KR920009911B1 - 표면 전위 분포 검출 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

표면 전위 분포 검출 장치

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 장치의 개략도.

제2도는 상기 제1실시예의 장치의 동작을 설명하는 개략도.

제3도는 제1도 및 제2도 장치의 검출 트랜지스터의 전압의 시간에 따른 변화 도시도.

제4도는 상기 제1실시예의 장치의 동작을 설명하는 개략도.

제5도는 상기 제1실시예의 장치의 등가 회로도.

제6도는 본 발명의 제2실시예의 장치의 개략도.

제7a도, 제7b도 및 제7c도는 상기 제2실시예의 장치에서의 신호의 파형을 도시하는 타이밍도.

제8도는 본 발명의 제3실시예의 장치의 개략도.

제9도는 본 발명의 제4실시예의 장치의 개략도.

제10도는 제9도의 감지 헤드 도시도.

제11a도, 제11b도, 제11c도 및 제11d도는 제10도의 감지 헤드에서의 신호의 파형을 도시하는 타이밍도.

제12도는 제9도 및 제10도의 감지 헤드 일부분의 사시도.

제13도는 제9도의 감지 헤드 및 측정 대상물의 사시도.

제14도는 제9도의 측정 대상물의 평면도.

제15a도, 제15b도 및 제15c도는 상기 제4실시예의 장치에서의 검출 신호의 파형 도시도.

제16도는 본 발명의 제5실시예에 따른 장치 도시도.

제17a도, 제17b도, 제17c도, 제17d도 및, 제17e도는 제16도의 장치의 일부의 상황중에 타이밍 관계 도시도.

제18a도, 제18b도 및, 제18c도는 본 발명의 제6실시예에 따른 장치의 일부의 다른 상황중에 타이밍 관계 도시도.

제19도는 상기 제6실시예의 장치 일부의 블럭도.

제20도는 본 발명의 제7실시예에 따른 장치 도시도.

제21도는 제20도의 장치에서 측정 대상물의 표면 전위와 검출 출력간의 관계 도시도.

제22도는 상기 제7실시예의 장치 도시도.

제23도는 제22도 장치에서 측정 대상물의 표면 전위와 검출 출력간의 관계 도시도.

제24도는 상기 제7실시예의 장치에서 상기 감지 헤드 도시도.

제25도는 본 발명의 제8실시예에 따른 장치에서 측정 대상물의 평면도.

제26도는 본 발명의 제9실시예의 장치도.

제27도는 상기 제9실시예의 장치에서 감지 헤드의 사시도.

제28도는 상기 제9실시예의 장치의 일부분 도시도.

제29도는 상기 제9실시예의 장치의 일부의 개략도.

제30도는 상기 제9실시예의 장치에서 검출 트랜지스터의 게이트에 인가되는 바이어스 도시도.

제31도는 본 발명의 제10실시예에 따른 장치의 개략도.

제32도는 본 발명의 제11실시예에 따른 장치 도시도.

제33도는 본 발명의 제12실시예에 따른 장치의 도시도.

제34도는 제33도의 기록 매체의 평면도.

제35도는 제33도의 칼라 필터의 평면도.

제36도는 상기 제12실시예의 장치의 감지 헤드와 기록 매체 도시도.

제37도는 상기 제12실시예의 장치에서의 신호 처리기 도시도.

제38도는 본 발명의 제13실시예에 따른 장치 도시도.

제39도는 상기 제13실시예의 장치에서의 신호 처리기 도시도.

제40도는 본 발명의 제14실시예에 따른 장치 도시도.

제41도는 상기 제14실시예의 장치의 일부분의 도시도.

제42도는 제40도의 광학 칼라 분리기의 사시도.

제43도는 상기 제14실시예의 장치에서의 감지 헤드와 기록 매체 도시도.

제44도는 본 발명의 제15실시예에 따른 장치에서의 감지 헤드와 기록 매체 도시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 측정 대상물 1, 3, 10, 11, 14, 15, 16 : 출력 단자

3 : 입력 단자 4 : 연결부재

5 : 중앙 샤프트 6 : 이동부

7 : 영구자석 8 : 클럭 입력 단자

70 : 샤프트

본 발명은 전기 표면 전위의 분포를 검출하고, 상기 검출된 전위 분포를 나타내는 전기 신호를 발생시키는 장치에 관한 것이다.

일부 영상 픽업 시스템에 있어서, 광전 변환부는 전하 저장 부재가 상기 대상물의 광학 영상에 따라 포화되게 한다. 전하 저장 부재의 전기 표면 전위의 분포는 광학 영상으로 표시된다. 예를들면, 정전 유도형의 표면 전위 감지기가 이러한 전기 표면의 분포를 검출하여 대응하는 전기 신호를 발생시키는데 사용 가능하다.

이러한 표면 전위 감지기의 감지부가 고 임피던스를 가지므로, 임피던스 변환기가 일반적으로 상기 감지부의 출력 단자에 접속된다. 임피던스 변환기가 전계 효과 트랜지스터를 사용하는 경우에, 상기 트랜지스터의 드레인으로 부터 그의 게이트로의 누설 전류는 감지기 출력 신호에서의 부정확성과 같은 역효과를 야기시키는 경향이 있다.

본 발명의 목적은 상기 표면 전위의 분포를 검출하는 우수한 장치를 제공하는데에 있다.

본 발명의 제1장치는 게이트 및 드레인을 구비한 전계 효과 트랜지스터와; 상기 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 상기 트랜지스터의 드레인과 게이트간의 누설 전류에 의해 충전되는 게이트 입력 캐패시턴스와; 상기 트랜지스터의 상기 게이트에 측정 대상물의 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압을 제공하는 수단과; 상기 트랜지스터의 게이트의 전압을 리셋하기 위해 상기 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단 및; 상기 트랜지스터의 게이트와 상기 방전 수단간에 접속되고 상기 입력 캐패시턴스로 부터의 방전 전류에 대향하는 구성을 가진 다이오드를 포함한다.

본 발명의 제2장치는 게이트 및 드레인을 구비한 검출 전계 효과 트랜지스터와, 상기 검출 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 상기 검출 트랜지스터의 드레인과 게이트 간의 누설 전류에 의해 충전되어지는 제1게이트 입력 캐패시턴스와; 상기 검출 트랜지스터의 게이트에 측정 대상물 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압을 제공하는 수단과; 상기 검출 트랜지스터의 게이트의 전압을 리셋하기 위해 상기 검출 트랜지스터의 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단과; 게이트 및 드레인을 구비한 보상 전계 효과 트랜지스터와; 상기 보상 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 상기 보상 트랜지스터의 드레인과 게이트간의 누설 전류에 의해 충전되어지는 제2게이트 입력 캐패시턴스와; 상기 검출 트랜지스터의 상기 입력 캐패시턴스의 방전과 동기로 상기 보상 트랜지스터의 게이트의 전압을 리셋하기 위해 보상 트랜지스터의 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단을 구비하는데, 검출 트랜지스터는 상기 측정 대상물의 표면 전위에 부합되는 제1성분과 부합되지 않은 제2성분을 가진 신호를 출력시키고, 상기 보상 트랜지스터는 상기 검출 트랜지스터로 부터의 상기 출력 신호의 상기 제2성분과 동일한 신호를 출력시킨다.

본 발명의 제3장치는 일렬로 배치되고, 측정 대상물의 표면 전위에 따라 전기적으로 유도된 전압을 제공받는 다수의 감지전극과; 드레인 및 상기 감지 전극에 결합된 게이트를 가진 다수의 전계 효과 트랜지스터와; 상기 트랜지스터의 각각의 게이트에 접속되고, 상기 트랜지스터의 드레인과 게이트간의 누설 전류에 의해 각기 충전되어지는 게이트 입력 캐패시턴스와; 시계열 출력 신호(time series output signal)를 얻기 위해 상기 트랜지스터로 부터 공통 출력 라인으로 출력 신호를 순차적으로 이송시키는 수단과; 상기 트랜지스터로 부터의 상기 출력 신호의 상기 순차 이송의 한 싸이클이 완료될때마다 상기 트랜지스터의 게이트의 전압을 리셋하기 위해 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단과; 메모리와; 상기 메모리로부터의 출력 신호와 상기 트랜지스터로 부터의 출력 신호의 순차 이송의 한 싸이클에 대응하는 상기 시계열 출력 신호의 한 블럭을 가산하는 가산기 및; 상기 가산기로 부터의 출력 신호에 의해 상기 메모리의 내용을 갱신하는 수단을 포함한다.

본 발명의 제4장치는 측정 대상물의 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압을 제공받는 감지 전극과; 드레인 및 상기 감지 전극에 접속된 게이트를 가진 전계 효과 트랜지스터와; 상기 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 상기 트랜지스터의 드레인과 게이트 간의 누설 전류에 의해 충전되어지는 게이트 입력 캐패시턴스와; 상기 측정 대상물쪽으로 또는 상기 대상물로 부터 멀리 상기 감지 전극을 주기적으로 이동시키는 수단 및; 상기 전극의 주기적 이동에 따른 타이밍으로 상기 트랜지스터의 게이트의 전압을 리셋하기 위해 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단을 포함한다.

본 발명의 제5장치는 측정 대상물의 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압이 제공된 감지 전극과; 드레인 및 상기 감지 전극에 접속된 게이트를 가진 전계 효과 트랜지스터와; 상기 트랜지스터의 게이트에 접속되고 상기 트랜지스터의 드레인과 게이트간의 누설 전류에 의해 충전되어지는 게이트 입력 캐패시턴스와; 측정 대상물에 근접한 제1위치와 측정 대상물로 부터 떨어진 제2위치간에 상기 감지 전극을 주기적으로 이동시키는 수단과; 상기 감지 전극이 제1위치에 있을때마다 상기 트랜지스터의 게이트 전압을 리셋시키기 위해 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단과; 상기 감지 전극이 제1위치에 있을때마다 검출을 용이하게 하기 위하여 상기 트랜지스터로 부터 출력 신호를 출력 단자로 이송시키는 수단과; 상기 감지 전극이 제2위치에 있을때마다 상기 트랜지스터의 게이트 전압을 리셋시키기 위해 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단 및; 상기 감지 전극이 제2위치에 있을때마다 검출을 용이하게 하기 위하여 상기 트랜지스터로 부터의 출력 신호를 출력 단자로 이송시키는 수단을 구비한다.

본 발명의 제6장치는 일렬로 배열되고 광학 영상을 나타내는 측정 대상물의 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압이 제공되며, 측정 대상물을 주사하는 감지 전극과 한 주사라인에 상응하는 시계열 출력 신호를 얻기 위하여 상기 감지 전극으로 부터의 출력 신호를 공통 출력 라인으로 순차적으로 이송시키는 수단과; 상기 광학 영상의 블랙 부분에 상응하는 표면 전위가 제공되며 상기 감지 전극에 의해 주사되어지는 기준 부재와; 상기 감지 전극에 의해 기준 소자가 주사될때, 기준 신호로서 출력 신호를 기억하는 수단 및; 상기 기준 신호를 판독하고 측정 대상물과 상기 감지 전극에 의해 주사될때, 상기 출력 신호로 부터 상기 기준 신호를 제하는 수단을 포함한다.

본 발명의 제7장치는, 게이트를 구비한 플로팅 게이트 전계 효과 트랜지스터와; 측정 대상물의 표면 전위에 일치하는 전압을 정전기적으로 유도하는 수단과; 상기 유도된 전압을 상기 트랜지스터의 게이트에 인가하는 수단 및; 상기 트랜지스터의 출력 신호를 이송시키는 수단을 포함한다.

본 발명의 제8장치는 기록 매체와, 상기 기록 매체상에 대상물의 전하 잠상을 발생시키는 수단과; 상기 기록 매체와 상기 대상물간의 위치에 칼라 필터와; 감지 전극과; 상기 기록 매체상의 상기 잠재 영상에 일치하는 상기 감지 전극에서의 전압을 정전기적으로 유도하는 수단과; 상기 감지 전극에서의 전압을 근거로 하여 상기 영상 신호를 발생시키는 수단과; 상기 감지 전극으로 하여금 기록 매체의 주사를 가능하게 하는 수단 및; 상기 영상 신호로 부터 성분 칼라 신호를 유도하는 수단을 포함한다.

본 발명의 제9장치는, 기록 매체와; 상기 기록 매체의 각각의 다른 영역상에 대상물의 상이한 칼라 영상에 각기 상응하는 다수의 전하 잠상을 발생시키는 수단과; 감지 전극과; 상기 기록 매체상의 잠상에 따라 상기 감지 전극에서의 전압을 정전기적으로 유도하는 수단과; 상기 감지 전극의 전압을 근거로 하여 영상 신호를 발생시키는 수단과; 상기 감지 수단으로 하여금 상기 기록 매체의 주사를 가능하게 하는 수단 및; 영상 신호로 부터 성분 칼라 신호를 유도하는 수단을 포함한다.

유사하거나 대응하는 구성 요소는 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 문자로 의해 표시되어 있다.

제1도를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 장치는 측정 대상물(O)을 가까이 마주보는 감지 전극(ED)을 포함하고 있다. 상기 감지 전극(ED)은 검출 전계 효과 트랜지스터(DF)의 게이트와 다이오드(D)의 캐소드에 접속된다. 상기 다이오드(D)의 에노드는 스위칭 전계 효과 트랜지스터(RF)의 드레인에 접속된다.

상기 스위칭 트랜지스터(RF)의 소스는 접지된다. 상기 스위칭 트랜지스터(RF)의 게이트에는 단자 (2)를 통해 리셋 펄스 신호(Pr)가 제공된다. 상기 리셋 펄스 신호(Pr)는 정극성 진행 펄스 트레인을 포함한다.

검출 트랜지스터(DF)의 드레인은 정극성 전력 공급 라인(V)에 접속된다. 상기 검출 트랜지스터(DF)의 소스는 부하 저항기(R)의 한 단부와 출력 단자(1)에 접속된다. 상기 부하 저항(R)의 다른쪽 단부는 부극성 전력 공급 라인(-V)에 접속된다.

측정 대상물(O)의 표면 전위의 검출동안, 상기 감지 전극(ED)은 측정 대상물(O)의 표면 근처 위치에 놓여진다. 측정 대상물(O)의 표면 전위에 따른 전압은 정전 유도를 통해 감지 전극(ED)에서 유도된다. 상기 유도된 전압은 상기 감지 전극(ED)으로 부터 감지 검출 트랜지스터(DF)의 게이트로 전달된다. 상기 검출 트랜지스터(DF)는 임피던스 다운-변환기로서 적용된다. 상기 유도된 전압에 따른 상기 검출 트랜지스터(DF)의 소스에서의 전위는 측정 대상물(O)의 표면 전위를 나타내는 검출 신호로서 출력 단자(1)에 인가된다.

상기 감지 전극(ED)이 상기 측정 대상물(O)의 표면을 주사하기 위해 측정 대상물(O)에 관하여 이동되는 경우에, 상기 출력 단자(1)에 나타나는 상기 검출 신호는 상기 측정 대상물의 표면 전위의 분포에 따라 변한다.

이후 명백해질 바와 같이, 상기 스위칭 트랜지스터(RF)는 상기 검출 트랜지스터(DF)의 드레인으로 부터 게이트로의 누설 전류에 의해 역효과를 방지하는 리셋팅 장치로서 적용한다. 특히, 상기 스위칭 트랜지스터(RF)는 리셋 펄스 신호(Pr)에 응답하여 접지로의 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트를 주기적으로 분로시킨다.

제2도에 도시된 것처럼, 검출 트랜지스터(DF)의 게이트는 접지에 대해 포유 캐패시턴스(stray capacitance; Cin)을 갖는다. 상기 검출 트랜지스터(DF)의 드레인으로 부터 게이트로의 누설 전류(i)가 상기 캐패시턴스(Cin)를 충전시켜, 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트의 전압을 증가시킨다. 상기 스위칭 트랜지스터(RF)는 상기 캐패시턴스(Cin) 양단에 접속된 스위치(SWr)를 형성한다. 상기 스위치(SWr)는 리셋 펄스 신호(Pr)에 응답하여 상기 캐패시턴스(Cin)를 주기적으로 방전시켜, 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트에서의 전압은 제3도에 도시된 바와 같이 접지 전위로 주기적으로 리셋된다. 상기 리셋 펄스 신호(Pr)는 되도록이면 선정된 주파수를 갖는다.

제4도에 도시된 바와 같이, 캐패시턴스(C)가 감지 전극(ED)과 상기 전극(ED)에 대향하는 표면을 가진 측정 대상물(O)의 표면간에 형성되고 전하를 갖고 있다. 측정 대상물(O)의 표면 전위가 레벨(Vf)을 갖는 경우에, 상기 검출 트랜지스터(DF)의 소스에서의 출력 전압(Vout)은 다음 방정식에 의해 표현되는 검출 트랜지스터(DF)의 게이트에서의 입력 전압(Vin)과 거의 같다.

Vin={C/(C+Cin)}Vf

상기 스위치(SWr)의 설비는 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트에서 증가된 입력 캐패시턴스(Cin)를 야기시킬 것이다. 전술된 방정식에서 알수 있듯이, 상기 증가된 입력 캐패시턴스는 감소된 입력 전압(Vin)과 감소된 출력 전압을 초래할 것이다. 따라서, 상기 스위치(SWr)의 설비에 의해 야기되어질 입력 캐패시턴스(Cin)의 증가를 방지하는 것이 바람직하다. 이후 명백해질 바와 같이 다이오드(D)는 상기 입력 캐패시턴스의 이러한 용납할 수 없는 증가를 억제 또는 방지한다.

제5도에 도시된 바와 같이, 상기 검출 트랜지스터(DF)는 그 자체 게이트 입력 캐패시턴스(Cdf)를 갖는다. 상기 스위칭 트랜지스터(RF)는 자신의 드레인과 소스간에 캐패시턴스(Crf)를 갖는다. 상기 다이오드(D)는 역전류에 대하여 캐패시턴스(Cd)를 갖는다. 상기 캐패시턴스(Cd 및 Crf)는 직렬로 접속된다. 상기 캐패시턴스(Cd 및 Crf)의 직렬 결합이 상기 캐패시턴스(Cdf) 양단에 접속된다. 상기 캐패시턴스(Cdf, Cd 및 Crf)의 결합이 입력 캐패시턴스(Cin)를 형성한다. 상기 캐패시턴스(Cd)가 매우 작기 때문에, 상기 캐패시턴스(Cd 및 Crf)의 합력도 상기 캐패시턴스(Crf)와 관계없이 또한 극히 작아, 상기 스위칭 트랜지스터(RF)의 설비는 상기 입력 캐패시턴스(Cin)에 무시할 수 있는 작은 증가만을 야기시킨다.

상기 다이오드(D)가 입력 캐패시턴스(Cin)에 대하여 접속되어, 상기 다이오드(D)의 극성은 상기 입력 캐패시턴스(Cin)로 부터의 방전 전류에 대비한다. 따라서, 상기 다이오드(D)는 상기 방전 전류에 큰 저항을 제공한다. 상기 저항은 상기 입력 캐패시턴스(Cin)의 값과 일치하는 상기 입력 캐패시턴스(Cin)의 방전의 시정수를 결정한다. 비록 상기 저항이 크더라도, 상기 입력 캐패시턴스(Cin)의 값은 작으며, 따라서, 상기 방전의 시정수도 또한 작다. 상기 작은 시정수는 접지 전위에 입력 전압(Vin)의 빠른 리셋팅을 보장한다.

제6도를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 장치는, 측정 대상물(O)를 가까이 마주보는 감지 전극(ED)을 포함한다. 상기 감지 전극(ED)은 검출 전계 효과 트랜지스터(DF)의 게이트와 스위칭 전계 효과 트랜지스터(RF)의 드레인에 접속된다.

상기 스위칭 트랜지스터(RF)의 소스는 접지된다. 상기 스위칭 트랜지스터(RF)의 게이트에는 단자(2)를 통한 리셋 펄스 신호(Pr)가 제공된다.

상기 리셋 펄스 신호(Pr)는 상기 단자(2)를 통하여 스위칭 전계 효과 트랜지스터(RFd)의 게이트에도 또한 인가된다. 상기 스위칭 트랜지스터(RFd)의 소스는 접지된다. 상기 스위칭 트랜지스터(RFd)의 드레인은 보상 전계 효과 트랜지스터(DFd)의 게이트에 접속된다.

상기 검출 트랜지스터(DF)의 드레인 및 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 드레인은 정극성 전력 공급 라인(V)에 접속된다. 상기 검출 트랜지스터(DF)의 소스는 부하 저항기(Rl)의 한 단부 및 출력 단자(1)에 접속된다. 상기 부하 저항기(Rl)의 다른 단부는 부 전력 공급 라인(-V)에 접속된다. 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 소스는 부하 저항기(Rld)의 한 단부와 출력 단자(3)에 접속된다. 상기 부하 저항기(Rld)의 다른 단부는 부극성 전력 공급 라인(-V)에 접속된다.

측정 대상물(O)의 표면 전위의 검출 동안, 감지 전극(ED)은 측정 대상물(O)의 표면 근처 위치에 위치된다. 측정 대상물(O)의 표면 전위에 따른 전압은 정전 유도에 의하여 감지 전극(ED)에서 유도된다. 상기 유도된 전압은 감지 전극(ED)으로 부터 검출 트랜지스터(DF)의 게이트로 이송된다. 상기 검출 트랜지스터(DF)는 임피던스 다운-변환기로서 기능을 한다. 상기 유도된 전압에 따른 상기 검출 트랜지스터(DF)의 소스에서의 전위는 측정 대상물(O)의 표면 전위를 나타내는 검출 신호로서 출력 단자(1)에 인가된다.

상기 감지 전극(ED)의 측정 대상물(O)의 표면을 주사하기 위해 상기 측정 대상물(O)에 관하여 이동되는 경우에, 출력 단자(1)에서 나타나는 검출 신호는 상기 측정 대상물(O)의 표면 전위의 분포에 따라 변화한다.

이후 명백해질 바와 같이, 상기 스위칭 트랜지스터(RF)는 검출 트랜지스터(DF)의 드레인에서 부터 게이트까지 누설 전류에 의한 역효과를 방지하는 리셋팅 장치로서 작용한다. 특히, 상기 스위칭 트랜지스터(RF)는 리셋 펄스 신호(Pr)에 응답하여 접지로의 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트를 주기적으로 분로시킨다.

상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트는 접지에 대하여 입력 표유 캐패시턴스를 갖는다. 상기 검출 트랜지스터(DF)의 드레인에서 부터 게이트까지의 누설 전류가 입력 캐패시턴스를 충전시켜, 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트의 전압을 증가시킨다. 상기 스위칭 트랜지스터(RF)는 입력 캐패시턴스 양단에 접속된 스위치를 형성한다. 상기 스위치가 리셋 펄스 신호(Pr)에 응답하여 입력 캐패시턴스를 주기적으로 방전시키며, 따라서 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트에서의 전압은 접지 전위에 주기적으로 리셋된다. 제7a도에서 도시된 바와 같이, 검출 트랜지스터(DF)의 소스로 부터 출력 단자(1)로 인가되는 출력 전압은 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트 전압의 주기적 변화에 대응하는 최소 기준 전위로 부터 주기적으로 증가하고 상기 최소 기준 전위로 복귀된다. 상기 출력 단자(1)에 나타나는 출력 전압은 측정 대상물의 표면 전위를 나타내는 성분을 갖는다. 상기 리셋 펄스 신호(Pr)는 되도록이면 선정된 주파수를 갖는다.

보상 트랜지스터(DFd)의 게이트는 검출 트랜지스터(DF)의 게이트가 가진 것과 같은 접지에 대하여 입력 표유 캐패시턴스를 갖는다. 보상 트랜지스터(DFd)의 드레인으로 부터 게이트까지의 누설 전류가 상기 입력 캐패시턴스를 충전하여, 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 게이트의 전압을 증가시킨다. 상기 스위칭 트랜지스터(RFd)는 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 입력 캐패시턴스 양단에 접속된 스위치를 형성한다. 상기 스위치가 리셋 펄스 신호(Pr)에 응답하여 상기 입력 캐패시턴스를 주기적으로 방전시키며, 따라서 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 게이트에서의 전압은 접지 전위로 주기적으로 리셋된다. 제7b도에 도시된 바와 같이, 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 소스에서 부터 출력 단자(3)로 인가되는 출력 전압은 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 게이트 전압의 주기적 변화에 대응하여 최소 기준 전위에서 부터 주기적으로 증가하고 상기 최소 기준 전위로 복귀된다.

제7도에 도시된 바와 같이, 출력 단자(1, 3)에서 각기 나타나는 출력 신호는 서로 동기이고 파형도 유사하나, 출력 단자(3)에서의 출력 신호가 측정 대상물(O)의 표면 전위를 나타내는 아무런 성분도 가지지 않는 것이 서로 다르다. 따라서, 전압 감산기 또는 차동 증폭기(도시되지 않음)가 출력 단자(1, 3)에서의 출력 전압간의 차이를 유도하기 위해 사용되는 경우에, 단지 상기 측정 대상물(O)의 표면 전위를 나타내는 성분은 제7c도에 도시된 바와 같은 출력 단자(1, 3)에서의 출력 신호로 부터 추출된다.

제8도는, 이후 예시된 설계 변화를 제외하곤, 제6도 및 제7도의 실시예와 유사한 본 발명의 제3실시예를 도시한다.

제8도의 실시예에서 캐패시터(Cp)는 보상 트랜지스터(DFd)의 게이트와 접지 간에 접속된다. 덧붙여, 가변 저항기(VR)는 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 게이트와 정극성 전력 공급라인(V)간에 접속된다.

상기 가변 저항기(VR)는, 상기 보상 트랜지스터(DFd)에 관한 입력 캐패시턴스의 충전 및 방전의 시정수가 상기 검출 트랜지스터(DF)에 관한 입력 캐패시턴스의 충전 및 방전의 시정수와 정확히 동일할 수 있도록 조정된다. 상기 설계는 상기 보상 트랜지스터(DFd)와 상기 검출 트랜지스터(DF)의 동작 특성을 동일하게 하여, 측정 대상물(O)의 표면 전위를 나타내는 신호 성분의 정확한 검출을 용이하게 한다.

제9도를 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 장치는 선정된 패턴으로 배열된 다수의 감지 전극(ED)을 가진 감지 헤드(EDA)를 포함한다. 상기 감지 헤드(EDA)로 부터의 출력 신호는 출력 단자(1)를 거쳐서 아날로그-디지탈 변환기(ADC)에 공급된다. 상기 장치는 동작동안, 상기 감지 헤드 (EDA)는 상기 감지 전극(ED)의 배열이 측정 대상물(O)의 표면에 대향하도록 측정 대상물(O)에 근접한다.

가산기(ADD)는 상기 변환기(ADC) 및 라인 메모리(LM)로 부터의 출력 신호를 가산한다. 상기 가산기(ADD)로 부터의 출력 신호는 라인 메모리(MA)에 기억된다.

제10도에 도시된 바와 같이, 상기 감지 헤드(EDA)는 접속 라인(l1 내지 ln)을 통하여 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 게이트에 각기 연결되는 감지 전극(ED1 내지 EDn)을 포함한다. 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)도 스위칭 트랜지스터(RF1 내지 RFn)의 드레인에 또한 각기 연결된다.

상기 스위칭 트랜지스터(RF1 내지 RFn)의 게이트는 리셋 펄스 신호(Pr)가 제공되는 입력 단자(2)에 공통으로 연결된다. 상기 리셋 펄스 신호(Pr)는 부극성 진행 펄스 트레인을 포함한다. 상기 스위칭 트랜지스터(RF1 내지 RFn)의 소스는 기준 전력 공급 라인(Vss)에 공통 연결된다.

상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 드레인은 전력 공급 라인(V)에 공통으로 연결된다. 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 소스는 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)의 드레인에 각기 연결된다. 상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)의 소스는 출력 단자(1)에 공통으로 연결된다. 부하 저항(R1)은 출력 단자(1)와 접지간에 연결된다.

상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)는 출력 단자(1)에 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)를 접속시키거나 단락시키는 스위치 역할을 한다. 각각의 상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)에서, 소스-드레인 통로는 게이트가 고레벨 전압을 받을때 도전되며 저레벨 전압을 받을때 비도전된다. 바꿔말하면, 각각의 상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)는 상기 트랜지스터의 게이트가 고레벨 전압 및 저레벨 전압을 받을 때 각기 온 및 오프된다.

상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)의 게이트는 시프트 레지스터(SR)의 각각의 출력 단자에 연결되고 따라서 시프트 레지스터(SR)의 출력 신호(P1 내지 Pn)가 제공된다. 상기 시프트 레지스터(SR)의 클럭 단자는 클럭 입력 단자(8)을 거쳐서 클럭 신호(Pc)를 수신하는데, 상기 클럭 신호(Pc)는 제11도에 도시된 바와 같은 파형을 취한다.

제11도에 도시된 바와 같이, 상기 시프트 레지스터(SR)로 부터의 출력 신호(P1 내지 Pn)는 입력 클럭 신호(Pc)에 응답하여 순차적으로 고레벨을 취한다. 따라서, 상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)는 클럭 신호(Pc)에 따라 순차적으로 온된다.

제12도에 도시된 바와 같이, 감지 헤드(EDA)는 감지 전극(ED1 내지 EDn) 및 접속 라인(l1 내지 Ln)이 형성되는 기판(BP)을 포함한다. 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)은 일렬로 배치된다.

상기 장치는 다음과 같이 작동한다. 상기 감지 헤드, (EDA)가 측정 대상물(O)에 근접한다. 덧붙여서 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)은 측정 대상물(O)의 표면에 대향된다. 정전 유도에 따라 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)에는 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)에 각기 대향하는 측정 대상물(O) 일부의 표면 전위에 대응하는 전압이 제공된다. 상기 유도된 전압은 접속 라인(l1 내지 ln)을 통하여 상기 감지 전극(DF1 내지 DFn)의 게이트에 각기 이송된다.

전술한 바와 같이, 각기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)는 순차적으로 온된다. 따라서, 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 게이트의 전압에 대응하는 전압 신호는 상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)의 소스-드레인 통로를 통하여 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 소스로 부터 출력 단자(1)로 순차적으로 이송된다. 따라서, 출력 단자(1)에서 발생된 출력 신호는 측정 대상물의 선형 부분의 표면 전위의 분포에 대응하는 시간에 따른 변화를 갖는다.

상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)로 부터 출력 단자(1)로의 전압 신호 이송이 완료된 후, 즉, 측정 대상물(O)의 선형 부분의 주사가 완료된후, 리셋 펄스 신호(Pr)가 상기 스위칭 트랜지스터(RF1 내지 RFn)를 도전시켜, 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)의 전압과 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 게이트는 기준 전압(Vss)으로 리셋된다. 그후에, 적절한 구동 매카니즘(도시되지 않음)이 측정 대상물(O)에 관하여 감지 헤드(EDA)를 제13도에 도시된 바와 같은 감지 전극(ED1 내지 EDn)의 라인의 방향 X의 수직인 방향 Y으로 선정된 거리만큼 이동시킨다. 바꿔 말하면, 감지 헤드(EDA)는 측정 대상물(O)의 앞서의 선형 부분에 근접하고 평행한 측정 대상물(O)의 후속 선형 부분에 대응하는 위치로 이동된다. 그후에, 측정 대상물(O)의 후속 선형 부분은 측정 대상물의 앞서의 선형 부분의 주사와 유사한 방법으로 주사된다. 특히, 상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)가 연속으로 구동되어 전압 신호가 앞서 언급한 경우와 유사한 방법으로 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)로 부터 출력 단자로에 순차적으로 이송된다. 그 후에, 상기 스위칭 트랜지스터(RF1 내지 RFn)가 도전되어, 상기 감지 전극의 전압과 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 게이트가 기준 전압(Vss)으로 리셋된다.

상기 측정 대상물(O)의 유효 표면이 완전히 주사될때까지, 이러한 처리 과정이 주기적으로 반복된다. 측정 대상물(O)의 표면의 주사동안, 출력 단자(1)에서 발생된 출력 신호는 측정 대상물(O)의 표면에서의 전위의 분포에 대응하는 시간에 따른 변화를 나타낸다.

제14도에 있어서, 문자 ″A″, ″B″, ″C″, 및 ″D″는 측정 대상물(O)에 대한 감지 헤드(EDA)의 이동 동안, 상기 헤드(EDA)에 의해 연속적으로 점유되는 위치에 대응하는 라인을 나타낸다.

각각의 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)에 있어서, 상기 트랜지스터의 드레인으로 부터 게이트로의 누설 전류는 제1도 내지 제5도의 실시예와 같이, 측정된 대상물 표면 전위를 나타내는 검출 신호상에 악 영향을 야기시킨다. 상기 스위칭 트랜지스터(RF1 내지 RFn)는 리셋 펄스 신호(Pr)에 응답하여 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 게이트의 전압을 기준 전압(Vss)으로 주기적으로 리셋시켜, 이러한 누설 전류가 상기 측중 대상물의 표면 전위를 나타내는 검출 신호에 악 영향을 미치는 것을 방지시킨다.

제15b도는 측정 대상물(O)가 제14도의 라인(B)를 따라 주사될때 발생하는 검출 출력 전압의 파형의 예를 도시한다. 제15c도의 실선은 측정 대상물(O)가 제14도의 그 다음 라인(C)을 따라 주사될때 발생되는 검출 출력 전압의 파형을 나타낸다. 제15c도의 점선은 제14도의 라인(C)을 따른 측정 대상물(O)의 표면 전위의 실제 분포를 나타낸다. 제15도에서 알 수 있듯이, 검출 출력 전압은 측정 대상물(O)의 두개의 인접한 선형부에서의 표면 전위간의 차를 나타낸다.

상기 장치의 동작은 한 실예로 이후 상세하게 설명될 것이다. 감지 헤드(EDA)가 제14도의 라인(A)를 따라 측정 대상물(O)의 영역 외부에 주사하는 동안, 상기 검출 출력 전압은 제15a도에 도시된 바와 같은 기준 전압(Vss)으로 유지된다. 상기 검출 전압은 변환기(ADC)에 의해 가산기(ADD)에 공급되는 대응하는 디지탈 검출 신호로 변환된다. 상기 가산기(ADD)는 상기 디지탈 검출 신호에 라인 메모리(LM)로 부터의 정보 판독된 디지탈 신호를 가산한다. 상기 가산기(ADD)로 부터의 출력 디지탈 신호가 메모리(MA) 및 라인 메모리(LM)내에 기억된다. 라인(A)를 따른 주사가 시작되기 전에, 상기 라인 메모리(LM)가 지워지거나 또는 리셋되는 경우에, 제15a도의 파형에 대응하는 상기 디지탈 검출 신호는 메모리(MA)내에 직접 기억된다.

제14도의 라인(A)를 따라 주사가 완료된 후에, 제14도의 라인(B)을 따른 주사가 시작된다. 제14도의 라인(B)을 따른 주사가 시작된다. 제14도의 라인(B)을 따른 주사 동안, 상기 검출 출력 전압은 제15b도에 도시된 바와 같은 파형으로 변한다. 상기 검출 출력 전압은 변환기(ADC)에 의해 가산기(ADD)에 공급되는 대응하는 디지탈 검출 신호로 변환된다. 상기 가산기(ADD)는 현 디지탈 검출 신호와 상기 라인 메모리(LM)로 부터 정보 판독되고, 제15a도의 파형에 대응하는 앞서의 디지탈 검출 신호를 가산한다. 상기 가산기(ADD)로 부터의 출력 디지탈 신호가 메모리(MA)와 라인 메모리(LM)내에 기억된다. 상기 가산기(ADD)로 부터의 상기 출력 디지탈 신호는 상기 현 디지탈 검출 신호와 상기 앞서의 디지탈 검출 신호와의 가산에 대응한다.

제14도의 라인(B)을 따른 주사가 완료된 후에, 제14도의 라인(C)을 따른 주사가 시작된다. 제14도의 라인(C)을 따른 주사 동안, 상기 검출 출력 전압은 제15c도에 도시된 바와 같은 파형으로 변한다. 상기 검출 출력 전압은 변환기(ADC)에 의해 가산기(ADD)에 공급되는 대응하는 디지탈 검출 신호로 변환된다. 상기 가산기(ADD)는 현 디지탈 검출 신호와 상기 라인 메모리(LM)로 부터 정보 판독되고 제15b도의 파형에 대응하는 앞서의 출력 디지탈 신호를 가산한다. 상기 가산기 (ADD)로 부터의 출력 디지탈 신호가 메모리(MA) 및 라인 메모리(LM)내에 기억된다. 상기 가산기(ADD)로 부터의 상기 출력 디지탈 신호는 현 디지탈 검출 신호와 상기 앞서의 출력 디지탈 신호에 가산에 대응한다.

이러한 처리 과정은, 측정 대상물(O)의 유효 표면이 완전히 주사될때까지, 주기적으로 반복된다.

앞서의 설명으로 부터 알 수 있듯이, 비록 출력 단자(1)에 나타나는 원래의 검출 신호가 측정 대상물(O)의 두개의 인접한 선형부에서의 표면 전위간의 차를 나타낼지라도, 상기 장치 (ADC, ADD 및, LM)의 결합은 상기 원래의 검출 신호를 처리하여, 측정 대상물(O)의 한 선형부에서의 표면 전위를 직접 나타내는 바람직한 검출 신로를 유도한다. 상기 바람직한 검출 신호는 나중에 사용하기 위해 상기 메모리(MA)내에 기억된다.

제9도 내지 제15도의 실시예가 다양한 방법으로 변경될 수도 있다는 것을 알아야 한다. 제1변경으로, 접속 라인(l1 내지 ln)은 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 게이트의 전압이 외부 전계에 응답하여 변동되는 것을 방지하기 위해 정전 실드(electrostatic shield)에 의해 둘러싸여진다. 제2변경으로, 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)은 인접한 감지 전극(ED1 내지 EDn)에서 유도된 검출 신호간의 혼선을 방지 또는 억제하기 위해 정전 실드에 의해 서로 분리된다. 제3변경으로, 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)은 제거되고 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 게이트가 상기 감지 전극으로서 작용하도록 설계된다.

제16도는, 이후 나타낸 설계 변화를 제외하곤, 제9도 내지 제15도의 실시예와 유사한 본 발명의 제5실시예를 도시한다.

제16도의 실시예에 있어서, 감지 헤드(EDA)는 접속 부재(4) 및 중앙 샤프트(5)를 통해 구동 장치(BCM)의 이동가능한 부분[6, 전기자(armature)]에 연결된다. 신호 발생기(SG)가 구동 신호를 상기 구동 장치(BCM)로 출력 시킨다. 상기 구동 장치(BCM)는 상기 구동 신호에 응답하여 방향(U)으로 측정 대상물(O)을 향해서나 또는 상기 대상물로 부터 멀리 상기 감지 헤드(EDA)를 이동시킨다. 상기 구동 장치(BCM)는 상기 이동 가능부(6)와 협력하는 영구 자석(7)을 포함한다.

상기 감지 헤드(EDA)는 제17a도에 도시된 바와 같은 상기 측정 대상물(O)에 가깝거나 또는 먼 두 위치간에 상기 구동 장치(BCM)에 의해 주기적으로 이동된다. 상기 측정 대상물(O)의 선형 주사와 상기 검출 트랜지스터의 게이트의 전압의 리셋팅은 상기 근접 위치와 먼 위치간의 상기 감지 헤드(EDA)의 변화와 동기로 교대로 수행된다.

제1예에 있어서, 상기 감지 헤드(EDA)가 인접 위치에 머무르는 동안, 상기 측정 대상물(O)의 성형 주사가 계속 수행될 것이고 따라서, 상기 측정 대상물의 선형부에서의 표면 전위의 검출은 제17b도에 도시된 바와 같이 계속 실행된다. 덧붙여, 상기 감지 헤드(EDA)가 먼 위치에 머무르는 동안, 상기 검출 트랜지스터의 게이트의 전압의 리셋팅은 제17b도에 도시된 바와 같이 계속 수행될 것이다.

제2예에 있어서, 상기 감지 헤드(EDA)가 상기 근접 위치에 머무르는 주기의 일부동안, 상기 측정 대상물(O)의 선형 주사는 계속 수행될 것이고 따라서, 상기 측정 대상물의 선형부에서의 표면 전위의 검출은 제17b도에 도시된 바와 같이 계속 실행된다. 덧붙여, 상기 감지 헤드(EDA)가 먼 위치에 머무르는 주기의 일부동안, 상기 검출 트랜지스터의 게이트의 전압의 리셋팅은 제17b도에 도시된 바와 같이 계속 수행될 것이다.

제3예에 있어서, 상기 감지 헤드(EDA)가 먼 위치에 머무르는 동안, 상기 측정 대상물(O)의 선현 주사가 계속 수행될 것이고 따라서, 상기 측정 대상물의 선형 부분에서의 표면 전위의 검출도 제17d도에 도시된 바와 같이 계속 실행된다. 덧붙여, 상기 감지 헤드(EDA)가 근접 위치에 머무르는 동안, 상기 검출 트랜지스터의 게이트의 전압의 리셋팅은 제17d도에 도시된 바와 같이 계속 수행될 것이다.

제4예에 있어서, 상기 감지 헤드(EDA)가 먼 위치에 남아 있는 주기의 일부동안, 상기 측정 대상물(O)의 선형 주사는 계속 수행될 것이고, 상기 측정 대상물의 선형부에서의 표면 전위의 검출도 제17e도에 도시된 바와 같이 계속 수행된다. 덧붙여, 상기 감지 헤드(EDA)가 근접 위치에 머무르는 주기의 일부 동안, 상기 검출 트랜지스터의 게이트의 전압의 리셋팅도 제17e도에 도시된 바와 같이 수행될 것이다.

제18도 및 제19도는, 이후 나타낸 설계변화를 제외하곤, 제16도 및 제17도의 실시예와 유사한 본 발명의 제6실시예에 관한 것이다.

제18a도에 도시된 바와 같이, 감지 헤드는 측정 대상물로 부터 멀거나 또는 상기 대상물에 가까운 두 위치간에 주기적으로 이동된다. 제18b도에 도시된 바와 같이, 감지 헤드가 근접 위치에 머무르는 동안, 상기 측정 대상물의 선형 주사 및 상기 측정 대상물의 상기 선형 부분에서 표면 전위의 검출이 수행되고 그후에, 검출 트랜지스터의 게이트의 전압의 리셋팅이 수행된다. 덧붙여, 감지 헤드가 먼위치에 머무르는 각각의 주기 동안, 상기 측정 대상물의 선형 주사 및 상기 측정 대상물의 상기 선형 부분에서의 표면 전위가 검출이 수행되고 그후에, 상기 검출 트랜지스터의 게이트 전압의 리셋팅이 수행된다.

상기 실시예에서, 상기 감지 헤드로 부터 출력 신호는 제18c도에 도시된 바와 같이 극성이 주기적으로 변한다.

제19도에 도시된 바와 같이, 상기 실시예는 스위치(SW)를 포함하는데, 상기 스위치의 유동 접점은 단자(9)를 통해 상기 감지 헤드로 부터의 출력 신호를 수신한다. 스위치(SW)의 유동 접점은 단자(30)를 통해 스위치(SW)에 공급된 제어 신호에 응답하여 1-라인 주사 주기에서 제1 및 제2위치간에 주기적으로 이동된다. 스위치(SW)의 유동 접점을 제1위치 및 제2위치로 가정하면, 이들 위치는 상기 스위치의 고정 접점 ″a″ 및 ″b″와 각기 접속된다. 상기 스위치(SW)의 고정 접점 ″a″은 1-링 주사 주기만큼 입력 신호에 지연시키는 지연 회로(1HDL)의 입력 단자에 연결된다. 스위치(SW)의 고정 접점 ″b″은 극성 인버터(PRC)의 입력 단자에 접속된다. 상기 지연 회로(1HDL) 및 상기 극성 인버터(PRC)의 출력 단자는 가산기(ADD2)의 입력 단자에 각기 접속된다. 상기 가산기(ADD2)의 출력 단자는 출력 단자(10)에 접속된다.

상기 스위치(SW)의 유동 접점이 상기 스위치의 고정 접점 ″b″에 접속되면, 감지 헤드로 부터의 전류 검출 출력 신호는, 스위치(SW)를 통해 상기 극성 인버터(PRC)로 통과되고 상기 극성 인버터(PRC)에 의해 극성이 반전된다. 따라서, 상기 반전된 검출 신호는 지연 회로(1HDL)로 부터의 지연된 검출 신호와 동일한 극성을 갖는다. 상기 반전된 검출 신호 및 상기 지연된 검출 신호는 가산기(ADD2)에 의해 가산되고, 출력 단자(10)에 인가되는 출력 신호에 결합된다. 결과로서 발생한 출력 신호는 상기 감지 헤드로 부터의 출력 신호의 검출 전압의 2배인 검출 전압을 갖는다.

상기 스위치(SW)의 유동 접점이 고정 접점 ″a″과 접속되면, 상기 감지 헤드로 부터의 전류 검출 출력 신호는 스위치(SW)를 통해 지연 회로(1HDL)로 통과된다. 상기 지연 회로(1HDL)에 의해 상기 검출 출력 회로가 1-라인 주사 주기만큼 지연된 후에, 지연 출력 신호가 가산기(ADD2)에 공급된다.

전술한 바와 같이, 각 검출 트랜지스터의 드레인으로 부터 게이트의 누설 전류가, 상기 감지 헤드에서 상기 검출 출력 신호에 불필요한 성분을 야기시킨다. 상기 지연 회로(1HDL)에서의 상기 출력 신호내의 이러한 불필요한 성분은 상기 극성 인버터(PRC)로 부터의 상기 출력 신호내의 불필요한 성분의 극성과 반대의 극성을 갖는다. 따라서, 이러한 불필요 성분은 가산기(ADD2)에 의해 제거되어, 상기 가산기로 부터의 출력 신호가 측정 대상물의 표면 전위를 정확히 나타낸다.

제20도를 참조하면, 본 발명의 제7실시예에 따른 장치는, 출력 단자(1)를 통하여, 신호 처리기(SDA2)내의 스위치(SW2)의 고정 접점에 검출 신호를 출력시키는 감지 헤드(EDA)를 포함한다.

측정 대상물(O)는 표면 전위를 갖는데, 상기 표면 전위의 분포는 광학 영상에 대응한다. 상기 감지 헤드(EDA)는 측정 대상물(O)의 표면을 주사하기에 적합한 구동 매카니즘(도시되지 않음)에 의해 상기 측정 대상물(O) 위쪽으로 이동된다. 이후 설명될 바와 같이, 상기 감지 헤드(EDA)는 일렬로 배열된 감지 전극을 포함한다. 상기 감지 헤드(EDA)가 한 위치에 있을 동안에, 상기 감지 전극의 선형 배열에 대향하는 상기 측정 대상물(O)의 선형부분이 주사된다. 이러한 라인 주사가 완료된 후에, 상기 감지 헤드(EDA)는 그 다음 위치로 이동되고 후속 라인 주사가 수행된다. 상기 라인 주사가, 상기 측정 대상물(O)의 전체 표면이 주사될때까지, 주기적이고 연속적으로 수행된다.

참조 부호 VP는 감지 헤드(EDA)와 나란히 확장되고 측정 대상물(O)의 에지를 따라 확장된다. 측정 대상물(O)의 주사가 행해지기 전에, 상기 참조 부호 VP는 주사 헤드(EDA)에 의해 주사된다. 전원(Vbs)은 참조 부호 VP에, 광학 영상의 블랙 부분에 대응하는 측정 대상물(O)의 일부에서의 표면 전위와 대략 동일한 선정된 표면 전위가 제공된다.

제1주기 동안에, 상기 감지 헤드(EDA)가 참조 부호 VP를 주사하고 스위치(SW2)의 유동 접점이 고정 접점 ″a″에 접속되어, 상기 감지 헤드(EDA)로 부터의 검출 출력 신호가 아나로그-디지탈 변환기(ADC2)에 인가된다. 상기 검출 신호는 상기 변환기(ADC2)에 의해 라인 메모리(LM2)에 기억되는 대응하는 디지탈 검출 신호로 변환된다. 상기 라인 메모리(LM2)에 기억된 상기 디지탈 검출 신호는 한 라인에 대응하는 량을 갖는다. 상기 주기 동안에, 상기 감지 헤드(EDA)가 참조 부호 VP를 주사하기 때문에, 상기 라인 메모리(LM2)에 기억된 상기 검출 신호는 광학 영상의 블랙 부분에 대응하는 신호 레벨을 나타낸다.

후속 주기 동안에, 상기 감지 헤드(ED)가 측정 대상물을 주사하기 시작하고, 상기 스위치(SW2)의 유동 접점이 고정 접점 ″b″에 접속되어, 상기 감지 헤드(EDA)로 부터의 검출 출력 신호가 감산기(SUB2)의 제1입력 단자에 인가된다. 디지탈-아나로그 변환기(DAC2)는 상기 라인 메모리(LM2)로 부터의 블랙 디지탈 출력 신호를 상기 감산기(SUB2)의 제2입력 단자에 인가된 대응하는 아나로그 블랙 신호로 변환시킨다. 상기 감산기(SUB2)는 상기 검출 신호에서 상기 블랙 신호를 감산하여, 출력 단자(10)에 인가된 차이 검출 신호를 유도한다. 상기 검출 신호에서 상기 블랙 신호의 감산은 상기 감지 헤드(EDA)의 각각의 감지 전극을 포함하는 감지 소자의 감도에 따른 변화를 부분적으로 보상한다. 제21도에 제시된 장점에서 라인 α, β 및 γ는 상기 잇점이 제21도에 제시되는데, 제21도에서 라인 α, β 및 γ은 광학 영상의 블랙 부분에 대응하는 표면 전위(Vb)에서 동일 지점에서 전술된 보상에 의해 행해진 상기 감지 소자의 다른 감도를 나타낸다. 이러한 보상이 수행되지 않는다면, 감도 특성 라인 α, β 및 γ은 블랙 전위(Vb)의 다른 지점이라고 가정된다. 제21도에서, 문자(Vw)는 광학 영상의 화이트 부분에 대응하는 표면 전위를 나타낸다.

제22도에 도시된 바와 같이, 신호 처리기(SDA2)로 부터의 출력 신호는 출력 단자(10)를 통해 배율기(MUL2)의 제1입력 단자에 공급된다. 라인 메모리(LM3)는 상기 감지 소자의 각각의 보상 계수에 대응하는 한 세트의 보상 신호를 기억한다. 상기 보상 신호는 신호 처리기(SDA2)로 부터 배율기(MUL2)로의 출력 신호의 인가와 부합되는 시기에 상기 라인 메모리(LM3)로 부터 상기 배율기(MUL2)의 제2입력 단자로 순차적으로 출력 된다. 상기 배율기(MUL2)는 상기 감지 헤드(EDA)의 각각의 감지 전극을 포함하는 감지 소자의 감도중 변화에 대해 완전히 보상하기 위해 신호 처리기(SDA2)로 부터의 출력 신호에 보상 신호를 배가시킨다. 상기 잇점이 제23도에 제시되는데, 제23도에서 라인 α, β 및 γ는 동일 감도 특성 라인으로 전술된 완전한 보상에 의해 이루어진 감지 소자의 다른 감도를 나타낸다. 제21도에서, 문자(Vw)는 광학 영상의 화이트 부분에 대응하는 표면 전위를 나타내고, 문자 Kα, Kβ 및 Kγ는 상기 라인 α, β 및 γ에 각기 관련된 감지 소자에 대한 보상 계수를 나타낸다. 배율기(MUL2)로 부터의 출력 신호는 출력 단자(11)에 공급된다.

상기 보상 계수는, 공지된 표면 전위를 가진 기준 측정 대상물이 주사될때 발생하는 감지 소자로 부터의 출력 신호를 근거로 하여 결정된다.

제24도에 도시된 바와 같이, 감지 헤드(EDA)는 각기 접속 라인(l1 내지 ln)을 통해 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 게이트에 접속되는 감지 전극(ED1 내지 EDn)을 포함한다.

상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 드레인은 전력 공급 라인 V에 공통으로 접속된다. 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 소스는 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)의 드레인에 각기 접속된다. 상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)의 소스는 출력 단자(1)에 공통적으로 접속된다. 부하 저항(R1)은 상기 출력 단자(1)와 접지간에 접속된다.

상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)는 출력 단자(1)에 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)를 접속 및 분리시키는 스위치로서 작용을 한다. 각각의 상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)에서, 소스-드레인 통로는, 게이트가 고레벨 전압과 저레벨 전압을 각기 수용할시에 도전 및 비도전 된다. 즉, 각각의 상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)는 상기 트랜지스터의 게이트가 고레벨 전압과 저레벨 전압을 수용할시에 온 및 오프된다.

상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)의 게이트는 시프트 레지스터(SR)의 각각의 출력 단자에 접속되어, 상기 시프트 레지스터(SR)로 부터의 출력 신호(P1)를 공급 받는다. 상기 시프트 레지스터(SR)의 클럭 입력 단자(8)를 통해 클럭 신호(Pc)를 수용하는데, 상기 클럭 신호(Pc)는 제11도에 도시된 파형과 유사한 파형을 취한다.

제10도 및 제11도의 실시예와 유사하게, 상기 시프트 레지스터(SR)로 부터의 출력 신호(P1 내지 Pn)는 순차적으로 입력 클럭 신호(Pc)에 응답하는 고레벨이라고 가정하자. 따라서, 상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)는 클럭 신호(Pc)에 따라 순차적으로 온된다.

감지 전극(ED1 내지 EDn)은 제12도에 도시된 방식과 유사한 방식으로 선형으로 정렬한다.

상기 장치의 동작은 다음과 같다. 감지 헤드(EDA)는 측정 대상물(O)에 근접하게 제작된다. 덧붙여, 감지 전극(ED1 내지 EDn)은 상기 측정 대상물(O)의 표면에 대향된다. 정전 유도는 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)에 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)과 각기 대향하는 측정 대상물(O)의 일부의 표면 전위에 대응하는 전압이 제공되게 한다. 상기 유도된 전압은 상기 접속 라인(l1 내지 ln)을 통해 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)으로 부터의 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 게이트로 이송된다.

전술된 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)는 순차적으로 온된다. 따라서, 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 게이트의 전압에 대응하는 전압 신호는 상기 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)의 소스-드레인 통로를 통해 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 소스로 부터 출력 단자(1)로 순차적으로 이송된다. 따라서, 출력 단자(1)에서 발생된 출력 신호는 측정 대상물의 선형 부분의 표면 전위의 분포에 대응하는 시간에 따른 변화를 갖는다.

제25도는, 측정 대상물(O)가 제20도 내지 제24도의 실시예의 기준 부재(VP)와 동일한 기능을 하는 기준 영역(VPa)을 포함한다는 것을 제외하고, 제20도 내지 제24도의 실시예와 유사한 본 발명의 제8실시예를 도시한다.

본 발명이 제9실시예를 도시하는 제26도를 참조하면, 대상물(Q)의 광경은 상기 대상물(Q)의 광경과 일치하는 디스크형 기록 매체(Dr)상의 전하 잠상을 발생하는 기록 헤드(ReH)상에 렌즈(L)에 의해 포커스된다.

상기 기록 매체(Dr)는 부재(CHL)를 형성하는 전극(E) 및 전하 잠상을 포함한다. 상기 전극(E)은 상기 기록 매체(Dr)의 베이스 판으로서의 기능을 한다. 상기 부재(CHL)는 우수한 절연 물질로 제조한다. 상기 기록 매체(Dr)는 샤프트(70) 회전할 수 있다.

상기 기록 헤드(ReH)는 유리 기판 또는 베이스판(BP5)과, 투명 전극(Et) 및, 광도전 층(PCL)을 포함하는 박판 구조를 갖는다. 전력원(Vb)은 전극(Et과 E)간에 선정된 전계를 발생시키기 위해 상기 전극(Et)과 상기 기록 매체(Dr)의 전극(E)간에 접속된다.

대상물(Q)의 영상이 기록 헤드(ReH)의 광도전층(PCL)상의 렌즈(L)에 의해 형성될, 상기 광도전층(PCL)의 전기 저항은 대상물(Q)의 영상에 따라 변화하여, 전하 잠상이 상기 대상물(Q)의 영상에 따라 상기 기록 매체(Dr)의 상기 부재(CHL)상에 형성된다. 상기 기록 매체(Dr)가 테이프형, 시트형 또는, 카드형과 같은 다른 형일 수도 있음을 알아야 한다.

상기 기록 매체(Dr)상의 전하 잠상은 제24도에서 도시된 것과 유사한 회로 구조를 갖는 감지용 헤드(EDA; 제26도에는 도시되지 않았음)에 의해 검출된다. 제27도에서 도시된 바와 같이, 상기 감지 헤드(EDA)는 기판(BP6)상에 형성된 감지 전극(ED1 내지 EDn) 및 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)를 구비한다. 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)은 균등하고 이격되고 일렬로 배열된다. 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)는 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)의 라인에 대해 일정하게 이격되고 평행하게 일렬로 배열된다. 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)는 플로팅-게이트 MOS 전계 효과 트랜지스터로 구성된다. 차폐 부재(SA)가 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)과 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)간에 확장된다. 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)과, 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn) 및, 상기 차폐부재(SA)는 실리콘 이산화물의 절연 보호층(도시되지 않음)으로 코팅되어 대기와 완벽하게 차단되어 있다.

제28도에서 도시된 바와 같이, 상기 감지 헤드(EDA)는 기록 매체(Dr)와 근접하게 대향된다. 정전유도는 상기 감지 전극(ED)이 상기 기록 매체(Dr)의 상기 부재(CHL)상의 잠상에 대응하는 전위 공급 받게 한다. 상기 유도된 전위는 시계열 검출 출력 신호를 얻기 위해서 상기 검출 트랜지스터를 통해 순차적으로 이송된다. 상기 차폐 부재(SA)는 접지된다. 상기 차폐 부재(SA)는 상기 감지 전극(ED)간에 정전 차폐를 제공하여 상기 감지 헤드(EDA)의 고 해상도를 보장한다.

상기 실시예는 상기 검출 트랜지스터(DF)용 플로팅 게이트 MOS 트랜지스터의 사용으로 상기 사용 트랜지스터(DF)의 게이트에 작용하는 리셋팅 수단을 생략할 수 있어 유리하다.

제29도에 도시된 바와 같이, 상기 차폐 부재(SA)는 조정가능한 전압이 인가되는 단자(110)에 접속된다. 상기 감지 전극(ED)은 표유 캐패시턴스(Cs)에 의해 상기 차폐 부재(SA)에 접속된다. 표유 캐패시턴스(Cd)는 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트와 드레인 간에 존재한다. 표유 캐패시턴스(Cg)는 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트에 접속된다. 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트는 상기 감지 전극(ED)과, 상기 표유 캐패시턴스(Cs) 및, 상기 차폐 부재(SA)를 통해 단자(11)에 접속되어, 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트의 전압은 단자(110)의 전압에 좌우된다. 상기 단자(110)의 전압은 상기 플로팅-게이트 트랜지스터(DF)의 플로팅 게이트가 상기 트랜지스터(DF)의 신뢰성 있는 동작을 보장하는데 적합한 바이어스 전압에 노출되도록 선택된다.

다수의 차폐 부재(SA)가 각각의 감지 전극(ED)에 대해 제공되는 경우에, 상기 차폐 부재(SA)에 인가된 전압은 독자적으로 조정가능하다. 이 경우에, 제30도에 도시된 바와 같이, 검출 트랜지스터(DF1 내지 DF2)의 상이한 게이트 바이어스는 감지 전극(ED1 및 ED2)에 각기 대응하는 상기 차폐 부재(SA)에 인가된 전압을 독자적으로 조정하므로 적합한 게이트 바이어스에 접속된다.

제31도는, 단자(110) 및 감지 전극(ED)에 표유 캐패시턴스(Cs)를 통해 접속되도록 배열되는 것을 제외하곤, 제26도 내지 제30도의 실시예와 유사한 본 발명의 제10실시예를 도시한다.

제32도는 후술되는 바와같이 설계상의 변화를 제외하고는 제26도 내지 제30도의 실시예와 유사한 본 발명의 제11실시예를 도시한다.

제32도의 실시예에 있어서, 라인 메모리(LM5)는 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 신뢰성 있는 동작을 보장하는 검출 플로팅-게이트 MOS 전계 효과 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 적합한 게이트 바이어스에 관한 데이타를 기억한다. 검출신호는 스위칭 트랜지스터(SF1 내지 SFn)를 통해 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)로부터 출력단자(1)로 순차적으로 이송된다. 게이트 바이어스 데이타는 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)로부터의 검출신호를 순차 이송하는 것과 동기로 상기 라인 메모리(LM5)로부터 디지탈-아나로그 변환기(DAC5)로 출력된다. 게이트 바이어스 데이타는 상기 변환기(DAC5)에 의해 증폭기(AMP5)를 통해 차폐 부재(SA)에 인가되는 대응하는 전압으로 변환된다. 결과로서, 상기 차폐 부재(SA)에 인가된 상기 전압은 검출 신호가 현재 이송되는 한 검출 트랜지스터의 게이트 바이어스 데이타에 의해 결정된다. 그러므로, 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)의 게이트는, 상기 검출 신호가 상기 검출 트랜지스터(DF1 내지 DFn)로부터 이송될때 각각의 적합한 게이트 바이어스에 노출된다.

본 발명의 제12실시예를 도시한 제33도를 참조하면, 대상물(Q)의 광경은 상기 대상물(Q)의 광경에 따라 디스크형 기록 매체(Dr)상에 전하 잠상을 형성하는 기록 헤드(ReH) 상에 렌즈(L)에 의해 포커스된다.

상기 기록 매체(Dr)는 전극(E)과 전하 잠상 형성 부재(CHL)를 포함한다. 상기 전극(E)은 기록 매체(Dr)의 베이스판으로서 작용한다. 상기 부재(CHL)는 우수한 절연 물질로 만들어진다. 상기 기록 매체(Dr)는 샤프트(70)에 대해 회전 가능하다. 제34도에 도시된 바와같이 상기 기록 매체(Dr)가 방향 R으로 회전할때, 상기 대상물(Q)의 전하 영상은 상기 기록 매체(Dr)의 영역(RZ1, RZ2, …)상에 순차적으로 기록된다.

상기 기록 헤드(ReH)는 유리 기판 또는 베이스 판(BP5)과, 칼라 스트라이프 필터(F)와, 투명 전극(Et) 및, 광전도 층(PCL)을 포함하는 박판 구조를 갖는다. 전력원(Vb)은 전극(Et 와 E)간에 선정된 전계를 발생하기 위해 전극(Et)과 상기 기록 매체(Dr)의 전극(E)간에 접속된다.

상기 대상물(Q)의 영상이 상기 칼라 필터(F)를 통해 기록 헤드(ReH)의 광도전 층(PCL)상에 렌즈(L)에 의해, 형성될때, 상기 광도전 층(PCL)의 전기 저항은 상기 대상물(Q)의 영상에 따라서 변하며, 따라서 전하 잠상은 상기 대상물(Q)의 영상에 일치하게 상기 기록 매체(Dr)의 부재(CHL)상에 형성된다. 상기 기록 매체(Dr)가 테이프 형, 시트 형 또는, 카드 형과 같은 다른 형태로 가질 수 있다는 것을 알아야 한다.

제35도에 도시된 바와같이, 칼라 필터(F)는 적색, 녹색 및 청색의 나란한 스트라이프로 각각 구성되는 순환 그룹을 갖는다. 상기 필터(F)의 칼라 스트라이프 배열과 일치하게, 상기 기록 매체(Dr)상에 형성된 전하 잠상은, 제36도에 도시된 바와같이, 적색, 녹색 및 청색에 각각 대응하는 스트라이프 Z(R), Z(G) 및, Z(B)로 각각 구성되는 순환 그룹으로 분할된다.

상기 기록 매체(Dr)상의 상기 전하 잠상은, 제32도에 도시된 것과 유사한 구조를 가진 감지 헤드(EDA)에 의해 검출된다. 제36도에 도시된 바와같이, 상기 감지 헤드(EDA)는 스트라이프 Z(R), Z(G) 및, Z(B)와 나란한 방향 X으로 상기 기록 매체(Dr)를 선형으로 주사한다. 상기 선형 주사 동안에, 각각의 스트라이프 Z(R), Z(G) 및, Z(B)에 대응하는 적색 신호, 녹색 신호 및, 청색 신호중 한 신호가 출력된다. 상기 선형 주사가 완료된후에, 상기 감지 헤드(EDA)는 상기 방향 X에 수직한 방향 Y으로 이동되고 후속의 선형 주사는 상기 스트라이프 Z(R), Z(G) 및, Z(B)중 후속의 한 스트라이프에 대해 시작된다. 이러한 주사 공정은, 상기 기록 매체(Dr)의 유효 표면이 완전히 주사될 때까지, 반복된다. 상기 기록 매체(Dr)의 주사중에, 적색 신호, 녹색 신호, 청색 신호는 상기 감지 헤드(EDA)로부터 연속해서 주기적으로 출력된다.

제37도에 도시된 바와같이, 신호 처리기는, 상기 감지 헤드(EDA)로부터의 출력 신호가 단자(13)를 통해 인가되는 이동 가능한 접점(V10)을 가진 스위치(SW10)을 포함한다. 상기 스위치(SW10)의 고정 접점 ″a″, ″b″ 및 ″c″는 라인 메모리(ML10, LM20 및, LM30)에 각각 접속된다. 상기 이동 가능한 접점(V10)는 라인 주사 주기에서 상기 고정 접점 ″a″, ″b″ 및, ″c″에 순차적으로 접속되어, 적색 신호, 녹색 신호 및, 청색 신호가 상기 라인 메모리(LM10, LM20 및, LM30)내에 분포되어 저장된다. 상기 적색 신호, 녹색 신호, 및 청색 신호는 출력단자(14, 15 및 16)를 통해 라인 메모리(LM10, LM20 및, LM30)로부터 이송된다. 상기 출력 단자(14, 15 및 16)를 통해 이송된 상기 적색 신호, 녹색 신호 및, 청색 신호는 제36도에 도시된 바와같은 상기 스트라이프 Z(R), Z(G) 및, Z(B)의 세트에 대응하는 휘도 신호 Y1, Y2, Y3, …로 결합된다.

제38도는, 후술되는 설계상의 변화를 제외하곤, 제33도 내지 제27도의 실시예와 유사한 본 발명의 제13실시예를 도시한다.

제38도의 실시예에서, 상기 감지 헤드(EDA)의 감지 전극(ED)은 각각의 스트라이프 Z(R), Z(G) 및, Z(B)에 대응하도록 배열된다. 상기 감지 헤드(EDA)는 상기 스트라이프 Z(R), Z(G) 및, Z(B)에 수직한 방향 X으로 기록 매체(Dr)를 선형으로 주사한다. 상기 선형 주사 동안에, 적색 신호, 녹색 신호 및, 청색 신호는 상기 각각의 스트라이프 Z(R), Z(G) 및, Z(B)와 일치하게 상기 감지 헤드(EDA)로부터 순차적으로 그리고 주기적으로 출력된다. 상기 선형 주사가 완료된 후에, 상기 감지 헤드(EDA)는 상기 방향에 X에 수직한 방향 Y으로 이동되고 후속의 선형 주사가 시작된다. 이러한 주사 공정은, 상기 기록 매체(Dr)의 유효 표면이 완전히 주사될 때까지 반복된다.

제39도에 도시된 바와같이, 신호 처리기는 상기 감지 헤드(EDA)로부터의 출력 신호가 단자(13)를 통하여 인가되는 이동 가능한 접점(V20)를 가진 스위치(SW20)를 포함한다. 스위치(SW10)의 고정 접점 ″a″, ″b″ 및, ″c″은 화소 메모리(PM10, PM20 및, PM30)에 각기 접속된다. 이동 가능한 접점(V20)은 화소 주사 주기에서 고정 접점 ″a″, ″b″ 및, ″c″과 순차적으로 접속되어, 적색 신호, 녹색 신호 및, 청색 신호가 화소 메모리(PM10, PM20 및 PM30)내에 분포되어 기억된다. 상기 적색 신호, 녹색 신호 및, 청색 신호는 출력 단자(14, 15 및 16)를 통해 상기 화소 메모리(PM10, PM20 및 PM30)로부터 각기 이송된다. 상기 출력 단자(14, 15, 16)를 통해서 이송된 상기 적색 신호, 녹색 신호 및, 청색 신호는 제38도에 도시된 바와같이 스트라이프 Z(R), Z(G) 및, Z(B)에 대응하는 휘도 신호 Y1, Y2, Y3, …로 결합된다.

제40도는 이후의 설계 변화를 제외한 제33도 내지 제37도의 실시예와 유사한 본 발명의 제14실시예를 도시한다.

제40도의 실시예는 칼라 필터(F, 제33도 참조) 대신에 광학 칼라 분리기(CSA)를 사용한다. 상기 광학 필터 분리기(CSA)는 렌즈(L)와 기록 헤드(ReH)간에 위치된다.

제40도 내지 제42도에 도시된 바와같이, 상기 광학 칼라 분리기(CSA)는 각각의 전체 반사 표면(Mr 및 Mb)을 가진 프리즘(Pr 및 Pb)간에 확장되는 이색 미러 또는 이색 프리즘(Dp)을 포함한다. 상기 이색 프리즘(Dp)은 적색 광은 반사시키나 녹색 및 청색광은 통과시키는 미러 또는 R 표면과, 청색 광은 반사시키나 녹색 및 적색광을 통과시키는 미러 또는 B 표면을 포함한다. 상기 R 표면 및 상기 B 표면은 서로 수직이다.

대상물(Q)로부터의 광이 광학 칼라 분리기(SCA)의 이색 프리즘(Dp)에 입사할때, 상기 입사 광선중 녹색 성분이 이색 프리즘(Dp)을 통과하고 영상 형상 표면의 영역(Ig)상에 대상물(Q)의 녹색 영상을 형성한다. 상기 광중 적색 성분은 이색 프리즘(Dp)의 R 표면에 의해 반사되고, 그후에 상기 프리즘(Pr)의 전체 반사 표면(Mr)에 의해 반사되어, 상기 녹색 영역(Ig)에 인접한 영상 형성 표면의 영역(Ir)상에 상기 대상물(Q)의 적색 영상을 형성한다. 상기 광의 청색 성분은 상기 이색 프리즘(Dp)의 B표면에 의해 반사되고, 그후에, 상기 프리즘(Pb)의 전체 반사 표면(Mb)에 의해 반사되어, 상기 녹색 영역(Ig)에 인접한 영상 형성 표면의 영역(Ib)상에 상기 대상물(Q)의 청색 영상을 형성한다. 따라서, 제43도에 도시된 바와같이, 적색, 녹색 및, 청색에 관한 세개의 저하 잠상이 상기 기록 매체(Dr)의 분리 영역(R, G 및, B)상에 형성된다.

제41도에서 알수 있듯이, 적색 광 및, 청색 광에 의해 이동되는 총 거리는 부가적인 거리 XX만큼 녹색 광선에 의해 이동되는 총 거리보다 더 크다. 덧붙여, 적색 영상 시스템 및 청색 영상 시스템의 광학축은 오프셋 값(a10)에 의해 녹색 영상 시스템의 광학축으로부터 분리된다. 상기 오프셋 값(a10) 및 부가적인 거리 XX는 상기 프리즘(Pr 및 Pb)의 길이와 상기 프리즘(Pr 및 Pb)에 대한 물질의 굴절율을 적절히 선택하므로 균일하게 된다.

상기 감지 헤드(EDA)는 영역(R, G 및 B)이 배열되는 방향 Y에 수직인 방향 X으로 상기 기록 매체(Dr)를 선형으로 주사한다. 상기 선형 주사동안, 적색, 녹색 및, 청색중 하나에 대응하는 신호가 상기 감지 헤드(EDA)로부터 출력된다. 상기 선형 주사가 완료된후에, 상기 감지 헤드(EDA)는 방향 Y으로 이동되고 후속의 선형 주사가 시작된다. 이러한 주사 공정은 기록 매체(Dr)의 유효 표면에 완전히 주사될 때까지 반복된다. 제43도의 경우에, 영역(R, G 및, B)이 연속적으로 주사되어, 적색 신호, 녹색 신호 및, 청색 신호는 상기 감지 헤드(EDA)로부터 순차적으로 출력된다.

제44도는 이후의 설계 상의 변화를 제외하곤 제40도 내지 제43도의 실시예와 유사한 본 발명의 제15실시예를 도시한다.

제44도의 실시예에서, 상기 감지 헤드(EDA)는 상기 영역(R, G 및, B)이 배열되는 방향 X으로 상기 기록 매체(Dr)를 선형으로 주사한다. 상기 선형 주사동안, 적색 신호, 녹색 신호 및, 청색 신호는 상기 감지 헤드(EDA)로부터 순차적이고 주기적으로 출력된다. 선형 주사가 완료된후에, 상기 감지 헤드(EDA)는 상기 방향 X에 수직인 방향 Y으로 이동되고 후속의 선형 주사가 시작된다. 이러한 주사 공정은 상기 기록 매체(Dr)의 유효 표면이 완전히 주사될 때까지 반복된다.

Claims (13)

1. 게이트 및 드레인을 구비한 전계 효과 트랜지스터(DF)와; 상기 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 상기 트랜지스터의 드레인과 게이트간의 누설 전류(i)에 의해 충전되는 게이트 입력 캐패시턴스(Cin)와; 상기 트랜지스터의 상기 게이트에 측정 대상물의 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압을 제공하는 수단과; 상기 트랜지스터의 게이트의 전압을 리셋하기 위해 상기 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단 및; 상기 트랜지스터의 게이트와 상기 방전 수단간에 접속되고 상기 입력 캐패시턴스(Cin)로부터의 방전 전류에 대향하는 극성을 가진 다이오드(D)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 전위 분포 검출 장치.
2. 게이트 및 드레인을 구비한 검출 전계 효과 트랜지스터(DF)와; 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트에 접속되고, 상기 검출 트랜지스터(DF)의 드레인과 게이트간의 누설 전류에 의해 충전되어지는 제1게이트 입력 캐패시턴스와; 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트에 측정 대상물 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압을 제공하는 수단과; 상기 검출 트랜지스터(DF)의 게이트의 전압을 리셋하기 위해 상기 검출 트랜지스터(DF)의 상기 게이트 입력 캐패시턴스(Cin)를 방전시키는 수단과; 게이트 및 드레인을 구비한 보상 전계 효과 트랜지스터(DFd)와; 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 게이트에 접속되고, 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 드레인과 게이트 간의 누설 전류에 의해 충전되어지는 제2게이트 입력 캐패시턴스와; 상기 검출 트랜지스터의 상기 입력 캐패시턴스의 방전과 동기로 상기 보상 트랜지스터의 게이트의 전압을 리셋하기 위해 상기 보상 트랜지스터의 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단을 포함하는 표면 전위 분포 검출장치에 있어서, 상기 검출 트랜지스터는 상기 측정 대상물의 표면 전위에 부합되는 제1성분과 부합되지 않는 제2성분을 가진 신호를 출력시키고, 상기 보상 트랜지스터는 상기 검출 트랜지스터로부터의 상기 출력 신호의 상기 제2성분과 동일한 신호를 출력시키는 것을 특징으로 하는 표면 전위 분포 검출 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 게이트 입력 캐패시턴스(Cin)의 방전의 시정수 및 상기 검출 트랜지스터(DF)의 입력 캐패시턴스(Cin)의 방전의 시정수를 동일화하기 위해 상기 보상 트랜지스터(DFd)의 상기 게이트 입력 캐패시턴스(Cin)의 상기 방전의 시정수를 조정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 전위 분포 검출 장치.
4. 일렬로 배치되고, 측정 대상물의 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압을 제공받는 다수의 감지 전극(ED1 내지 EDn)과; 드레인 및 상기 감지 전극(ED1 내지 EDn)에 결합된 게이트를 가진 다수의 전계 효과 트랜지스터(DF1 내지 DF2)와; 상기 트랜지스터의 각각의 게이트에 접속되고, 상기 트랜지스터의 드레인과 게이트간의 누설 전류(i)에 의해 각기 충전되어지는 게이트 입력 캐패시턴스(Cin)와; 시계열 출력 신호(time series output signal)를 얻기 위해 상기 트랜지스터로부터 공통 출력 라인으로 출력 신호를 순차적으로 이송시키는 수단과; 상기 트랜지스터로부터의 상기 출력 신호의 상기 순차 이송의 한 싸이클이 완료될 때마다 상기 트랜지스터(RF1 내지 RFn)의 게이트의 전압을 리셋하기 위해 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단(SR)과; 메모리(LM)와; 상기 메모리로부터의 출력 신호와 상기 트랜지스터로부터의 출력 신호의 순차 이송의 한 싸이클에 대응하는 상기 시계열 출력 신호의 한 블럭을 가산하는 가산기(ADD) 및; 상기 가산기로부터의 출력 신호에 의해 상기 메모리의 내용을 갱신하는 수단(MA)을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면전위 분포 검출 장치.
5. 측정 대상물의 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압을 제공받는 감지 전극과; 드레인 및 상기 감지 전극에 접속된 게이트를 가진 전계 효과 트랜지스터와; 상기 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 상기 트랜지스터의 드레인과 게이트 간의 누설 전류에 의해 충전되어지는 게이트 입력 캐패시턴스와; 상기 측정 대상물쪽으로 또는 상기 대상물로부터 멀리 상기 감지 전극을 주기적으로 이동시키는 수단(BCM)과; 상기 전극의 주기적 이동에 따른 타이밍으로 상기 트랜지스터의 게이트의 전압을 리셋하기 위해 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단과; 측정 대상물에 가까운 제1위치와 상기 대상물로부터 멀리 떨어진 제2위치간에 상기 감지 전극을 움직이는 수단과; 상기 감지 전극이 상기 제1위치에 있을시에, 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 방전 수단 및; 상기 감지 전극이 제2위치에 있을 시에, 검출을 용이하게 하기 위해 상기 트랜지스터로부터 출력 단자로 출력신호를 이송시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 전위 분포 검출 장치.
6. 측정 대상물의 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압이 제공된 감지 전극과; 드레인 및 상기 감지 전극에 접속된 게이트를 가진 전계 효과 트랜지스터와; 상기 트랜지스터의 게이트에 접속되고 상기 트랜지스터의 드레인과 게이트간의 누설 전류에 의해 충전되어지는 게이트 입력 캐패시턴스와; 측정 대상물에 근접한 제1위치와 측정 대상물로부터 멀리 떨어진 제2위치간에 상기 감지 전극을 주기적으로 이동시키는 수단(BCM)과; 상기 감지 전극이 제1위치에 있을때마다 상기 트랜지스터의 게이트 전압을 리셋시키기 위해 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단과; 상기 감지 전극이 제1위치에 있을때 마다 검출을 용이하게 하기 위하여 상기 트랜지스터로부터의 출력 신호를 출력 단자로 이송시키는 수단과; 상기 감지 전극이 제2위치에 있을때마다 상기 트랜지스터의 게이트 전압을 리셋시키기 위해 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단 및; 상기 감지 전극이 제2위치에 있을때마다 검출을 용이하게 하기 위하여 상기 트랜지스터로부터의 출력신호를 출력 단자로 이송시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 전위 분포 검출 장치.
7. 일렬로 배열되고 광학 영상을 나타내는 측정 대상물의 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압이 제공되며, 측정 대상물을 주사하는 감지 전극과; 한 주사 라인에 상응하는 시계열 출력 신호를 얻기 위하여 상기 감지 전극으로부터의 출력 신호를 공통 출력라인으로 순차적으로 이송시키는 수단과; 상기 광학 영상의 블랙 부분에 상응하는 표면 전위가 제공되며 상기 감지 전극에 의해 주사되어지는 기준 부재(Vp, Vpa)와; 상기 감지 전극에 의해 상기 기준 소자가 주사될때, 기준 신호로서 출력 신호를 기억하는 수단(LM2) 및; 상기 기준 신호를 판독하고 측정 대상물이 상기 감지 전극에 의해 주사될때, 상기 출력 신호로부터 상기 기준 신호를 제하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 전위 분포 검출 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 감지 전극의 각각의 동작 특성을 나타내는 데이타 신호를 기억하는 수단 및, 상기 감지 전극의 상기 동작 특성중에 변화를 보상하기 위해, 감산 수단(SUB2)으로부터의 출력 신호와 상기 데이타 신호를 배가시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전위 분포 검출 장치.
9. 게이트를 구비한 플로팅 게이트 전계 효과 트랜지스터(DF1 내지 DFn)와; 측정 대상물의 표면 전위에 일치하는 전압을 정전기적으로 유도하는 수단과; 상기 유도된 전압을 상기 트랜지스터의 게이트(ED1 내지 EDn)에 인가하는 수단 및; 상기 트랜지스터의 출력 신호를 이송시키는 수단(SR)을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 전위 분포 검출 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 트랜지스터의 게이트에 조정가능한 바이어스를 인가시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 전위 분포 검출 장치.
11. 기록 매체와; 상기 기록 매체상에 대상물의 전하 잠재 영상을 발생시키는 수단과; 상기 기록 매체와 상기 대상물간에 위치된 칼라 필터(F)와 감지 전극과; 상기 기록 매체상의 상기 잠재 영상에 일치하는 상기 감지 전극에서의 전압을 정전기적으로 유도하는 수단과; 상기 감지 전극에서의 전압을 근거로하여 상기 영상 신호를 발생시키는 수단과; 상기 감지 전극으로 하여금 기록 매체의 주사를 가능하게 하는 수단 및; 상기 영상 신호로부터 성분 칼라 신호를 유도하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 전위 분포 검출 장치.
12. 본 발명의 제9장치는 기록 매체와; 상기 기록 매체의 각각의 다른 영역상에 대상물의 상이한 칼라 영상에 각기 상응하는 다수의 전하 잠재 영상을 발생시키는 수단과; 감지 전극과; 상기 기록 매체상의 잠재 영상에 따라 상기 감지 전극에서의 전압을 정전기적으로 유도하는 수단과; 상기 감지 전극의 전압을 근거로 하여 영상 신호를 발생시키는 수단과; 상기 감지 수단으로 하여금 상기 기록 매체의 주사를 가능하게 하는 수단 및; 상기 영상 신호로부터 성분 칼라 신호를 유도하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 전위 분포 검출 장치.
13. 측정 대상물의 표면 전위에 따라 정전기적으로 유도된 전압을 제공받는 감지 전극과; 드레인 및 상기 감지 전극에 접속된 게이트를 가진 전계 효과 트랜지스터와; 상기 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 상기 트랜지스터의 드레인과 게이트 간의 누설 전류에 의해 충전되어지는 게이트 입력 캐패시턴스와; 상기 측정 대상물쪽으로 또는 대상물로부터 멀리 상기 감지 전극을 주기적으로 이동시키는 수단과; 상기 전극의 주기적 이동에 따른 타이밍으로 상기 트랜지스터의 게이트의 전압을 리셋하기 위해 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 수단과; 측정 대상물에 가까운 제1위치와 상기 대상물로부터 멀리 떨어진 제2위치간에 상기 감지 전극을 움직이는 수단과; 상기 감지 전극이 상기 제2위치에 있을시에 상기 게이트 입력 캐패시턴스를 방전시키는 방전 수단 및; 상기 감지 전극이 제1위치에 있을시에 검출을 용이하게 하기 위해 상기 트랜지스터로부터 출력 단자로 출력 신호를 이송시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 전위 분포 검출 장치.

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