DE3144219C2 - Photoelektrischer Wandler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen photoelektrischen Wandler, der zur Verwendung als optischer Vorlagenleser geeignet ist. Ein CCD-Wandler empfängt Licht, das von einer Vorlage mit Zeichen oder graphischen Mustern reflektiert wird, und speichert Ladungen proportional zur Intensität des reflektierten Lichts. Unerwünschte verfälschende Ladungen werden vom CCD-Wandler zu einem Schieberegister übertragen und während eines anderen Zeitintervalls als dem Ausleseintervall für die notwendigen Daten beseitigt. Die ausgelesenen Daten, die genau den Daten der Vorlage entsprechen, werden bei einem verkürzten Beseitigungsintervall erzeugt.

Description

Iesene Daten nicht genau den Daten der Vorlage.

In Treibersystemen für CCD-Wandler kann während vom Speicherintervail und Datenausgabeintervall verschiedenen Zeitintervallen ein Übertragungsgatter zur Löschung bzw. Ableitung der Ladungen in den Bildspei- s cherzellen geöffnet werden, um nur die Speicherung der gewünschten Signalladungen zu ermöglichen und ein effektives, echtes Ausgangssignal zu erhalten. Hier wird das analoge Schieberegister angesteuert, um die übertragene Ladung sogar während der Speicherperiode abzuleiten oder zu löschen. Die Beseitigung unnötiger Daten aus dem Schieberegister erfordert die gleiche Zeitspanne wie die echte Datenausgabe aus dem Schieberegister. Wenn das Speicherzeitintervall der Photodiodenanordnung kürzer festgelegt wird als das Lösungs-Zeitintervall des Schieberegisters und die in der Photodiodenanordnung als effektive Daten gespeicherten Ladungen zum analogen Schieberegister übertragen werden, das nicht vollständig gelöscht worden ist, werden die zurückgebliebenen verfälschenden Daten den echten Daten überlagert oder zu diesen addiert, weshalb die aus dem Schieberegister herausgeiesenenen Dai.en nicht getreu den auf der Vorlage vorhandenen Daten entsprechen (vgL in diesem Zusammenhang auch die US-PS 41 77 449).

Es ist bereits ein photoelektrischer Wandler bekannt (IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 20, Nr. 6, Nov. 1977, S. 2177—2188) bei dem mit Hilfe von unterschiedlichen Impulsfolgen die Übernahme der Daten aus der Photozellenanordnung in Ausgangsregister gesteuert wird. Mit dieser bekannten Anordnung kann die Belichtungsdauer der Photozellen zur Erzeugung eines Nutzsignals unabhängig von Veränderungen im Abtastmechanismus konstant gehalten werden. Diese Anordnung ist jedoch insofern aufwendig als für die Ausgabe 3s der Nutzsignale und zur Beseitigung der Störsignale jeweils zwei unterschiedliche Arten von Registern verwendet werden müssen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen photoelektrischen Wandler anzugeben, der mit geringem Schaltungsaufwand zuverlässig arbeitet, der elektrische Nutzsignale liefert, die getreu dem abgetasteten Bild entsprechen und die weitgehend störungsfrei sind und der nur seine kurze Speicherzeit benötigt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung werden, insbesondere durch die kurze Speicherzeit, folgende Vorteile hauptsächlich erzielt:

1. Die Leuchtdichte kann während der Auslesezeit erhöht werden

2. Die Auslesegeschwindigkeit kann erhöht werden.

3. Die Beeinflussung durch Störsignale, hervorgerufen durch restliche Ladungen, ist wesentlich verringert.

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Nachstehend wird die Erfindung anhand teilweise schematischer Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 ein Lesesystem,

Fig. 2 eine Gesamtanordnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen photoelektrischen Wand- iers,

F i g. 3 den wesentlichen Teil einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandlers einschließlich eines CCD-Wandlers,

F i g. 4 ein Signalformdiagramm zur Eriäuterung der Vermeidung von Ausgangssignalstörungen aufgrund unerwünschter Ladungen und

F i g. 5(a), (b) Signalformdiagramme für verkürzte Löschungsintervalle.

F i g. 1 zeigt ein Lesesystem einer Faksimile- bzw. Bildübertragungsanordnung. Die Information (Bild) auf der zu übertragenden Vorlage 4, die durch eine Leuchtstofflampe 3 angestrahlt wird, wird durch eine Linse 2 zu einer photoelektrischen Wandlerschaltung 1 geseitet, wo die Information photoelektrisch umgewandelt wird. Die photoelektrisch umgewandelte Information wird, wenn erforderlich, zu einer Empfangsstation übertragen.

Die photoelektrische Wandlerschaltung 1 hat herkömmlicherweise verwendete Photodioden oder Phototransistoren. Unter den Gesichtspunkten hoher Pakkungsdichte und hoher Wirtschaftlichkeit werden jedoch zunehmend CCD-Wandler bzw. CCD-Detektoren verwendet. CCD-Wandler sind Ha'.ieiterwandler und können miniaturisiert werden. Für CCC -Wandler sind verschiedene Strukturen und Treiber-Systeme vorgeschlagen worden.

Der CCD-Wandler weist einen CCD-Bilderzeuger bzw. GTD-Abbildner (Diodenanordnung bzw. Diodenfeld) auf, der eine Vielzahl von Bildspeicherzellen zur Speicherung photoelektrischen umgewandelter Ladungen, Übertragungsgatter zur Steuerung der Übertragung der in den entsprechenden Speicherzellen des CCD-Wandlers gespeicherten Ladungen und ein Analog-Schieberegister zur Speicherung der durch das Übertragungsgatter übertragenen Ladungen und zur sequentiellen Ausschiebung der Ladungen in Abhängigkeit von einem externen Schiebetakt umfaßt. Die ausgeschobenen Daten umfassen echte Daten und unerwünschte, störende Daten. Lediglich die echten Daten werden jedoch für die Übertragung zur Empfangsstation ausselektiert.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des photoelektrischen Wandlers, der zur Bildübertragung verwendbar ist.

Der CCD-Wandler 5 liest eine Abtast-Zeile von Daten parallel ab und gibt die Daten seriell als A'jsgangssignal ab. Im einzelnen speichert, übertrrgt und sendet (verschiebt) der CCD-Wandler 5 die Daten mit einer Treiberschaltung 6, die durch eine Steuereinrichtung 7 gesteuert wird. Die vom CCD-Wandler 5 ausgeschobenen seriellen Daten werden über einen Transistor 9 in Emitterfolgerschaltung (Impedanz-Wandlung) über einen an Masse liegenden Widerstand 10 ausgegeben. Das Ausgangssignal wird dann an einen Kondensator 11 gt· legt, um Gleichspannungskomponenten zu eliminieren, ur.d oanach einem Videoverstärker 12 zugeführt. Da nach der Beseitigung der unnötigen Gleichspannungskomponente durch den Kondensator 11 die Wechselstromkomponente eine kleine Amplitude hat, wird bewußt durch eine Gleichspannungs-Rückstellschaltung 13, die durch die Steuerschaltung 7 gesteuert wird, eine Gleichspannungskomponente addiert. Das Ausgangssignal des Videoverstärkers 12 wird zu einer Halteschaltung 14 (Abtast- und Halteschaltung) geleitet, wo das Signal abgetastet und gehalten bzw. gespeichert wird. Die Halteschaltung 14 digitalisiert die Eingangssignale in schwarze und we'.Se Binärsignale oder Vielpegelsignale in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal einer Schwarzpegel-Regelschaltung 15. Das Ausgangssignal der Halteschaltung Ί4 wird als ein Videosignal VIDEO

verwendet. Die Steuerschaltung 7 wird durch den Beginn des Linien-Abtastsignals (Abtastbcfehlssignal) Tscan, ein Speicherzeitsignal Ts und ein Zeitsteuersignal is zur Datenausgabe von der Zcitstcuerschaltung 8 gesteuert.

F i g. 3 zeigt den Aufbau eines CCD-Wandlers 5 und eines Treibersystems für den Wandler. Der CCD-Wandler 5 umfaßt eine CCD-Photodiodenanordnung 16 mit der Funktion des CCD-Bilderzeugers, eine Anordnung vcn Übertragungsgattern 17, Analog-Schieberegister 18 und einen Ausgangsverstärker 19. Die Treiberschaltung 6 weist MOS-Treiber 20/4,205und 20Cund Dämpfungswiderstände 2! A 21B und 21C auf und erhält die Ausgangssignale Φτα, Φι und Φι der Steuereinrichtung 7. Die Treiberschaltung 6 erzeugt ein Übcrtragungsgatter-Signal Φτα für die Anordnung von Übertragungsgattern 17 und Schiebeimpulse Φ\ und Φι für die Analog-Schieberegister 18. Die Ausgangssignale Φ\ und Φι haben zueinander entgegengesetzte Phasenlage. Die Photodiodenanordnung 16 hat eine Anzahl von Dioden die der Datenmenge einer Abtastzeile entspricht, z. B. von insgesamt 2048 bit, und ist in gerade und ungerade Gruppen zu 1024 bit unterteilt. In Fig. 3 sind die oberen Übertragungsgatter und das obere Schieberegister und die unteren Übertragungsgatter und das untere Schieberegister der ungeraden Gruppe bzw. der geraden Gruppe zugeordnet. Die Dämpfungswiderstände 21/4, 21fl und 21C werden zur Pegeleinstellung verwendet. Die Steuereinrichtung 7 weist erste und zweite Steuerschaltungen 22 und ZJ und eine Grundtakt-Generatorschaltung 24 auf. Die erste Steuerschaltung 22 enthält die Signale Tscan und Ts und erzeugt das Signal Φτα· Die zweite Steuerschaltung 23 erhält die Signale Tscan, Ts und den Grundtakt und erzeugt die Signale Φ\ und Φι. Im Beispiel sind zwei Gruppen mit je einem Schieberegister 18 und einer Anordnung von Übertragungsgattern 17 vorgesehen.

Zur Steuerung der Anordnung vor Übertragungsgattern 17 weist die erste Steuerschaltung 22 im wesentlichen einen monostabilen Multivibrator auf und sie kann in der Praxis einen monostabilen Multivibrator und ein Flipflop zur synchronen Steuerung des monostabilen Multivibrators aufweisen. Die zweite Steuerschaltung 23 zur Steuerung des Schieberegisters weist im wesentlichen einen Frequenzteiler auf und kann in der Praxis einen Frequenzteiler aufweisen, der durch das von der Speicherzeit-Steuerschaltung stammende Speicherzeitsignal angesteuert wird, um den von der Grundtakt-Generatorschaltung 24 stammenden Grundtaktimpuls zu teilen. Weiterhin we'st die Steuerschaltung 23 ein Flipflop mit Voreinstellungs- und Löschfunktion zur Unterbindung der Zuführung der Signale Φ, und Φ₂ während des Zeitintervalls h auf, das später noch erläutert wird, innerhalb dessen das Signal Φτπ den hohen Pegel annimmt Die Verbindung zwischen den Steuerschaltungen 22 und 23 ist nicht dargestellt.

F i g. 4 zeigt ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Entladung bzw. Löschen der unerwünschten Ladungen, um so Störungen des Ausgangssignals zu unterbinden, was unter anderem Ziel der Erfindung ist. Obwohl der Takt Φ, nur während der Intervalle h und U dargestellt ist. werden ähnliche Impulse auch im Intervall t\ erzeugt. Nachstehend wird die Betriebsweise des CCD-Wandlers 5 unter Bezug auf F i g. 4 erläutert. Der Anfang des .■M>iiiM%i£U:il% 1\, i\ (I. Pegel, niedriger Pegel) wird zu Beginn jeder Abtastzeile erzeugt. Für ein Zeichen, das mit acht Zeilen abgetastet wird, werden acht Anfänge des Abtastsignals Tscan erzeugt, um die Abtastung dieses Zeichens vollständig durchzuführen. Der von der Zeitsteuerschaltung 8 gelieferte Speicherzeitimpuls Ts hat die gleiche Länge wie die Speicherzeit t\ für jedes Abtastintervall. Die erste Steuerschaltung 22 erhält die Signale Tscan und T$ und erzeigt das Signal Φτα, das zu dem in Fig.4 gezeigten Übertragungsgatter-Steuersignal Φτα entgegengesetzte Phasenlage hat.

Das Übertragungsgatter-Steuersignal irr; wird nachstehend näher erläutert. Das Signal Φτα weist für jede

ίο Abtastzeile im Zeitintervall U einen Impuls mit L-Pegel, im Zeitintervall i2 einen Impuls mit Η-Pegel (hohem Pegel), im Zeitintervall h einen Impuls mit L-Pegel und im Zeitintervall /j einen Impuls mit Η-Pegel auf.
Wenn der Anfang des Abtastsignals Tscan erzeugt

is wird, nimmt das Übertragungsgatter-Steuersignal Φτα den L-Pegel an, so daß die Anordnung von Übertragungsgattern 17 gesperrt wird, um die CCD-Bildspeicherzellen zu trennen bzw. abzuschalten. Die Ladungen (Daten), die bis zu diesem Zeitpunkt über die Anord-

nung von Übertragungsgattern 17 zum Analog-Schieberegister 18 übertragen wurden, werden durch die Schiebetaktsignale Φ, und Φι (ζ. B. mit 500 kHz) über den Ausgangsverstärker 19 während des Zeitintervalls ίο beseitigt bzw. gelöscht, wobei das Intervall fo die Zeit ist, die zur sequentiellen Ausgabe der Daten für eine parallel sum Schieberegister übertragenen Abtastzeile erforderlich ist. Im vorliegenden Fall sollte h größer sein als ίο, um verfälschende Daten bzw. Ladungen aus dem Schieberegister auszulöschen. Nach Ablauf der Spei-

cherzeit Λ nimmt das Übertragungsgatter-Steuersignal Φτα den H-Pegel an; die während dßs Intervalls Λ in der Zellenanordnung 16 gespeicherten Ladungen werden während des Intervalls h durch die Anwendung von Übertragungsgattern 17 zum Schieberegister 18 übertragen. Nach Ablauf des Intervalls {2 nimmt das Steuersignal Φτα zur Sperrung der Anwendung von Übertragungsgattern 17 den L-Pegel an, um das Schieberegister 18 schaltungsmäßig von der Zellenanordnung 16 zu trennen: die zum Schieberegister 18 übertragenen Ladüngen werden synchron mit den Taktsignalen Φ\ und Φι verschoben, um während des Zeitintervalls f3 zu erzeugen. Das Intervall h ist dabei im wesentlichen gleich dem Intervall ίο.

Nach Ablauf des Intervalls ti, in dem das Ausgangssignal V₀U, sequentiell ausgegeben wurde, nimmt das Signal Φτα den Η-Pegel an, so daß die Anordnung von Übertragungsgattern 17 für das Intervall U geöffnet wird und die Ladungen in der Zellenanordnung 16 über die Anordnung von Übertragungsgattern 17 zum Schieberegister 18 übertragen und während dieses Intervv.üs U durch die Taktsignale Φ\ und Φι ausgeschoben werden, bis der nächste Anfang des Abtastsignals Tscan erzeugt wird. Da das während des Intervalls U, erzeugte Signal kein echtes Datensignal ist, wird es als die verfälsehende, unerwünschte Signalkomponente eliminiert

Dementsprechend wird nur das im Intervall fe erzeugte Ausgangssignal Vom (vgl. F i g. 4) als normales Sendesignal verarbeitet Die oben beschriebene Betriebsweise wird für jede Abtastzeile durchgeführt.

F i g. 5 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Verkürzung des Löschungsintervalls, was einem Ziel der Erfindung entspricht Die Betriebsweise des CCD-Wandlcrs 5 wird nachfolgend unter Bezug auf F i g. 5(a) erläutert. Der Beginn des Abtastsignals Tscan (L-Pegel)

t.i wird am Anfang jeder Abtastzeile erzeugt. Für ein mit acht Zeilen abzutastendes Zeichen werden zur vollständigen Abtastung acht Anfänge von Abtastsignalen Tscan erzeugt Der Speicherzeitimpuls Ts hat eine Zeit-

dauer, die gleich dem Speicherintervall fi für jede Abtastlinie ist. Die erste Steuerschaltung 22 erhält die Signale Tscan und Ts und erzeugt das Signal Φτα, das zu dem in F i g. 5(?) gezeigten Übertragungsgatter-Steuersignal Φτό entgegengesetzte Phase hat.

Im folgenden wird das Übertragungsgatter-Steuersignal Φτα im einzelnen erläutert. Das Signal Φτα besitzt für i-cie Abtastzeile, wie im Falle der F i g. 4, im Intervall fi einen Impuls mit L-Pegel, im Intervall h einen Impuls mit Η-Pegel, im Intervall fj einen Impuls mit L-Pegel und im Intervall U einen Impuls mit Η-Pegel. Wenn der Anfang des Abtastsignals Tscan erzeugt wird, nimmt das Übertragungsgatter-Steuersignal Φτα den L-Pegel an, so daß die Anordnung von Übertragungsgattern 17 gesperrt wird. Die Ladungen (Daten), die bis zum Beginn jeder Abtastung über die Anordnung von Übertragungsgattern 17 zum Analog-Schieberegister 18 übertragen worden sind, werden während des Intervalls ti, das dem Intervall fo von Fig.4 entspricht, sofern die Wiederholungsfreuenz der Signale Φ\ und Φι ζ. Β. 500 kHz beträgt, mittels der Ubertragungstaktsignale Φ\ und Φι über den Ausgangsverstärker 19 abgeleitet bzw. gelöscht. In Fig.5(a) ist die Wiederholungsfrequenz h der Signale Φ\ und Φι während des Intervalls t\ höher als die Frequenz f\ während des Ausgabeintervalls ij. Daher wird das Schieberegister 18 im Intervall fe gelöscht. Nach dem Speicherintervall r, nimmt das Übertragungsgatter-Steuersignal^TG den Η-Pegel an, worauf die in der Zellenanordnung 16 während des Intervalls ii gespeicherten Ladungen während des Interval's /j durch die Anordnung von Übertragungsgattern 17 zum Schieberegister 18 übertragen werden. Nach dem Intervall h nimmt das Steuersignal ^rcden L-Pegel an, so daß die Anordnung von Übertragungsgattern 17 gesperrt wird, und die zum Schieberegister übertragenen Ladungen werden in Synchronisation mit den Taktsignalen Φ\ und Φι, wobei die Wiederholungsfrequenz f\, kleiner als h ist, verschoben, um über den Ausgangsverstärker 19 das Ausgangssignal V„„, zu erzeugen. Nach dem Intervall fj, in dem das Ausgangssignal V_ou, sequentiell ausgegeben wird, nimmt das Signal Φτα den Η-Pegel an, so daß die Anordnung von Gattern 17 geöffnet wird und die Ladungen in der Anordnung 16 über die Übertragungsgatter 17 zum Schieberegister übertragen werden und während des Intervalls u bis zur Erzeugung des nächsten Beginns des Abtastsignals Tscan durch die Taktsignale Φ\ und Φι ausgeschoben werden. Hier kann die Frequenz des Taktes Φ\ und Φι f₇ anstelle von f\ sein.

Da das während des Intervalls U erzeugte Signal nicht das normale Nutzsignal ist, wird es als Störsignal eliminiert Dementsprechend wird das im Intervall fj (vgl. Fig.5{a)) erzeugte Ausgangssignal V_ou, als normale Sendeinformation weiterverarbeitet. Die oben erläuterte Betriebsweise wird für jede Abtastzeile durchgeführt. Da die Frequenz /j des Taktes Φι und Φι während des Speicherintervalls fi höher ist als die Frequenz /Ί des Taktes Φ\ und Φι während des Ausleseintervalls /3, wird die zur Löschung der störenden Daten aus dem Schieberegister erforderliche Zeitspanne verkürzt (z. B. von k auf k). Dies ermöglicht die Verkürzung des Speicherzeitintervalls ti, damit dieses kleiner ist als das Ausleseintervall ty, wie es in F i g. 5(b) dargestellt ist F i g. 5(b) zeigt einen Extremfall, in dem das Speicherzeitintervall fi' auf die gleiche Länge wie das Zeitintervall te reduziert wurde, das zur Löschung des Schieberegisters erforderlich ist

Die Erfindung weist die folgenden Vorteile auf. Nach dem Stand der Technik wird die Anordnung von Übertragungsgattern 17 gesperrt gehalten, da das Signal Φτο während des Intervalls u auf L-Pegel liegt. Als ein Ergebnis davon werden die störenden Ladungen in der Zellenanordnung 16 während des Intervalls /4 gespeichert, woraus drei Nachteile resultieren. Erstens wird während des Intervalls u die Zellenanordnung 16 gesättigt bzw. übersteuert, besonders wenn die Lichtintensität hoch ist. Zweitens wird bei der nächsten Zeilenabstastung, unabhängig davon, ob die Anordnung gesättigt ist oder nicht, um die gespeicherten Ladungen zu eliminieren. Drittens wird demzufolge die normale Datenübertragung verschlechtert. Gemäß der Erfindung werden andererseits, da das H-Pegel-Intervall auf das Intervall h folgend festgesetzt wird, die durch Photoionisation erzeugten Ladungen praktisch frei zum Schieberegister übertragen und aus ihm abgeleitet, wodurch die oben genannten Nachteile vollständig vermieden und die normalen Daten korrekt übertragen werden können.

Dem dargestellten und erläuterten Ausführungsbeispiel liegt eine Zweiphasentakt-CCD-Anordnung zugrunde, es kann jedoch gleichermaßen auch eine Einphasentakt- oder eine Dreiphasentakt-CCD-Anordnung verwendet werden. Die erste Steuerschaltung 22 empfängt die Signale Tv, Tsc.\n und /j; sie kann entsprechend ohne weiteres auf drei Zeitsteuerungen und Wellenformen basierende Impulse Φτα erzeugen. Das Speicherzeitintervall /1 und das Auslesezeitintervall ti werden in der Zeitsteuerungsschaltung 8 eingestellt, die ohne weiteres den Impuls Ts und einen Impuls, der das Ende des Intervalls t_} anzeigt, erzeugen kann.

Die obige Erläuterung betrifft die hauptsächlichen Betriebsabläufe. Im erläuterten Ausführungsbeispiel sind die Frequenzen der Takte Φ, und Φι im Speicherintervall fi von denen in den Intervallen u (und u) verschieden. Die Frequenz f_} im Intervall /, ist höher festgelegt als die Frequenz /1 in den Intervallen ij (und k); z. B. ist /Ί = 5öö kHz und /i-2 Mhz. Die Frequenzen /~iund I₂ werden durch die zweite Steuerschaltung 23 erzeugt.

AO Mit dieser Anordnung wird die Beseitigung verfälschender Daten bzw. Ladungen, die nach dem Stand der Technik die Zeit fj erforderte, auf die Zeit fc, die kürzer als die Zeit fj ist, reduziert. Da die Speicherzeit verkürzt wird, kann die Lichtmenge bzw. Lichtstärke beim Lesen der Daten erhöht und die Lesegeschwindigkeit vergrößert werden.

Die Erfindung ist ferner nicht i-uf die im erläuterten Ausführungsbeispiel verwendete Zweiphasentaktung beschränkt. Die zweite Steuerschaltung 23 kann zwei Frequenzgeneratoren für f, und f₂ umfassen, die bei bzw. durch fi. ij und U geschaltet werden. Alternativ kann i-uch ein Frequenzteiler vorgesehen werden.

Gemäß der Erfindung können die ausgelesenen Daten, die die Daten auf der Vorlage korrekt wiedergeben.

mit verkürzter Speicherzeit erzeugt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Die Erfindung betrifft einen photoelektrischen Wand-Patentansprüche: ler nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. In Vorrichtungen zur Umwandlung von Zeichen und

1. Phoioelektrischer Wandler graphischen Mustern in elektrische Signale wie etwa mit einer lichtempfindlichen Zellenanordnung, 5 Bildübertragungsgeräten oder optischen Zeichenlesern mit einer Anordnung von Übertragungsgattern, und (OCR) wurden als photoelektrische Wandler des Leseeinem Schieberegister, systems zur Umwandlung der Zeichen und graphischen durch den ein zu lesendes Muster zeilenweise abge- Muster in elektrische Signal photoelektrische Wandlertastet wird, schaltungen vom Ladungsspeichertyp oder ladungsgedie abgetasteten Daten in der lichtempfindlichen 10 koppelte Schaltungen (sog. charge coupled device, Zellenanordnung parallel gespeichert werden, CCD) verwendet Die photoelektrische Wandlerschaldie in Form von Ladungen gespeicherten Daten tung vom Ladungsspeichertyp kann typischerweise eine über die Anordnung von Ubertragungsgattern zum Photodiodenanordnung bzw. ein Photodiodenfeld aufSchieberegister übertragen werden, und die übertra- weisen, in dem Ladung durch Lichtstrahlung gespeigenen Daten durch Verschiebung des Inhalts des 15 chert wird.

Schieberegisters gesteuert durch Taktimpulse aus- Das Lesesystem weist eine Lichtquelle zur Beleuch-

geschoben werden. tung einer Vorlage mit darauf aufgezeichneten Zeichen

dadurch gekennzeichnet, und/oder graphischen Mustern, einen photoeiektri-

daß eine erste Steuerschaltung (22) sehen Wandler mit einer Anzahl linear angeordneter

20 Photodioden und eine Leseschaltung zum seriellen Aus-

— während jeder Dauer (U + /2-Mj+/4) einer Zei- lesen von in den Fhotodioden gespeicherten Ladungen lenabtastung zu Beginn der Abtastdauer die auf.

Anordnung von Übertragungsgattern (17) wäh- Das von der Lichtquelle abgestrahlte und von der

der Ladungen in der lichtempfindlichen Zellen- Vorlage reflektierte Licht wird von einer Linse gesamanordnung (6) notwendig ist, sperrt, 25 melt und auf die Photodiodenanordnung des photoelek-

— die Anordnung von Übertragungsgattern (17) trischen Wandlers gerichtet und auf dieser abgebildet nach der Speicherzeitdauer t\ zur Übertragung Nach einem vorgegebenen Zeitintervall zur Speicheder in der Zellenanordnung (16) gespeicherten rung der Ladung wird die Ladung durch die Leseschal-Ladungen zum Schieberegister (18) öffnet, tung gelesen. Der obige Ablauf wird unter sequentieller

— nach der Übertragung der Ladungen zum Aus- 30 Verschiebung der Verlage mehrmals wiederholt
schieben 1! ?r übertragenen Ladungen durch das Da eine weiße Fläche auf der Vorlage eine große Schieberegister (18) die Ai«»rdnung ^von Über- Lichtmenge reflektiert, speichert eine einer weißen Flätragungsgattern (1 T) SDcrrt, ehe des Bildes gegenüberliegende Photodiode eine gro-

— nach der Ausschiebung der ! ndungen aus dem Be Ladung. Andererseits speichert eine Photodiode, die Schieberegelregister (18) die Anordnung von 35 einer dunklen Fläche des wiederzugebenden Bildes ge-Übertragungsgattern (17) öffnet, so daß die genüberliegt, eine kleine Ladung. Auf diese Weise wird durch die Zellenanordnung erfaßten Ladungen ein elektrisches Signal erzeugt, das für die Informationsais ungültige Daten über die Anordnung von dichte der Vorlage repräsentativ ist
Übertragungsgattern (17) und das Schieberegi- Die Ladungsbeträge können in Forn: von Analoggröster (18) beseitigt werden, 40 ßen verarbeitet werden. In vielen Fällen werden sie jedoch durch Vergleich des ermittelten Signals mit einem

daß eine zweite Steuerschaltung (23) vorgegebenen Schwellenwert in »1« oder »0« (weiß/

schwarz)-Digitalsignale umgewandelt.

— den Inhalt des Schieberegisters (18) mit einer In herkömmlichen Geräten werden, wenn der photoersten Frequenz (f\) mindestens während der 45 elektrische CCD-Wandler vom Ladungsspeichertyp dritten Zeitdauer (i)j und mit einer zweiten Fre- (nachfolgend als CCD-Wandler bezeichnet) angesteuert quenz (F₂) mindestens während der ersten Zeit- wird, überflüssige Ladungen, die in den entsprechenden dauer (t\) verschiebt, Bildspeicherzellen der Diodenanordnung des Photode-

— wobei die zweite Frequenz f/j) höher als die tektors gespeichert wurden, jeweils einmal bei jedem e^rste (f\) ist. 50 Beginn des Abtastbefehls zu einem CCD-Analog-Schie-

beregister übertragen, um die unnötig gespeicherten

2. Photoelektrischer Wandler nach Anspruch I, Ladungen aus der Diodenanordnung abzuleiten bzw. in mit einer Treiberschaltung (6), die zwischen der An- dieser zu löschen, worauf die ausgelesenen Vorlagedaordnung von Übertragungsgattern (17) und der er- ten in der Diodenanordnung gespeichert werden. Sosten Steuerschaltung (22) sowie der lichtempfindli- 55 fern jedoch eine große Lichtmenge abgestrahlt wurde eher. Zellenanordnung (16) und der zweiten Steuer- oder die Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden schaltung (23) angeordnet ist, dadurch gckennzeich- Anfängen des Abtastbefehls (zu) lang ist, werden die net, daß die Treiberschaltung (6) mehrere MOS- Ladungen in der Photodiodenanoidnung innerhalb ei-Treiber (20/4, 20ß, 2OQ aufweist mit in Serie ge- ner vorgegebenen, kurzen Zeitspanne nicht vollständig schalteten Dämpfungswiderständen (2M, 21B, 21 C), to gelöscht, und die Signalladungen können den störenden

3. Photoelcktrischer Wandler nach Anspruch 1 Ladungen, die in den entsprechenden Bildspeicherzellen und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemp- zurückgeblieben sind, überlagert oder zu diesen addiert findiiche Zellenanordnung (16) aus einer Anordnung werden. Da die Kapazität jeder Speicherzelle des Schievon CCD-Photodioden bestchi. beregisters kleiner ist als die der das Bild erfassenden

65 Photodiodenanordnung, können die Speicherzellen des

Schieberegisters daher gesättigt bzw. übersteuert werden, falls die vom Bilddetektor übertragene Ladungsmenge groß ist. In diesen Fällen entsprechen die ausge-