DE3856221T2

DE3856221T2 - Photovoltaischer Wandler

Info

Publication number: DE3856221T2
Application number: DE3856221T
Authority: DE
Inventors: Yoshio Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Nakamura; Shigetoshi Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Sugawa; Nobuyoshi Setagaya-Ku Tokyo Tanaka; Isamu Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Ueno
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1988-01-15
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2008-01-16
Also published as: EP0275217A2; EP0275217A3; US4879470A; EP0275217B1; DE3856221D1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine photoelektrische Wandlervorrichtung mit einer Vielzahl von Photosensoren, die in einen Lichtempfangsabschnitt und einen gegen Licht abgeschirmten Abschnitt unterteilt sind.

Verwandter Stand der Technik

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus einer herkömmlichen photoelektrischen Wandlervorrichtung mit einer Dunkelausgangssignal-Kompensationsfunktion.
Gemäß der Darstellung weist ein Sensorbereich 1 Zellen S&sub1; bis Sn bei dem Lichtempfangsabschnitt zur Durchführung der photoelektrischen Umwandlung sowie eine Zelle Sd bei dem gegen Licht abgeschirmten Abschnitt zum Erhalt eines Dunkelreferenzausgangssignals auf.
Durch einen Abtastbereich 2 werden Signale der Zellen aufeinanderfolgend ausgegeben und einem Dunkelausgangssignal-Kompensationsteil 3 zugeführt. Das Dunkelausgangssignal-Kompensationsteil 3 subtrahiert eine Dunkelreferenzsignalstärke der Zelle Sd von den Signalen der Zellen S&sub1; bis Sn und gibt ein Ausgangssignal aus.
Da das Ausgangssignal der Sensorzelle Sd des gegen Licht abgeschirmten Abschnitts einem Dunkelstrom der Sensorzel le entspricht, werden durch Subtrahieren der Dunkelreferenzsignalstärke der Zelle Sd von den Signalen der Zellen S&sub1; bis Sn die Störungskomponenten durch den Dunkelstrom beseitigt. Somit kann ein photoelektrisches Umwandlungssignal abgewandelt werden, das genau dem einfallenden Licht entspricht.
Als Dunkelausgangssignal-Kompensationsteil 3 kann eine Klemmschaltung verwendet werden, oder es ist ebenfalls die Verwendung einer Abtast-Halteschaltung zum Halten des Dunkelreferenzsignals der Zelle Sd sowie einer Differenzschaltung zum Erhalt der Differenzen zwischen dem Dunkelreferenzsignal und den Signalen der Zellen S&sub1; bis Sn möglich.
Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittansicht des Sensorbereichs 1 bei der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung.
Gemäß der Darstellung sind die Sensorzellen Sd sowie 51 bis Sn in einer Zeile in einer n&supmin;Schicht 701 mit die Einrichtung trennenden Bereichen 702 ausgebildet.
Jede Zelle weist einen p-Bereich 703 zur Akkumulierung (Ansammlung) der durch die Lichtanregung erzeugten Träger auf. Auf der Zelle Sd ist eine lichtabschirmende Schicht 704 ausgebildet, wodurch der gegen Licht abgeschirmte Abschnitt aufgebaut ist.
Jedoch weist die vorstehend beschriebene herkömmliche photoelektrische Wandlervorrichtung einen Nachteil dahingehend auf, daß, wenn starkes Licht in den Lichtempfangsabschnitt gelangt, die Träger aus dem Lichtempfangsabschnitt in den gegen Licht abgeschirmten Abschnitt streu en und einen negativen Einfluß auf das Dunkelreferenzausgangssignal ausüben.
Das heißt, daß, wie in Fig. 2 gezeigt, wenn starkes Licht eindringt und die überschüssigen Träger (in diesem Fall Löcher) in dem p-Bereich 703 der Zelle S&sub1; des Lichtempfangsabschnitts akkumuliert (gesammelt) werden, diese überschüssigen Träger 705 zu der Seite der n&supmin;-Schicht 704 herausfließen und in den p-Bereich 703 der benachbarten Zelle Sd des gegen Licht abgeschirmten Abschnitts fließen. Auf diese Weise ändert sich das Dunkelreferenzausgangssignal der Zelle Sd, wobei die vorhergehend beschriebene Ausgangssignalkompensation nicht ausgeführt werden kann.
Aus der EP-A-0 132 076 ist ein Basisspeicher-Photosensor bekannt. Aus der US-A-4 293 877 ist eine Photosensorvorrichtung mit einem gegen Licht abgeschirmten Abschnitt bekannt.
Die US-A-4 300 163 schlägt eine Festkörper- Abbildungsvorrichtung vor, bei der eine Abbildungseinheit einen Lichtempfangsabschnitt mit einer zweidimensionalen regelmäßigen Anordnung von Photodioden sowie einen gegen Licht abgeschirmten Abschitt mit einer einzelnen Zeile von optisch abgeschirmten Photodioden aufweist. Es wird vorgeschlagen, daß anstelle der einen Zeile oder Reihe der regelmäßigen Anordnung optisch abgeschirmter Photodioden wie in der US-A-4 300 163 veranschaulicht zwei Zeilen von regelmäßigen Anordnungen abgeschirmter Photodioden in dem Fall einer Zeilensprungabtastung angeordnet werden können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß wird eine photoelektrische Wandlervorrichtung wie in Patentanspruch 1 angegeben sowie ein Photoumwandlungsverfahren wie in Anspruch 10 angegeben bereitgestellt. Die übrigen Ansprüche geben weitere Ausgestaltungen an.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine photoelektrische Wandlervorrichtung bereitgestellt, bei der die Signale von Photosensoren in dem Lichtempfangsabschnitt nicht in das Dunkelreferenzsignal aus dem gegen Licht abgeschirmten Abschnitt gemischt werden.
Durch Vorsehen der Einrichtung zur Beseitigung überschüssiger Träger zwischen Photosensoren des Lichtempfangsabschnitts und dem Dunkelsignalsensor des gegen Licht abgeschirmten Abschnitts wird die Streuung der Photosignale aus dem Lichtempfangsabschntit blockiert und kann ein Dunkelausgangssignal aus dem Dunkelsignalsensor des gegen Licht abgeschirmten Abschnitts abgeleitet werden, das nicht durch das Licht beeinflußt wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus einer herkömmlichen photoelektrischen Wandlervorrichtung mit einer Dunkelausgangssignal-Kompensationsfunktion.
Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines Sensorteils 1 der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung.
Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittansicht einer photoelektrischen Wandlervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 4 zeigt eine Querschnittansicht, die entlang der Linie A-A bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 5A zeigt ein Äquivalenzschaltbild zur Beschreibung des grundsätzlichen Betriebs der photoelektrischen Wandlerzelle.
Fig. 5B zeigt Spannungsverläufe, die den Betrieb der Schaltung gemäß Fig. 5A darstellen.
Fig. 6 zeigt ein schematisches Schaltbild gemäß einem Ausführungsbeispiel unter Verwendung der photoelektrischen Wandlerzellen.
Fig. 7 zeigt Signalverläufe, die ein Beispiel für Zeitverläufe für jeweilige aus einem Treiber 77 ausgegebene Impulse darstellen.
Fig. 8 zeigt ein schematische Schaltbild einer photoelektrischen Wandlervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 9 zeigt eine schematische Querschnittansicht für ein Beispiel einer photoelektrischen Wandlerzelle.
Fig. 10 zeigt ein Äquivalenzschaltbild zur Beschreibung des grundsätzlichen Betriebs der photoelektrischen Wandlerzelle.
Fig. 11 zeigt ein schematisches Schaltbild gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung photoelektrischen Wandlerzellen.
Fig. 12 zeigt schließlich Signalverläufe, die ein Beispiel für Zeitverläufe für jeweilige aus dem Treiber 77 ausgegebene Impulse darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung ausführlich beschrieben.
Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittansicht einer photoelektrischen Wandlervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 4 zeigt eine entlang der Linie A-A gemäß Fig. 3 genommene Querschnittansicht.
Gemäß Fig. 3 und 4 ist eine n&supmin;-Schicht auf einem n- dotierten Substrat 101 durch epitaxiales Wachstum ausgebildet. Die Zellen Sd, S&sub1;, S&sub2;, ..., Sn sowie eine Zelle zur Beseitigung überschüssiger Träger Sf sind in einer Zeile in der n&supmin;-Schicht derart ausgebildet, daß sie voneinander durch Einrichtungstrennbereiche 116 voneinander getrennt sind. Die Zelle zur Beseitigung überschüssiger Träger Sf ist zwischen der Zelle Sd und der Zelle S&sub1; angeordnet. Die n&supmin;-Schicht dient als Kollektorbereich 102 in jeder Zelle.
In jeder Zelle ist ein p-Basisbereich 103 ausgebildet. Ein n&spplus;-Emitterbereich 104 ist in jedem p-Basisbereich 103 ausgebildet. Auf diese Weise ist ein npn- Bipolartransistor ausgebildet.
In dem p-Basisbereich 103 ist ein p&spplus;-Bereich 105 ausgebildet. In der n&supmin;Schicht 102 ist mit einem konstanten Abstand ein p&spplus;-Bereich 106 ausgebildet. Weiterhin ist über eine Oxidschicht 107 eine Gateelektrode 103 ausgebildet. Auf diese Weise ist ein (nachstehend als Rücksetztransistor bezeichneter) p-Kanal-MOS-Transistor zum Zurücksetzen aufgebaut. Der Rücksetztransistor kann selbstverständlich durch einen n-Kanal-MOS-Transistor ersetzt werden.
Auf dem Bipolartransistor und dem Rücksetztransistor ist eine Isolierschicht 109 ausgebildet. Weiterhin sind jeweils eine mit dem p&spplus;-Bereich 106 verbundene Elektrode 110 sowie eine mit dem n&spplus;-Emitterbereich 104 verbundene Emitterelektrode 111 ausgebildet. Weiterhin ist auf der Isolierschicht 109 eine Isolierschicht 112 ausgebildet. Ein Abschnitt außerhalb des Lichtempfangsabschnitts ist durch eine lichtabschirmende Schicht 113 bedeckt. Die lichtabschirmende Schicht 113 ist über den Zellen Sd und Sf ausgebildet, wodurch der gegen Licht abgeschirmte Abschnitt aufgebaut ist. Die anderen Zellen S&sub1; bis Sn bilden den Lichtempfangsabschnitt. Demgegenüber ist auf der Rückseite des Substrats 101 eine Kollektorelektrode 114 ausgebildet.
Bei dieser Vorrichtung wird das einfallende Licht durch die Zellen S&sub1; bis Sn in elektrische Signale umgewandelt. Aus der Zelle Sd wird ein Dunkelreferenzsignal zur Dunkelausgangssignalkompensation abgeleitet. Das Hereinströmen überschüssiger Träger in die Dunkelreferenzzelle Sd wird durch die zwischen dem Lichtempfangsabschnitt und der Zelle Sd ausgebildete Zelle Sf blockiert.
Der p-Basisbereich 103 der Zelle zur Beseitigung überschüssiger Träger Sf gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist auf ein Potential Vfx eines Kollektorpotentials Vcc oder niedriger festgehalten. Daher werden die überschüssigen Löcher (Träger) zu dem p-Basisbereich 103 der Zelle Sf angezogen und erreichen nicht die Dunkelreferenzzelle Sd, selbst falls die in dem p-Basisbereich 103 der Zellen 51 bis Sn akkumulierten überschüssigen Löcher überfließen. Das heißt, daß stets ein korrektes Dunkelreferenzausgangssignal aus der Dunkelreferenzzelle Sd erhalten werden kann, selbst falls starkes Licht in die photoelektrischen Wandlerzellen des Lichtempfangsabschnitts gelangen und die überschüssigen Träger aus dem p-Basisbereich 103 zu der Kollektorseite fließen.
Weiterhin ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel keine besondere Herstellungsverarbeitung zur Ausbildung der Zelle Sf erforderlich, da die Zelle zur Beseitigung überschüssiger Träger denselben Aufbau wie den der anderen Zellen aufweist. Demgegenüber ist dieses Ausführungsbeispiel ebenfalls vorteilhaft in bezug auf Störungen, da die Zellen jeweils mit demselben Aufbau vorgesehen sind.
Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel der Fall der einen npn-Bipolartransistor verwendenden photoelektrischen Wandlerzelle beschrieben wurde, kann die Erfindung genauso leicht bei einer photoelektrischen Wandlerzelle angewandt werden, die beispielsweise einen Feldeffekttransistor oder einen elektrostatischen Induktionstransistor (electrostatic induction transistor) verwendet, die einen Bereich zur Akkumulierung der Träger aufweisen.
Fig. 5A zeigt ein äquivalentes Schaltbild zur Beschreibung des grundsätzlichen Betriebs der vorstehend beschriebenen photoelektrischen Wandlerzelle. Fig. 5B zeigt Spannungsverläufe, die den Betrieb der Schaltung gemäß Fig. 5A darstellen.
Gemäß Fig. 5A ist die photoelektrische Wandlerzelle äquivalent zu einer Schaltung, bei der der p-Basisbereich 103 des npn-Bipolartransistors mit einem Drainanschluß eines Rücksetztransistors 5 verbunden ist.
Der Gateelektrode 108 des Rücksetztransistors 5 wird einem Puls φres zugeführt. An die Sourceelektrode 110 des Rücksetztransistors 5 wird eine Konstantspannung Vbg (beispielsweise 2 V) geeignet angelegt. Die Emitterelektrode 111 ist über einen n-Kanal MOS-Transistor 8 mit einem Anschluß 115 verbunden. Ein Impuls φvrs wird der Gateelektrode des Transistors 8 zugeführt. An den Anschluß 115 wird eine Spannung, die ausreichend niedriger als die Spannung Vbg ist, oder Erdpotential geeignet angelegt.
Zunächst wird bei dem Akkumulierungsvorgang (Ansammlungsvorgang) ein Potential Vb des p-Basisbereichs 103 auf einen Zustand ohne festes Potential bei einem anfänglich positiven Potential eingestellt und der Emitterbereich 104 auf einen Zustand ohne festes Potential bei Nullpotential eingestellt. An die Kollektorelektrode 114 wird die positive Spannung Vcc angelegt. Demgegenüber wird die Gateelektrode 108 des Rücksetztransistors 5 auf ein positives Potential eingestellt. Der Rücksetztransistor 5 wird auf den ausgeschalteten Zustand eingestellt.
Wenn in diesem Zustand Licht in den Photosensorabschnitt gelangt, werden soviele Träger (in diesem Falle Löcher) in dem p-Basisbereich 103 akkumuliert (angesammelt), wie es der Lichtmenge entspricht.
Zu diesem Zeitpunkt wird, da der p-Basisbereich 103 auf das anfängliche positive Potential eingestellt ist, wenn die Träger durch die Lichtanregung akkumuliert werden, das Signal entsprechend den akkumulierten Trägern gleichzeitig zu der Emitterseite in den Zustand ohne festes Potential ausgelesen, so daß ein photoelektrisches Wandlerausgangssignal erhalten wird. Das heißt, daß gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Lesevorgang gleichzeitig mit dem Akkumulierungsvorgang ausgeführt wird.
Der Vorgang zur Beseitigung der in dem p-Basisbereich 103 akkumulierten Träger ist nachstehend beschrieben.
Wie in Fig. 5B gezeigt, wird der Rücksetztransistor (für eine Zeitperiode T&sub1;) eingeschaltet, da der Impuls φres mit negativer Spannung zunächst an die Gateelektrode des Rücksetztransistors 5 angelegt wird. Somit wird das Potential Vb des p-Basisbereichs 103 ungeachtet der bisher aufgebauten Spannung, d. h. unabhängig von der Beleuchtung durch das einfallende Licht, auf die konstante Spannung Vbg eingestellt.
Die Konstantspannung Vbg ist auf einen Wert eingestellt, der ausreichend höher als sein Basisrestpotential Vk nach Abschluß des Trägerbeseitigungsvorgangs ist. Beispielsweise beträgt Vbg = 2 V.
Darauffolgend wird der Transistor 8 durch den Impuls φVrs mit positiver Spannung eingeschaltet. Über den Transistor 8 wird (für eine Zeitperiode T&sub2;') das Erdpotential an dem Anschluß 115 oder eine Spannung, die ausreichend niedriger als Vbg ist, an die Emitterelektrode 111 angelegt. Der Impuls φvrs kann ebenfalls vorab angelegt werden, damit dieser kontinuierlich nach der Vorderflanke des Impulses φres (für eine Zeitperiode T&sub2;) vorhanden ist.
Auf diese Weise kombinieren die in dem p-Basisbereich 103 akkumulierten Löcher mit den von dem n&spplus;-Emitterbereich 104 in den p-Basisbereich 103 injizierten Elektronen, so daß die Löcher beseitigt werden. Wie vorstehend beschrieben wird das Potential Vb des p-Basisbereichs 103 ungeachtet des sich aufgebauten Potentials für die Zeitdauer T&sub1; auf das Potential Vbg eingestellt, das ausreichend höher als das Restpotential Vk ist. Daher werden nach dem Verstreichen der Zeitperiode T&sub2; oder T&sub2;' das Potential Vb des p-Basisbereichs 103 unabhängig von der Intensität der Beleuchtung auf das konstante Potential Vk eingestellt.
Demgegenüber endet nach Abschluß der Zeitperiode T&sub2; oder T&sub2;' der Impuls φVrs, um den Transistor 8 abzuschalten, so daß die Emitterelektrode 111 auf einen Zustand ohne festes Potential eingestellt wird. Die Betriebsart erreicht den vorstehend beschriebenen Akkumulierungs- oder Auslesevorgang.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch Vorsehen der Zeitperiode T&sub1;, wenn das Potential des p-Basisbereichs 103 auf das konstante Potential Vbg eingestellt ist, das Potential Vb des p-Basisbereichs 103 am Ende des Auslöschungsvorgangs für die Zeitperiode T&sub2; oder T&sub2;' auf den konstanten Wert Vk eingestellt werden. Daher kann eine Nichtlinearität der photoelektrischen Umwandlungseigenschaften und das Nachbildphenomen bei niedriger Beleuchtung vollständig verhindert werden. Demgegenüber treten, da das Potential des p-Basisbereichs 103 nicht durch einen Kondensator gesteuert wird, eine Verringerung und Variation des Ausgangssignals aufgrund des Kondensators nicht auf.
Fig. 6 zeigt ein schematisches Schaltbild gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Verwendung der vorstehend beschriebenen photoelektrischen Wandlerzellen.
Die Zellen Sd, Sf, und S&sub1; bis Sn gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind, wie in Fig. 3 gezeigt, in einer Zeile angeordnet.
Gemäß Fig. 6 ist die Gateelektrode 108 des Rücksetztransistors 5 jeder der Zellen Sd und S&sub1; bis Sn gemeinsam mit einem Anschluß 70 verbunden. Dem Eingangsanschluß 70 wird ein Impuls φres zugeführt. Demgegenüber sind die Sourceelektroden 110 gemeinsam mit einem Anschluß 72 verbunden. An den Anschluß 72 wird die Spannung Vbg angelegt.
Jedoch ist das Potential des p-Basisbereichs 103 der Zelle zur Beseitigung überschüssiger Träger Sf auf Vfx fest eingestellt.
Zu diesem Zweck wird der Rücksetztransistor 5 stets in dem eingeschalteten Zustand gehalten und die Spannung Vfx an die Sourceelektrode 110 angelegt. Alternativ dazu wird eine Elektrode direkt mit dem p-Basisbereich 103 verbunden und die Spannung Vfx an diese Elektrode angelegt.
Die Emitterelektroden 111 der jeweiligen Zellen sind mit der Masse über den Transistor 8 verbunden. Die Gateelektroden der Transistoren 8 sind gemeinsam mit dem Anschluß 71 verbunden. Dem Anschluß 71 wird der Impuls φvrs zugeführt.
Weiterhin ist die Emitterelektrode 111 jeder Zelle über einen Transistor 11 mit einem Kondensator Ct zur Akkumulierung verbunden. Jeder Kondensator Ct ist gemeinsam mit einer Ausgangsleitung 20 über jeweils einen Transistor 12 verbunden.
Die Gateelektrode jedes Transistors 11 ist gemeinsam mit einem Anschluß 73 verbunden. Ein Impuls φt wird diesem Anschluß 73 zugeführt.
Die Gateelektrode jedes Transistors 12 ist mit einem Ausgangsanschluß eines Schieberegisters 13 verbunden. Die Transistoren 12 werden aufeinanderfolgend durch das Schieberegister 13 eingeschaltet. Das Schieberegister 13 wird durch einen Schiebeimpuls φsh in Betrieb versetzt, der aus einem Anschluß 79 zugeführt wird, wobei die Hochpegelposition aufeinanderfolgend verschoben wird.
Die Ausgangsleitung 20 ist über einen Ausgangsverstärker 15 mit einem Ausgangsanschluß 76 verbunden. Ein Eingangsanschluß des Ausgangsverstärkers 15 ist mit einem Anschluß 74 über einen Transistor 14 verbunden. Die Konstantspannung Vbh wird an den Anschluß 74 angelegt. Demgegenüber wird der Gateelektrode 75 des Transistors 14 ein Impuls φhrs zugeführt.
Sowohl jeder der vorstehend beschriebenen Impulse φ als auch die Konstantspannungen Vbg, Vfx und Vbh werden aus einem Treiber 77 zugeführt. Der Treiber 77 gibt jeden Impuls zu einem Zeitverlauf im Ansprechen auf ein Taktsignal aus einem Oszillator 78 aus.
Der Betrieb gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben.
Fig. 7 zeigt ein Diagramm mit Zeitverläufen, die ein Beispiel für die Zeitverläufe der jeweiligen Impulse darstellt, die aus dem Treiber 77 ausgegeben werden.
In Fig. 7 bezeichnen φt(A) und φt(B) Zeitverläufe für verschiedene Leseverfahren.
Zunächst ist der Fall von φt(A) beschrieben. Durch Einstellung der Impulse φres auf den niedrigen Pegel zu dem Zeitpunkt t&sub2; nach Einstellung der Impulse φt und φvrs auf den hohen Pegel zum Zeitpunkt t&sub1; werden alle Rücksetztransistoren 5 (in diesem Fall die p-Kanal-MOS- Transistoren) eingeschaltet, wodurch das Potential des p- Basisbereichs 103 jeder Zelle auf das konstante Potential Vbg eingestellt wird.
Demgegenüber findet sich der Transistor 11 in dem eingeschalteten Zustand und werden in die Ladungen in dem Kondensator Ct durch die Transistoren 11 und 8 beseitigt, da sich φt auf dem hohen Pegel befindet.
Wenn der Impuls φres dann zu dem Zeitpunkt t&sub3; endet (abfällt), werden die in der Basis akkumulierten Träger allmählich rekombiniert und beseitigt, wie vorstehend beschrieben. Die Menge restlicher Träger in der Basis zu dem Zeitpunkt t&sub4; in jeder Zelle (mit Ausnahme der Zelle Sf) ist ungeachtet der Menge der Träger, die in der Basis vor dem Zeitpunkt t&sub2; vorhanden waren, stets gleich.
Wenn der Impuls φvrs zu dem Zeitpunkt t&sub4; abfällt, wird die Emitterelektrode 111 jeder Zelle über den Transistor 11 mit dem Kondensator Ct verbunden. Die vorstehend beschriebenen Akkumulierungs- und Auslesevorgänge werden ausgeführt, bis der Impuls φt zu dem Zeitpunkt t&sub6; ab fällt. Die Träger entsprechend der akkumulierten Lichtmenge werden dann nämlich in den Kondensatoren Ct akkumuliert, wenn die durch Licht angeregten Träger in den Zellen S&sub1; bis Sn in der Basis akkumuliert werden. Zu diesem Zeitpunkt werden, selbst wenn die überschüssigen Träger aus der Basis zu der Kollektorseite durch starkes Licht ausfließen, diese von dem p-Basisbereich der Zelle zur Beseitigung überschüssiger Träger Sf angezogen und erreichen nicht die Dunkelreferenzzelle Sd.
Wenn der Impuls φt zu dem Zeitpunkt t&sub6; abfällt, werden die Transistoren 11 ausgeschaltet und werden jeweils die photoelektrisch gewandelten Signale in den Zellen S&sub1; bis Sn sowie das Dunkelreferenzsignal der Dunkelreferenzzelle Sd in den Kondensatoren Ct akkumuliert und gespeichert. Obwohl das Ausgangssignal aus der Zelle Sf ebenfalls in den Kondensatoren Ct akkumuliert wird, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel dieses Ausgangssignal bei der folgenden Stufe ignoriert.
Danach werden die Vorgänge zur aufeinanderfolgenden Entnahme der in den Kondensatoren Ct akkumulierten Informationen und zu seriellen Ausgabe ausgeführt.
Zunächst wird durch Anlegen eines Impulses φhrs zu dem Zeitpunkt t&sub7; der Transistor 14 eingeschaltet, wodurch die in der Streukapazität der Ausgangsleitung 20 verbliebenen Ladungen beseitigt werden.
Darauffolgend wird durch Anlegen eines Impulses φsh zu dem Zeitpunkt t&sub8; die Abtastung jedes Transistors 12 durch das Schieberegister 13 gestartet.
Wenn einer der Transistoren 12 eingeschaltet wird, werden die in dem Kondensator Ct entsprechend diesem Transistor akkumulierten Ladungen zu der Ausgangsleitung 20 entnommen und aus dem Ausgangsanschluß 76 nach außen über den Verstärker 15 ausgegeben. Unmittelbar danach wird der Transistor 14 durch den Impuls φhrs eingeschaltet und die Ausgangsleitung 20 gelöscht.
Die vorstehend beschriebenen Signalentnahmevorgänge werden aufeinanderfolgend zu den Zeitverläufen der Schiebeimpulse φsh in Bezug auf die Zellen Sd bis Sn ausgeführt. Die während des Zeitintervalls von dem Zeitpunkt t&sub4; zu dem Zeitpunkt t&sub6; photoelektrisch umgewandelten Signale sowie das Dunkelreferenzsignal können aufeinanderfolgend ausgegeben werden. Nachdem alle in den Kondensatoren Ct akkumulierten Signale entnommen worden sind, werden der Trägerauslöschungsvorgang für die Zeitdauer von t&sub1; bis t&sub4;, die Akkumulierungs- und Auslesevorgänge während der Zeitdauer von t&sub4; bis t&sub6; sowie der Signalentnahmevorgang nach dem Zeitpunkt t&sub7;, erneut entsprechend dieser Reihenfolge wiederholt.
Die Auslesevorgänge im Falle des Impulses φt(B) sind die weiter verbesserten Vorgänge von denen in dem Fall des Impulses φt(A).
Das heißt, daß φt für die Zeitperiode von t&sub4; bis t&sub5; auf den niedrigen Pegel eingestellt wird. Somit werden die in der Basis jeder Zelle aufgrund der Lichtanregung erzeugten Träger in jeder Zelle akkumuliert, ohne daß sie in den Kondensator Ct akkumuliert werden. Die in den Zellen akkumulierten Signale werden jeweils zu den Kondensatoren Ct durch den Impuls φt in der Zeitperiode von t&sub5; bis t&sub6; übertragen. Gemäß diesem Verfahren wurde durch Experimen te bestätigt, daß der Ausgangspegel um 20% bis 30% verbessert wurde und die Variation in der Empfindlichkeit ebenfalls bemerkenswert verringert wurde als im Vergleich mit denen in dem Fall von φt(A).
Demgegenüber kann, obwohl der Impuls φvrs auf den hohen Pegel für die Zeitperiode von t&sub1; bis t&sub3; eingestellt wurde, diese ebenfalls auf den niedrigen Pegel eingestellt werden. In einem derartigen Fall treten Wirkungen auf, daß der zwischen der Basis und dem Emitter der Zelle fließende Strom für eine Zeitperiode von t&sub1; bis t&sub3; ausgesetzt werden kann und der elektrische Energieverbrauch verringert wird. Auf diese Weise wird jedes Signal der Zellen Sd, Sf und S&sub1; bis Sn seriell als ein Ausgangssignal Vout aus dem Anschluß 76 des Verstärkers 15 nach außen ausgegeben. Die Störungsanteile durch den Dunkelstrom werden durch das Dunkelausgangssignal-Kompensationsteil 3 gemäß Fig. 1 beseitigt. In diesem Fall wird das Ausgangssignal der Zelle Sf bei dem Dunkelausgangssignal- Kompensationsteil 3 ignoriert.
Obwohl gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Fall des Zeilensensors beschrieben wurde, gilt dasselbe ebenfalls für einen Flächensensor. Dabei ist es ausreichend, einen Aufbau zu verwenden, bei dem eine Vielzahl von Zeilensensorteilen angeordnet sind.
Wie vorstehend ausführlich beschrieben, wird bei der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung durch Vorsehen der Trägerbeseitigungseinrichtung zwischen den Zellen S&sub1; bis Sn des Lichtempfangsabschnitts und der Zelle Sd des gegen Licht abgeschirmten Abschnitts die Streuung der Photosignale aus dem Lichtempfangsabschnitt blockiert, wobei aus dem Sensor des gegen Licht abgeschirmten Abschnitts ein Ausgangssignal erhalten werden kann, das nicht durch das Licht beeinträchtigt wird.
Daher kann beispielsweise das korrekte Dunkelreferenzsignal aus dem Sensor des gegen Licht abgeschirmten Abschnitts erhalten werden. Es kann eine genaue Dunkelausgangssignalkompensation des photoelektrischen Umwandlungsausgangssignals, eines Spitzenerfassungsausgangssignals oder dergleichen ausgeführt werden.
Fig. 8 zeigt ein schematisches Schaltbild der Photosensoren S&sub1; bis Sn der in Fig. 1 bis 7 gezeigten photoelektrischen Wandlervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Gemäß der Darstellung ist ein Sensorteil 201 durch Anordnen einer Vielzahl von Photosensoren in einer Zeile oder wie eine Fläche wie in Fig. 1 gezeigt aufgebaut. Bei diesem Beispiel weist das Sensorteil 201 n in einer Zeile angeordneten Photosensoren S&sub1; bis Sn auf. Die gegen Licht abgeschirmten Photozellen Sd und Sf sind nicht gezeigt. Es ist wünschenswert, daß ein Photosensor mit zwei oder mehreren Ausgangsanschlüssen für das Auslesesignal verwendet wird.
Die Auslesesignale der Photosensoren werden aufeinanderfolgend durch ein Abtastteil 202 entnommen und als Signale Vout über einen Verstärker 203 nach außen ausgegeben.
Demgegenüber sind zur Erfassung des Spitzenwertes oder des Mittelwertes der Auslesesignale die Ausgangsanschlüsse der Sensoren mit einer gemeinsamen Leitung 204 über Schalttransistoren verbunden. Jeweils drei Gateelektroden der Schalttransistoren sind miteinander verbunden. Tran sistorengruppen Q&sub1; bis Qm sind als Beispiele für Auswahleinrichtungen aufgebaut. Es ist selbstverständlich ebenfalls möglich, die Transistorengruppen durch gemeinsames Verbinden einer gewünschten Anzahl von Gateelektroden aufzubauen.
Die Gateelektroden von jeder der Transistorgruppen Q&sub1; bis Qm sind jeweils gemeinsam verbunden. Durch Eingabe von Auswahlimpulsen φ&sub1; bis φm wird jede Transistorgruppe ein- oder ausgeschaltet.
Ein auf der gemeinsamen Leitung 204 auftretendes Erfassungssignal des Spitzenwertes, des Mittelwertes oder dergleichen wird über einen Verstärker 205 übertragen und als ein Signal Vde zu einer Verstärkungssteuerungsschaltung oder dergleichen ausgegeben.
Mit diesem Aufbau kann mittels der Auswahlimpulse φ&sub1; bis φm eine gewünschte Transistorgruppe eingeschaltet werden, wobei die Photosensoren in einem gewünschten Abschnitt zum Messen des Lichts verwendet werden können. Beispielsweise können der Spitzenwert oder der Mittelwert durch die Auslesesignale der Photosensoren S&sub1; bis S&sub6; erfaßt werden, indem die Impulse φ&sub1; und φ&sub2; auf den hohen Pegel eingestellt werden, um lediglich die Transistorengruppen Q&sub1; und Q&sub2; einzuschalten.
Das Sensorteil 201 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist nicht auf den Zeilensensor beschränkt. Die Erfindung kann ebenfalls in gleicher Weise auf einen Flächensensor mit einem derartigen Aufbau angewendet werden, daß eine Vielzahl von Zeilensensoren angeordnet sind. In diesem Falle entspricht jedes Teil der Photosensoren S&sub1; bis Sn des Sensorteils 201 jeder Spalte in der Fläche und weist eine Vielzahl von Photosensoren auf.
Nachstehend ist ein praktisches Beispiel für die Photosensoren dargestellt und ein diese Photosensoren anwendendes drittes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Zunächst ist die Struktur der gemäß diesem Ausführungsbeispiel angewendeten photoelektrischen Wandlerzellen sowie deren grundsätzliche Funktionsweise beschrieben.
Fig. 9 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines Beispiels für die photoelektrischen Wandlerzellen.
In der Darstellung sind dieselben Teile und Komponenten wie die in Fig. 4 gezeigten durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
Der n&spplus;-Emitterbereich 104 und ein n&spplus;-Emitterbereich 104a sind in dem p-Basisbereich 103 ausgebildet, wodurch ein npn-Bipolartransistor mit doppelter Emitterstruktur aufgebaut ist. Entsprechend dem Emitterbereich 104a ist eine Emitterelektrode lila ausgebildet.
Obwohl der Fall der einen npn-Bipolartransistor verwendenden photoelektrischen Wandlerzelle dargestellt wurde, kann bei der photoelektrischen Wandlerzelle ebenfalls beispielsweise ein Feldeffekttransistor oder ein elektrostatischer Induktionstransistor verwendet werden.
Fig. 10 zeigt ein Äquivalentschaltbild zur Beschreibung der grundsätzlichen Funktionsweise der vorstehend beschriebenen photoelektrischen Wandlerzelle und unterscheidet sich von Fig. 5A nur in dem Punkt, daß die Zelle gemäß Fig. 10 die Emitterelektrode 111a aufweist. Die Treiberspannungen sind ähnlich zu denen gemäß Fig. 5B.
Fig. 11 zeigt ein schematisches Schaltbild gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung der vorstehend beschriebenen photoelektrischen Wandlerzellen, wobei dieselben Teile und Komponenten wie die gemäß Fig. 6 durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
Die Emitterelektroden 111a der Zellen sind über die Transistorgruppen Q&sub1; bis Qm, die jeweils aus zwei Transistoren bestehen, mit der gemeinsamen Leitung 204 verbunden. Den Gateelektroden der Transistorgruppen werden Auswahlimpulse φp1 bis φpm zugeführt, wodurch jede Transistorgruppe ein- oder ausgeschaltet wird.
Demgegenüber ist die gemeinsame Leitung 204 mit dem Eingangsanschluß des Verstärkers 205 und ebenfalls mit der Masse über einen Transistor 206 zum Zurücksetzen verbunden. Ein Impuls φcp wird dem Transistor 206 zugeführt.
Die Funktionsweise gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezug auf Fig. 12 beschrieben.
Fig. 12 zeigt Zeitverläufe, die ein Beispiel für die Zeitverläufe für die jeweiligen Impulse darstellen, die aus dem Treiber 77 ausgegeben werden. In diesem Beispiel wird der Fall beschrieben, in dem die Zellen 51 und 52 zur Spitzenwerterfassung ausgewählt werden. Wie nachstehend beschrieben, können die Zellen einfach durch die Auswahlimpulse φp1 bis φpm ausgewählt werden.
In Fig. 12 bezeichnen φt(A) und φt(B) jeweils Zeitverläufe für verschiedene Leseverfahren.
Zunächst ist der Fall von φt(A) beschrieben.
Durch Einstellen des Impulses φres auf den niedrigen Pegel zum Zeitpunkt t&sub2;, nachdem die Impulse h und φvrs sowie die Auswahlimpulse φp1 bis φpn auf den hohen Pegel zu dem Zeitpunkt t&sub1; eingestellt wurden, werden alle Rücksetztransistoren 5 eingeschaltet, wodurch das Potential des p-Basisbereichs 103 jeder Zelle auf das konstante Potential Vbg eingestellt wird.
Demgegenüber befindet sich der Transistor 11 in dem eingeschalteten Zustand, da sich der Impuls φt auf dem hohen Pegel befindet. Die Ladungen in dem Kondensator Ct werden durch die Transistoren 11 und 8 beseitigt.
Weiterhin werden die Ladungen auf der gemeinsamen Leitung 204 beseitigt, da die Transistorengruppen Q&sub1; sowie der Transistor 206 eingeschaltet sind.
Wenn der Impuls φres zu dem Zeitpunkt t&sub3; abfällt, werden die in der Basis akkumulierten Träger allmählich rekombiniert und wie vorstehend bereits beschrieben beseitigt, da die Impulse φvrs und φp1 bis φpm sowie φcp sich weiterhin auf dem hohen Pegel befinden. Die Anzahl der in der Basis zum Zeitpunkt t&sub4; verbleibenden Träger ist stets gleich in Bezug auf alle Zellen ungeachtet der Anzahl der Träger, die vor dem Zeitpunkt t&sub2; in der Basis verblieben sind. Danach wird der Auswahlimpuls φp1 auf dem hohen Pegel gehalten und die Impulse φvrs, φp1 bis φpm sowie φcp zu dem Zeitpunkt t&sub4; auf dem niedrigen Pegel eingestellt, da die Zellen S&sub1; und S&sub2; als die Sensoren für die Spitzenwerterfassung festgelegt sind. Somit ist die Emitterelektrode 111 jeder Zelle über den Transistor 11 mit dem Kondensator Ct verbunden, wobei gleichzeitig nur die Emitterelektroden 111a der ausgewählten Zellen S&sub1; und S&sub2; mit der gemeinsamen Leitung 204 über die Transistorgruppe Q&sub1; verbunden sind.
Die vorstehend beschriebenen Akkumulierungs- und Auslesevorgänge werden ausgeführt, bis der Impuls φt zu dem Zeitpunkt t&sub6; abfällt. Das heißt, daß, da die in den Zellen S&sub1; bis Sn durch die Lichtanregung erzeugten Träger in der Basis akkumuliert werden, soviele Träger wie die akkumulierte Menge in den Kondensatoren Ct akkumuliert werden.
Gleichzeitig erscheint der Spitzenwert der Auslesesignale der Zellen S&sub1; und S&sub2; auf der gemeinsamen Leitung 204 und wird als Spitzenausgangssignal Vpk über den Verstärker 205 ausgegeben. Das Spitzenwertausgangssignal Vpk wird in die Verstärkungssteuerschaltung eingegeben und zur Einstellung der Verstärkung verwendet, wenn das Ausgangssignal Vout verarbeitet wird. Das Spitzenwertausgangssignal Vpk wird ebenfalls in eine Steuerschaltung eingegeben und zur Einstellung der Akkumulierungsperioden der Zellen S&sub1; bis Sn verwendet.
Wenn zu dem Zeitpunkt t&sub6; die Impulse φt und φp1 abfallen, werden die Transistoren 11 abgeschaltet und die durch die Zellen S&sub1; bis Sn photoelektrisch umgewandelten Signale akkumuliert und in den Kondensatoren Ct jeweils gespeichert.
Darauffolgend werden Vorgänge zur aufeinanderfolgenden Entnahme der in den Kondensatoren Ct akkumulierten Informationen sowie zur seriellen Ausgabe dieser Informationen ausgeführt.
Zunächst wird durch Anlegen eines Impulses φhrs zu dem Zeitpunkt t&sub7; der Transistor 15 eingeschaltet, wodurch die in der Streukapazität der Ausgangsleitung 20 verbleibenden Ladungen beseitigt werden.
Darauffolgend wird durch Anlegen eines Impulses φsh zu dem Zeitpunkt t&sub8; die Abtastung jedes Transistors 12 durch das Schieberegister 13 gestartet.
Wenn ein Transistor 12 eingeschaltet wird, werden die in dem entsprechenden Kondensator Ct akkumulierten Ladungen zu der Ausgangsleitung 20 hin entnommen und aus dem Ausgangsanschluß 76 über den Verstärker 50 nach außen ausgegeben. Unmittelbar danach wird der Transistor 14 durch den Impuls φhrs eingeschaltet und die Ausgangsleitung 20 gelöscht.
Die vorstehend beschriebenen Signalentnahmevorgänge werden aufeinanderfolgend zu den Zeitpunkten der Schiebeimpulse φsh in Bezug auf die Zellen S&sub1; bis Sn ausgeführt. Die für das Zeitintervall von t&sub4; bis t&sub6; photoelektrisch umgewandelten Signale werden aufeinanderfolgend als die Ausgangssignale Vout nach außen ausgegeben.
Nachdem alle in den Kondensatoren Ct akkumulierten Signale entnommen worden sind, werden der Trägerbeseitigungsvorgang für die Zeitperiode t&sub1; bis t&sub4;, die Akkumulierungs-, Auslese- und Spitzenwerterfassungsvorgänge für die Zeitperiode t&sub4; bis t&sub6; sowie der Signalentnahmevorgang nach dem Zeitpunkt t&sub7; erneut entsprechend dieser Reihenfolge wiederholt.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann der Spitzenwert in Echtzeitweise durch Verwendung der Auslesesignale von Zellen erfaßt werden, die willkürlich ausgewählt werden. Demgegenüber können jedesmal, wenn der Ausgabevorgang beendet worden ist, die Zellen ebenfalls leicht durch die Auswahlimpulse φp1 durch φpm ausgewählt werden.
Die Auslesevorgänge in dem Falle von φt(B) sind weiter verbesserte Vorgänge von denen in dem Fall von φt(A) und sind im wesentlichen ähnlich zu denen im Zusammenhang mit Fig. 7 beschriebenen Zeitverläufen. Daher wird auf deren ausführlichen Beschreibung verzichtet.
Die Signale der Zellen S&sub1; bis Sn werden als Ausgangssignale Vout aus dem Anschluß 76 des Verstärkers 15 seriell nach außen ausgegeben.
Selbst in dem Fall eines Aufbaus eines Flächensensors ist es ausreichend, die vorstehend beschriebenen Vorgänge für den Fall des Zeilensensors durch eine vertikale Abtastung jeder Zeile auszuführen, wobei Aufbauten der Transistorgruppen und dergleichen ähnlich zu den gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind.
Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel der Fall der Spitzenwerterfassung beschrieben wurde, ist es in dem Fall der Erfassung des Mittelwerts ausreichend, den Kondensator zur Akkumulierung zur der Emitterelektrode 111a jeder Zelle hinzuzufügen, und die durch die Auswahlimpulse φp1 bis φpm festgelegte Transistorgruppe nach Abschluß der Akkumulierungsperiode einzuschalten. Mit diesem Aufbau tritt der Mittelwert der Auslesesignale aus den ausgewählten Zellen auf der gemeinsamen Leitung 204 auf.
Wie vorstehend ausführlich beschrieben, kann bei der photoelektrischen Wandlervorrichtung gemäß den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen der Erfindung durch Vorsehen der Auswahleinrichtung, die die Photosensoren in einem gewünschten Abschnitt auswählen kann, kann das Sensorteil zur Ausführung der Lichtmessung wie einer Spitzenwerterfassung, einer Mittelwerterfassung oder dergleichen willkürlich umgeschaltet werden. Der optimale Spitzenwert, Mittelwert oder dergleichen, die für das Verfahren der Auslesesignale angepaßt sind, können abgeleitet werden.

Claims

1. Photoelektrische Wandlervorrichtung mit

einem Halbleiter-Photosensorteil, das einen Lichtempfangsabschnitt mit einer Vielzahl von Lichtsignalsensoren (S&sub1; bis Sn) zur Erzeugung von Signalen entsprechend auffallendem Licht und einen gegen Licht abgeschirmten Abschnitt mit einem Dunkelsignalphotosensor (Sd) zur Erzeugung eines Dunkelreferenzsignals aufweist, und

einer Einrichtung (3) zur Kompensation der Signale aus den Lichtsignalphotosensoren (S&sub1; bis Sn) hinsichtlich des Dunkelreferenzsignals aus dem Dunkelsignalphotosensor (Sd), wobei

das Halbleiter-Photosensorteil eine zwischen dem Dunkelsignalphotosensor (Sd) und den Lichtsignalphotosensoren (S&sub1; bis Sn) angeordnete Einrichtung (Sf) zur Beseitigung von durch auftreffendes Licht in dem Lichtempfangsabschnitt erzeugten überschüssigen Trägern aufweist, wobei die Einrichtung (Sf) zur Beseitigung überschüssiger Träger einen Halbleiterbereich (103) zum Empfang überschüssiger Träger und eine Einrichtung (105, 106, 108, 110) zum Anlegen einer Vorspannung (Vfx) an den Halbleiterbereich aufweist, wodurch bei Anlegen der Vorspannung (Vfx) der Halbleiterbereich (103) überschüssige Träger empfängt, während die Lichtsignalphotosensoren (S&sub1; bis Sn) Signale entsprechend auftreffendem Licht sammeln und ein Fluß von Photosignalen aus dem Lichtempfangsabschnitt zu dem Dunkelsignalphotosensor blockiert wird, sowie

die Einrichtung (3) zur Kompensation der Signale aus den Lichtsignalphotosensoren (S&sub1; bis Sn) dazu eingerichtet ist, das aus der Einrichtung (Sf) zur Beseitigung überschüssiger Träger ausgegebene Signal zu ignorieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit Einrichtungen (11, 12, 13, 14) zum Lesen von Ausgangssignalen aus dem Dunkelsignalphotosensor (Sd), der Einrichtung (Sf) zur Beseitigung überschüssiger Träger und den Lichtsignalphotosensoren (S&sub1; bis Sn).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Einrichtung (77) zum Anlegen einer Vorspannung (VfX) an den Halbleiterbereich (103).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder Photosensor (Sd, S&sub1; bis Sn) einen photoelektrischen Wandlertransistor mit einem Steuerbereich (103) zum Sammeln von durch Lichtanregung erzeugten Trägern aufweist, und

die Einrichtung (Sf) zur Beseitigung überschüssiger Träger einen Transistor mit demselben Aufbau wie die photoelektrischen Wandlertransistoren der Photosensoren (Sd, S&sub1; bis Sn) aufweist, wobei der Halbleiterbereich (103) zum Empfang überschüssiger Träger einen Steuerbereich für den Transistor vorsieht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei jeder Photosensor (Sd, S&sub1; bis Sn) einen mit dem Steuerbereich (103) des photoelektrischen Wandlertransistors des Photosensors elektrisch verbundenen Rücksetz-MOS-Transistor (5; 105, 106, 108) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Einrichtung (105, 106, 108, 110) zum Anlegen einer Vorspannung (Vfx) an die Einrichtung (Sf) zur Beseitigung überschüssiger Träger einen Rücksetz-MOS-Transistor (5; 105, 106, 108) aufweist, der denselben Aufbau wie die Rücksetz-MOS- Transistoren der Photosensoren (Sd, S&sub1; bis Sn) hat und mit dem Halbleiterbereich (103) zum Empfang überschüssiger Träger verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Einrichtung zum Anlegen einer Vorspannung (Vfx) bei der Einrichtung (Sf) zur Beseitigung überschüssiger Träger eine direkt mit dem Halbleiterbereich (103) zum Empfang überschüssiger Träger verbundene Elektrode aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (Sf) zur Beseitigung überschüssiger Träger mit dem gegen Licht abgeschirmten Abschnitt versehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Lichtempfangsabschnitt eine Vielzahl von Zeilen aufweist, bei denen jede Zeile einen Lichtempfangsabschnitt mit einer Vielzahl von Lichtsignalphotosensoren, einen entsprechenden gegen Licht abgeschirmten Abschnitt mit einem Dunkelsignalphotosensor und eine entsprechende zwischen dem Dunkelsignalphotosensor und den Lichtsignalphotosensoren vorgesehene Einrichtung zur Beseitigung überschüssiger Träger aufweist.

10. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Photoumwandlung mit Lesen einer Vielzahl von Signalen entsprechend auftreffendem Licht aus der Vielzahl von Lichtsignalphotosensoren (S&sub1; bis Sn) bei dem Lichtempfangsabschnitt der Vorrichtung und Lesen eines Dunkelreferenzsignals aus dem Dunkelsignalphotosensor (Sd) bei dem gegen Licht abgeschirmten Abschnitt der Vorrichtung,

Kompensieren der Signale entsprechend dem auftreffenden Licht hinsichtlich des Dunkelreferenzsignals und

Anlegen einer Vorspannung (VfX) an den Halbleiterbereich (103) der Vorrichtung, wodurch der Halbleiterbereich (103) überschüssige Träger empfängt, während die Signale entsprechend auftreffendem Licht durch die Lichtsignalphotosensoren (S&sub1; bis Sn) gesammelt werden und ein Fluß von Photosignalen aus den Photosensoren (S&sub1; bis Sn) zu dem Dunkelsignalphotosensor (Sd) blockiert wird,

wobei kein aus der Einrichtung (Sf) zur Beseitigung überschüssiger Träger der Vorrichtung gelesenes Signal zur Kompensation der Signale entsprechend auftreffendem Licht verwendet wird.