DE69627559T2

DE69627559T2 - Festkörperbildaufnahmevorrichtung und Betriebsverfahren dazu

Info

Publication number: DE69627559T2
Application number: DE69627559T
Authority: DE
Inventors: Isamu Ohta-ku Ueno
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-02-01
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2016-02-01
Also published as: EP0725535A3; EP0725535B1; US20030067549A1; US6657664B2; EP0725535A2; DE69627559D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Festkörperbild-Aufnahmevorrichtung.
Mit den jüngsten deutlichen Fortschritten in der Halbleitertechnologie hat die Festkörperbild-Aufnahmevorrichtung, die durch die ladungsgekoppelte Einrichtung (charge-coupled device, nachfolgend als CCD bezeichnet) dargestellt wird, bedeutende Verbesserungen in ihrer Leistungsfähigkeit erfahren und ist bei verschiedenen Erzeugnissen, wie etwa Faksimileeinrichtung und Abtaster, angewendet worden. Bei einem derartigen Trend werden an die Festkörperbild-Aufnahmevorrichtung ständig steigende Anforderungen gestellt, und zwar nicht nur hinsichtlich einer höheren Leistungsfähigkeit, wie etwa eine höhere Empfindlichkeit oder ein höheres Auflösungsvermögen, sondern ebenso hinsichtlich einer Treiberfähigkeit mit einer niedrigeren Spannung. Auf dem Gebiet von ladungsgekoppelten Einrichtungen (CCD) sind folglich Erzeugnisse entstanden, die mit einer Energiequelle von 5 V treibbar sind, und es sind Entwicklungen gemacht worden, um eine Treiberfähigkeit mit einer niedrigeren Spannung zu erreichen.
Bei einer höheren Empfindlichkeit wird ebenso die Anwendung für einen Photodetektor, der sehr schwaches Licht, das nicht erfaßbar war, erfassen kann, und ein Ausführen einer Signalverarbeitung bei derart erfaßtem Licht erwartet.
Als eine sehr fortgeschrittene Fähigkeit der Festkörperbild-Aufnahmevorrichtung ist ebenso eine Fähigkeit zum Erfassen eines Vorhandenseins eines bestimmten Lichts und bei Erfassung des Lichts ein Ausführen einer genauen Bildausgabe des Bereichs von derartigem Licht gefordert.
Ein Beispiel einer bekannten bipolaren Festkörperbild-Aufnahmevorrichtung ist in 1 und 2 gezeigt. 1 ist ein Ersatzschaltbild eines Einheitsbildelements, das aus einem bipolaren NPN-Phototransistor 14, einem bildelementtrennendzurücksetzenden PMOS-Transistor 11, einem Basisspannungs-Steuerkondensator 13, einem Dreiwertimpuls-Zuführungsanschluß PR und einem Vorspannungsrücksetz-Zuführungsanschluß VBR besteht.
2 zeigt eine Festkörperbild-Aufnahmevorrichtung, die aus einer eindimensionalen Anordnung von vier bipolaren photoelektrischen Umwandlungselementen, die vorstehend erläutert wurden, besteht. Während sich ein Dreiwertimpuls von einem Dreiwertimpulsanschluß 1 in dem niedrigen Pegelzustand befindet, wird von einem Rücksetzanschluß 2 ein Rücksetzimpuls zugeführt, um die PMOS-Transistoren 11 leitend zu machen, wodurch die NPN-Transistoren 14 zurückgesetzt werden. Wenn der Dreiwertimpuls von dem Dreiwertimpulsanschluß 1 zu dem mittleren Pegelzustand verschoben wird, wird die Gate-Source-Spannung VGS der PMOS-Transistoren 11-1 bis 11-4 niedriger als der Schwellenwert Vth der Transistoren, wodurch diese Transistoren nicht-leitend gemacht werden und ein erster Rücksetzvorgang abgeschlossen wird.
Wenn dann der Rücksetzanschluß 33 zu dem hohen Pegelzustand verschoben wird, werden die NMOS-Transistoren 22 leitend gemacht und die Emitter der NPN-Transistoren 14 werden zurückgesetzt. Nachfolgend wird der Dreiwertimpulsanschluß 1 zu dem hohen Pegelzustand verschoben, wodurch die Basen der NPN-Transistoren 14 über die Steuerkapazitäten 13 in Richtung des Vorwärtsvorspannungszustands verschoben werden, und wenn der Dreiwertanschluß 1 zu dem mittleren Pegel verschoben wird, wird die Akkumulation der Photonenladungen durch photoelektrische Umwandlung angestoßen. Nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit wird nachfolgend ein Übertragungsanschluß 32 zu dem hohen Pegelzustand verschoben, wodurch die NMOS-Transistoren 23 leitend gemacht werden, und die bei den Basen akkumulierten Ladungen werden durch das Anlegen eines hochpegligen Impulses an den Dreiwertimpulsanschluß 1 zu Übertragungskapazitäten 24 übertragen. Dann gibt ein horizontales Schieberegister 29, das einen Startimpuls 30 und Abtastimpulse 31 empfängt, Abtastsignale zum aufeinanderfolgenden Leitfähigmachen von Abtast-NMOS-Transistoren 25 frei, wodurch die Ladungen der Übertragungskapazitäten 24 aufeinanderfolgend zu einer Ausgabeleitung 42 übertragen werden und nach einer Verstärkung bei einem Verstärker 41 zu einem Ausgabeanschluß 28 freigegeben werden. Nach jeder Signalausgabe von der Übertragungskapazität 24 wird an den Rücksetzanschluß 27 ein Rücksetzimpuls angelegt, wodurch die verbleibende Ladung auf der Ausgabeleitung 42 über einen NMOS-Transistor 26 zur Masse zerstreut wird. Das Bild einer Zeile kann durch die vorstehend erläuterten Vorgänge freigegeben werden, und die Funktion als ein Bereichssensor kann durch Wiederholen der vorstehend erläuterten Vorgänge in Kombination mit einer Bewegung des Sensors erreicht werden.
Wie vorangehend erläutert, werden die Signale der verschiedenen Bildelemente zuerst in die Übertragungskapazitäten C24-1 bis C24-4 gelesen und dann durch die Funktion der Abtastschaltung seriell zu dem Ausgabeanschluß übertragen. Die Verstärkung GT und die Ausgabespannung V0 bei dem Übertragungsvorgang werden wie folgt erhalten:
GT = (CT)/(CT + CH) (1)
V0 = (CTVi)/(CT + CH) (i = 1, 2, ...,) (2)
wobei
CT: Kapazität von Übertragungskapazitäten C24-1 bis C24-4;
CH: parasitäre Kapazität einschließlich der Kapazität der Ausgabeleitung; und
Vi: Signalspannung, die bei den Übertragungskapazitäten C24-1 bis C24-4 gespeichert ist;
Die Kapazität CH besteht aus der Drainkapazität und der Gateüberlappungskapazität der Abtasttransistoren 25-1 bis 25-4 und des Rücksetztransistors 26, der Eingangskapazität des Ausgangs verstärkers und der parasitären Kapazität der Ausgangsverdrahtung, und ist stark abhängig von der Anzahl von Bildelementen und dem Herstellungsverfahren. Sie bewegt sich in der Größenordnung von mehreren Picofarad im Falle von mehreren hundert Bildelementen. Auf der anderen Seite, CT besteht aus den Kapazitäten der MOS-Einrichtung und von Übergängen, und ist in der Größenordnung von mehreren Picofarad bei der tatsächlichen integrierten Schaltung vorgesehen.
Folglich beträgt die vorstehend erwähnte Übertragungsverstärkung gewöhnlich sich in der Größenordnung von 0,3 bis 0,4, und eine größere Verstärkung führt wegen einer erhöhten Bausteingröße zu erhöhten Kosten. Folglich wird bei den nachfolgenden Stufen eine mehrfache Verstärkung angewendet, falls ein größerer Signalwert erforderlich ist, doch wegen des begrenzten dynamischen Eingabe/Ausgabebereichs ist bei einem Niederspannungstreiben eine ausreichende Verstärkung schwer zu erreichen.
Die Bildaufnahme wird ebenfalls nicht erforderlich, falls die Helligkeit des Bildes gering ist und die Empfindlichkeit der Bildelemente nicht erreicht. Falls jedoch das Bild einen bestimmten Helligkeitspegel besitzt, ist es häufig erforderlich, Einzelheiten des beleuchteten Bereichs zu erhalten. Unter einer derartigen Bedingung erfordert die Bilderfassung mit einem Zeilensensor den Abtastvorgang über die Gesamtheit der Bildelemente, was eine lange Zeit für den Abtastvorgang und einen großen Energieverbrauch erfordert, und falls eine derartige Helligkeit kurzzeitig erscheint, ist eine Erfassung des kurzzeitig hellen Bereichs schwierig.
Bei der Konfiguration von 2 wird ebenso die Zeit für einen Zyklus grundlegend für ein Bildelementrücksetzen, ein Signalauslesen und eine serielle Signalübertragung verwendet, und der wichtige Teil wird gewöhnlich für die serielle Übertragung verwendet. Diese Zeit wird mit dem Anstieg bei der Anzahl von Bildelementen länger und im Falle eines Bereichssensors mit mehreren Zeilen, wird das meiste der Zykluszeit durch die Signalübertra gungszeit beansprucht. Bei der Anwendung für einen Detektor zum Erfassen des Vorhandenseins oder Fehlens eines Bildes bei einer hohen Geschwindigkeit ist es folglich ein wichtiges Thema, diese Zeit zu verringern.
Die gegenwärtigen Erfinder haben in JP-A-6-268920 offenbart, daß diese Signalübertragungszeit durch Freigeben eines Signals, das über mehrere Bildelemente gemittelt ist, verringert werden kann. Obwohl jedoch bei der vorstehend erläuterten Erfindung die Signalmittelwertbildung in der horizontalen Richtung des Bereichssensors einfach ist, kann sie normalerweise in der vertikalen Richtung für zwei bis vier Bildelemente durchgeführt werden, da eine größere Mittelwertbildung zu einer höheren Bausteingröße führt. Ein kostengünstiger Hochgeschwindigkeitsdetektor ist folglich mit einem Bereichssensor extrem schwierig auszuführen.
US-A-5335008 offenbart eine CCD-Bildabtasteinrichtung, bei der Bildelemente in zwei Dimensionen angeordnet sind. Jedes Bildelement wird über einen Verstärkungstransistor zu einer vertikalen Leitung ausgelesen. Die Signale auf der vertikalen Leitung sind über einen Störungsbeseitigungskondensator, der zusammen mit einem Klemmschalter eine Korrelationsdoppelabtastschaltung bildet, verbunden. Die Ausgabe des Kondensators wird in einer Abtast-Halte-Schaltung gespeichert und die Abtast-Halte-Schaltungen der vertikalen Leitungen werden mittels einer horizontalen Abtastschaltung zu horizontalen Ausgabeleitungen gelesen.
EP-A-0627847 offenbart eine photoelektrische Umwandlungseinrichtung, bei der jedes Bildelement einen bipolaren Transistor, der ein photoelektrisches Umwandlungssignal bei seiner Basis akkumuliert und von seinem Emitter eine Ausgabe erzeugt, enthält. Es sind Ausführungsbeispiele offenbart, bei denen die Bildelemente in zwei Dimensionen angeordnet sind und für Blöcke von Bildelementen Spitzensignale erzeugen (zum Beispiel die Spitze für jede Reihe von Bildelementen und/oder die Spitze für jede Spalte von Bildelementen), und bei denen Signale ebenfalls aus einzelnen Bildelementen gelesen werden können.
Die vorliegende Erfindung bildet eine Festkörperbild-Aufnahmevorrichtung, wie in Patentanspruch 1 dargelegt. Wahlweise Merkmale sind in Patentansprüchen 2 bis 18 dargelegt. Die vorliegende Erfindung bildet ebenso Betriebsverfahren, wie in Patentansprüchen 19 bis 22 dargelegt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet eine Festkörperbild-Aufnahmevorrichtung, die zum Lösen der vorstehend erläuterten Nachteile in der Lage ist, sowohl ein durch Vorverarbeiten der Signale der Bildelemente erhaltenes Ausgabesignal als auch eine Ausgabe von jedem Bildelement auszugeben, wobei das vorstehend erwähnte vorverarbeitete Ausgabesignal über eine Ausgabeeinrichtung für das Signal von jedem Bildelement ausgegeben wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 ein Schaltbild eines bekannten photoelektrischen Umwandlungselements;
2 ein Schaltbild einer bekannten Festkörperbild-Rufnahmevorrichtung;
3 ein Blockschaltbild mit dem Arbeitsprinzip eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
4 ein Blockschaltbild mit dem Arbeitsprinzip eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
5 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
6 ein Zeitablaufdiagramm mit den Funktionen der in 5, 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiele;
7 ein Zeitablaufdiagramm mit weiteren Funktionen der in 5, 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiele;
8 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
9 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
10 ein Schaltbild eines blockstrukturierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
11 ein Schaltbild eines weiteren blockstrukturierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
12 bis 16 Schaltbilder von noch weiteren blockstrukturierten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Nachfolgend wird die Funktion und die Wirkung eines ersten Ausführungsbeispiels in Bezug auf 3 kurz erläutert, wobei gezeigt sind: Einheitsbildelemente 51-1 bis 51-8; Übertragungseinrichtungen 50-1 bis 50-8 zum Speichern der Bildelementsignale der Einheitsbildelemente 51-1 bis 51-8 bei Übertragungskapazitäten und dann zum seriellen Ausgeben der Bildelementsignale zu einer Ausgabeleitung 55; Vorverarbeitungseinrichtungen 52-1 bis 52-8, die mit den Einheitsbildelementen 51-1 bis 51-8 zum Ausführen einer Vorverarbeitung verbunden sind; Puffereinrichtungen 53-1 bis 53-8 zum Puffern der Signale von der Vorverarbeitungseinrichtung; und Schalteinrichtungen 54-1 bis 54-8, die die Übertragungseinrichtungen 50-1 bis 50-8 mit den Puffereinrichtungen 53-1 bis 53-8 verbinden. Auf die Puffereinrichtungen 53-1 bis 53-8 kann verzichtet werden, falls nicht erforderlich.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Signale der Einheitsbildelemente 51-1 bis 51-8 zu den Übertragungseinrichtungen 50-1 bis 50-8 zum Speichern des Signals von jedem Bildelement übertragen, und über eine Ausgabeleitung 55 und eine Ausgabeschaltung 56 zu einem Anschluß 57 ausgegeben. Ebenso werden sie bei den Vorverarbeitungseinrichtungen 52-1 bis 52-8 einer geeigneten Vorverarbeitung unterzogen, dann über die Puffereinrichtungen 53-1 bis 53-8 zu den Übertragungseinrichtungen 50-1 bis 50-8 übertragen, und zu dem Anschluß 57 ausgegeben. Natürlich müssen die unverarbeiteten Signale und die vorverarbeiteten Signale bei verschiedenen Perioden ausgegeben werden. Es ist ebenso möglich, die unverarbeiteten Signale und die vorverarbeiteten Signale bei den Übertragungseinrichtungen 50-1 bis 50-8 in Blöcke zu formen und diese Signale nach einem Mischen derselben durch eine serielle Übertragung auszugeben.
Die Übertragungseinrichtungen 50-1 bis 50-8 können zum Beispiel durch die Übertragungskapazitäten 24-1 bis 24-8, die Schaltereinrichtungen 25-1 bis 25-4 und die Abtastschaltung 29 ausgeführt werden, wie in 2 gezeigt, und die Vorverarbeitungsschaltung kann aus einer FPN(Festmusterstörung, fixed pattern noise)-Beseitigungsschaltung unter Verwendung einer Klemmschaltung bestehen, wie später erläutert wird.
Bei einer in 4 gezeigten Konfiguration, bei der die gleichen Komponenten wie in 3 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, werden ebenso die bei den Vorverarbeitungseinrichtungen 52-1 bis 52-8 vorverarbeiteten Signale durch die Puffereinrichtungen 53-1 bis 53-8 gepuffert, und viele Spalten werden in einem Block gebildet, dessen Signal zu einer Speicher/Übertragungseinrichtung übertragen wird. Diese Konfiguration erlaubt es, die Menge von Bildelementsignalen zu verringern und die Zykluszeit deutlich zu verkürzen, und die Speicher/Übertragungsschaltungen und die Ausgabeschaltung können gemeinsam für die unverarbeiteten Signale verwendet werden, sodaß ein größerer Anstieg bei der Bausteingröße nicht erforderlich ist. Es ist daher möglich, eine sehr schnelle und kostengünstige Festkörperbild-Aufnahmevorrichtung mit einem niedrigen Energieverbrauch herzustellen, indem das Blocksignal gewöhnlich ausgelesen wird und der Erfassungsvorgang auf der Grundlage dieses Blocksignals ausgeführt wird, und indem die Signale von jedem Bildele ment nur dann ausgelesen werden, wenn erforderlich. Eine derartige Funktion wird bei dem folgenden Ausführungsbeispiel in Einzelheiten erläutert.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die vier bipolare photoelektrische Umwandlungselemente, die bei einer linearen Anordnung angeordnet sind, anwendet, wie in 1 gezeigt. In 5 sind gleichwertige Komponenten wie in 2 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Daneben ist das vorliegende Ausführungsbeispiel, wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel in 3 erläutert, mit einer Vorverarbeitungseinrichtung, die aus Kopplungskapazitäten 105-1 bis 105-4 und NMOS-Transistoren 106-1 bis 106-4 besteht, Puffereinrichtungen, die aus Pufferkapazitäten 107-1 bis 107-4 und NMOS-Transistoren 109-1 bis 109-4 bestehen, und Schaltereinrichtungen, die aus NMOS-Transistoren 116-1 bis 116-4 bestehen, ausgestattet.
Nachfolgend wird die Funktion des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit Bezug auf ein Zeitablaufdiagramm, das in 6 gezeigt ist, erläutert. Als erstes werden hochpeglige Impulse zu Anschlüssen 205, 204 und 207 geführt, um die NMOS-Transistoren 109-1 bis 109-4, 106-1 bis 106-4 und 111-1 und 111-4 leitend zu machen.
Zu einem Zeitpunkt T0 wird ein niedrigpegliger Impuls zu einem Anschluß 201 geführt, um die PMOS-Transistoren 101-1 bis 101-4 leitend zu machen, wodurch die Basisbereiche der photoelektrischen Umwandlungselemente auf eine gegebene Spannung, die bei einem Anschluß 202 anliegt, zurückgesetzt werden (erstes Rücksetzen) . Dann wird der Impuls zu dem Anschluß 201 auf den mittleren Pegel verschoben, um die Gate-Source-Spannung VGS der PMOS-Transistoren 101-1 bis 101-4 auf einen Wert, der deren Schwellenwert Vth nicht überschreitet, zu verringern, wodurch diese PMOS-Transistoren nicht-leitend gemacht werden und der erste Rücksetzvorgang abgeschlossen ist.
Zu einem Zeitpunkt T1 wird dann ein hochpegliger Impuls an einen Anschluß 206 angelegt, um die NMOS-Transistoren 110-1 bis 110-4 leitend zu machen, wodurch der Emitter der NPN-Transistoren der Bildelemente auf ein Rücksetzpotential (Masse bei der veranschaulichten Konfiguration) zurückgesetzt wird.
Zu einem Zeitpunkt T2 wird dann ein hochpegliger Impuls bei dem Anschluß 201 angelegt, um das Basispotential der NPN-Transistoren durch die Kapazitätskopplung über die Kapazitäten 102-1 bis 102-4 anzuheben, um dadurch eine Vorwärtsvorspannung zwischen den Basen und den Emittern zu erzeugen, während die PMOS-Transistoren 101-1 bis 101-4 in dem nicht-leitenden Zustand gehalten werden, wodurch die NPN-Transistoren 103-1 bis 103-4 einen Emitterfolgerbetrieb ausführen. Folglich führen die Löcher bei den Basisbereichen bei dem gleitenden Zustand eine Rekombination aus und das Basispotential wird zurückgesetzt (zweiter Rücksetzvorgang).
Zu einem Zeitpunkt T3 nach diesem Rücksetzvorgang wird der Impuls zu dem Anschluß 201 auf den mittleren Pegel nach unten verschoben, um die Basispotentiale der Bildelemente nach unten zu verschieben, wodurch ein Rückwärtsvorspannungszustand zwischen den Basen und den Emittern erzeugt wird und dadurch ein Akkumulationsvorgang angestoßen wird (erster Akkumulationsvorgang).
Zu einem Zeitpunkt T4 nach einer vorbestimmten Akkumulationszeit wird der Impuls zu dem Anschluß 206 auf den niedrigen Pegelzustand nach unten verschoben, um die NMOS-Transistoren 110-1 bis 110-4 nicht-leitend zu machen, wodurch die Emitter der Bildelementtransistoren 103-1 bis 103-4 und die Kapazitäten 112-1 bis 112-4 zu einem gleitenden Zustand verschoben werden.
Zu einem Zeitpunkt T5 wird dann ein hochpegliger Impuls bei einem Anschluß 201 angelegt, um die Basispotentiale der Bildelemente über die Kapazitäten 102-1 bis 102-4 nach oben zu verschieben, um dadurch eine Vorwärtsvorspannung zwischen den Basen und den Emittern der NPN-Transistoren 103-1 bis 103-4 der Bild elemente zu erzeugen. Folglich werden die Signale, die durch photoelektrische Umwandlung bei den jeweiligen Bildelementen erhalten und bei den Basisbereichen akkumuliert werden, jeweils zu den Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4 und den Kopplungskapazitäten 105-1 bis 105-4 übertragen,
Zu einem Zeitpunkt T6 wird dann unmittelbar vor der Vollendung des Auslesevorgangs der Impuls zu dem Anschluß 205 nach unten verschoben, um die NMOS-Transistoren 109-1 bis 109-4 nichtleitend zu machen.
Nachfolgend zu einem Zeitpunkt T7 wird der Impuls zu dem Anschluß 201 nach unten verschoben, um die NPN-Transistoren 103-1 bis 103-4 über die Kapazitäten 102-1 bis 102-4 auszuschalten, wodurch der Auslesevorgang beendet wird.
Zu einem Zeitpunkt T8 wird dann nochmals ein hochpegliger Impuls bei dem Anschluß 206 angelegt, um die Emitter der Bildelement-NPN-Transistoren 103-1 bis 103-4 auf das Rücksetzpotential (Masse bei der veranschaulichten Konfiguration) zurückzusetzen, wodurch die Spannungen der Pufferkapazitäten 107-1 bis 107-4 durch die Kapazitätskopplung der Kopplungskapazitäten 105-1 bis 105-4 nach unten verschoben werden. Es besteht die folgende Beziehung zwischen dem Signal V_R, das zu den Kopplungskapazitäten 105-1 bis 105-4 übertragen wird, und dem Signal V_R' nach der vorstehend erläuterten Verschiebung nach unten:
VR' = –CC·VR/(CC + CT + CS) (3)
wobei C_C: Kapazität der Kopplungskapazitäten 105-1 bis 105-4;
C_T: Kapazität der Pufferkapazitäten 107-1 bis 107-4; und
C_S: parasitäre Kapazität einschließlich der Gatekapazität der NMOS-Transistoren 106-1 bis 106-4.
Wenn die NMOS-Transistoren 110-1 bis 110-4 eingeschaltet werden, werden die Signale, die zu den Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4 übertragen werden, ebenfalls zurückgesetzt.
Bei einer Periode zwischen einem Zeitpunkt T9 bis T14 werden ähnliche Verfahren ausgeführt wie bei der Periode zwischen T0 und T4, mit der Ausnahme, daß die NMOS-Transistoren 109-1 bis 109-4 ausgeschaltet werden, wodurch die photoelektrischen Umwandlungselemente zurückgesetzt werden und die Lichtträger akkumuliert werden (zweiter Akkumulationsvorgang). Zu einem Zeitpunkt T14 wird dann ein Signalauslesevorgang ausgeführt, um Signalspannungen bereitzustellen, die zu den Spannungen, die gemäß der Gleichung (3) erhalten werden, addiert werden. Folglich werden Differenzsignale zwischen den photoelektrischen Umwandlungssignalen, die bei der ersten Akkumulationszeit erhalten werden, und denjenigen, die bei der zweiten Akkumulationszeit erhalten werden, bei den Pufferkapazitäten 107-1 bis 107-4 gespeichert.
Zu einem Zeitpunkt T16 wird dann bei dem Anschluß 206 ein hochpegliger Impuls angelegt, um die Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4 nochmals zurückzusetzen, und zu einem Zeitpunkt T17 wird ein hochpegliger Impuls bei einem Anschluß 213 angelegt, um die NMOS-Transistoren 116-1 bis 116-4 leitend zu machen, wodurch die Signale bei den Pufferkapazitäten 107-1 bis 107-4 zu den Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4 übertragen werden.
Zu einem Zeitpunkt T18 werden die Anschlüsse 204, 207 in den niedrigpegligen Zustand verschoben, um die NMOS-Transistoren 106-1 bis 106-4 und 111-1 bis 111-4 auszuschalten, und dann wird der niedrige Pegel bei Anschluß 213 angelegt, wodurch die NMOS-Transistoren 116-1 bis 116-4 nicht-leitend gemacht werden.
Beginnend ab einem Zeitpunkt T19 wird dann mit dem Zurücksetzen einer Ausgabeleitung 140 eine Abtastschaltung 130 aktiviert, um dadurch die Signale der Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4 zu einem Ausgabeanschluß 211 seriell zu übertragen, und die Verfahren einer Serie werden somit abgeschlossen. Es ist ebenso möglich, bei diesen Vorgängen durch Auswählen einer sehr kurzen ersten Akkumulationszeit, um ein Signal entsprechend dem dunklen Bereich zu erhalten, und Berechnen der Differenz zwischen dem vorstehend erwähnten Signal und dem bei der zweiten Akkumulation erhaltenen Signal die Festmusterstörung (FPN) zu beseitigen.
Durch Auswählen der gleichen Akkumulationszeit bei den ersten und zweiten Akkumulationsvorgängen und Bestrahlen des Gegenstands mit dem Licht von einer Lichtquelle, wie etwa eine Leuchtdiode, im Laufe der zweiten Akkumulationszeit kann ebenso die Komponente des äußeren Lichts selbst bei einer Außenluftsituation beseitigt werden, wodurch eine genaue Gegenstandserfassung erreicht werden kann.
Im vorangehenden ist die Ausgabe der vorverarbeiteten Signale erläutert worden, doch die unverarbeiteten Signale können ebenso gemäß einem in 7 gezeigten Zeitablaufdiagramm erhalten werden. Die in 7 gezeigten Vorgänge, die einer Teilabwandlung von denjenigen aus 6 entsprechen, führen zwei Akkumulationen aus, während der Anschluß 213 bei dem niedrigpegligen Zustand selbst bei dem Zeitpunkt T17 gehalten wird, um die bei der zweiten Akkumulation erhaltenen Signale schließlich zu liefern, sodaß auf die Periode zwischen T0 und T9 vollständig verzichtet werden kann.
In 7 wird der Anschluß 213 immer bei dem niedrigpegligen Zustand gehalten, wodurch die NMOS-Transistoren 116-1 bis 116-4 sich immer in dem nicht-leitenden Zustand befinden. Folglich beeinflußt die Berechnung bei den Klemmschaltungen die Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4 nicht, sodaß bei dem Auslesevorgang die Bildelementsignale direkt zu den Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4 ausgelesen werden, wie bei der herkömmlichen Konfiguration, und sie nicht zurückgesetzt werden, sondern durch die Abtastschaltung 130 seriell ausgegeben werden. Zum Verbessern der Erfassungsempfindlichkeit ist ein derartiges direktes Auslesen der Sensorsignale wirksam, wie zum Beispiel im Fall eines Erfassens eines Gegenstands von relativ niedriger Leuchtdichte, wie bei einer Innenraum-Situation, da das Klemmverfahren die Ausgabe verringert, wie durch die Gleichung (3) ausgedrückt.
Bei der in 5 gezeigten Konfiguration besteht die Vorverarbeitungsschaltung aus einer Differenzberechnungsschaltung, die eine Klemmschaltung verwendet, doch es ist ebenso möglich, wie in 8 gezeigt, eine Signalmittelwertbildung zwischen den benachbarten Bildelementen als die Vorverarbeitung auszuführen, indem Haltekapazitäten 118-1 bis 118-8, die in Paaren gruppiert und über Schaltereinrichtungen 117-1 bis 117-4 jeweils mit den vertikalen Ausgabeleitungen verbunden sind, vorgesehen werden, und indem ebenso Schaltereinrichtungen zum Verbinden der Haltekapazitäten zwischen den benachbarten Bildelementen und zum Verbinden der Ausgänge dieser Schaltereinrichtungen mit den Emittern der NPN-Transistoren 103-1 bis 103-4 über Übertragungsschalter 116-1 bis 116-4 vorgesehen werden.
Es ist ebenso möglich, die Signale von verschiedenen Akkumulationsperioden, wie in 9 gezeigt, in die Kapazitäten 112-1 bis 112-4 und 135-1 bis 135-4 seriell zu lesen. Genauer gesagt, zuerst werden die Signale einer Akkumulationsperiode in die Kapazitäten 112-1 bis 112-4 gelesen und die Signale einer weiteren Akkumulationsperiode in die Kapazitäten 135-1 bis 135-4 gelesen. Nachdem die bei den Kapazitäten 112-1 bis 112-4 gehaltenen Signale seriell zu der Ausgabeleitung 140 ausgelesen sind, werden die Signale bei den Kapazitäten 135-1 bis 135-4 zu den Kapazitäten 112-1 bis 112-4 übertragen und in der gleichen Weise zu der Leitung 140 ausgegeben. Durch Anordnen der Bildelemente in einer zweidimensionalen Anordnung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ebenso ermöglicht, die maximalen Signale der Bildelemente in den jeweiligen vertikalen Spalten bei den Kapazitäten 135-1 bis 135-4 zu speichern und diese Signale zu einer Zeitgebung, die von der einer Ausgabe der Bildelementsignale verschieden ist, auszugeben.
Die Vorverarbeitungsschaltung kann ebenso aus einer Berechnungsschaltung, die einen Operationsverstärker verwendet, bestehen.
10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem Komponenten entsprechend denjenigen bei 1 bis 9 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht weiter erläutert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzen die NPN-Transistoren 103-1 bis 103-4, die bei den photoelektrischen Umwandlunqselementen gebildet sind, jeweils zwei Emitter. Einer der zwei Emitter ist gemeinsam zwischen den Bildelementen, die einen Bildelementblock bilden, verbunden, wodurch die maximale Spannung der Bildelemente, die den Block bilden, bei einer jeweiligen einen aus den Pufferkapazitäten 107-1 und 107-2 gespeichert wird. Derartige maximale Spannungen werden zu den Übertragungskapazitäten 112-1 und 112-3 übertragen und über die Funktion der Abtastschaltung 130 von dem Anschluß 211 ausgegeben.
Das Treiberverfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ähnlich demjenigen, das bei 6 oder 7 erläutert wurde, wodurch der Anschluß 203 gleichzeitig mit dem Anschluß 206 getrieben wird, um ein Rücksetzen und eine Akkumulation auszuführen. Folglich wird die Ausgabe von jedem Block, die den höchsten Ausgabepegel innerhalb des Blocks besitzt, ausgelesen und der Erfassungsvorgang wird durch diese Ausgabe bei dem gewöhnlichen Zustand ausgeführt. Es ist ebenso möglich, auf der Grundlage des Ergebnisses eines derartigen Erfassungsvorgangs, die Signale von jedem Bildelement auszulesen, falls erforderlich. Da die Ausgabe des Bildelements mit dem höchsten Ausgabepegel unter den vielen Bildelementen innerhalb des Blocks erhalten wird, kann eine Verbesserung bei der Erfassungsgenauigkeit und eine deutliche Verringerung bei der Menge von Signalen erreicht werden, was zu einer verringerten Zykluszeit und einer Verringerung bei dem Energieverbrauch führt.
11 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem gleichwertige Komponenten zu denen in 1 bis 10 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht weiter erläutert werden. Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das einer Verbesserung des dritten Ausführungsbeispiels entspricht, bildet die Pufferkapazitäten 107-1 und 107-2 bei dem Ausgang der Klemmschaltungen mit NPN-Transistoren 108-1 und 108-2, deren Emitter gemeinsam verbunden sind und die weiter mit einer Konstantstromquelle 115 und einem Ausgabeanschluß 212 verbunden sind.
Nach dem Klemmverfahren wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der maximale Wert der Signale, die zu den Pufferkapazitäten 107-1 und 107-2 übertragen werden, unmittelbar ohne die Funktion der Abtastschaltung 130 zu dem Anschluß 212 ausgegeben, sodaß die Zykluszeit und der Energieverbrauch im Vergleich zu dem dritten Ausführungsbeispiel weiter verringert werden können. Anstatt der NPN-Transistoren, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet sind, können PNP-Transistoren bei Emitterfolgerschaltungen angewendet werden, um den minimalen Wert der Blocksignale bei dem Anschluß 212 zu liefern. Folglich kann das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Funktion zum Erfassen, ob das Signal höher (oder niedriger) als ein vorbestimmter Pegel ist, und dann zum Auslesen der Signale der Blöcke oder Bildelemente auf der Grundlage des Ergebnisses einer derartigen Erfassung gemäß der Anforderung leisten, sodaß die photoelektrisch umgewandelte Ausgabe erhalten werden kann, was mit der Absicht einer photoelektrischen Umwandlung übereinstimmt.
In 11 werden ebenso die Pufferkapazitäten 107-1 und 107-2 durch die NMOS-Transistoren 109-1 und 109-2 auf das Massepotential zurückgesetzt, aber zum Auslesen von kleinen Ausgabespannungen ist es wirksamer, wie in 12 gezeigt, einen Rücksetzenergiequellenanschluß 231 vorzusehen, um zwischen den Basen und den Emittern der NPN-Transistoren 108-1 und 108-2 eine ausreichende Vorwärtsvorspannung zu erzeugen.
Bei der in 11 gezeigten Konfiguration werden ebenso die Signale der Pufferkapazitäten 107-1 und 107-2 durch die Emitter folgerschaltungen unter Verwendung der Konstantstromquelle 115 ausgelesen, sodaß die Signalspannung der Pufferkapazität während einer Auslesezeit T_R abnimmt wie folgt:
{(I0/β)·TR}/CB (4)
wobei β der Stromverstärkungsfaktor der NPN-Transistoren 108-1 und 108-2 ist, I0 der Strom der Konstantstromquelle 115 ist und CB die Kapazität der Pufferkapazität ist. Ein derartiger Verlust bei der Signalspannung kann verringert werden wie folgt: {(I0/(β2)·TR}/CB (5)
indem Darlington-Emitterfolgerschaltungen, wie in 13 gezeigt, angewendet werden, und kann praktisch auf Null gebracht werden, indem ein Stromverstärkungsfaktor β von etwa 1000, ein I0 von mehreren Mikroampere und ein CB-Wert von mehreren Pikofarad ausgewählt wird.
14 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei Komponenten entsprechend denjenigen bei 1 bis 13 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht weiter erläutert werden. Bei den Ausführungsbeispielen Zwei bis Vier sind die Pufferkapazitäten 107-1 bis 107-4 und die Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4 über die Schalter 116-1 bis 116-4 verbunden, sodaß die Übertragungsverstärkung wie folgt ausgedrückt wird:
CT/(CT + CT2 + CS2) (6) wobei sich der Ausdruck in der Größenordnung von 0,3 bis 0,4 bewegt, wobei:
C_T: Kapazität der Pufferkapazitäten 107-1 bis 107-4;
C_T2: Kapazität der Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4;
C_S2: parasitäre Kapazität zwischen den Pufferkapazitäten 107-1 bis 107-4 einschließlich der Gatekapazitäten der NMOS- Transistoren 116-1 bis 116-4 und der Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Pufferkapazitäten 107-1 und 107-2 mit Emitterfolgerschaltungen unter Verwendung von NPN-Transistoren 108-1 und 108-2 gebildet und deren Ausgänge sind mit den Übertragungskapazitäten 112-1 und 112-3 über die Schalter 116-1 und 116-2 verbunden. Ungeachtet der Kapazität der parasitären Kapazität C_S2 können folglich die Signale fast ohne Verlust zu den Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4 übertragen werden. In einem Fall, in dem die Signale von den Sensoren klein sind, ist eine derartige Konfiguration wirksam.
15 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem Komponenten entsprechend denjenigen bei 1 bis 14 durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und auf eine weitere Erläuterung verzichtet wird. Das vorliegende Ausführungsbeispiel entspricht einer Kombination aus den Ausführungsbeispielen Vier und Fünf, wobei die Emitter der NPN-Transistoren 108-1 und 108-2 des fünften Ausführungsbeispiels durch einen NMOS-Transistor 117 verbunden sind, um die maximale Blockausgabe von dem Anschluß 212 zu liefern. Wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel erläutert, kann das Signal der Pufferkapazität 107-2 unmittelbar als die maximale Blockausgabe erhalten werden und das Signal der Pufferkapazität 107-1 kann durch das nachfolgende Anlegen eines hochpegligen Impulses an den Anschluß 214 ebenso erhalten werden. Auf diese Weise können die Blockausgaben ohne Verlust ausgelesen werden.
16 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem Komponenten entsprechend denjenigen bei 1 bis 15 durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht weiter erläutert werden. Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das einer Abwandlung des sechsten Ausführungsbeispiels entspricht, sieht eine zweidimensionale Anordnung der photoelektrischen Umwandlungselemente vor, wobei ein Block aus zwei Bildelementen in der vertikalen Richtung und zwei Bildelementen in der horizontalen Richtung besteht. 16 zeigt einen (4*4)-Bereichssensor mit 2·2 Blöcken, deren Ausgaben über Klemmschaltungen zu den Kapazitäten 107-1 bis 107-4 übertragen werden, während die Bildelementsignale zu den Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4, die durch ein vertikales Schieberegister 131 getrieben werden, übertragen werden. Von einem Anschluß 101 werden zeitaufeinanderfolgend dreipeglige Impulse angelegt, um die Zeitgebung eines Zurücksetzens und einer Akkumulation der Bildelemente zu steuern. Das vertikale Schieberegister 131, das Taktsignale und Zeitgebungssignale von Anschlüssen 215 und 216 empfängt, gibt aufeinanderfolgend Impulssignale aus, um dadurch die Bildelemente durch Ein- und Ausschalten der Schalter abzutasten. Ansprechend auf diese Abtastsignale und die von verschiedenen Anschlüssen zugeführten Impulse werden die Lichtträgerausgabesignale, die bei den Basen der NPN-Transistoren 103-1 bis 103-16, die jeweils zwei Emitter besitzen und die Bildelemente bilden, akkumuliert werden, zu den Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4 übertragen und bei einem blockweisen Verfahren ebenso über die Kopplungskapazitäten 105-1 bis 105-4 zu den Pufferkapazitäten 107-1 bis 107-4 übertragen.
Ansprechend auf einen hochpegligen Impuls zu dem Anschluß 206 werden somit die Übertragungskapazitäten 112-1 bis 112-4 zurückgesetzt und die maximalen Blockladungen bei den Pufferkapazitäten 107-1 bis 107-4 werden über die Schaltereinrichtungen 116-1 bis 116-4 übertragen und aufeinanderfolgend von dem Anschluß 211 ausgegeben.
Ansprechend auf einen bei dem Anschluß 214 angelegten Impuls kann ebenso von dem Anschluß 212 eine Ausgabe entsprechend dem Maximum unter allen sechzehn Bildelementen erhalten werden.
Durch das Hinzufügen der photoelektrischen Umwandlungsbildelemente und der vertikalen Abtastschaltung kann das vorliegende Ausführungsbeispiel einen breiteren Bildaufnahmebereich als bei dem sechsten Ausführungsbeispiel erzeugen, um dadurch eine genauere Erfassung mit einer höheren Empfindlichkeit zu ermögli chen. Ebenso kann der Mittelwert der vertikalen Bildelemente ohne zusätzliche Zykluszeit erhalten werden, indem jede vertikale Spalte des vorliegenden Ausführungsbeispiels in einem Block erzeugt wird und der Mittelwert der Bildelementsignale bei einer Pufferkapazität akkumuliert wird.
Bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel werden die Blocksignale durch die Spitzensignale unter Verwendung der NPN-Transistoren 108-1 und 108-2 erfaßt, doch es können ebenso PNP-Transistoren zum Erfassen der minimalen Signale angewendet werden. Diese zwei Konfigurationen können beide zum Erreichen einer feineren Erfassung angewendet werden, was mit dem Zweck der photoelektrischen Umwandlungseinrichtung übereinstimmt.
Die vorangehenden Ausführungsbeispiele sind mit den bipolaren photoelektrischen Umwandlungselementen aufgebaut worden, doch mit weiteren photoelektrischen Umwandlungselementen, wie etwa CMOS, CMD, AMI oder FGA, können ebenso ähnliche Wirkungen erhalten werden.
Wie vorangehend erläutert, können die Einrichtungen der vorliegenden Ausführungsbeispiele, die sowohl durch Vorverarbeiten der Bildelementsignale erhaltene Ausgabesignale als auch Ausgabesignale von jedem Bildelement ausgeben können, neben der Signalausgabe bei dem herkömmlichen Abtastvorgang die serielle Übertragungszeit durch eine derartige vorverarbeitete Signalausgabe verkürzen. Ebenso kann das Vorhandensein oder Fehlen des Bildes ohne eine Erweiterung der Zykluszeit durch die Hinzufügung der Signalübertragungszeit selbst im Falle einer großen Anzahl von Bildelementen oder im Falle eines Bereichssensors mit vielen Reihen und Spalten schnell erfaßt werden.
Durch die Klemmschaltungen, die die Vorverarbeitungsschaltungen bilden, kann ebenso die Festmusterstörung wirksam beseitigt werden.
Ebenso erlaubt die Blockerzeugung aus vielen Spalten eine Verringerung der Menge von Bildelementsignalen und der Zykluszeit, und die Speicher/Übertragungsschaltungen und die Ausgabeschaltung können für die unverarbeiteten Signale gemeinsam verwendet werden. Somit kann eine sehr schnelle und kostengünstige Festkörperbild-Aufnahmevorrichtung mit einem niedrigen Energieverbrauch ohne eine deutliche Vergrößerung der Bausteingröße geschaffen werden.

Claims

Festkörperbild-Aufnahmevorrichtung, mit: einer Vielzahl von Bildelementen (51; 103); einer Vorverarbeitungseinrichtung (52; 105, 106, 109) zum Vorverarbeiten von Signalen von den Bildelementen; und mit einer Ausgabeleitung (55; 140), wobei die Bildelemente verbunden sind, um Signale entlang eines ersten Pfades nicht über die Vorverarbeitungseinrichtung zu der Ausgabeleitung zu führen, und wobei die Bildelemente ebenso verbunden sind, um Signale entlang eines zweiten Pfades zu der Vorverarbeitungseinrichtung zum Vorverarbeiten zu führen, wobei der zweite Pfad getrennt von dem ersten Pfad ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverarbeitungseinrichtung verbunden ist, um vorverarbeitete Signale entlang eines dritten Pfades (116) zu dem ersten Pfad und dadurch zu der Ausgabeleitung zu führen, wobei der dritte Pfad von dem zweiten Pfad getrennt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverarbeitungseinrichtung Signale von einzelnen Bildelementen getrennt vorverarbeitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverarbeitungseinrichtung Signale von einer Vielzahl von Bildelementen in Kombination vorverarbeitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverarbeitungseinrichtung eine Subtraktionsverarbeitung bei den Signalen durchführt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverarbeitungseinrichtung eine Mittelwertbildungsverarbeitung bei den Signalen durchführt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverarbeitungseinrichtung eine Minimal- oder Maximalspitzenerfassungsverarbeitung bei einer Gruppe von Bildelementen durchführt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente in einer eindimensionalen Anordnung angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente in einer zweidimensionalen Anordnung angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (107) zum Speichern eines Signals bei der Vorverarbeitungseinrichtung.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Speichern eines Signals bei der Vorverarbeitungseinrichtung eine Kapazität (107) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverarbeitungseinrichtung eine Klemmschaltung umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schaltereinrichtung (116) zum Sperren und Freigeben des Signalpfads von den Bildelementen über die Vorverarbeitungseinrichtung zu der Ausgabeleitung.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Speichereinrichtung (112) zum Speichern eines Signals vor einem Ausgeben zu der Ausgabeleitung.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung zum Speichern eines Signals vor einem Ausgeben zu der Ausgabeleitung eine Kapazität (112) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Abtasteinrichtung (130) zum Auslesen von Signalen zu der Ausgabeleitung der Reihe nach aus einer Vielzahl der Speichereinrichtungen (112).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal, das über die Vorverarbeitungseinrichtung zugeführt wird, und ein Signal, das nicht über die Vorverarbeitungseinrichtung zugeführt wird, über eine gemeinsame Ausleseeinrichtung (113) zu der Ausgabeleitung (140) ausgegeben werden.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wenn abhängig von einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Vielzahl der gemeinsamen Ausleseeinrichtungen, wobei die Vielzahl von gemeinsamen Ausleseeinrichtungen gemeinsam mit der Ausgabeleitung (140) verbunden ist und aufeinanderfolgend durch eine Abtasteinrichtung (130) abgetastet wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bildelement einen NPN-Transistor mit einem ersten Emitter, der mit dem ersten Pfad verbunden ist, um Signale nicht über die Vorverarbeitungseinrichtung zu der Ausgabeleitung zu führen, und mit einem zweiten Emitter, der mit dem zweiten Pfad verbunden ist, um Signale zu der Vorverarbeitungseinrichtung zu führen, umfaßt.
Betriebsverfahren einer Vorrichtung nach Anspruch 12, mit: einem Ausgeben von Signalen von den Bildelementen entlang dem ersten Pfad nicht über die Vorverarbeitungseinrichtung, wenn die Schaltereinrichtung (116) den Signalpfad gesperrt hat, und mit einem Ausgeben von vorverarbeiteten Signalen von der Vorverarbeitungseinrichtung entlang dem dritten Pfad, wenn die Schaltereinrichtung (116) den Signalpfad freigegeben hat.
Betriebsverfahren einer Vorrichtung nach Anspruch 13, mit: einem Zerstreuen von Ladung von der Speichereinrichtung (112) und mit einem nachfolgenden Übertragen eines vorverarbeiteten Signals von der Vorverarbeitungseinrichtung zu der Speichereinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schritt zum Zerstreuen von Ladung ein Signal von einem Bildelement zu der Vorverarbeitungseinrichtung gelesen wird.
Betriebsverfahren einer Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Schaltereinrichtung (116) betrieben wird, um den Signalpfad für eine Vielzahl von vorverarbeiteten Signalen gleichzeitig freizugeben.