NL8200719A

NL8200719A - PHOTO SCAN.

Info

Publication number: NL8200719A
Application number: NL8200719A
Authority: NL
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-02-24
Filing date: 1982-02-23
Publication date: 1983-09-16
Also published as: DE3206620A1; DE3206620C2

Description

it • *4» ·. ‘ . * ’ VO 3130it • * 4 »·. ". * VO 3130

Betr.: Fot o-aftastinrichting.Re .: Photo o sensor.

De uitvinding heeft in het algemeen "betrekking op een foto-aftastinrichting en meer in het "bijzonder op een foto-aftastinrichting ten gehruike "bij facsimilestelsels, optische symboolherkenningsstelsels en dergelijke.The invention generally relates to a photo scanning device and more particularly to a photo scanning device used in facsimile systems, optical symbol recognition systems and the like.

5 Er is een facsimilezender "bekend, waarbij informatie uit een ori gineel of dokument wordt uitgelezen door middel van een foto-aftastin-richting of beeldaftastinrichting, die in nauw kontakt met het dokument is opgesteld. Door gebruik te maken van een lineaire beeldaftastinridating van het kontakttype is het onnodig de afmetingen van het dokument 10 optisch te reduceren, waardoor kan worden bespaard aan een anders vereist optisch stelsel.A facsimile transmitter "is known, in which information is read from an original or document by means of a photo scanning device or image scanning device, which is arranged in close contact with the document. By using a linear image scanning data transmission contact type, it is unnecessary to optically reduce the dimensions of the document 10, thereby saving on an otherwise required optical system.

Typische voorbeelden van een dergelijke beeldaftastinrichting vindt men in de Amerikaanse octrooischriften 4.227.078, 233.506 en andere. In fig. 1 van de tekening vindt men een perspektivisch aanzicht 15 van een lineaire beeldaftastinrichting van het kontakttype, waarin 1 een origineel of dokument, k een verlichtingslichtbron en 8 in het alge-' meen een foto-aftastinrichting aanduidt. Een pijl 2 stelt de richting voor, waarin het dokument 1 wordt afgetast.Typical examples of such an image scanner are found in U.S. Patents 4,227,078, 233,506 and others. In FIG. 1 of the drawing, there is a perspective view 15 of a contact-type linear image sensor, wherein 1 denotes an original or document, k a light source of illumination, and 8 generally a photo sensor. An arrow 2 represents the direction in which the document 1 is scanned.

Een bekende constructie van een lineaire beeldaftastinrichting 20 van het kontakttype, waarin optische vezels 9 worden gebruikt voor het opnemen van beeldinformatie, vindt men in fig. 2a en 2b van de tekening en wel respectievelijk in een schematische doorsnede en een bovenaanzicht.A prior art construction of a contact-type linear image sensing device 20, in which optical fibers 9 are used to record image information, is shown in Figs. 2a and 2b of the drawing, in schematic cross-sectional and plan views, respectively.

In deze figuren is 1 een dokument, b een verlichtingslichtbron, 8 een grondplaat of substraat, 10 foto-aftastinrichtingen, 11 geïntegreerde 25 ketens voor het aandrijven van de foto-aftastelementen 10 en 13 een roteerbare rol. Voorts tonen de fig. 2c en 2d respectievelijk in een schematische doorsnede en in bovenaanzicht een bekende constructie van een lineaire beeldaftastinrichting van het kontakttype,. waarin in plaats van de optische vezels fotodioden 10 als informatie-uitleeselementen worden 30 gebruikt, welke fotodioden bestemd zijn om in direkt kontakt met het dokument te worden opgesteld. In deze figuren is 15 een substraat, 11 geïntegreerde ketens voor het aandrijven van de foto-aftastelementen 10 en 13 een roteerbare rol. In het geval van de in fig. 2c en 2d afgeheelde beeldaftastconstructie bevinden zich in de substraat 15 licht-overdragen-35 de vensters 14, welke tussen de fotodioden 10 gecentreerd ten opzichte 82 0 0 7 1 9 - 2 - ft # daarvan zijn opgesteld om het dokument 1 te belichten met licht, dat afkomstig is uit een lichtbron U.In these figures, 1 is a document, b an illumination light source, 8 a base plate or substrate, 10 photo sensing devices, 11 integrated circuits for driving the photo sensing elements 10 and 13 a rotatable roller. Furthermore, Figs. 2c and 2d show, respectively, in a schematic cross-section and in plan view a known construction of a linear image scanning device of the contact type. wherein instead of the optical fibers, photodiodes 10 are used as information readers 30, which photodiodes are intended to be arranged in direct contact with the document. In these figures, a substrate, 11 integrated circuits for driving the photo sensing elements 10 and 13 are a rotatable roller. In the case of the image sensing structure shown in FIGS. 2c and 2d, light-transmitting windows 14 are located in substrate 15, which are arranged between the photodiodes 10 centered with respect to 82 0 0 7 1 9 - 2-ft # thereof. to illuminate the document 1 with light coming from a light source U.

Fig. 3 toont een bij wijze van voorbeeld gekozen opbouw van een aftastketen, die in combinatie met de in fig. 2a - 2d weergegeven line-5 aire beeldaftast inrichting wordt gebruikt. Zoals uit fig. 3 blijkt, omvat elk van de geïntegreerde affcastketens 11 MOS-transistoren 16, welke als poorten voor het kiezen van de fotodioden dienen, en een schuifregis-ter 17 om deze poorten 16 sequentieel aan te drijven. De fotodiode is in deze figuur weergegeven door een vervangingsketen, aangegeven door 10 een cirkel 10, waarbij wordt aangenomen, dat deze een fotostroombron 18 voor het leveren van een stroom, die in afhankelijkheid van de hoeveelheid invallend licht varieert, en een equivalente capaciteit 19 omvat.Fig. 3 illustrates an exemplary scan chain construction used in combination with the linear image scanning apparatus shown in FIGS. 2a-2d. As shown in Fig. 3, each of the integrated affcast circuits 11 includes MOS transistors 16, which serve as gates for selecting the photodiodes, and a shift register 17 to drive these gates 16 sequentially. The photodiode is shown in this figure by a replacement circuit, indicated by a circle 10, assuming that it comprises a photocurrent source 18 for supplying a current which varies depending on the amount of incident light and an equivalent capacitance 19 .

Met 20 is een bron aangegeven, die aan de fotodiode 10 een voorspanning aanlegt.Reference 20 designates a source which applies a bias voltage to the photodiode 10.

15 De foto-elektrische omzetting en de informatie-uitlezing geschie den op een wijze, zoals later zal worden beschreven. Onmiddellijk nadat beeldinformatie uit een dokument is af genomen, worden de ketenpunten 22 op aardpotentiaal ingesteld door kiestransistoren 16 tengevolge waarvan de condensatoren 19 door de voorspanningsbron 20 worden geladen tot de 20 voorspanning V^. Daarna worden de transistoren uitgeschakeld, waardoor de ketenpunten 22 zich niet meer op aardpotentiaal bevinden. In deze toestand worden de condensatoren 19 via de fotostroombronnen 18 ontladen.The photoelectric conversion and the information reading are done in a manner as will be described later. Immediately after image information is taken from a document, the circuit points 22 are set to ground potential by dial transistors 16, as a result of which the capacitors 19 are charged by the bias source 20 to the bias voltage Vc. The transistors are then switched off, so that the circuit points 22 are no longer at ground potential. In this state, capacitors 19 are discharged through the photocurrent sources 18.

Op deze wijze worden opgewekte dragers in de condensatoren 19 opgeslagen. De signalen, welke hoeveelheden dragers voorstellen, die in de afzonder-25 lijke condensatoren 19 zijn opgeslagen, kunnen via een gemeenschappelijke lijn 12 sequentieel worden uitgelezen wanneer de MOS-transistoren 16 sequentieel worden ingeschakeld onder bestuur van de schuifregisters 17, 17' en 17”· Het aftaststelsel van dit type vereist een aantal transistoren 16, overeenkomende met het aantal beeldelementen, dat door de foto-30 dioden wordt voorgesteld, evenals een overeenkomstig aantal aandrijftrap-pen 17 voor het aandrijven van de fotodioden. In het geval, dat de beeld-aftastinriehting van het kontakttype, bijvoorbeeld 1760 beeldelementen (fodod'ioden) omvat zijn 22 geïntegreerde ketens nodig wanneer wordt verondersteld, dat een enkele geïntegreerde aftastketen wordt toegewezen 35 aan 80 af te tasten beeldelementen, tengevolge waarvan de beeldaftast-inrichting zeer duur wordt. Voorts bedraagt het aantal penkontakten, dat voor elk van de geïntegreerde aftastketens nodig is, in zijn totaal onge- 8200719 .In this way, generated carriers are stored in the capacitors 19. The signals representing amounts of carriers stored in the separate capacitors 19 can be sequentially read via a common line 12 when the MOS transistors 16 are turned on sequentially under the shift registers 17, 17 'and 17 ” The scanning system of this type requires a number of transistors 16, corresponding to the number of pixels represented by the photo-diodes, as well as a corresponding number of driving stages 17 for driving the photo-diodes. In the case where the contact type image scanning device comprises, for example, 1760 pixels (fododiodes), 22 integrated circuits are required if a single integrated scanning circuit is assumed to be assigned 35 to 80 pixels to be scanned, as a result of which the image scanning device becomes very expensive. Furthermore, the total number of pin contacts required for each of the integrated sensing chains is approximately 8200719.

- 3 - veer 90 met 80 pennen voor aansluiting met de beeldelementen of fotodio-den en ongeveer tien pennen voor aansluiting op de voedingsbron en dergelijke. Onder deze omstandigheden zullen, vanneer de 22 geïntegreerde ketens in de enkele beeldaftastinrichting van het kontakttype moeten wor-5 den ondergebracht, zoals boven is vermeld, 19S0 (=90 x 22) verbindingen nodig zijn. Een dergelijke grote dichtheid van de verbindingen, welke voor de geïntegreerde-ketenpakketten nodig zijn, vereist bijzonder gecompliceerde en zeer geraffineerde vervaardigingsmethoden, waarbij zich grote moeilijkheden voordoen bij een realisatie van de beeldaftastinrich-10 ting voor praktische toepassingen. Men zal zich een dergelijke situatie goed voor ogen kunnen stellen wanneer men rekening houdt met het feit, dat het aantal verbindingen, dat bij een gebruikelijk geïntegreerd-keten-pakket nodig is, ten hoogste twintig bedraagt.- 3 - spring 90 with 80 pins for connection to the picture elements or photo diodes and about ten pins for connection to the power source and the like. Under these conditions, as the 22 integrated circuits are to be accommodated in the single contact type image sensor, as mentioned above, 19 SO (= 90 x 22) compounds will be required. Such a high density of the compounds required for the integrated circuit packages requires particularly complicated and very sophisticated manufacturing methods, with great difficulties in realizing the image scanner for practical applications. Such a situation will be well conceivable if one takes into account that the number of connections required in a conventional integrated chain package is not more than twenty.

De uitvinding beoogt nu te voorzien in een verbeterde foto-aftast-15 inrichting, waarbij zich de tekortkomingen van de bekende foto-aftast-inrichtingen niet voordoen en waarbij de aftasting met een aanmerkelijk gereduceerd aantal elementen in een eenvoudige en goedkope opbouw kan plaats vinden.The object of the invention is now to provide an improved photo-scanning device, wherein the shortcomings of the known photo-scanning devices do not occur and in which the scanning can take place with a considerably reduced number of elements in a simple and inexpensive construction.

Daartoe voorziet de uitvinding in een foto-aftastinrichting, welke 20 is voorzien van een stelsel, bestaande uit een aantal eenheidsbeeldele-menten, die elk bestaan uit een serieverbinding van een fotogeleiderfilm en een diode of een combinatie van een fotodiode en een diode, die in serie met de fotodiode in tegengestelde gelijkrichtrichting is verbonden, waarbij het aantal eenheidsbeeldelementen in tenminste twee groepen is 25 gesplitst, waarbij de eenheidsbeeldelementen, die tot de respectieve groepen behoren, zijn verbonden met overeenkomstige kolombedradingsge-leiders (of rijbedradingsgeleiders), die bij de respectieve groepen behoren, terwijl de eenheidsbeeldelementen, die tot de verschillende groepen behoren, en zich in dezelfde posities in de verschillende groepen ten 30 opzichte van elkaar bevinden, tezamen met respectieve rijbedradingsgeleiders (of kolambedradingsgeleiders) zijn verbonden. De foto-aftastinrichting is voorzien van organen om aan de kolombedradingsgeleider (of rijbedradingsgeleider), welke is verbonden met het beeldelement waaruit een signaal moet worden afgelezen, een spanning aan te leggen, welke 35 spanning dient om de diode van het uit te lezen beeldelement in de door-laatrichting voor te spannen, terwijl aan de kolombedradingsgeleiders (of rijbedradingsgeleiders), welke zijn verbonden met de eenheidsbeeld- 8200719To this end, the invention provides a photo-scanning device which is provided with a system consisting of a number of unit-picture elements, each consisting of a series connection of a photoconductor film and a diode or a combination of a photodiode and a diode, which connected in series with the photodiode in the opposite rectifying direction, the number of unit pixels divided into at least two groups, the unit pixels belonging to the respective groups being connected to corresponding column wiring conductors (or row wiring conductors) connected to the respective groups while the unit pixels belonging to the different groups and located in the same positions in the different groups relative to each other are connected together with respective row wiring conductors (or column wiring conductors). The photo sensor is provided with means for applying a voltage to the column wiring conductor (or row wiring conductor), which is connected to the pixel from which a signal is to be read, which voltage serves to convert the diode of the pixel to be read biasing the transmission direction while on the column wiring conductors (or row wiring conductors) connected to the unit image 8200719

, I, I

- U - ' elementen, waaruit geen signalen behoeven te worden uitgelezen, geen voorspanning in de doorlaatrichting wordt aangelegd, en organen voor de rijbedradingsgeleider (of kolombedradingsgeleider), welke met het uit te lezen eenheidsbeeldelement is verbonden, de diode van het via een capaci-5 teit uit te lezen beeldelement te aarden of in de doorlaatrichting voor te spannen, waardoor elektrische ladingen, welke zijn opgeslagen in knooppunten, die zich respectievelijk bevinden tussen de fotogeleider-films en de dioden, of tussen de fotodioden en de dioden, als informatie-signalen worden uitgelezen.Elements from which no signals need to be read, no forward bias is applied, and means for the row wiring conductor (or column wiring conductor) connected to the unit pixel to be read, the diode of the capacitor To ground or bias the readable pixel, transmitting electrical charges stored in nodes located between the photoconductor films and the diodes, or between the photodiodes and the diodes, respectively, as information signals are read.

10 De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder ver wijzing naar de tekening. Daarbij toont : fig. 1 een lineaire beeldaftastinrichting van het kontakttype in schematisch perspektivisch aanzicht; fig. 2a en 2b een bekende lineaire beeldaftastinrichting van het 15' kontakttype, respektievelijk in zij-aanzicht en bovenaanzicht; fig. 2c en 2d een andere, bekende lineaire beeldaftastinrichting van het kontakttype in respektievelijk zij-aanzicht en bovenaanzicht; fig. 3 een schakeling van een bekende lineaire aftastinrichting van het kontakttype; 20 fig. en !+b respektievelijk een bovenaanzicht en in doorsnede een bij wijze van voorbeeld gekozen uitvoeringsvorm van een matrix-aangedreven foto-aftastinrichting volgens de uitvinding, waarbij gebruik wordt gemaakt van een diodestelselplaatje; fig. 5a en 5b respektievelijk in bovenaanzicht en in doorsnede 25 een andere bij wijze van voorbeeld gekozen uitvoeringsvorm van een matrix-aangedreven foto-aftastinrichting volgens de uitvinding, waarbij amorfe silicium dioden worden toegepast; fig. 6a en 6b afbeeldingen ter illustratie van vervangings-schema’s van eenheidsbeeldelement en; 30 fig. 6c en 6d vervangingsschema’s ter illustratie van de werking van een beeldelement; fig. 6e en 6f vervangingsschema’s ter illustratie van de werking van een beeldelement, welke plaats vindt wanneer een ladingssignaal wordt uitgelezen; 35 fig. Ta en 7b schema's ter illustratie van verbindingen van beeld elementen in matrix-configuraties; fig. 8 een schema van een bij wijze van voorbeeld gekozen uitvoe- 8200719 * » - 5 - ringsvorm van een aftastketen van een foto-aftastinrichting volgens de uitvinding; fig. 9a - 9e vervangingsschema's ter illustratie van de principiële ver Icing van een lineaire aftastinrichting volgens de uitvinding; 5 fig. 10 een tijddiagram ter illustratie van de aftastverking van een lineaire foto-aftastinrichting volgens de uitvinding; fig. 11 een schema van een spanningsuitleesketen; fig. 12 een signaalgolfvormdiagram ter illustratie van de werking van de in fig. 11 afgeheelde keten; 10 fig. 13 in gedeeltelijk hovenaanzicht een ophouw van een hij wijze van voorbeeld gekozen uitvoeringsvorm van een foto-aftastinrichting volgens de uitvinding, waarbij gebruik wordt gemaakt van een diode-stelselplaatj e; fig. 1V een doorsnede van de inrichting volgens fig. 13; 15 fig. 15 een bovenaanzicht ter illustratie van de ophouw van een diodestelsel, dat in de foto-aftastinrichting wordt toegepast; fig. 16 een doorsnede van het diodestelsel; fig. 17 een blokschema ter illustratie van een schakeling van een geïntegreerde-aftastketen; en 20 fig. 18 een schakeling ter illustratie van een hij wijze van voor beeld gekozen concrete uitvoering van de geïntegreerde keten.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing: Fig. 1 shows a linear image scanning device of the contact type in a schematic perspective view; Figures 2a and 2b show a known linear image scanning device of the 15 'contact type, in side view and top view, respectively; Figures 2c and 2d show another known contact-type linear image sensor in side and top view, respectively; Fig. 3 shows a circuit of a known linear contact type scanning device; And + b, respectively, show a top view and in cross-section an exemplary embodiment of a matrix-driven photo-scanning device according to the invention, using a diode array plate; Figures 5a and 5b show in top view and in section 25 another exemplary embodiment of a matrix-driven photo-scanning device according to the invention, in which amorphous silicon diodes are used; Figures 6a and 6b illustrate illustrations of replacement units of unitary element and; Fig. 6c and 6d show replacement diagrams to illustrate the operation of a picture element; Figures 6e and 6f show replacement diagrams illustrating the operation of a picture element which takes place when a charge signal is read; Figs. Ta and 7b are diagrams illustrating connections of picture elements in matrix configurations; FIG. 8 is a schematic diagram of an exemplary embodiment of a scanning circuit of a photo-scanning device according to the invention; 9a-9e are replacement diagrams to illustrate the basic principle of a linear scanning device according to the invention; Fig. 10 shows a time diagram to illustrate the scanning distance of a linear photo-scanning device according to the invention; FIG. 11 is a schematic of a voltage readout circuit; FIG. 12 is a signal waveform diagram illustrating the operation of the circuit cut off in FIG. 11; Fig. 13 is a partial elevational view of an elevation of an exemplary embodiment of a photo-scanning device according to the invention, using a diode array plate; Fig. 1V shows a cross-section of the device according to Fig. 13; Fig. 15 is a top view illustrating the structure of a diode array used in the photo sensing device; FIG. 16 is a cross-sectional view of the diode array; FIG. 17 is a block diagram illustrating circuitry of an integrated sensing circuit; and FIG. 18 is a circuit illustrating a preferred embodiment of the integrated circuit.

Volgens de uitvinding worden alle beeldelementen geklasseerd of gesplitst in een aantal groepen, waarbij de aftasting op een groepbasis geschiedt, waardoor de aftastketen aanmerkelijk wordt vereenvoudigd.According to the invention, all the picture elements are classified or split into a number of groups, the scanning taking place on a group basis, whereby the scanning circuit is considerably simplified.

25 Volgens de uitvinding is het mogelijk het aantal geïntegreerde aftast-ketens te*‘verlagen, terwijl het aantal verbindingspennen op een zeer sterke wijze kan worden gereduceerd, waardoor een lineaire beeldaftast-inrichting van het kontakttype kan worden gerealiseerd, welke bijzonder excellent is ten aanzien van de vervaardigingskosten en het aanpassings-30 vermogen voor massafabrikage.According to the invention it is possible to reduce the number of integrated scanning circuits, while the number of connecting pins can be reduced in a very strong manner, so that a linear image scanning device of the contact type can be realized, which is particularly excellent with regard to of the manufacturing cost and adaptability for mass production.

Fig. Ua en Vb tonen, evenals de fig. 5a en 5b, bij wijze van voorbeeld gekozen uitvoeringsvormen van een foto-aftastinrichting volgens de uitvinding, waarbij de fig. ka. en 5a bovenaanzichten van de aftastinrichtingen en de fig. Vb en 5b doorsneden daarvan tonen. In fig. Vb is 8 35 een glazen substraat, 9 optische vezels voor het voeren van optische beeldinformatie, 10 een fotodiodestelsel voor foto-aftasting (d.w.z. aftasting via foto-elektrische omzetting) en 25 een diodestelsel om te be- 8200719 - 6 - letten, dat overspreken tussen naast elkaar gelegen beeldelementen optreedt, doordat signaalstramen op een geschikte wijze worden bestuurd.Fig. Ua and Vb, like Figs. 5a and 5b, show exemplary embodiments of a photo-scanning device according to the invention, in which Figs. and 5a show top views of the sensors and Figures Vb and 5b show cross sections thereof. In Fig. Vb, 8 is a glass substrate, 9 optical fibers for carrying optical image information, 10 is a photo-diode array for photo scanning (ie, photoelectric conversion scanning), and 25 is a diode array to monitor 8200719-6. that crosstalk between adjacent picture elements occurs in that signal frames are suitably controlled.

Van elke diode van het diodestelsel 25 is êên uiteinde met de overeenkomstige fotodiode van het fotodiodestelsel 10 verbonden, terwijl de an-5 dere uiteinden van de dioden van het diodestelsel 25 zijn gegroepeerd tot een aantal groepen, waarbij de andere uiteinden van de dioden gemeenschappelijk met elkaar zijn verbonden, als aangegeven bij 26-1, 26-2, ... 26-n in fig. ka en via respektievelijk bedradingsgeleiders 27 met een geïntegreerde aft astketen 23 zijn verbonden. De andere uiteinden 10 van de fotodioden 10, die niet met de dioden van het stelsel 25 zijn verbonden, zijn zodanig verbonden, dat "de andere uiteinden van de fotodioden, welke tot verschillende groepen van de dioden 25 behoren, en zich in dezelfde posities in de groepen ten opzichte van elkaar bevinden, tezamen met respektieve bedradingsgeleiders 28 zijn verbonden, die naar 15 een andere aftastketen 2k leiden. Hierna zullen de diodegroepen, zoals de groep 26, worden betiteld als de dioderijen, terwijl de dioden, die zich in de relatief identieke posities in de verschillende groepen bevinden, respektievelijk zullen worden betiteld als de diodekolommen. Voorts zal de geïntegreerde keten 23 worden betiteld als de geïntegreer-20 de rij-aftastketen, terwijl de geïntegreerde keten 2k de geïntegreerde kolomaftastketen zal worden genoemd. De weergegeven foto-aftastinrichting kan derhalve worden betiteld als een matrix-aangedreven aftastinrichting, waarbij het uitlezen geschiedt door de rij- en de kolomdioden een-vooreen af te tasten. Het uitlezen zal in het kort worden toegelicht onder 25 verwijzing naar fig. ka. Eerst wordt de dioderij 26-1 via een bedradings-geleider 27-1 gekozen en de bedradingsgeleiders 28-1.tot 28-5 worden een-voor-een sequentieel bekrachtigd. Derhalve worden de bdj'de dioderij 26-1 behorende fotodioden een-voor-een sequentieel afgetast. Vervolgens wordt de fotorij 26-2 via een bedradingsgeleider 27-2 gekozen en worden 30 de bedradingsgeleiders 28-1 tot 28-5 een-voor-een sequentieel bekrachtigd. Derhalve worden alle fotodioden van het fotodiodestelsel 10 sequentieel afgetast. De in fig. ka en kb afgebeelde aftastinrichting wordt gerealiseerd door de geïntegreerde keten van het diodestelsel, vervaardigd volgens een gebruikelijk silicium-IC-vervaardigingsproces te pakketteren.One end of each diode of the diode array 25 is connected to the corresponding photodiode of the photodiode array 10, while the other ends of the diodes of the diode array 25 are grouped into a plurality of groups, the other ends of the diodes being in common with are connected together, as indicated at 26-1, 26-2, ... 26-n in FIG. ka and are connected via integrated wiring conductors 27 to an integrated sensing circuit 23. The other ends 10 of the photodiodes 10, which are not connected to the diodes of the array 25, are connected such that "the other ends of the photodiodes, which belong to different groups of the diodes 25, are in the same positions the groups are located relative to each other, together are connected to respective wiring conductors 28, which lead to another scanning circuit 2k, after which the diode groups, such as the group 26, will be referred to as the diode rows, while the diodes, which are located in the relatively identical positions in the different groups will be referred to as the diode columns, furthermore, the integrated circuit 23 will be referred to as the integrated row scan chain, while the integrated circuit 2k will be called the integrated column scan chain. scanning device can therefore be referred to as a matrix-driven scanning device, whereby the reading is done by the row n scan the column diodes one by one. The reading will be briefly explained with reference to Fig. Ka. First, the diode array 26-1 is selected through a wiring conductor 27-1 and the wiring conductors 28-1 through 28-5 are sequentially energized one by one. Therefore, the photodiodes associated with the diode array 26-1 are sequentially scanned one by one. Then, the photo row 26-2 is selected via a wiring guide 27-2 and the wiring guides 28-1 to 28-5 are sequentially energized one by one. Therefore, all the photodiodes of the photodiode array 10 are scanned sequentially. The scanning device shown in Figs. Ka and kb is realized by packaging the integrated circuit of the diode array, manufactured according to a conventional silicon IC manufacturing process.

35 In het geval van de in fig. 5a en 5b afgebeelde, bij wijze van voorbeeld gekozen uitvoeringsvorm daarentegen wordt het diodestelsel 29, overeenkomende met het in fig. ka afgebeelde stelsel 25 gerealiseerd met een 8200719 - 7 - proces,.dat in hoofdzaak overeenkomt met het proces voor het vervaardigen van de fotodioden 10 en vel op een meer eenvoudige wijze dan voor dié, weergegeven'in fig. ba.. In de fig. 5a en 5b zijn 30 gemeenschappelijke elektroden of gebieden met eenzelfde geleidingstype (n of p) voor de in-5 dividuele groepen van dioden 29. In het eerste geval worden tussen de gemeenschappelijke elektroden 30 en de dioden 29 respektieve metaal-halfge-leiderjuncties gevormd of worden in de dioden 29 PK- of p-i-n-juncties gevormd voor het mededelen van een gelijkrichtfunctie of -vermogen. In het laatste geval-worden PK-juncties of pin-juncties tussen de gebieden 10 30 en de fotodioden 29 gevormd om een gelijkrichting te verkrijgen.In the case of the exemplary embodiment shown in FIGS. 5a and 5b, on the other hand, the diode array 29 corresponding to the array 25 shown in FIG. Ka is realized with an 8200719-7 process substantially corresponding with the process for manufacturing the photodiodes 10 and sheet in a more simple manner than for those shown in Fig. ba. In Figs. 5a and 5b, common electrodes or regions are of the same conductivity type (n or p) for the individual groups of diodes 29. In the first case, respective metal semiconductor junctions are formed between the common electrodes 30 and the diodes 29 or PK or pin junctions are formed in the diodes 29 to communicate a rectifying function or power. In the latter case, PK junctions or pin junctions are formed between the regions 30 and the photodiodes 29 to obtain a rectification.

Vervolgens zal de grondgedachte van het bedrijfsmechanisme van het matrix-gedreven uitleesstelsel volgens de uitvinding nader worden beschreven.Next, the rationale of the operating mechanism of the matrix-driven display system according to the invention will be described in more detail.

Eerst zal het bedrijf smechanisme van een eenheidsbeeldelement 15 worden toegelicht.First, the operation mechanism of a unitary picture element 15 will be explained.

Het kenmerkende van het bedrijfsprincipe is gelegen in het feit, dat de foto-elektrisch opgewekte elektrische ladingen worden opgeslagen in knooppunten, die zich tussen de dioden en de fotogeleidende films bevinden, die tegenover elkaar zijn opgesteld, of tussen de dioden en de 20 fotodioden, die eveneens tegenover elkaar zijn opgesteld, welke knooppunten elektrisch zijn geïsoleerd ten opzichte van de omgeving (d.w.z. andere ketendelen), waarbij de dioden slechts worden ingeschakeld bij het uitlezen van de signalen teneinde daardoor de signaalladingen uit de knooppunten te onttrekken. Wanneer dit principe in een matrixstelsel moet 25 worden gerealiseerd, zullen een voedingsbron om de dioden in de keer-richting voor te spannen teneinde overspreken te beletten, en andere relevante ketenelementen nodig zijn.The characteristic of the operating principle lies in the fact that the photoelectrically generated electric charges are stored in nodes located between the diodes and the photoconductive films, which are arranged opposite each other, or between the diodes and the 20 diodes, which are also arranged opposite each other, which nodes are electrically isolated from the environment (ie other circuit parts), the diodes only being turned on when the signals are read out in order thereby to extract the signal charges from the nodes. When this principle is to be implemented in a matrix array, a power supply to bias the diodes in the reverse direction to prevent cross-talk and other relevant circuit elements will be needed.

De fig. 6a en 6b tonen vervangingsschema's van eenheidsbeeldelement en,. de fig. 6c en 6d in vervangingsschema's werkingen van de beeld-30 elementen waarin een signaal is opgeslagen, en fig. 6e en 6f vervangings-schema's ter illustratie van de werking van de beeldelementen, welke plaats vindt bij het uitlezen van de signaallading. In dit verband wordt erop gewezen, dat de fig. 6a, 6c en 6e afbeeldingen zijn van het eenheidsbeeldelement, bestaande uit een serieverbinding van een diode en een fo-35 togeleidende dunne film, terwijl de fig. 6b, 6d en 6f betrekking hebben op een eenheidsbeeldelement, dat bestaat uit een anti-serieverbinding van een diode en een fotodiode. In deze figuren stellen gedeelten, aange- 82 0 0 7 1 9 t - 8 - duid met a, de diode voor, terwijl gedeelten, aangeduid .met b, overeenkomen met de fotodioden of fotogeleiders (fot©geleidende films).Figures 6a and 6b show replacement diagrams of unit pixel and. Figures 6c and 6d in Replacement Diagrams illustrate operations of the picture elements in which a signal is stored, and Figures 6e and 6f show replacement diagrams illustrating the operation of the picture elements which take place upon reading the signal charge. In this connection, it should be noted that Figures 6a, 6c and 6e are illustrations of the unitary pixel consisting of a series connection of a diode and a film-conducting thin film, while Figures 6b, 6d and 6f refer to a unitary pixel consisting of an anti-series connection of a diode and a photodiode. In these figures, portions indicated by a represent the diode, while portions designated by b correspond to the photodiodes or photoconductors (photoconductive films).

Wanneer de signaallading wordt opgeslagen, worden, de "beide uiteinden van de eenheidsbeeldelementen geaard (zie'.fig. 6c en 6d). Aange-5 zien op bet terugstelmoment (d.w.z. op het tijdstip van de voorgaande uitlezing) een positieve lading aan het knooppunt A is toegevoerd, zijn alle dioden in de keerrichting voorgespannen en verkeren deze in een stroomafknijptoestand wanneer de "beide uiteinden van het "beeldelement zijn geaard. In deze toestand is het knooppunt A elektrisch volledig ge-10 Isoleerd ten opzichte van de omgeving of andere ketenelementen, behoudens wat betreft donkerstramen en capacitieve lekstromen van de diode en de fotogeleidende film (of fotodiode). De lading, welke in het knooppunt A is opgeslagen, kan slechts worden onttrokken via de foto-elektrisch opgewekte stroom of fotostroom (I , ), waardoor informatie omtrent de licht- ph 15 intensiteit in het knooppunt A in de vorm van de grootte van de lading wordt opgeslagen.When the signal charge is stored, the "both ends of the unit pixels are grounded (see FIG. 6c and 6d). -5 at the reset time (ie at the time of the previous reading) see a positive charge at the node A, all diodes are reverse biased and are in a current pinch-off state when the "both ends of the" pixel are grounded. In this state, the node A is electrically fully isolated from the environment or other circuit elements , except for dark currents and capacitive leakage currents of the diode and the photoconductive film (or photodiode) The charge stored in the node A can be withdrawn only through the photoelectrically generated current or photocurrent (I,), whereby information about the light ph intensity in the node A in the form of the magnitude of the charge is stored.

Wanneer de initiële ladingswaarde in het knooppunt A wordt voorgesteld door Vq, wordt de potentiaal Y&, welke in het knooppunt A aanwezig is na het verstrijken van de opzameltijd t, als volgt uitgedrukt : I . . t ph 20 Y = V - -— ^ a v0 C + C, a d waarbij C de capaciteit van de fotogeleidende film of de fotodiode voor-When the initial charge value in the node A is represented by Vq, the potential Y &, which is present in the node A after expiration of the accumulation time t, is expressed as follows: I. . t ph 20 Y = V - -— ^ a v0 C + C, a d where C is the capacitance of the photoconductive film or photodiode

cLcL

stelt en de capaciteit van de diode voorstelt.and represents the capacitance of the diode.

De initiële ladingswaarde of potentiaal wordt bepaald door de waarde van de potentiaal V op hét terugstelmoment. D.w.z., dat 25 \ - VT - Va waarbij V^, de spanning voorstelt, die aan het boveneind van het beeldelement wordt aangelegd op het terugstelmoment, en Y^ de spanningsval in de doorlaatrichting over de diode voorstelt.The initial charge value or potential is determined by the value of the potential V at the reset moment. That is, that 25 \ - VT - Va where V ^, represents the voltage applied at the top end of the pixel at the reset moment, and Y ^ represents the voltage drop in the forward direction across the diode.

Wanneer het boveneind van het beeldelement daarna wordt geaard, 30 wordt de diode uitgeschakeld, waarbij de lading over de capaciteiten C en wordt verdeeld. De initiële waarde kan derhalve worden bepaald overeenkomstig de volgende uitdrukking :When the top end of the pixel is grounded thereafter, the diode turns off, distributing the charge across capacitors C and. The initial value can therefore be determined according to the following expression:

CC

V * --- Y - VF * --- Y - V

0 C + CL t α a d 8200719 .-9-0 C + CL t α a d 8200719.-9-

Voor het uitlezen wordt de spanning aan het boveneind van het beeldelement aangelegd cm de diode in te schakelen, waardoor het knooppunt A opnieuw wordt geladen. Een geïntegreerde waarde Q van een stroom (l), die tijdens dit proces vloeit, bevat de optische signaallading j. I ,Ts, zoals blijkt uit de onderstaande vergelijking : \ - ƒ ** · ΤΤΓ <°dvt + V·^1 ad * waarbij T de opzamelduur voorstelt, sBefore reading out, the voltage is applied to the top end of the pixel to turn on the diode, reloading node A. An integrated value Q of a current (l) flowing during this process contains the optical signal charge j. I, Ts, as can be seen from the equation below: \ - ƒ ** · ΤΤΓ <° dvt + V · ^ 1 ad * where T represents the duration of collection, s

Hierna zal een toelichting worden gegeven op een werkwijze om de optisch geladen signalen een-voor-een uit de in het matrixstelsel aanwe-10 zige beeldelementen uit te lezen.Next, an explanation will be given of a method for reading out the optically charged signals one by one from the pixels present in the matrix system.

In fig. 7a is de toestand aangegeven, waarin het beeldelement, dat zich bevindt bij (x, y » 1, 1) in de keten wordt gekozen,, waarbij de bovenbeschreven beeldelementen in het matrix-gedreven stelsel zijn opgenomen. In deze figuur zijn C^, ai de parasitaire capaciteiten 15 van de rijbedradingsgeleiders. Ih deze toestand zal niet slechts het beeldelement in (1, 1), doch ook het beeldelement in (2, 1) gelijktijdig worden gekozen. Om een dergelijke situatie uit te sluiten, is de rijbe-dradingsgeleider, welke geen deel neemt aan de uit te voeren uitlezing, verbonden met de keervoorspanningsbron V^, als aangegeven in fig. 7b.Fig. 7a shows the state in which the pixel located at (x, y, 1, 1) is selected in the circuit, the pixels described above being included in the matrix driven array. In this Figure, the parasitic capacitances 15 of the row wiring conductors are. In this state, not only the picture element in (1, 1), but also the picture element in (2, 1) will be selected simultaneously. To rule out such a situation, the row load guide, which does not participate in the reading to be performed, is connected to the bias voltage source V1 as shown in FIG. 7b.

20 Op deze wijze kan de diode van het beeldelement in (2, 1) worden uitgeschakeld. In dit verband wordt erop gewezen, dat een soortgelijk probleem zich niet voordoet in het geval van de andere beeldelementen in (1, 2) en (2, 2), omdat de bijbehorende dioden sterk in de keerrichting zijn voorgespannen.In this way, the diode of the picture element in (2, 1) can be switched off. In this regard, it should be noted that a similar problem does not arise in the case of the other picture elements in (1, 2) and (2, 2), because the associated diodes are strongly biased in the reverse direction.

25 De fig. 7a en Tb tonen een matrix van twee rijen en twee kolommen als een voorbeeld van de matrixconfiguratie teneinde de toelichting op de werking daarvan te vereenvoudigen. In dit geval, een groep van beeldelementen (1, 1), (2, 1) en een andere groep beeldelementen (1, 2), (2, 2) respektievelijk behorende bij de dioderijen 26-1 en 26-2 van fig. 2a* 30 Fig. 8 toont bij wijze van voorbeeld een schakeling voor een line aire aftastinrichting van het kontakttype, weergegeven in fig. Ua en 5a. Met 10 is de fotodiode in een vervangingsschakeling aangegeven, waarbij 18 een fotostroombron en 19 een equivalente capaciteit aangeeft. Met 23 is een geïntegreerde aftastketen aangegeven, terwijl 31 een schakelaar 35 met twee aansluitingen aanduideh, welke is opgebouwd uit twee MOS-tran- 8200719 % * -10 - sistoren. Om het "beeldelement te kiezen wordt de’blokkeerdiode 25' zodanig in de doorlaatrichting voorgespannen, dat de diode 10 met de voor-spanningsbron 20 wordt verbonden, terwijl de fotodiode 10 wordt geaard wanneer het bijbehorende beeldelement niet wordt gekozen. In fig. 8 is 5 de toestand aangegeven waarbij de kolotm 27’ door de schakelaar 31' wordt gekozen. Met 17 is een aandrijf inrichting aangegeven, welke dient om deze schakelaars een-voor-een te kiezen. Hiertoe kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van een dynamisch schuifregister met twee fazen. Met 2k is de geïntegreerde rij-aftastketen aangegeven, terwijl 32 een schake-. 10 laar met twee aansluitingen toont, welke is opgebouwd uit een paar M0S-transistoren en welke dient om de bijbehorende rijbedradingsgeleider 28 met de uitgangslijn 12 in de kiesmodus en met de keer spanningsbron 33 in de niet-kiesmodus te verbinden. In fig. 8 is de toestand aangegeven, waarbij de rijbedradingsgeleider 28' wordt gekozen. Het signaal van het beeld-15 element 10' kan naar de uitgangslijn 12 worden uitgelezen via een route, welke is aangegeven door een dikke, getrokken lijn. De rijbedradingsgeleider 28 bestaat uit twee laagmetallisaties. In plaatsen, waarin de be-dradingsgeleiders elkaar snijden, zoals aangegeven bij 28”, worden tussen de elkaar snijdende geleiders capaciteiten gevormd. Deze capaciteiten 20 zijn in het algemeen voorgesteld door een parasitaire capaciteit 51 in fig. 8. Zoals later meer gedetailleerd zal worden besproken, leidt de parasitaire capaciteit tot het optreden van een uitgangsgelijkspanning,''. welke groter is dan de signaaluitgangsspanning op de uitgangslijn 12, waardoor het lastig is de daaropvolgende signaalbehandelingen, zoals in-25 tegratie, versterking en dergelijke uit te voeren. Met het oog op het opheffen van de storende uitgangsgelijkspanning zijn een condensator 51’ met een capaciteit, gelijk aan die van de parasitaire capaciteit 51} een spanningsbron 33' voor het leveren van een spanning met dezelfde absolute waarde als die van de voorspanning 33, doch met omgekeerde polari-30 text, een schakelaar 36’ om de spanningsbron 33' met de uitgangslijn te verbinden, onmiddellijk voor het uitlezen van het signaal, en de condensatoren 51"T met een capaciteit, gelijk aan de parasitaire capaciteiten van andere beeldelementen, met elkaar verbonden op een wijze, als aangegeven in fig. 8. De uitgangsketen kan worden gerealiseerd in de vorm van 35 of een spanningsuitleesketen, als in het algemeen aangeduid met 3k, of een stroomuitleesketen, in het algemeen aangeduid met 35· De spanningsuitleesketen 3^ is zodanig uitgevoerd, dat de spanning op de uitgangs- 8200719 - 11 - lijn 12, welke wordt vergroot in afhankelijkheid van de in de condensator 19 van de fotodiode opgeslagen signaallading, via een versterker met grote ingangsimpedantie aan de uitgangsklem 39 wordt toegevoerd. Ha het uitlezen blijft de aftastschakelaar in dezelfde toestand, terwijl het beeld-5 element 10' door de schakelaar 36 wordt teruggesteld. Met andere woorden wordt aan het beeldelement de voorspanning 20 aangelegd om het beeldelement in de initiële toestand daarvan terug te brengen. In het geval, dat de aftastinrichting wordt gebruikt voor het uitlezen van een dokument met een A4-afmeting (een breedte van 21 cm) en een resolutie van acht 10 regels/mm, zal de signaallading, die in het beeldelement 10' is opgeslagen, niet meer bedragen dan ongeveer 1,7 PC, zelfs bij verzadiging. Anderzijds hebben de capaciteiten van de condensatoren 51» 51’ en 51"» die de belastingen vormen, een waarde van ongeveer 100 pP. Dientengevolge heeft de spanning, die op de uitgangslijn 12 optreedt, een waarde van 15 17 mV, wanneer wordt aangenomen, dat de voorafgaande signaallading naar deze condensatoren 51» 51’ en 51" is overgedragen.Figures 7a and Tb show a two-row, two-column array as an example of the array configuration to simplify explanation of its operation. In this case, a group of picture elements (1, 1), (2, 1) and another group of picture elements (1, 2), (2, 2) belonging to the diode rows 26-1 and 26-2 of FIG. 2a * 30 Fig. 8 shows, by way of example, a circuit for a contact type linear sensor shown in FIGS. Ua and 5a. 10 indicates the photodiode in a replacement circuit, 18 indicating a photocurrent source and 19 an equivalent capacitance. 23 denotes an integrated scan circuit, while 31 denotes a switch 35 with two terminals, which is composed of two MOS transistors. To select the "pixel", the "blocking diode 25" is biased in the forward direction such that the diode 10 is connected to the bias source 20, while the photodiode 10 is grounded when the associated pixel is not selected. In FIG. 5 shows the state in which the column 27 'is selected by the switch 31'. 17 denotes a driving device which serves to select these switches one by one, for example, for this purpose a dynamic shift register with two phases 2k denotes the integrated row scan circuit, 32 shows a two terminal switch composed of a pair of M0S transistors and serving the associated row wiring conductor 28 with output line 12 in dialing mode and to the reverse voltage source 33 in the non-select mode, FIG. 8 shows the state where the row wiring conductor 28 'is selected. eld-15 element 10 'can be read to the output line 12 via a route indicated by a solid, drawn line. The row wiring guide 28 consists of two layer metallizations. In places where the wire conductors intersect, as indicated at 28 ”, capacities are formed between the intersecting conductors. These capacitances 20 are generally represented by a parasitic capacitance 51 in FIG. 8. As will be discussed in more detail later, the parasitic capacitance leads to the occurrence of an output DC voltage. which is greater than the signal output voltage on the output line 12, making it difficult to carry out the subsequent signal treatments such as integration, amplification and the like. In order to eliminate the interfering DC output voltage, a capacitor 51 'having a capacity equal to that of the parasitic capacitance 51} is a voltage source 33' for supplying a voltage of the same absolute value as that of the bias voltage 33, but with reverse polarity text, a switch 36 'to connect the voltage source 33' to the output line immediately before reading the signal, and the capacitors 51 "T having a capacitance equal to the parasitic capacities of other picture elements, with connected together in a manner as shown in Fig. 8. The output circuit may be realized in the form of 35 or a voltage reading circuit, generally indicated by 3k, or a current reading circuit, generally designated by 35 · The voltage reading circuit 3 ^ is designed such that the voltage on the output 8200719 - 11 - line 12, which is increased in dependence on the stored in the capacitor 19 of the photodiode n signal charge is applied to the output terminal 39 via an amplifier with a large input impedance. After reading, the scan switch remains in the same state, while the picture element 10 'is reset by switch 36. In other words, the bias 20 is applied to the pixel to return the pixel to its initial state. In the case that the scanner is used to read a document with an A4 size (a width of 21 cm) and a resolution of eight 10 lines / mm, the signal charge stored in the picture element 10 'will do not exceed about 1.7 PC, even at saturation. On the other hand, the capacitors of the capacitors 51, 51 'and 51 ", which make up the loads, have a value of about 100 pP. Consequently, the voltage which occurs on the output line 12 has a value of 15 17 mV, when assumed, that the previous signal charge has been transferred to these capacitors 51, 51 'and 51 ".

De stroomuitleesketen 35 bestaat uit een stroomintegrator h2, een integratiecondensator U1, een capaciteitterugstelschakelaar U3, een steekproefschakelaar 52, een signaalvasthoudcondensator k6 en een ver-20 sterker ^7 met grote ingangsimpedantie. De gehele in het beeldelement 10’ opgeslagen lading Qg wordt aan de stroomuitleesketen 35 tpegevoerd in de vorm van een stroom en in de integratiecondensator U1 (capaciteit: C_) opgeslagen. Aan de uitgang van de integrator k2 treedt een spanning -Qg/ Qp in afhankelijkheid van de in de capaciteit Ui opgeslagen signaallading 25 Qg op. Wanneer bijvoorbeeld wordt aangenomen, dat de capaciteit een waarde van 1 pF heeft, bedraagt de signaalspanning ongeveer 1,7 V bij verzadiging, zoals in het geval van de bovenbeschreven spanningsuitlees-keten. De daaropvolgende steekproef-vasthoudketen dient om aan het eind van de integratie steekproeven te nemen van de spanning -Qg/Cj, en de 30 steekproefspanning vast te houden tot het volgende steekproefmoment.The current read circuit 35 consists of a current integrator h2, an integration capacitor U1, a capacitance reset switch U3, a sample switch 52, a signal holding capacitor k6 and a amplifier with high input impedance. The entire charge Qg stored in the picture element 10 'is fed to the current reading circuit 35 in the form of a current and stored in the integration capacitor U1 (capacitance: C_). A voltage -Qg / Qp occurs at the output of the integrator k2 depending on the signal charge 25 Qg stored in the capacitance Ui. For example, assuming the capacitance has a value of 1 pF, the signal voltage is about 1.7 V at saturation, as in the case of the voltage reading circuit described above. The subsequent sample retention chain serves to sample the voltage -Qg / Cj at the end of the integration, and to retain the sample voltage until the next sample point.

Yervolgens zal het bedrijfsmechanisme van het matrix-gedreven uitleesstelsel meer in concreto worden beschreven onder vend.jzing naar de in de fig. 9a - 9e weergegeven vervangingsschema's en het in fig. 10 aangegeven tijddiagram. Eerst wordt onder verwijzing naar fig. 9a êén 35 uiteinde van de diode 25 verbonden met de voorspanningsbron 20, terwijl het eind van de capaciteit 19 tegenover de diode 25 over de schakelaar 36 of de weerstand Uo wordt geaard. Dientengevolge wordt de diode 25 in de 8200719 - 12 - doorlaatr ichting voorgespannen om te worden ingeschakeld, waardoor de videovoorspanning 20 in de capaciteit 19 van de fotodiode 10.wordt opgeslagen. Vervolgens wordt de schakelaar 32 cangelegd om daardoor een verbinding tot stand te brengen met een voedingsbron 33 (fig. 9b). De diode 5 15 wordt dan in de keerrichting voorgespannen om de stroom te blokkeren.Next, the operating mechanism of the matrix-driven readout system will be described more concretely with reference to the replacement schedules shown in FIGS. 9a-9e and the timing diagram shown in FIG. 10. First, referring to Fig. 9a, one end of the diode 25 is connected to the bias source 20, while the end of the capacitance 19 opposite the diode 25 is grounded across the switch 36 or resistor Uo. As a result, the diode 25 in the forward direction is biased to be turned on, thereby storing the video bias voltage 20 in the capacitance 19 of the photodiode 10. Then, the switch 32 is laid to thereby establish a connection to a power source 33 (Fig. 9b). The diode 5 is then biased in the reverse direction to block the current.

De diode kan dan op een equivalente wijze als capaciteit worden gebruikt, als aangegeven door 25’. In deze toestand is het knooppunt 5T tussen de capaciteiten 25’ en 19 volledig geïsoleerd ten opzichte van de andere keteneamponenten behoudens wat betreft de fotostroombron 18. Derhalve 10 wordt, aangezien de lading van het knooppunt 57 via de fotostroombron 18 wordt af gevoerd in afhankelijkheid van een invallend lichtsignaal, een overeenkomstige foto-elekbrisch opgewekte lading in het knooppunt 57 opgeslagen. Wanneer de foto-elektrisch opgewekte lading in de opslagtoe-stand wordt gehouden voor het uitlezen van andere beeldelementen, wordt 15 de schakelaar 31 omgelegd om het ketenpunt 58 te aarden, als aangegeven in fig. 9c, of wordt de schakelaar 32 bovendien omgelegd teneinde daardoor het ketenpunt 59 met de belastingseondensator 51 of met de belas-tingsweerstand !+0 te verbinden, waarbij het ketenpunt 58 wordt geaard, als aangegeven in fig. 9d. In elk geval is het nodig de diode 25 uit 20 te schakelen tijdens de periode gedurende welke de opgeslagen signaal-lading in het knooppunt 57 wordt vastgehouden teneinde daardoor het optreden van overspreken met andere beeldelementen te beletten. Ondertussen moet de diode 25 worden ingeschakeld onmiddellijk voordat de uitle-zing plaats vindt. Deze toestand is weergegeven in fig. 9f. Op dat mo-25 ment wordt, ofschoon de rijbedradingsgeleider 28 met de spanningsbron is verbonden cm de diode 25 in de keerrichting voor te spannen, de kolombe-dradingsgeleider 58 met de spanningsbron 20 verbonden om de diode 25 in de doorlaatrichting voor te spannen, terwijl de capaciteit 19 volledig wordt ontladen voor het opslaan van de signaallading, zodat praktisch geen 30 spanningsval optreedt. In deze toestand dient de diode 25 te worden ingeschakeld onder invloed van de voorspanning in de doorlaatrichting. Onder deze omstandigheden is het nodig om te voorkomen, dat de diode 25 wordt 0 ingeschakeld door de spanning van de voedingsbron 33 op een adekwate wijze te vergroten. Wanneer de opgeslagen signaallading wordt voorgesteld . 35 door Qg (coulomb), de waarde van de condensator 19 wordt voorgesteld doorThe diode can then be used in an equivalent manner as capacitance, as indicated by 25 ". In this state, the node 5T between capacitors 25 'and 19 is completely isolated from the other circuit components except for the photocurrent source 18. Therefore, 10 becomes, since the charge from the node 57 is discharged via the photocurrent source 18 depending on an incident light signal, a corresponding photoelectrically generated charge stored in the node 57. When the photoelectrically generated charge is held in the storage state to read other pixels, switch 31 is flipped to ground circuit point 58, as shown in FIG. 9c, or switch 32 is additionally flipped to thereby connect the circuit point 59 to the load capacitor 51 or to the load resistor +0, grounding the circuit point 58 as shown in FIG. 9d. In any case, it is necessary to turn off diode 25 during the period during which the stored signal charge is held in node 57 in order thereby to prevent cross-talk from occurring with other pixels. Meanwhile, the diode 25 must be turned on immediately before the reading takes place. This state is shown in Fig. 9f. At this time, although the row wiring conductor 28 is connected to the voltage source to bias the diode 25 in the reverse direction, the column wire conductor 58 is connected to the voltage source 20 to bias the diode 25 in the forward direction, while the capacity 19 is completely discharged to store the signal charge, so that practically no voltage drop occurs. In this state, diode 25 should be turned on under the influence of forward bias bias. Under these conditions, it is necessary to prevent the diode 25 from turning on by appropriately increasing the voltage of the power source 33. When the stored signal charge is suggested. 35 by Qg (coulomb), the value of capacitor 19 is represented by

Ca, de capaciteitswaarde van de diode 25 door en de spanningsval, welke optreedt wanneer de diode 25 in de doorlaatrichting wordt voorgespannen, 8200719Ca, the capacitance value of the diode 25 through and the voltage drop, which occurs when the diode 25 is biased in the forward direction, 8200719

VV

- 13 - door Vd, wordt de doorlaatspanning V, die over de diode wordt aangelegd, gegeven door de volgende vergelijking : 4, - C (V - V)- 13 - by Vd, the forward voltage V, which is applied across the diode, is given by the following equation: 4, - C (V - V)

7 = —§-S—5-a. ..........................MY7 = —§-S — 5-a. .......................... MY

v c + c. v ' a dv c + c. v 'a d

Opdat de spanning V niet positief is, moet worden voldaan aan de 5 volgende voorwaarde. D.w.z., dat VS > V°a + Td ..........................(2)In order that the voltage V is not positive, the following condition must be met. That is, that VS> V ° a + Td .......................... (2)

In het geval van een aftastinrichting, waarbij de fotogeleidende dunne film uit amorf silicium (Si) "bestaat en welke inrichting een aftast-breedte van 220 mm en een resolutie van 8 regels/mm heeft, is de maxima-10 le waarde van Qg ongeveer 1,7 pC en is de waarde van <?a ongeveer 0,17 pF. "Wanneer derhalve de diode 25 uit een silicium-(Si)-diode bestaat, dient de spanning groter te zijn dan 10,5 V, omdat = 0,5 V. Het uitlezen van het signaal geschiedt door het ketenpunt 58 met de voorspanningsbron 20 te verbinden en het ketenpunt 59 met de uitgangslijn 12 te verbinden.In the case of a scanning device, where the photoconductive thin film consists of amorphous silicon (Si) "and which device has a scanning width of 220 mm and a resolution of 8 lines / mm, the maximum value of Qg is approximately 1.7 pC and the value of ≤? Is about 0.17 pF. "Therefore, if the diode 25 consists of a silicon (Si) diode, the voltage should be greater than 10.5 V, because = 0 . 5 V. The signal is read out by connecting the circuit point 58 to the bias source 20 and the circuit point 59 to the output line 12.

15 Op dat moment neemt, aangezien de spanningsbron 33 via de parasitaire capaciteit 51 met de uitgangslijn 12 is gekoppeld, de spanning op de uitgangslijn toe.At that time, since the voltage source 33 is coupled to the output line 12 via the parasitic capacitance 51, the voltage on the output line increases.

Derhalve wordt de spanningsbron 33 in het ene geval via de schakelaar 32 met de diode 25 verbonden en in het andere geval via de para-20 sitaire capaciteit 51 met de uitgangslijn verbonden. Om deze twee gevallen op een duidelijke wijze aan te geven, toont elk van de fig. 9d en 9e twee gescheiden voedingsbronnen 33· Het increment in de uitgangs spanning heeft een significant grote waarde vergeleken met de intrinsieke signaal-component, waardoor zich derhalve moeilijkheden voordoen bij de daarop-25 volgende signaalverwerking, zoals boven reeds is vermeld. Om deze moeilijkheden te vermijden, wordt het increment in de uitgangsspanning opgeheven door middel van de capaciteit 511 en de spanningsbron 33', zoals boven onder verwijzing naar fig. 8 is toegelicht.Thus, the voltage source 33 is connected to the diode 25 via the switch 32 in one case and to the output line in the other case via the capacitance 51. In order to clearly indicate these two cases, each of FIGS. 9d and 9e shows two separate power sources 33 · The increment in the output voltage has a significantly large value compared to the intrinsic signal component, thus creating difficulties in the subsequent signal processing, as already mentioned above. To avoid these difficulties, the increment in the output voltage is eliminated by means of the capacitance 511 and the voltage source 33 ', as explained above with reference to Fig. 8.

Fig. 10 toont een tijddiagram ter illustratie van de aandrijf-30 werking van de in fig. 8 weergegeven keten, waarbij ter vereenvoudiging van de toelichting is aangenomen, dat de matrix is opgebouwd uit drie kolommen en vier rijen. In fig. 10 stellen Y^, Yg en Y^ pulsspanningen voor, die aan de kolombedradingsgeleiders 27 worden aangelegd, waarbij L het aardpotentiaalniveau aangeeft en H het niveau van de voorspanning 35 20 aangeeft, welke spanning aan de fotodiode of de fotogeleidende dunne 8200719Fig. 10 is a timing chart illustrating the driving operation of the circuit shown in FIG. 8, assuming that the matrix is constructed from three columns and four rows to simplify explanation. In Fig. 10, Y ^, Yg, and Y ^ represent pulse voltages applied to the column wiring conductors 27, where L indicates the ground potential level and H indicates the level of the bias voltage 20, which voltage is applied to the photodiode or photoconductive thin 8200719

\ V\ V

- lU - film wordt aangelegd. De voorspanning 20 wordt sequentieel aan de groepen fotodioden of fotogeleidende dunne films, die met de respektieve kolcmbedradingsgeleiders zijn verbonden, aangelegd, zoals blijkt uit de golfvormen ,. Yg en Y^. Anderzijds worden puls spanningen X^,. X^, X^ en 5 X^, aangegeven in fig. 10, aan de respectieve rijbedradingsgeleiders 28 aangelegd, waardoor alle rijen X^, ... worden af getast gedurende de periode waarin een van de kolembedradingsgeleiders Y^ zich op bet H-ni-veau bevindt. Opgemerkt wordt, dat de schakelaar 32 naar de voedingsbron 33 wordt omgelegd in responsie op het L-niveau, terwijl de schakelaar 32 10 naar de uitgangslijn 12 wordt omgelegd in responsie op het H-niveau. Onmiddellijk na het uitlezen wordt de vrijgeefschakelaar 36 gesloten om de bijbehorende fotodiode terug te stellen op het tijdstip, voorgesteld door CLR in fig. 10. Veranderingen in de potentiaal V^, die in het ketenpunt 57 van de fotodiode, gelegen in het snijpunt tussen de eerste kolom en 15 de tweede rij, optreden, zijn eveneens in fig. 10 aangegeven. Het blijkt, dat gedurende een periode van t^ - t^ de fotodiode wordt uitgelezen en teruggesteld, terwijl de signaallading in de fotodiode wordt opgeslagen gedurende een periode van t^ - t^, welke wordt gevolgd door een periode van t^ - t^ gedurende welke de signaallading opnieuw wordt uitgelezen 20 en de fotodiode wordt teruggesteld. Een gestippelde kromme 60 stelt de toestand voor, waarin geen optisch ingangssignaal aanwezig is. Anderzijds komt een getrokken kromme 61 overeen met het geval, waarin een optisch ingangssignaal aanwezig is en de spanning V^ progressief wordt verlaagd tengevolge van het opslaan van de signaallading. Verder ondergaat, omdat 25 de verbindingstoestand van de fotogeleider varieert met het verstrijken van de tijd, zoals boven onder verwijzing naar fig. 9a - 9e is toegelicht, de spanning V^, aangegeven in fig. 10, overeenkomstige variaties. Evenwel wordt opgemerkt, dat de lading, die in het knooppunt 57 is opgeslagen, slechts die variaties ondergaat, welke worden veroorzaakt door 30 de fotostroom zolang als aan de voorwaarde voor de voedingsspanning V,,, Ώ bepaald door de vergelijking (2), wordt voldaan. In fig. 10 stelt de golfvorm V^ de spanning in het ketenpunt 59 voor, waarbij is aangenomen, dat van de bovengenoemde spanningsuitleesmethode gebruik wordt gemaakt zonder dat de weerstand ^0 wordt toegepast. De verkregen uitgangsspan-35 ning is aangegeven met V^..- lU film is laid. The bias 20 is applied sequentially to the groups of photodiodes or photoconductive thin films connected to the respective column wiring conductors, as shown by the waveforms. Yg and Y ^. On the other hand, pulse voltages X ^. X ^, X ^ and 5 X ^, shown in Fig. 10, are applied to the respective row wiring conductors 28, scanning all rows X ^, ... during the period during which one of the column wiring conductors Y ^ is on the H- level. It is noted that the switch 32 is diverted to the power source 33 in response to the L level, while the switch 32 is diverted to the output line 12 in response to the H level. Immediately after reading, the release switch 36 is closed to reset the associated photodiode to the time represented by CLR in Fig. 10. Changes in the potential V ^, which occur in the circuit point 57 of the photodiode, located at the intersection point between the first column and second row appearing are also shown in FIG. It appears that during a period of t ^ - t ^ the photodiode is read and reset, while the signal charge is stored in the photodiode during a period of t ^ - t ^, which is followed by a period of t ^ - t ^ during which the signal charge is read again and the photodiode is reset. A dotted curve 60 represents the state in which no optical input signal is present. On the other hand, a drawn curve 61 corresponds to the case where an optical input signal is present and the voltage V ^ is progressively decreased due to the storage of the signal charge. Furthermore, since the connection state of the photoconductor varies with the passage of time, as explained above with reference to FIGS. 9a-9e, the voltage V ^ indicated in FIG. 10 undergoes corresponding variations. However, it is noted that the charge stored in the node 57 undergoes only those variations caused by the photocurrent as long as the condition for the supply voltage V1, Ώ determined by the equation (2), is satisfied. In Fig. 10, the waveform V 1 represents the voltage at the circuit point 59, assuming that the above voltage reading method is used without using the resistor 0 0. The output voltage obtained is indicated by V ^.

Thans zal onder verwijzing naar de fig. 11 en 12 de stroomuitlees-keten worden beschreven, welke het mogelijk maakt, dat een hogere uit- 8200719Referring now to FIGS. 11 and 12, the current read circuit will be described which allows for a higher readout 8200719

- Y- Y

- 15 - gangsspanning wordt verkregen dan bij de spanningsuitleesketen. Onder verwijzing naar bet tijddiagram, weergegeven in fig. 12, worden, wanneer puls signalen S^, 3^2"9 S32"»5 S52’ S3 6’ en Sh3 zich op het H-niveau bevinden, de schakelaars 32, 32f, 32", 32"r, 52r, 36’ en 1(-3 5 respectievelijk op de hierna te beschrijven wijze ingeschakeld. Eerst wordt de schakelaar 32 omgelegd naar de uitgangslijn en tegelijkertijd wordt de schakelaar 36T uitgeschakeld, waardoor de spanningssignaalkom-ponent van de in de diodecapaciteit 19 opgeslagen lading, als aangegeven door het gearceerde gebied van 7^, aan de uitgangslijn 12 wordt toe-10 gevoerd. In dit geval treedt, mits de parasitaire capaciteit 15", welke een gevolg is van de dubbele of tweelaags bedrading, gelijk is aan de dummycapaciteit 51", de som van de capaciteit 25' en 29' van andere beeldelementen, die met het ketenpunt 59 zijn verbonden, gelijk is aan de dummycapaciteit 51" en de absolute waarden van de spanningen 33 en 15 33f aan elkaar gelijk zijn, slechts de signaalkoraponent bij de klem 12 op en vindt een afvoer plaats over een helastingsweerstand R, die in fig. 11 met lt-0 is aangeduid, teneinde tenslotte een waarde van 0 7 aan te nemen. Ondertussen wordt de terugstelschakelaar b3 van de integrator 1(2 geopend, waardoor de condensator M wordt geladen door de stroom, die 20 over de helastingsweerstand R (U2) vloeit. Aangezien de integratiever-sterker k2 een negatieve terugkoppeling over de condensator U1 vertoont, neemt de minus (-)-ingangsklem U0' van de versterker b2 dezelfde potentiaal aan als de plus (+)-ingangsklem (d.w.z. aardpotentiaal). Derhalve lijkt het of de stroom I over de weerstand R naar aarde wordt gevoerd.- 15 - voltage is obtained than at the voltage reading circuit. With reference to the timing diagram shown in FIG. 12, when pulse signals S ^, 3 ^ 2 "9 S32", 5 S52, "S3 6" and Sh3 are at the H level, the switches 32, 32f, 32 ", 32" r, 52r, 36 'and 1 (-3 5 respectively turned on in the manner described below. First, the switch 32 is diverted to the output line, and at the same time, the switch 36T is turned off, so that the voltage signal component of the charge stored in the diode capacitance 19, as indicated by the hatched region of 7 ^, is supplied to the output line 12. In this case, provided the parasitic capacitance 15 ", which results from the double or two-layer wiring, occurs, equals the dummy capacitance 51 ", the sum of the capacitance 25 'and 29' of other pixels connected to the circuit point 59 equals the dummy capacitance 51" and the absolute values of the voltages 33 and 33f together equal, only the signal corona component at terminal 12 on and a discharge takes place over a helical resistor R, which is denoted by lt-0 in Fig. 11, in order to finally assume a value of 0 7. Meanwhile, the reset switch b3 of the integrator 1 (2 is opened, whereby the capacitor M is charged by the current flowing over the resistor R (U2). Since the integration amplifier k2 has negative feedback across the capacitor U1, the minus (-) input terminal U0 'of the amplifier b2 has the same potential as the plus (+) input terminal (ie ground potential), therefore it appears that the current I is applied across the resistor R to ground.

25 In verband met de zeer grote impedantie van de ingangsklem 1(0’ vloeit evenwel de gehele stroom in werkelijkheid naar de condensator Ui om deze laatste te laden. Deze stroom is in fig. 12 met I aangegeven. Aangezien de gehele signaallading Qg, die uit de fotodiodecapaciteit 19 wordt afgevoerd, de helastingsweerstand R(l(2) passeert, stelt de geïntegreerde 30 waarde van de stroom I (aangegeven door het gearceerde oppervlak) de signaallading Qg voor. Wanneer de waarde van de integratiecondensator Ui wordt voorgesteld door C^,, neemt de spanning, welke op de uitgangs-klem 53 optreedt, een waarde aan, gegeven door Q /C. Op het moment waar-op deze uitgangsspanning wordt gestabiliseerd, wordt de spanning onder 35 tempering van de steekproefpuls S^ naar een vasthoudcondensator k6 overgedragen. De spanning, welke op de condensator b6 optreedt, wordt ontvangen door de versterker UT met grote ingangsimpedantie, hetgeen 8200719 - 16.- ertoe leidt, dat op de uitgangsklem van de versterker 1+7 een signaal V^g, zoals vastgehouden (zie fig. 12'.), optreedt.Because of the very large impedance of the input terminal 1 (0 ', however, the entire current actually flows to the capacitor Ui to charge the latter. This current is indicated by I in Fig. 12. Since the entire signal charge Qg, which is discharged from the photodiode capacitance 19, the helical resistor R (1 (2) passes), the integrated value of the current I (indicated by the hatched area) represents the signal charge Qg. When the value of the integration capacitor Ui is represented by C ^ the voltage which occurs at the output terminal 53 assumes a value given by Q / C. At the moment when this output voltage is stabilized, the voltage is sent to a holding capacitor while the sample pulse S1 is being tempered. k6 The voltage which occurs on the capacitor b6 is received by the amplifier UT with large input impedance, resulting in 8200719 - 16.- that at the output terminal of the amplifier 1 + 7 e and signal Vg, as held (see FIG. 12 '), occurs.

Fig. 13 en ll+ tonen respektievelijk in een gedeeltelijk bovenaanzicht en in doorsnede een bijvoorbeeld gekozen ophouw van een aftast-5 inrichting volgens de uitvinding. In de figuren is 1 een door de aftast-inrichting uit te lezen dokument, 8 een glazen substraat, 9 optische vezels, 10 fotogeleidende films, die de functie van fotodioden kunnen vervullen, 25 het diodestelsel, 62 transparante nesa-elektroden, die op de belichte zijde van de fotodioden zijn aangebracht, 63 Al-bedrading.Fig. 13 and 11 + show, in partial top view and in cross-section respectively, an example of a selected elevation of a scanning device according to the invention. In the figures, 1 is a document to be read by the scanning device, 8 a glass substrate, 9 optical fibers, 10 photoconductive films, which can fulfill the function of photodiodes, 25 the diode system, 62 transparent nesa electrodes, which are placed on the exposed side of the photodiodes are provided, 63 Al wiring.

10 voor de kolcsmaftasting, 6k Al-bedrading voor de rij-aftasting, 65 een dunne isolatiefilm voor de meer laags bedrading, 66 verhogingen voor het verbinden en elektrisch aansluiten van het diodestelsel 25, 68 en 68’ doorgaande openingen in de isolatiefilm 65 om draden of geleiders 28 met de kolomaftastbedrading 63 te verbinden, en 70 doorgaande openingen om 15 het diodestelsel 25 met de geleiders 27 te verbinden. In de eerste plaats zal in het kort een methode voor het vervaardigen van een aft ast inrichting met de bovengenoemde opbouw worden beschreven. Als eerste stap wordt over het gehele oppervlak van de glazen substraat een transparante elektrode 62 gevormd. De transparante elektrode kan worden gevormd door 20 ITO (tin oxyde-bevattend indium) of Su02 met een dikte van ongeveer 1000 2 of half-transparant Ta door radiofrequent spetteren neer te slaan. Daarna worden een Ni-Cr-laag met' een dikte van 1+50 2 en een Al-laag met een dikte van 0,8 ^um, door opdampen in vacuo aangebracht. Vervolgens worden de ITO- en Al-lagen door etsen verwijderd en wel zodanig, dat pa-25 tronen van de transparante nesa-elektroden 62 en de kolomaftastbedrading 63 worden gevormd. Daarna wordt de Al-laag slechts in gebieden, aangegeven met 72, verwijderd. Vervolgens wordt amorf silicium met een dikte van ongeveer 2 ƒurn door radiofrequent spetteren aangebracht teneinde daardoor de fotogeleidende films 10 slechts in de gebieden, aangegeven met 10, te 30 vormen door gebruik te maken van een dienovereenkomstig masker. Vervolgens wordt Al met een dikte van ongeveer 0,8 ^um op de film 10 aangebracht, behalve wat betreft de gebieden, die zich aan de rechterzijde van de fotodioden bevinden. Daarna worden de gebieden ter rechterzijde van de fotodioden met een fotolak bekleed en vervolgens wordt het Al-patroon, 35 dat zich op en ter linkerzijde van de fotodioden bevindt, door fotolithografie zodanig verwijderd, dat de patronen 27 en 26 worden gevormd. Over het gehele oppervlak van de aftastinrichting wordt een polyimide - isola- 8200719 - 17 - tiefilm (bijvoorbeeld poly-imide-iso-indro-kinasoline-dion) met een dikte van ongeveer h ^um aangebraebt. Daarna worden in de poly-imide-film door fotolithografie doorgaande openingen 70, 69 en 68 gevormd op plaatsen, waar verbindingen met de diode 25 en de tweelaags bedrading 5 28 tot stand moeten worden gebracht. Tenslotte wordt Cr en Cu met een dikte van respectievelijk 0,07 ^um en 0,05 ^um door opdampen in vacuo aangebracht teneinde daardoor de vrije verhogingen 66 voor verbinding met het diodéplaatje 25 en de vrije dubbele laagsbedrading 67 door een belichting-ontwikkelproces onder gebruik van dienovereenkomstige foto— 10 lakmaskers te vormen. In deze toestand wordt Cu met een dikte van 5 ^um aangebracht, tevolgd door het aanbrengen van Fb met een dikte van 3 yrum, waarna Su met een dikte van 5 /Um wordt aangebracht, alles door plateren. Vervolgens worden, nadat de fotolak is verwijderd, de neerslagen van Cu met een dikte van 0,5 /Um en Cr met een dikte van 0,07 /Um geëtst onder 15 gebruik van het bovengenoemde patroon als masker. Op deze wijze wordt het voltooide patroon verkregen. Tenslotte wordt het diodestelsel 25 met het voltooide aftaststelsel verbonden op een wijze, als aangegeven in fig. 13 «x 1¼.10 for the column scan, 6k Al wiring for the row scan, 65 a thin insulating film for the multi-layer wiring, 66 elevations for connecting and electrically connecting the diode array 25, 68 and 68 'through holes in the insulating film 65 around wires or conductors 28 to the column sensing wiring 63, and 70 through holes to connect the diode array 25 to the conductors 27. Firstly, a method of manufacturing a sensing device having the above construction will be briefly described. As a first step, a transparent electrode 62 is formed over the entire surface of the glass substrate. The transparent electrode can be formed by precipitating 20 ITO (tin oxide-containing indium) or SuO 2 with a thickness of about 1000 2 or semi-transparent Ta by radio frequency spattering. Then a Ni-Cr layer with a thickness of 1 + 50 2 and an Al layer with a thickness of 0.8 µm are applied by vacuum evaporation. Then, the ITO and Al layers are removed by etching to form patterns of the transparent nesa electrodes 62 and the column scan wiring 63. Thereafter, the Al layer is removed only in areas indicated by 72. Subsequently, amorphous silicon having a thickness of about 2 µm is applied by radio frequency sputtering to thereby form the photoconductive films 10 only in the areas indicated by 10 using a corresponding mask. Subsequently, Al is applied to the film 10 at a thickness of about 0.8 µm except for the areas located on the right side of the photodiodes. Thereafter, the areas on the right side of the photodiodes are coated with a photoresist, and then the Al pattern 35 located on and to the left of the photodiodes is removed by photolithography to form the patterns 27 and 26. A polyimide - insulating film (for example, polyimide-isoindro-kinasolin-dione) having a thickness of about 1 µm is applied over the entire surface of the scanner. Thereafter, through the polyimide film, through-holes 70, 69 and 68 are formed by photolithography at locations where connections to the diode 25 and the two-layer wiring 28 are to be made. Finally, Cr and Cu with a thickness of 0.07 µm and 0.05 µm, respectively, are applied by vacuum evaporation to thereby provide the free elevations 66 for connection to the diode wafer 25 and the free double layer wiring 67 by an exposure developing process. use of appropriate photo— 10 resist masks. In this state, Cu of a thickness of 5 µm is applied, followed by the application of Fb with a thickness of 3 µm, after which Su with a thickness of 5 µm is applied, all by plating. Then, after the photoresist has been removed, the deposits of Cu with a thickness of 0.5 / Um and Cr with a thickness of 0.07 / Um are etched using the above pattern as a mask. In this way, the finished pattern is obtained. Finally, the diode array 25 is connected to the completed scanning array in a manner as shown in FIG. 13 × 1¼.

Ofschoon dit voor de duidelijkheid in de figuren niet is weer-20 gegeven, wordt erop gewezen, dat aan de rechterzijde van de fotodioden 10 een tweelaagsbedrading wordt gevormd voor het toevoeren van de diode-isolatiespanning.Although this is not shown for the sake of clarity in the figures, it is pointed out that on the right side of the photodiodes 10 a two-layer wiring is formed for supplying the diode isolation voltage.

In de fig. 15 en 16, welke respectievelijk in bovenaanzicht en in doorsnede de opbouw van een diodestelsel tonen, dat bij een aftast-25 inrichting volgens de uitvinding wordt toegepast, is 72 een halfgeleider-substraat van het n-type, 73 een diffusielaag van het p-type en 7^ een diffusielaag van het n-type, waarbij een junctie tussen de lagen 73 en Jk een van de dioden vormt. Door tussen de substraat J2 en de diffusielaag 73 van het p-type een voorspanning in de keerrichting aan te leggen, 30 kan overspreken, dat anders kan optreden tengevolge van diffusie van dragers naar en uit de dioden, worden onderdrukt. Met 75 is een thermisch geoxydeerde film voor isolatie met een dikte van 1 ^um aangegeven, terwijl 78 een isolatiefilm van PSG (fosforhoudend glas) met een dikte van 0,8 ^um, 77 elektroden van de Al-bedrading, 78 een SiOg-isolatiefilm, 35 die via een CVD-proces is aangebracht, 79 Al-elektroden voor het verbinden van aansluitingen, en 80 soldeerlichamen voor verbinding met de substraat aangeeft, die elk bestaan uit een stapel van Cr, Cr-Cu, Cu-Su 8200719 a - 18 - en Fb-Su, in deze volgorde gelamelleerd, beschouwd vanaf de onderzijde, die door opdampen en plateren zijn gevormd. In fig. 15 geven 81, 81', 81"', enz.aansluitingen aan, die met de fotodioden zijn verbonden, 82 aansluitingen, die met rij-aftastgeleiders zijn verbonden, en 83 een 5 klem om een spanning aan .de substraat J2 toe te voeren. Er wordt opnieuw op gewezen, dat de voorspanning in de keerrichting tussen de klemmen 83 en 82 wordt aangelegd om een bevredigende isolatie van de diode te verkrijgen.In Figs. 15 and 16, which show respectively in top view and in cross-section, the construction of a diode system which is used in a scanning device according to the invention, 72 is an n-type semiconductor substrate, 73 a diffusion layer of the p-type and 7 ^ a diffusion layer of the n-type, a junction between the layers 73 and Jk forming one of the diodes. By applying a reverse bias voltage between the substrate J2 and the p-type diffusion layer 73, cross-talk, which may otherwise occur due to diffusion of supports to and from the diodes, can be suppressed. 75 denotes a thermally oxidized insulating film with a thickness of 1 μm, while 78 indicates an insulating film of PSG (phosphor-containing glass) with a thickness of 0.8 μm, 77 electrodes of the Al wiring, 78 a SiOg- insulating film, 35 applied by CVD process, indicates 79 Al electrodes for connecting terminals, and 80 solder bodies for connecting to the substrate, each consisting of a stack of Cr, Cr-Cu, Cu-Su 8200719 a 18 and Fb-Su, laminated in this order, viewed from below, formed by vapor deposition and plating. In Fig. 15, 81, 81 ', 81 "', etc., terminals connected to the photodiodes, 82 terminals connected to row scan conductors, and 83 indicate a terminal for voltage to the substrate J2 It is again pointed out that reverse bias is applied between terminals 83 and 82 to obtain satisfactory diode isolation.

Fig. 17 toont een schema van de geïntegreerde aftastketen, die 10 in de aftastinrichting volgens de uitvinding wordt toegepast. Er wordt op gewezen, dat dezelfde geïntegreerde keten wordt gebruikt voor zowel de kolomaftasting als de rij-aftasting. Met 17 is een dynamisch sehuif-register met twee fazen aangegeven, dat voorzien is van uitgangsklemmen i X^, ... en welk register bestemd is voor het leveren van uitgangs-15 pulsen op de klemmen X^, ... X^ in synchronisme met tweefaze-klokpuls- signalen 0^ en 0g in responsie op een aan een klem 87 toegevoerd start sig-? 7. naai. De symbolen X^, ... X^ geven uitgangsklemmen aan, waarop signalen optreden, welke komplementair zijn aan die, welke op de klemmen X^, ... xn optreden. De uitgangssignalen, die uit de uitgangsklenmen Xl en X, 20 worden afgenomen, worden via een NOF-keten 90-en een invertor 91 toegevoerd aan de poort elektroden van MOS-transistorschakelaars 92~eh 93 en-----—_ wei met ten opzichte van elkaar tegengestelde polariteiten en zonder overlapping, waardoor een signaal, dat aan een ingangsklem 9^· wordt toegevoerd, naar een klem 95 of een klem $6 wordt overgedragen. De klem 96 25 is verbonden met een resistieve belastingsketen 35 of een capacitieve belastingsketen 3^, die zich in de geïntegreerde keten bevindt. Deze belast ingsketens 3^· en 35 bezitten respectieve uitgangsklemmen ^8 en 39· De werking van de geïntegreerde keten is boven reeds beschreven.Fig. 17 shows a diagram of the integrated scanning circuit used in the scanning device according to the invention. It is noted that the same integrated circuit is used for both the column scan and the row scan. 17 denotes a dynamic phase shift register with two phases, which is provided with output terminals i X ^, ... and which register is intended for supplying output pulses at terminals X ^, ... X ^ in synchronism with two-phase clock pulse signals 0 ^ and 0g in response to a start signal applied to a terminal 87; 7. sew. The symbols X ^, ... X ^ indicate output terminals on which signals occur which are complementary to those which occur on terminals X ^, ... xn. The output signals, which are taken from the output terminals X1 and X, 20, are applied via an NOR circuit 90 and an inverter 91 to the gate electrodes of MOS transistor switches 92 ~ 93 and with opposite polarities and without overlap, thereby transferring a signal applied to an input terminal 91 to a terminal 95 or a terminal $ 6. The terminal 96 is connected to a resistive load circuit 35 or a capacitive load circuit 3, which is located in the integrated circuit. These load circuits 3 and 35 have respective output terminals 8 and 39 The operation of the integrated circuit has already been described above.

Fig. 18 toont een concrete ketenconfiguratie van de schakeling, 30 weergegeven in fig. 17, welke wordt gerealiseerd door een proces met n-kanalen. Voor het verkrijgen van een gering energieverbruik en werking met grote snelheid, worden MOS-transistoren van het onttrekkingstype en versterkingstype door elkaar toegepast. De MOS-transistoren van het onttrekkingstype zijn geïdentificeerd door lijnen,'die in respektieve 35 kanaalgebieden zijn aangebracht. De condensatoren M en b6 zijn eveneens in de vorm van een MOS-condensator gerealiseerd. Een MOS-transistor 100, die als een stroomr-bron voor de versterkers k2, V7 en i+3 van het MOS-type 8200719 » - 19 - dient, is gevormd in een P-put teneinde het daardoor mogelijk te maken, dat een negatieve spanning wordt aangelegd aan een klem. 9» hetgeen op zijn beurt betekent, dat de dynamische gebieden van deze versterkers worden vergroot. Een klem 98 is verbonden met een voedingsbron voor de 5 bovenbeschreven versterks en het schuifregister.Fig. 18 shows a concrete circuit configuration of the circuit shown in FIG. 17, which is accomplished by an n-channel process. To obtain low power consumption and high speed operation, MOS transistors of the extraction type and amplification type are used interchangeably. The extraction type MOS transistors are identified by lines arranged in respective channel regions. The capacitors M and b6 are also in the form of a MOS capacitor. A MOS transistor 100, which serves as a current source for the amps k2, V7 and i + 3 of the MOS type 8200719 »19, is formed in a P-well to thereby enable a negative voltage is applied to a clamp. Which, in turn, means that the dynamic areas of these amplifiers are increased. A terminal 98 is connected to a power source for the above described amplifiers and the shift register.

Zoals nit het bovenstaande moge blijken, kan de foto-aftast-inrichting met een aandrijfschema volgens de uitvinding, de aftastver-king uitvoeren met een sterk gereduceerd aantal elementen vergeleken met de tot nu toe bekende aftast inrichting van het sequentiële aandrijftype, 10 en verkrijgt men volgens de uitvinding een bijzonder hoog vervaardidings-rendement en geringe vervaardigingskosten.As will be apparent from the above, the drive scanning photo sensing apparatus according to the invention can perform the scanning operation with a greatly reduced number of elements compared to the hitherto known sequential driving type scanning apparatus, and one obtains according to the invention a particularly high production efficiency and low production costs.

82007198200719

Claims

9 - 20 - CONCLUSIONS:

1. Photoresist device characterized by a system consisting of a number of unit pixels, each of which consists of a series connection of a photoconductive film and a diode or a combination of a photodiode and a diode, which in series with the photodiode is connected in opposite rectifying direction, the number of unit picture elements being arranged in at least two groups, the unit picture elements belonging to the respective groups being connected to a corresponding first group of wiring conductors, respectively the groups cooperate, while the unitary picture members, which belong to the other groups, and are located in the same places in the different groups relative to each other, are connected together with a respective second group of wiring conductors, provided with means for the first group of wiring conductors connected to the pixel from which a signal is to be derived n-15, to apply a voltage, which voltage serves to bias the diode of the pixel to be read in the forward direction, while on the first group of wiring conductors, which are connected to the unit pixels from which no signals are to be produced read out, no voltage is applied in the transmission circuit, and 20 means for one of the second group of wiring conductors, connected to the unit pixel to be read, to ground the diode of this pixel to be read or into a capacitance bias the forward direction, electric charges stored in nodes located between the photoconductive films and the diodes or between the photodiodes and the diodes being sequentially read as signals.

2. A photo scanning device according to claim 1, characterized in that the unit pixels are arranged according to a one-dimensional system, each group being formed by the unit pixels which are located together.

Photo-scanning device according to claim 1 or 2, characterized in that the parasitic capacitance present in one of the second group of wiring conductors is made equal to the capacitance which is coupled to one of the second group of wiring conductors via which the readout is to be occur while a voltage applied to one of the second wiring conductors through which no reading is made is made equal to the absolute value of the voltage supplied through the capacitor for reading to one of the a second group of wiring conductors is applied, but which voltage has a polarity opposite to that of the latter voltage. 8200719