunden sind. Folglich wird eine Mittelwertspannung der Basisspannungen aller Bildelemente auf der Leitung 3 erzeugt und ein verstärktes Signal an dem Ausgangsanschluss OUT 1 hergestellt.
• In einer Lesebetriebsart 2 wird ein Impuls gemäß φR in dem ersten Ausführungsbeispiel sequentiell in der Folge von H1-H4 der Vertikalabtastschaltung angelegt und werden die Photosignale der jeweiligen Bildelemente zeitseriell an den Ausgangsanschluss OUT 2 ausgegeben.
• Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Verglichen mit dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel NMOS- Rücksetztransistoren MR1-MR4 und
• Verstärkereingangsstufen-NMOS-Transistoren MA21-MA24 für die jeweiligen Basisleitungen jeder Zeile der photoelektrischen Umwandlungselemente vorgesehen.
• Beabsichtigt ist dabei, die Erfassungsempfindlichkeit in der Lesebetriebsart 1 zu erhöhen.
• Dies wird kurz unter Bezugnahme auf ein Ersatzschaltbild einer Einheit eines photoelektrischen Umwandlungselements gemäß Fig. 6 erklärt.
• Gemäß Fig. 6 stehen mit einem Basisbereich eines Bipolartransistors in Verbindung:
• COX ... Kapazität zum Rücksetzen des photoelektrischen Umwandlungselements und zum Lesen eines Signals
• Cg ... Gate-Kapazität eines PMOS-Transistors sowie parasitäre Kapazitäten,
• Cbc ... Basis-Kollektor-Übergangs-Kapäzität Cbe ... Basis-Emitter-Übergangs-Kapazität
• Cgs ... Gate-Überlappungs-Kapazität des PMOS- Transistors.
• Eine durch Lichtbestrahlung verursachte Spannungsinkrementierung ΔVB ist gegeben durch:
• ΔVB = {N x Nph · η x S x q x L x ts) / {N x (COX + Cg + Cbc + Cbe + Cgs) ... (1), mit
• N: Anzahl parallelgeschalteter photoelektrischer Umwandlungselemente
• Nph: Photonenanzahl (cm&supmin;², t&supmin;¹, w&supmin;¹) je Flächeneinheit, Zeiteinheit, Photo-Energie-Einheit,
• η: Quantenausbeute
• q: Ladungseinheit (C)
• L: Photo-Energie (W)
• ts: Akkumulationszeit (sec).
• Das heißt, die Erfassungsempfindlichkeit (ΔVB) ist unabhängig von der Anzahl verbundener photoelektrischer Umwandlungselemente.
• Entsprechend wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Ausgangssignal ΔVB der für jede Zeile parallelgeschalteten Elemente an den Eingangsgatebereich des die NMOS-Transistoren MA1, MA2i (i = 1-4) aufweisenden Verstärker ausgegeben, wobei ihre Ausgangssignale (outputs) gemeinsam in Wirkverbindung stehen und zur Steigerung der Erfassungsempfindlichkeit dem Verstärker 4 zugeführt werden.
• Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht eines Sensors, falls ein Bipolartransistor verwendet wird. Bezugszeichen 101 bezeichnet ein n-Substrat, Bezugszeichen 102 bezeichnet eine §-Epitaxieschicht, Bezugszeichen 101' bezeichnet eine ohmsche Kontaktschicht zu einer Kollektorelektrode 101", Bezugszeichen 103 bezeichnet einen p-Basisbereich, Bezugszeichen 104 bezeichnet eine filmartige Isolationsschicht, Bezugszeichen 105 bezeichnet eine Gateelektrode, Bezugszeichen 106 bezeichnet eine Emitterelektrode, die einen mit einem Emitterbereich 108 verbundenen Ausgangsanschluss darstellt, und Bezugszeichen 107 bezeichnet eine filmartige Isolationsschicht. Durch Anlegen eines hochpegeligen Impulses, einem mittelpegeligen Impulses oder eines niedrigpegeligen Impulses an die Gate-Elektrode 105 wird ein PMOS-Transistor an- und abgeschaltet, der durch die Basisbereiche 103 ausgebildet einen Sourcebereich und Drainbereich aufweist und als Schaltelement dient.
• Fig. 8A zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines den photoelektrischen Wandler gemäß der Erfindung verwendenden Informationsverarbeitungssystems wie etwa eines Kommunikationssystems, eines Faksimilegeräts, eines Videorecorders, eines Kopiergeräts oder eines Scanners.
• OR bezeichnet ein Bildinformationen tragendes Dokumentenblatt, Bezugszeichen 601 bezeichnet eine Fokussierlinse und Bezugszeichen 602 bezeichnet einen die. Erfindung anwendenden photoelektrischen Wandler.
• Der photoelektrische Wandler kann einem Zeilensensor für das Faksimilegerät und einem Flächensensor für den Videorecorder entsprechen.
• Bezugszeichen 603 bezeichnet eine Steuerschaltung mit einer Zentralverarbeitungseinheit und ist mit dem photoelektrischen Wandler 602 über eine Ausgangsleitung 610 zur Ansteuerung des photoelektrischen Wandlers und eine Energieversorgungsleitung 611 verbunden und wählt eine der zwei Lesebetriebsarten aus.
• Bezugszeichen 604 bezeichnet eine Aufzeichnungssteuerschaltung, die mit einem Aufzeichnungskopf 605 zum Schreiben von Informationen auf einem Aufzeichnungsträger 606 verbunden ist.
• Der Aufzeichnungskopf 605 kann einem Magnetkopf für den Videorecorder und einem Thermokopf oder einem Tintenstrahlkopf für das Faksimilegerät entsprechen. Der Aufzeichnungskopf 605 kann durch eine Aufzeichnungseinheit ersetzt werden, die mittels eines Kabels für das Kommunikationssystem an einer unterschiedlichen Stelle angeordnet ist:
• Das photoelektrische Umwandlungselement gemäß der Erfindung kann in der Photometrie-Betriebsart zur Bestimmung verwendet werden, ob ein Dokumentenblatt an einer Dokumentenblattplatte placiert ist. In Abhängigkeit des Erfassungsergebnisses (Vorhandensein oder Nicht- Vorhandensein des Dokumentenblattes) wird die Energieversorgung zur Energieverbraüchseinsparung angeschaltet oder abgeschaltet.
• Ferner kann der Lesebetrieb nach Eifassung des Dokumentenblattes gestartet werden.
• Bei der Erfassung des Vorhandenseins oder des Nicht- Vorhandenseins wird ein schwaches LED-Licht aufgeblitzt und zu dem Dokumentenblatt geleitet, wobei, falls ein Signal von einem Sensor in der Photometriebetriebsart synchron zum Aufblitzen erfasst wird, das Vorhandensein des Dokumentenblattes erfasst wird. Ist das Dokumentenblatt nicht vorhanden, wird das Signal durch den Sensor in der Photometriebetriebsart nicht erzeugt und wird das Nicht-Vorhandensein des Dokumentenblattes darauf basierend erfasst: Vorzugsweise wird eine Antireflexionsbeschichtung an einer Abdeckfläche der Dokumentenblattplatte angewendet, um zu verhindern, dass LED-Licht durch die dem Dokumentenblatt gegenüberliegende Abdeckfläche der Dokumentenblattplatte reflektiert wird, und dass das reflektierte Licht zu dem Sensor geleitet wird.
• Die Erfindung ist geeigneterweise für das vorstehend beschriebene Informätionsverarbeitungssystem anwendbar. Wird sie für ein Bildaufnahmegerät wie etwa eine Kamera angewendet, kann das kombinierte Signal gemäß Fig. 8B einer Photometrieeinheit 620 zugeführt werden, so dass die Belichtung beim Aufnehmen des Bildes bestimmt wird und die Blende und die Verschlussgeschwindigkeit beruhend auf die Belichtung bestimmt werden. Die individuellen Signale können der Entfernungsmesseinrichtung 621 zur Erfassung der Scharfeinstellungsposition (in-focus position) zugeführt werden. Die Photometrieeinrichtung und die Entfernungsmesseinrichtung sind mit dem photoelektrischen Wandler verbunden und verarbeiten sein Ausgangssignal. Eine Betriebsart zum Lesen des individuellen Signals jedes photoelektrischen Umwandlungselements und eine Betriebsart zum Lesen eines kombinierten (gemischten) Signals der Vielzahl der photoelektrischen Umwandlungselemente werden durch eine Steuerschaltung 603 zur Erzeugung eines gewünschten Signals ausgewählt.
• Gemäß den Ausführungsbeispielen kann die Größe der Photoerfassungsfläche mit einer einfachen Konstruktion geschaltet werden und wird ein kompakter photoelektrischer Wandler hoher Leistungsfähigkeit mit geringen Kosten bereitgestellt.

Claims (13)

1. Photoelektrisches Umwandlungsgerät mit einer Vielzahl von photoelektrischen Umwandlungselementen (B&sub1;, B&sub2;, B&sub3;, B&sub4;) zur Erzeugung von Photosignalen durch photoelektrische Umwandlung, einer Verbindungseinrichtung (M&sub1;&sub1;, M&sub1;&sub2;, M&sub1;&sub3;, M&sub1;&sub4;) zur Verbindung zumindest einiger der photoelektrischen Umwandlungselemente, damit daraus ein kombiniertes Photosignal bereitgestellt wird, und

einer zum Auslesen des kombinierten Signals vorgesehenen Leseeinrichtung (3, MA2, 4) des kombinierten Signals,

wobei jedes der photoelektrischen Umwandlungselemente einen Transistor zur Verstärkung von gegenwärtig an seinem Eingang vorhandener Photosignale und zur Bereitstellung der verstärkten Signale an seinem Ausgang aufweist,

und die Verbindungseinrichtung die photoelektrischen Umwandlungselemente auf der Eingangsseite der Transistoren zur Bereitstellung des kombinierten Photosignals verbindet.

2. Photoelektrisches Umwandlungsgerät nach Anspruch 1, wobei eine Verbindung durch die Verbindungseinrichtung zu einer Mittelwertausgabe der Photosignale der verbundenen photoelektrischen Umwandlungselemente führt.

3. Photoelektrisches Umwandlungsgerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner mit einer Einzelsignalleseeinrichtung (M&sub3;&sub1;, M&sub3;&sub2;, M&sub3;&sub3;, M&sub3;&sub4;, 1, 2, 5) zum Auslesen eines unabhängigen Einzelsignals aus dem verstärkten Signal von der Ausgangsseite des Transistors jedes photoelektrischen Umwandlungselements aus der Vielzahl der photoelektrischen Umwandlungselemente.

4. Photoelektrisches Umwandlungsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Steuereinrichtung (10) für eine selektive Steuerung der Verbindungseinrichtung zum Verbinden von zwei oder mehr der photoelektrischen Umwandlungselemente während eines Speichervorgangs oder eines Auslesevorgangs, wodurch das kombinierte Signal bereitgestellt wird, und für eine selektive Steuerung der Verbindungseinrichtung zum Trennen, wodurch getrennte verstärkte Ausgangssignale von den photoelektrischen Umwandlungselementen ermöglicht werden, die getrennt sind.

5. Photoelektrisches Umwandlungsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Transistor einem Bipolartransistor entspricht.

6. Photoelektrisches Umwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Transistor einem Übergangsfeldeffekttransistor entspricht.

7. Photoelektrisches Umwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Transistor einem Feldeffekttransistot mit isolierter Steuerelektrode entspricht.

8. Photoelektrisches Umwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Transistor einem Transistor mit statischer Beeinflussung entspricht.

9. Bildinformationsverärbeitungsgerät mit einem photoelektrischen Umwandlungsgerät nach Anspruch 3, einer Photometrieeinrichtung (620), die mit der Leseeintichtung (4) des kombinierten Signals verbunden ist, und einer Abstandmeßeinrichtung (621), die mit der Einzelsignalleseeinrichtung (5) verbunden ist.

10. Bildinformationsverarbeitungsgerät mit einem photoelektrischen Umwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einer Lichtquelle.

11. Bildinförmationsverarbeitungsgerät mit einem photoelektrischen Umwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einer Einrichtung (604, 605) zur Aufzeichnung eines Bildsignals von dem photoelektrischen Umwandler auf einem Aufzeichnungsträger (606).

12. Kamera mit einem automatischen Belichtungssystem; das ein photoelektrisches Umwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8 beinhaltet.

13. Verfahren zum Betreiben eines photoelektrischen Umwandlungsgeräts mit einer Vielzahl von photoelektrischen Umwandlungselementen zum Ansammeln von durch eine photoelektrische Umwandlung erzeugten Photosignalen und mit einer Verbindungseinrichtung zum selektiven Verbinden oder Trennen der photoelektrischen Elemente, mit dem Schritt

Verbinden von zwei oder mehr der photoelektrischen Umwandlungselemente während oder nach dem Ansammeln der Photosignale derart, daß ein kombiniertes Ausgangssignal von den verbundenen photoelektrischen Umwandlungselementen bereitgestellt wird, wobei

jedes photoelektrische Umwandlungselement einen Transistor zum Verstärken von an seinem Eingang vorhandener Photosignale und zum Bereitstellen der verstärkten Signale an seinem Ausgang aufweist, und

die Verbindungseinrichtung die photoelektrischen Umwandlungselemente auf der Eingangsseite der Transistoren zur Bereitstellung des kombinierten Ausgangssignals verbindet.