本发明涉及一种图象读取方法及其设备，更具体地涉及用于读取一台传真设备、图象扫描器、数字复印机、电子黑板等中的时间序列中的一份文件的图象的一种方法及其设备。 近年来，为了代替有必要减少其光学器件的电荷耦合器件（CCD）型图象阅读器，已经在诸如传真设备等文件阅读器中广泛地应用了通常称作接触型图象传感器的图象读取设备。由于这种图象读取设备是形成为由一种薄膜半导体构成的多个一维的光电能量转换元件的，诸如在一块玻璃基板上的非晶硅，一份文件的图象得以均匀地读取。在光电能量转换元件中使用了一种标准地光电二极管，但鉴于在光电二极管中所生成的极弱的光电流，广泛地采用一种电荷存储方法，在该方法中，这一光电流是从暂时累积在光电二极管的结电容中的电荷中检测的。再者，作为光电能量转换元件的数目极度增大的后果，通常采用一种可具有较小数目开关元件的矩阵驱动器。
例如，如图1中所示，一种现有技术的图象读取设备是由组合一个m乘n个光电能量转换元件的一维阵列而构成的，各光电能量转换元件包含一个光电二极管1及一个与该光电二极管1极性相反串联的阻塞二极管2。这些由光电二极管1及阻塞二极管2构成的对是分成每m个二极管对一块的n块B1、B2、…、Bn的。B1、B2、…、Bn中的阻塞二极管2的阳极端是经由一个对应的缓冲门3共同连接到一个移位寄存器4的对应输出端上的。在各块B1、B2、…、Bn、…、Bn中同一相对位置上的光电二极管1的阳极是经由一个对应的电流放大电路IV、IV2、…、IVm共同连接到一个对应的积分电路IN1、IN2、…、INm上的。再者，积分电路IN1、IN2、…、INm是连接到样本保持电路SH1、SH2、…SHm、一个多路转换电路MPX及一放大电路5上的，使得电流放大电路IV1、IV2、…、IVm、积分电路IN1、IN2、…INm、样本保持电路SH1、SH2、…SHm、多路转换电路MPX及放大电路5构成用于时间积分从光电二极管1流出的电流I1、I2、…、Im的一个信号处理电路。
根据这一图象读取设备，如在图2的时间图中所示，输入到一个移位寄存器4中的一个数据输入脉冲Din按照一个时钟脉冲CLK顺序地在移位寄存器4中移位，并且从各输出端顺序地输出。从而，从一个块到下一个块地将一个驱动电压作用在块单元B1、B2、…、Bn中的光电二极管1上。在驱动电压作用的光电二极管1中，电流I1、I2、…、Im与存储在结电容中的光信号成正比地流动，并且这一电流被对应的电流放大电路IV1、IV2、…、IVm所放大。再者，通过使用由积分电路IN1、IN2、…、INm、样本保持电路SH1、SH2、…、SHm、多路转换电路MPX及放大电路5构成的信号处理电路，从光电二极管1流出的电流I1、I2、…、Im是经过信号处理以给出一个输出电压Vout的。从而，各光电二极管1的电信号，通过使用移位寄存器4等，从一个块到下一个块地在块单元B1、B2、…、Bn中被扫描，并且同时读出一个块中的通道部分。
如上面所说明的，如图2的时间图中所示的移位寄存器输出起到采用电荷存储法的矩阵驱动器的驱动电压Vd的作用。例如作为其结果，由于在A4尺寸的一个8元件/mm的图象读取设备中，一共有1728个元件，因而构成了或者32个通道乘54块，或者16个通道乘108块，或者8个通道乘216块，其中常用的构造为16个通道乘108块。然而，问题在于，在这些构造的每一个中都必须有大量的移位寄存器。此外，由于在构成一个IC的情况中，模拟电路部件是昂贵的，因此在制造这种构造时，有必要使用许多价格低廉的数字电路。
在实现本发明时考虑了已有技术中这种固有的问题，因而本发明的一个目的为提供一种极大地减少了驱动门的数量的高效、低成本的图象读取方法及其设备。
在实现上述的及其它相关目的中，本发明提供了一种图象读取方法，在该方法中，一个驱动电压顺序地作用在配置在一个一维阵列中的多个光电能量转换元件上，并读取所述光电能量转换元件的电信号，其中，驱动电压作用在所述光电能量转换元件上的驱动侧是分成每X个元件一块的Y个块的，一个第一驱动电压顺序地作用在所述诸块中X个光电能量转换元件的单元上，一个第二驱动电压顺序地作用在各块中同一相对位置上的光电能量转换元件的单元上，并且在同时作用所述第一驱动电压及所述第二驱动电压时，适当的光电能量转换元件能被驱动。
此外，本发明提供一种图象读取方法，在该方法中，在一个一维阵列中的多个光电能量转换元件是分成每m个元件一块的n个第一块的，一个驱动电压顺序地作用在所述第一块中的m个光电能量转换元件的单元上，并读取所述光电能量转换元件的电信号，其中，驱动电压顺序地作用在上述分成n个第一块上的驱动侧是进一步分成每X个第一块一块的Y个第二块的，一个第一驱动电压顺序地作用在所述第一块中的X个第一块的单元上，一个第二驱动电压顺序地作用在各第二块中同一相对位置上的诸第一块的单元上，并当第一驱动电压与第二驱动电压同时作用在诸第一块上时，这些第一块中的m个光电能量转换元件的适当单元受到驱动。
本发明还提供一种图象读取设备，在该设备中，一个驱动电压顺序地作用在配置在一个一维阵列中的多个光电能量转换元件上，并读取所述光电能量转换元件的电信号，其中，驱动电压作用在上述光电能量转换元件的驱动侧是分成每X个元件一块的Y个块的，并设置有：
（a）一个第一电压作用装置，用于顺序地作用一个第一驱动电压在所述块中的X个光电能量转换元件的单元上，
（b）一个第二电压作用装置，用于顺序地作用一个第二驱动电压在各块中同一相对位置上的光电能量转换元件的单元上，
（c）一个矩阵驱动器，用于在同时作用第一驱动电压与第二驱动电压时，作用驱动电压以驱动适当的光电能量转换元件。
此外，本发明提供一种图象读取设备，在该设备中，配置在一个一维阵列中的多个光电能量转换元件是分成每m个元件一块的n个第一块的，一个驱动电压顺序地作用在所述第一块中的m个光电能量转换元件的单元上，并读出所述光电能量转换元件的电信号，其中，驱动电压顺序地作用在上述分成n个第一块的驱动侧进一步分成每X个第一块一块的Y个第二块，并设置有下述装置;
（a）一个第一电压作用装置，用于顺序地作用一个第一驱动脉冲在所述第二块中的X个第一块的单元上，
（b）一个第二电压作用装置，用于顺序地作用一个第二驱动电压在各第二块中同一相对位置上的第一块的单元上，及
（c）一个矩阵驱动器，用于在第一驱动电压及第二驱动电压同时作用在第一块上时，作用驱动电压以驱动第一块中的m个光电能量转换元件的适当单元。
本发明的图象读取设备的矩阵驱动器可以用一个包含多个电阻器的加法电路构成，或者可以用一个“与”电路构成。
包含多个电阻器的加法电路可从构成图象读取设备的光电能量转换元件的构成层中形成。
在本发明的图象读取方法及其设备中，因为构造是制成使驱动电压作用在光电能量转换元件上的驱动侧分成每X个元件或元件单元一块的Y个块的，并使第一驱动电压与第二驱动电压通过使用X乘Y矩阵顺序地移位，以顺序地驱动光电能量转换元件或者分成块的设定数目的光电能量转换元件的单元的，这便有可能构成极小数量的驱动侧门，从而提供一种成本低的图象读取设备。
此外，由于可以减少模拟部件的构造，便有可能构成一种具有强抗噪声能力的设备，并且由于驱动电压具有高噪声极限，而使图象读取设备的设计变得简单。
此外，虽然驱动侧移位寄存器的性能对图象读取设备的读取速度具有重大的影响，但通过构成一个矩阵，不论移位寄存器的性能如何，读取速度都能增进。
此外，由于可以使用构成光电能量转换元件（即下部电极、半导体层、上部透明电极及耦合电极）的构造层中任何一层来制造构成加法电路的电阻器，可以廉价地提供本发明的图象读取设备，并且不增加生产步骤。
本发明的上述及其它方面及优点可参照以下的描述、所附的权利要求书及附图得到更好的理解，附图中：
图1为展示一种已有技术的图象读取设备的一个实例的电路图。
图2为用于说明图1中所示的已有技术的实例的操作的时间图。
图3为展示本发明的图象读取方法及其设备的一个实施例的电路图。
图4（a）为展示图3中所示的图象读取方法及设备的基本构造的说明图。
图4（b）为说明图3中所示的图象读取方法及设备的基本操作的图。
图5（a）为用于确定构成本发明的图象读取设备的加法电路电阻器的最适当的电阻值的一部分说明图，它是一个简化的图象读取设备的电路图。
图5（b）为用于确定构成本发明的图象读取设备的加法电路电阻器的最适当的电阻值的一部分说明图，它是例示在驱动模式中的加法电路的图。
图5（c）为用于确定构成本发明的图象读取设备的加法电路电阻器的最适当的电阻值的一部分说明图，它是例示在非驱动模式中的加法电路的图。
图5（d）为用于确定构成本发明的图象读取设备的加法电路电阻器的最适当的电阻值的一部分说明图，它是例示在另一种非驱动模式中的加法电路的图。
图6（a）为简化图3中所示的实施例的一种图象读取设备的电路图。
图6（b）为说明图6（a）中的图象读取设备的操作的时间图。
图7为展示本发明的图象读取设备的一个实施例的电路构造的主要部件的图。
图8（a）为图7中所示的图象读取设备沿A-A的剖面的剖视说明图。
图8（b）为图7中所示的图象读取设备沿B-B的剖面的剖视说明图。
图9为展示本发明的图象读取设备的另一个实施例的电路构造的主要部件的图。
图10为图9中所示的图象读取设备沿A-A的剖面的剖视说明图。
图11为展示本发明的图象读取设备的又一个实施例的电路构造的主要部件的图。
图12（a）为图11中所示的图象读取设备沿A-A的剖面的剖视说明图。
图12（b）为图11中所示的图象读取设备沿B-B的剖面的剖视图。
图13为展示本发明的图象读取设备的再一个实施例的电路构造的主要部件的图。
图14为展示本发明的图象读取设备的另一个实施例的电路构造的主要部件的图。
图15为图14中的图象读取设备沿A-A的剖面的剖视说明图。
图16为展示本发明的图象读取方法及其设备的另一个实施例的电路图。
图17为说明图16中所示的图象读取方法及其设备的基本构造及基本操作的图。
图18（a）为简化图16中所示的实施例的一种图象读取方法及其设备的电路图。
图18（b）为说明图象读取方法及其设备的操作的时间图，其电路图示在图18（a）中。
图19（a）为展示本发明的图象读取方法及其设备的另一个实施例的电路图。
图19（b）为说明图19（a）中所示的图象读取方法及其设备的操作的时间图。
如图3中所示，本发明的一种图象读取设备180为一个m乘n个光电能量转换元件的一维阵列，各光电能量转换元件包括一个光电二极管10及一个与之反极性串联的阻塞二极管12，在该图象读取设备中，光电二极管10与阻塞二极管12的对是分成n个第一块B1、B2、…Bn的，每一块包含m个二极管对。这些光电二极管10与阻塞二极管12是同时地、边靠边地以一种针型结构之类作为诸如非晶硅a-Si等的薄膜半导体的叠层制成的，它们可以用相同的结构构成，或者它们也可以用不同的结构构成。
在各第一块B1、B2、…、Bn中的同一相对位置上的光电二极管10的阳极端在一条公用的矩阵线路14上连接在一起。这里，标准的电流放大电路、积分电路、样本保持电路、多路转换电路等是连接在矩阵线路14的输出端上的，因此，从各光电二极管10流出的电流I1、I2、…、Im是在时间积分的系列中输出的。
各第一块B1、B2、…、Bn中的阻塞二极管12的阳极端用公用线路16连在一起，分成n个块的第一块B1、B2、…、Bn进一步分成每X个第一块一块的Y个第二块C1、C2、…Cy。然后，为了使第一驱动电压能顺序地作用在各第二块C1、C2、…、Cy中的各X个第一块B1、B2、…、Bx的单元上，第一块B1、B2、…、Bx的公共线路16经由电阻器Rd连接到对应的公用输入端D1、D2、…、Dy上。再者，在各第二块C1、C2、…、Cy中同一相对位置上的第一块B1、B2、…、Bx是经由电阻器Re连接到对应的公共输入端E1、E2、…、Ex上的，因此，第二驱动电压能够既独立地又顺序地作用在各第二块C1、C2、…、Cy中的第一块B1、B2、…、Bx上。
这里如图4（a）中所示，在任何第一块B1、B2、…、Bn中，任何一对光电二极管10与阻塞二极管12是相对的，并且连在电阻器Rd与Re上以构成一个加法电路。从而如图4中所示，当分别将一个第一驱动电压D＝5V及一个第二驱动电压E＝5V从输入端D（y）及E（x）输入时，B点上的电位为5V，这给出读出状态。接着，当第一驱动电压D＝OV及第二驱动电压E＝OV时，在B点上的电位Vd为OV，再者，当D＝OV及及E＝5V或者当D＝5V及E＝OV被输入时，B点上的电位Vd为2.5V，上述任何一种条件给出存储状态，在这一状态中没有读出。
现在，当B点的电位Vd为2.5伏时，如果光电二极管10与阻塞二极管12之间的电位VpD并不下降到2.5V或更低，没有任何问题发生。再者，在进入光电二极管10的光是非常强的情况中，即使电位VpD为2.5V也会出现不希望的读出。然而，即使在这种情况中，如果存储时间是短的，即如果速度是高的，便能避免不希望的读出性能。
这些输入端D1、D2、…、Dy及输入端E1、E2、…、Ex是经由缓冲门（未示出在图中）连接到一个移位寄存器的对应输出端上的，并且是用这些分别构成第一电压作用装置与第二电压作用装置的。从而，所使用的移位寄存器提供（x+y）个触发步骤的总和，从而与传统的系统中的移位寄存器（它提供n（＝X乘Y）个触发步骤）相比，便有可能极大地减少所构成的门的数量。
在这种实施例中，所使用的电阻器Rd及Re的数目对应于输入端D1、D2、…、Dy及输入端E1、E2、…、Ex的数目，从而有Y乘X个电阻器Rd及X乘Y个电阻器Re。对于一个Rd＝Re＝R的电阻及一个V的第一与第二驱动电压，在输入端D（y）侧上的电流消耗为V（X/2R），而在输入端E（x）侧上则为V（y-1）/2R。从而，例如对于一个8通道模拟（220块）的Y＝10、X＝22矩阵，在具有电阻Rd＝Re＝R＝10KΩ（4欧）及一个第一或第二驱动电压V＝5伏时，在输入端E（x）侧上的电流消耗为2.25mA（毫安），而在输入端D（y）侧上的电流消耗则为5.5mA。因此，所使用的电阻器Rd与Re是从这一值逆推算确定的，并且最好在几千欧至几十千欧之间。
这里，更具体地说明如何确定用在图象读取设备的加法电路中的电阻器Rd与Re的电阻值。作为一个实例，说明由一个5伏驱动电压驱动一个单块、8通道图象读出设备的案例，如图5（a）中所示。作为光电能量转换元件的光电二极管PD及阻塞二极管BD的尺寸分别制成110μm（微米）见方与33μm见方。下方电极用铬制成而上方透明电极则用ITO制成，此外，半导体层是通过喷镀9000埃作为半导体的非晶硅a-Si制作的。当所得到的图象读取设备受到一个5伏的驱动电压驱动时，观察到的在这一块中流过的电容突跳电流I为大约5.7μA（微安）。因此，在这一图象读取设备中，最好能够建立能从读出电流中消除这一电容突跳电流的电阻器Rd与Re的电阻值的水平。
当上述图象读取设备在图5（b）中所示的模式中时，即当一个5伏的驱动电压作用在输入端E（x）及输入端D（y）上时，图象读取设备得到驱动。此外，当在图5（c）中所示的模式中时，即当一个5伏的驱动电压作用在输入端D（y）上而输入端E（x）为0伏时，或者当在图5（d）中所示的模式中时，即当输入端E（x）及输入端D（y）都是0伏时，图象读取设备不被驱动。这里，当图象读取设备受到驱动，并以Re＝Rd＝R作为电阻时，在加法电路中的总体电阻值成为R/2。由于在驱动图象读取设备时，加法电路中的总体电阻值（R/2）是小的，驱动电力消耗量是大的，所以最好电阻值是大的。然而，电阻值非常大时，延迟时间变成长的，因此加法电路的总体电阻值最好不要大于大约100KΩ。
再者，当从图5（b）中所示的模式改变到图5（c）中所示的模式（即非驱动模式）时，一个电容突跳电流I流过。为了使图象读取设备在图5（c）中所示的模式的时间上不受这一电容突跳电流I的驱动，有必要选择一种具有能使电容突跳电流I流到地的电阻值的电阻器R。为了安全，这一电阻器R最好设置成能使不小于数据电容突跳电流I（约5.7μA）的电流流过。这样，假定五倍于电容突跳电流的一个电流能够流过，电阻器R的电阻值成为大约88KΩ，此外进一步相似地假定十倍的一个电流，则电阻值成为大约44KΩ。这一电阻值满足上述驱动图象读取设备时电阻器R的电阻的条件，并且由于当电阻器R的电阻成为大约88KΩ时，驱动时的总体电阻值为大约44KΩ，并且在驱动时足以流过电容突跳电流I。此外，由于来自这一电流I（约5.7μA）的电压降大约为0.25伏，与5V相比只是微小的量，因此不会导致本质上的影响。从而，在上述假定的图5（c）中所示的模式的时间上，电阻器R的电阻值最好用不小于5倍于电容突跳电流I的一个电流能够流过这一条件来选择。
现在通过图6（a）中所示的图象读取设备42的例子说明这一图象读取设备的操作，该设备具有制成3×3矩阵的驱动值，参见图6（b）中所示的时间图。这一图象读取设备42是图3中所示图象读取设备的一种简化，并且由于构造相似而省略其说明。
分别构成图象读取设备42的第一与第二电压作用装置的输入端D1、D2与D3以及输入端E1、E2与E3经由缓冲门连接到一个移位寄存器的对应输出端上，输入到这一移位寄存器中的数据输入脉冲按照一个时钟脉冲CLK顺序地在移位寄存器内移位，并顺序地从移位寄存器的各输出端输出。
这便是说，顺序地从输入端D1、D2与D3输入的第一驱动电压经由电阻器Rd分别作用在第一块B1、B2与B3、第一块B4、B5与B6及第一块B7、B8与B9的光电能量转换元件上。这里，顺序地输入的第一驱动电压的上升沿与下降沿是定时成重合的。从输入端E1、E2及E3顺序输入的第二驱动电压经由电阻器Re分别作用在第一块B1、B4与B7，第一块B2、B5与B8以及第一块B3、B6与B9的光电能量转换元件上。这里，顺序地输入的第二驱动电压的上升沿与下降沿是定时成重合的。
结果，顺序地从输入端D1、D2与D3输入的第一驱动电压，及顺序地从输入端E1、E2与E3输入的第二驱动电压分别由包含电阻器Rd与Re的加法电路相加，并在达到规定的作用电压时，第一块B1、B2、…、B9的光电能量转换元件被驱动。从而，例如从输入端D1输入第一驱动电压时，通过从输入端E1、E2与E3顺序地移位与作用第二驱动电压，第一块B1、B2与B3中的光电能量转换元件顺序地被驱动。再者，从类似的方式，从输入端D2输入第一驱动电压时，通过从输入端E1、E2与E3顺序地移位与作用第二驱动电压，第一块B4、B5与B6中的光电能量转换元件顺序地被驱动。
在用上述方法驱动的这种图象读取设备42中，既通过在定时中令第一与第二驱动电压的上升沿与下降沿重合，又通过令电阻器Rd与Re的值一致，而顺序地分别从T1切换到T2及从T2切换到T3等时，第一块B1与B2之间及第一块B2与B3之间的作用电压电平的变化示出在表1的下方部分中。在所有第一块B1、B2、…B9上求和的总的作用电压电平变化为0，即，在这些块间的变化是互相对消的，因此没有噪声输出。
在上述实施例中，在设置构成加法电路（矩阵驱动器便是用它构成的）的电阻器的方法上没有特殊的限制。例如，可以使用通过焊接等提供的标准外部电阻器;但是从减少生产步骤及降低生产成本的观点上，这些电阻器最好是在制造光电能量转换元件时，利用构成这些元件的构造层同时形成的。现在参照附图描述本发明的图象读取设备的实施例，在这些实施例中，矩阵驱动器是用加法电路构成的，加法电路包含从构成光电能量转换元件的构造层形成的电阻器。
图7与8分别显示了一个图象读取设备40的主要部件的平面图与剖视图，其电路图是与图3中所示的相似的。由于本实施例的基本构造及操作与上述实施例相似，故省略其说明。以下是这种结构的图象读取设备40的生产过程的简要概述。在诸如玻璃基板这样的一块绝缘基板18上，依次叠加，喷镀的铬等的用作一个下方电极的一层下方电极膜，在针型结构（Pin structure）之类中依次喷镀诸如非晶硅a-Si等的一层半导体膜，以及诸如ITO之类的一层透明导电膜，该膜起上方透明电极的作用。这里，喷镀是这样进行的，使得下方电极膜的厚度为从大约500埃至大约1500埃，半导体膜的厚度为从大约7000埃至大约12000埃，而透明导电膜的厚度则为从大约2000埃至大约800埃;但是由于膜的厚度是为满足电阻器所要求的电阻值而设定的，所以并无特殊的限制。接着，以相反的次序用光刻法进行蚀刻，从而制成上方透明电极20、半导体层22及下方电极24，以构成光电二极管10及阻塞二极管12。在制造这一下方电极24时，同时整体地形成一个公共线路16及结合的相邻电阻器Rd与Re、用于将下方电极24连接到矩阵线路14的一条输出导线26、并且还有连接到输入引线D（1-y）及E（1-x）的引出导线28、30，输入引线D（1-y）及E（1-x）是分别引至输入端D1、D2、…、Dy及E1、E2、…、Ex上的。这里，由于电阻器Rd与Re是使用与下方电极24等的同一下方电极膜形成的，为了能起到电阻器的功能，它们的线宽度是设定为充分地窄的，而它们的长度则设定为充分地长。例如，在采用铬的情况中，由于电阻率为60μΩcm，如果制成一个10μm宽、7mm长、1000埃厚的电阻器体，可得到4.2KΩ的一个电阻值。
接着，在带有制成的光电二极管10等的绝缘基板18上喷镀一层由氧化硅SiOx之类构成的透明层间绝缘膜32，然后用光刻法在规定的位置上制成接触孔34。然后，在透明层间绝缘膜32上喷镀一层诸如铝之类的金属膜之后，用光刻法蚀刻这一金属膜以形成矩阵导线14、输入引线D（1-y）及E（1-x）以及连接光电二极管10与阻塞二极管12的耦合电极36。最后，喷镀一层由氮化硅SiNx之类制成的绝缘保护膜38，以制成本实施例的图象读取设备40。这里，透明层间绝缘膜32的厚度是从大约12000埃至大约18000埃的，金属膜的厚度从大约12000埃至大约18000埃，而绝缘保护膜38的厚度以大约3000埃至大约8000埃;然而，并没有特殊的限制。
上面已经说明了本发明的图象读取设备的一个实施例，其中，构成加法电路的电阻器是采用下方电极膜的材料构成的;然而，本发明不仅限于上述实施例，而可实现其它的模式。
例如，如图9与10中所示，与上述实施例相似，一个图象读取设备44是m×n个光电能量转换元件的一个一维阵列，各该元件包含一个光电二极管10及一个以相反极性串联在光电二极管10上的阻塞二极管12。光电二极管10的阳极端及阻塞二极管12的阳极端用几乎与上述实施例相同的构造连接到矩阵线路14及输入引线D（1-y）与E（1-x）上。即，在这种图象读取设备44中，连接到阻塞二极管12的公共线路16及输入引线D（1-y）及E（1-x）上的电阻器Rd与Re是与连接光电二极管10与阻塞二极管12的上方透明电极的耦合电极36同时形成的，并且它们使用形成在透明层间绝缘膜32中形成的接触孔34连接到引出导线46、48上。
在这种构造的图象读取设备的生产方法中，使用正常的方法，在一块绝缘基板18上制成光电二极管10与阻塞二极管12，并且从光电二极管10的下方电极24中整体地制造输出导线26。此外，引出导线46与引出导线48是整体地形成为从阻塞二极管12的公共线路16中延伸出来的。然后，在制造了形成在这些光电二极管10等上的透明层间绝缘膜中的接触孔34之后，喷镀一层铝等的金属膜，并且进一步用光刻法之类蚀刻这一金属膜，以形成耦合电极36、矩阵线路14、以及包含电阻器Rd与Re及经由接触孔34连接的输入引线D（1-y）及E（1-x）的加法电路。此后，喷镀一层绝缘保护膜38以制成图象读取设备44。在这种构造的图象读取设备中，包含电阻器Rd与Re的加法电路是从耦合电极36的材料中形成的;例如，在采用铝的情况中，电阻率为3μΩcm，从而，如果制成了一个10μm宽、7mm长、1000埃厚的电阻器体，则可得到210Ω的一个电阻值。
现在，如图11与12中所示，在一个图象读取设备50中，也可以在由非晶硅a-Si之类制成的半导体层22的顶上，用构成光电二极管10等的上方透明电极20的ITO之类，来制造包含电阻器Rd与Re的加法电路。这便是说，依次在一块绝缘基板18上喷镀一层构成下方电极24的下方电极膜，一层构成半导体层22的半导体膜以及一层构成上方透明电极20的透明导电膜之后，以相反的次序用光刻法之类进行蚀刻，并且在形上方透明电极20等的同时，使用由ITO之类制成的透明导电膜同时形成电阻器Rd与Re。由于用ITO之类制成的透明导电膜具有相对地高的电阻，可以容易地制成具有所要求的电阻值的电阻器Rd与Re，这是一种优点。例如，ITO的电阻率为500μΩcm，从而通过制成一个10μm宽、7mm长、1000埃厚的电阻器体，可得到35KΩ的一个电阻值。
在这种构造中，由于包含电阻器Rd与Re的加法电路是通过层叠在构成下方电极24等的下方电极膜52及半导体层22的顶上而制成的，当光进入电阻器Rd与Re的部分时，便生成了光电电动势。因此，经由透明层间绝缘膜22在电阻器Rd与Re上方侧上建立了一层遮光膜54。此外，由于下方电极膜52是作为到包含电阻器Rd与Re的加法电路的一条公共导线出现的，最好在下方电极膜52上建立一个接线端，并且在这一层膜上作用一个反向偏压在半导体层22上，或者将其接地以给出0伏（零偏压）。
此外，在这种构造中，形成在由电阻器Rd与Re制成的加法电路部分下方的半导体层22可如图12中所示那样以不同于电阻器Rd与Re的图形的不同图形蚀刻;然而，为了减少电阻膜的制造步骤数量，不言而喻，半导体层22也可以用与Rd与Re相同的图形蚀刻。
这里，在上述图象读取设备50中，用电阻器Rd与Re制成的加法电路（它们是制造在半导体层22的顶上的）是如图12中所示那样包封有一层透明层间绝缘膜32的，并且电阻器Rd与Re以及将驱动电压输送给电阻器Rd与Re的输入引线D（1-y）及E（1-x）是使用引出导线56与58、耦合电极60及形成在透明层间绝缘膜32中的接触孔34连接的。形成到阻塞二极管12的阳极端及电阻器Rd与Re上的公共线路16是用通过另一形成在透明层间绝缘膜32中的接触孔34的耦合电极60连接的。
上面已经给出了本发明的图象读取设备的典型实施例的详细说明;但是，本发明的图象读取设备不限于上述实施例，其它模式也能实现。
例如，如图13中所示，本发明的一种图象读取设备70也可令输入引线D（1-y）及E（1-x）经由透明层间绝缘膜装设在包含电阻器Rd与Re的加法电路上。这便是说，电阻器Rd与Re是与绝缘基板18上的阻塞二极管12的公共线路16整体地制造的，并且不能起电阻器作用的端部72是装设在电阻器Rd与Re的另一端上，而不是从公共线路16延伸的端上。在形成在电阻器Rd与Re部分等上面的透明层间绝缘膜中的端部72的规定位置等中设置了接触孔34之后，制造连接光电二极管10与阻塞二极管12的耦合电极36，并制造输入引线D（1-y）及E（1-x），从而使电阻器Rd与Re的端部72经由接触孔34连接到输入引线D（1-y）及E（1-x）上。
采用这种构造，不但有可能极度小型化图象读取设备70，并且还可能在一块绝缘基板上得到许多图象读取设备70的产品，从而降低了生产成本。
现在，如图14与15中所示，有可能使用从反电极76、78及非晶硅a-Si之类的半导体层中制造的一个电阻体80来形成构成图象读取设备74的加法电路的电阻器Rd与Re。这便是说，反电极76与78是，例如，与公共线路16之类整体制成的，并且构成光电二极管10等的半导体层是形成在这一反电极76、78部分上的，使之可用作电阻体。由于非晶硅a-Si之类半导体的导电率是从大约103（Ωcm）-1至大约10-8（Ωcm）-1，可以通过调节反电极76、78之间的间距及反电极的长度来适当地设定所要求的电阻值。
在这种构造的图象读取设备中，还可能使用由ITO等制成的上方透明电极来制造反电极。此外，用作电阻器的半导体可以是P型半导体、n型半导体或者i型半导体等中任何一种;但是，即使具有一种比较高的导电率的形成的半导体也可使用，诸如具有，例如，大约10-3至大约100（Ωcm）-1的电阻率的μc-n型氢化非晶硅之类。这里，μc-n型氢化非晶硅是一种可以掺杂磷P或周期表中其它5族元素的氢化非晶硅。
此外，在上述实施例中，构成电阻器的反电极76、78是使用形成在绝缘基板18上的下方电极膜制成的;然而，也可能用下方电极膜制成反电极的一侧;而用上方透明电极膜制成另一侧。在本例中，在构成电阻器体的半导体层中间，即P型半导体层、i型导体层或n型半导体层等，最好这一结构是例如制造成不喷镀一层i型导体层之类的。
上面已经给出了本发明的图象读取方法及直接用于执行这一方法的图象读取设备的实施例的详细说明;但是，本发明不仅限于上述实施例，其它模式也能实现。
例如，如图16中所示，一种图象读取设备200是与上述实施例中相似的由光电二极管10及以相反极性与这些光电二极管10串联的阻塞二极管12构成的m×n个光电能量转换元件的一个一维阵列。在各第一块B1、B2、…、Bn中相同的相对位置上的光电二极管10的阳极端在一个矩阵线路14中连在一起，以给出一种类似的构造。
另一方面，阻塞二极管12的阳极端以上述相似的方式用公共线路16在各对应的第一块B1、B2、…、Bn中连在一起，并且分成n个块的第一块B1、B2、…Bn进一步分成每x个第一块一块的y个第二块C1、C2、…Cy。然后，为了使第一驱动电压能够顺序地作用在各第二块C1、C2、…，Cy中的x个第一块B1、B2、…、Bx的单元上，第一块B1、B2、…Bx的公共线路16经由二极管Did一起连接到对应的输入端D1、D2、…Dy上。此外，这一构造是制成为使得在第二块C1、C2、…Cy中的相同相对位置上的第一块B1、B2、…Bx的公共线路16经由二极管Die一起连接到对应的输入端E1、E2、…Ex上，从而，第二驱动电压能够既独立地又顺序地作用在各第二块C1、C2、…、Cy中的第一块B1、B2、…、Bx上。然后，将二极管Did与Die的阳极端串联到对应的阻塞二极管12的阳极端上，并且将一个偏压Va经由电阻器R作用在这一阳极端侧上。
这里，如图17所示，在任何第一块B1、B2、…Bn中，任何一对光电二极管10与阻塞二极管12都是相对的，二极管Did与二极管Die是连接的，一个偏压Va＝5伏经由电阻器R作用，并且从这两个二极管构成一个“与”电路。从而，如果正向电压VF近似等于0伏，理想地没有输出，并当一个第一驱动电压D＝5伏及一个第二驱动电压E＝5伏分别从输入端D（y）与E（x）输入时，B点上的电位Vd为5伏，以给出读出状态。下面，当第一驱动电压D＝0伏及第二驱动电压E＝0伏时，B点上的电位Vd为0伏，再者，当D＝0伏且E＝5伏或者当D＝5伏且E＝0V被输入时，B点具有0伏的电位Vd，这些条件中任何一种给出存储状态，在这一状态中没有读出。
再者，如果分别从输入端D（y）与E（x）输入一个第一驱动电压D＝5伏及一个第二驱动电压E＝5伏时，存在着一个正向电压VF＝1伏，B点上的电位为5伏，而进入读出状态。下面，当第一驱动电压D＝0伏且第二驱动电压E＝0伏，B点上的电位Vd成为0.5伏，再者，当D＝0伏且E＝5伏或者当D＝5伏且E＝0伏被输入时，B点上的电位Vd成为1伏。从而，在本例中，如果光电二极管10与阻塞二极管12之间的电位VPD不降至1伏或1伏以下，则保持存储状态并且没有读出。
现在参照图18（b）中所示的时间图用一个示例性图象读取设备220说明这一图象读取设备的操作，在该设备中，驱动侧是如图18（a）中所示制成一个3×3的矩阵的。这一图象读取设备220是上述图16中所示的图象读取设备200的一种简化，因此由于构造是相似的，从而省略其说明。
分别构成图象读取设备220的第一与第二电压作用装置的输入端D1、D2与D3及输入端E1、E2与E3经由缓冲门连接到一个移位寄存器的对应输出端上，输入进这一移位寄存器中的数据输入脉冲根据一个时钟脉冲CLK在移位寄存器内顺序地移位，并且顺序地从移位寄存器的各输出端输出。这便是说，顺序地从输入端D1、D2与D3输入的第一驱动电压分别作用在第一块B1、B与B3，第一块B4、B5与B6及第一块B7、B8与B9的二极管Did上。这里，顺序地输入的第一驱动电压的上升沿与下降沿是定时成重合的。顺序地从输入端E1、E2与E3输入的第二驱动电压分别作用在第一块B1、B4与B7，第一块B2、B5与B8及第一块B3、B6与B9的二极管Die上。这里，顺序地输入的第二驱动电压的上升沿与下降沿是定时成重合的。
结果，当在包含二极管Did与二极管Die的“与”电路中，顺序地从输入端D1、D2与D3输入的第一驱动电压分别与顺序地从输入端E1、E2与E3输入的第二驱动电压一致时，便输出作用电压，并驱动第一块B1、B2、…B9的光电能量转换元件。从而，例如在从输入端D1输入第一驱动电压时，通过顺序地移位与作用来自输入端E1、E2与E3的第二驱动电压，便可顺序地驱动第一块B1、B2与B3中的光电能量转换元件。再者，以相似的方式，当从输入端D2输入第一驱动电压时，通过顺序地移位与作用来自输入端E1、E2与E3的第二驱动电压，便可顺序地驱动第一块B4、B5与B6中的光电能量转换元件。
当通过在第一与第二驱动电压的定时中重合它们的上升沿与下降沿并且通过使各二极管Did与Die中的正向电压VF的值一致，而在上述方式驱动的这种图象读取设备中分别顺序地从T1切换到T2，从T2切换到T3等等时，第一块B1与B2之间以及第一块B2与B3之间的作用电压电平的变化示出在表2的下方部分中。在所有第一块B1、B2、…、B9上求和的作用电压电平的变化的总和结果为0，即，各块之间的变化是对消的，因此没有噪声输出。
本发明的图象读取方法及其设备不限于诸如上述实施例中所例示的那些系统，在这种系统中，包含光电二极管10与阻塞二极管12的光电能量转换元件是分成每固定数目的二极管对一块的若干块的，并且制成一个多通道，并且可以设置任何数目的通道来与传感器响应进行应答。
例如，如图19（a）中所示，有可能构成一个只带一条通道的图象读取设备240。这便是说，在各由一对光电二极管10及阻塞二极管12制成的光电能量转换元件中，其构造是做成使光电二极管10的阳极侧完全用一条公共引线260连在一起，而令其输出端通过一个电流放大电路280。另一方面，在各阻塞二极管12的阳极侧上，将两个相同值的电阻器R并联以构成一个加法电路，划分成Y个块B1、B2、…、By，各块带有设定数目的X个光电能量转换元件，并且在块B1、B2、…By中的一侧上的电阻器R是一起连接到对应的输入端D1、D2、…Dy上的。再者，在各块B1、B2、…By中的相同的相对位置上的光电能量转换元件上的另一侧上的对应电阻器R一起连接到输入端E1、E2、…Ex以制成该构造。
如图19（b）中的时间表中所示，在这种图象读取设备240中，第一驱动电压D1、D2、…、Dy是从对应的输入端D1、D2、…Dy顺序地移位与输入的，而第二驱动电压E1、E2、…Ex是顺序地从对应的输入端E1、E2、…Ex输入的。从而，第一驱动电压D1、D2、…Dy与第二驱动电压E1、E2、…Ex相加，凡是达到规定的作用电压的光电能量转换元件都被驱动，从而，如时间图中所示，各包含一个光电二极管10及一个阻塞二极管12的光电能量转换元件被顺序地驱动与读出。
本实施例是使用包含电阻器的加法电路作为一个矩阵驱动器构成的;然而，也可能采用一种类似于上述使用二极管的“与”电路的电路构造。无论构造是怎样的，来自光电二极管10的阳极端的输出系统是在一条线上的，因此，电流放大电路等可以只在一个系列中，并且由于其它电路为数字部件，所以便能提供一种廉价的图象读取设备。
在上述实施例中，光电二极管10与阻塞二极管12的阴极端是连在一起的;然而，在逆向配置中，光电二极管10与阻塞二极管12的阳极端可以连在一起，光电二极管10的阴极端可连到构成加法电路的电阻器上，或者与构成“与”电路的二极管的阳极端相连，并且阻塞二极管12的阴极端可以连到电流放大电路上。此外，本发明还可应用于一种选择驱动，它使用一个TFT（薄膜晶体管）之类而不用阻塞二极管12，并且作为当然的事情，不仅一种接触型而且一种称作完全接触型的图象读取设备也能应用。
此外，上述使用二极管的矩阵驱动器“与”电路是用正的逻辑“与”电路构成的;然而，它也能用具有二极管及一个反极性的偏压电源的负的逻辑“与”电路来构成。再者，虽然使用二极管的“与”电路是最佳选择，但是作为当然的事情，也可采用其它构造的“与”电路。
此外，构成“与”电路的二极管最好是利用构成光敏二极管10与阻塞二极管12的非晶半导体或晶体半导体制成。再者，构成加法电路或“与”电路的电阻器可以独立地使用一种线路图形之类并汽化电阻器物质来制造，或者也可能利用半导体层中比较好的导电部分来制造这些电阻器。
如上所述，在本发明的图象读取方法及其设备中，光电能量转换元件的驱动侧是制入一个驱动矩阵中的，因此在这种方法与设备中，有可能实现各式各样的另外的构造。
例如，考虑一种与本发明相似的构造，在一种图象读取方法中，顺序地将一个驱动电压作用在布置成一个一维阵列的多个光电能量转换元件上，并读出所述光电能量转换元件的电信号，该构造可以做成在将驱动电压作用到上述光电能量转换元件上之前，重复进行两次或两次以上将一个驱动电压顺序地作用在多个虚设的（dummy）光电能量转换元件上，这些虚设的元件具有与所述光电能量转换元件大致相同的性质。
根据这种图象读取方法，在将驱动电压作用到适当的光电能量转换元件上之前，顺序地将一个驱动电压作用在多个虚设的光电能量转换元件上，并且进一步，至少再一次将该驱动电压顺序地作用在这些虚设的光电能量转换元件上。简言之，在将驱动电压作用在第一个虚设的光电能量转换元件与将该驱动电压作用在第一个光电能量转换元件之间，该驱动电压在这些虚设的光电能量转换元件上作用了若干次。从而，当驱动电压作用在第一个虚设的光电能量转换元件上时，在这一时间中产生的电容突跳是充分耗散的。结果，包含在读出的电信号中的唯一信号成分便是来自光电能量转换元件的。再者，由于重复地将驱动电压作用在多个相同的虚设的光电能量转换元件上，便有可能用较少数量的消散初始生成的电容突跳所必需的虚设的光电能量转换元件来处理。
再者，在与本发明相似的构造的一种图象读取设备中，其中，将一个驱动电压顺序地作用在布置在一个一维阵列中的多个光电能量转换元件上，并读出来自所述光电能量转换元件的电信号，该构造可提供多个虚设的光电能量转换元件，这些虚设的元件具有与上述光电能量转换元件大致相同的性质，该构造还提供一个初始化装置，在将一个驱动电压作用在上述光电能量转换元件上之前，该装置重复执行两次或两次以上将该驱动电压顺序地作用在所述虚设的光电能量转换元件上。
这种图象读取设备减少上述图象读取方法的实施，并且在这一实例中，通过使用初始化装置，重复地执行将一个驱动电压顺序地作用在这些虚设的光电能量转换元件上，因此，初始生成的电容突跳得以充分地耗散。再者，由于驱动电压是重复地作用在多个相同的虚设光电能量转换元件上的，虚设的光电能量转换元件的数量是较少的。
此外，有可能将本发明的图象读取方法应用在这样一种图象读取方法中，在该方法中，以一个设定的时间间隔将一个驱动脉冲作用在光电二极管上，并通过时间积分在所述驱动脉冲的作用期间从所述光电二极管流出的电流，作为电信号读取在所述设定的时间间隔内进入所述光电二极管的光的量，因此一个虚设的驱动脉冲作用在与上述光电二极管共用输出线的虚设光电二极管上，当上述驱动脉冲上升时该虚设驱动脉冲下降，而当所述驱动脉冲下降时该虚设脉冲则上升，并且时间积分是进行到上述驱动脉冲下降以后的。此外，有可能将本发明的图象读取方法应用在这样一种图象读取方法中，在该方法中，以一个设定的时间间隔将一个对应的驱动脉冲顺序地作用在一条公共输出线上的多个光电二极管上，通过时间积分在所述驱动脉冲的作用期间从所述光电二极管流出的电流，作为电信号读出在所述设定的时间间隔内进入所述光电二极管的光量，因此在结束了上述驱动脉冲的作用的光电二极管上作用一个辅助驱动脉冲，当作用在对应的下一个光电二极管上的驱动脉冲下降时，该辅助驱动脉冲上升，而当作用在对应的再下一个光电二极管上的驱动脉冲上升时，该辅助驱动脉冲下降，并且时间积分是进行到上述驱动脉冲下降之后的。
再者，有可能将本发明的图象读取设备应用在这样一种图象读取设备中，该设备设置有光电二极管，以一个设定的时间间隔将一个驱动脉冲作用在所述光电二极管上的一个驱动器电路，以及时间积分在所述驱动脉冲的作用期间从所述光电二极流出的电流的一个信号处理电路，该设备是构成为装有与上述光电二极管共用输出线的虚设光电二极管，并装有将一个虚设驱动脉冲作用在所述虚设光电二极管上的一个虚设驱动器电路，在上述驱动脉冲上升时，该虚设驱动脉冲下降，而在所述驱动脉冲下降时，该虚设驱动脉冲上升，并且上述信号处理电路执行时间积分直到上述驱动脉冲下降以后。此外，有可能将本发明的图象读取设备应用于这样一种图象读取设备，该设备在一条公共输出线上设置有多个光电二极管，以一个设定的时间间隔将一个对应的驱动脉冲顺序地作用在所述光电二极管上的一个驱动器电路，以及时间积分在所述驱动脉冲作用期间从所述光电二极管流出的电流的一个信号处理电路，该设备是构成为装有一辅助驱动器电路的，该电路将一个辅助驱动脉冲作用在上述驱动脉冲作用完了光电二极管上，当作用在对应的下一个光电二极管上的驱动脉冲下降时，该辅助驱动脉冲上升，而在作用在再下一个光电二极管上的驱动脉冲上升时，该辅助驱动脉冲下降，并且上述信号处理电路进行时间积分直到上述驱动脉冲下降之后。
根据这种图象读取方法或其设备，使用一个驱动器电路之类以一个设定的时间间隔将一个驱动脉冲作用在一个光电二极管上，并使用一个虚设驱动器电路之类将一个虚设驱动脉冲作用在一个虚设光电二极管上。由于在驱动脉冲上升时，该虚设驱动脉冲下降，而在驱动脉冲下降时，该虚设驱动脉冲上升，来源于光电二极管的电容的所生成的电容突跳与来源于虚设光电二极管的电容的所生成的电容突跳具有互相相反的极性，因而它们几乎是完全对消的。
然而，由于这些电容是不同的，电容突跳可能完全对消而仍有少量残留，这便是说，在光电二极管的电容较大的情况中，在驱动脉冲上升时，电容突跳的残留成分表现为正的噪声，而在驱动脉冲下降时，它表现为负的噪声。反之，在虚设光电二极管的电容较大的情况中，在驱动脉冲上升时，电容突跳的残留成分表现为负的噪声，而在驱动脉冲下降时，它表现为正的噪声。不但电容突跳的残留成分具有相反的极性，并且由于这些残留成分是来源于一定的特定光电二极管及虚设光电二极管之间的电容差的，它们的大小是完全一样的。因而，使用一个信号处理电路之类，通过不仅在驱动脉冲作用期间并且直到驱动脉冲下降之后，时间积分从光电二极管流出的电流，这些电容突跳的残留成分便得以完全对消，只有在设定的时间隔中进入光电二极管的光量被作为电信号读出。
再者，使用一个驱动器电路之类，以一个设定的时间间隔将驱动脉冲分别顺序地作用在多个光电二极管上，并使用一个辅助驱动器电路之类，将辅助驱动脉冲作用在驱动脉冲作用结束后的光电二极管上。由于这一辅助驱动脉冲是这样作用的，使得当作用在下一个光电二极管上的驱动脉冲下降时，辅助驱动脉冲上升，而在作用在再下一个光电二极管上的驱动脉冲上升时，它下降，因此驱动脉冲上升时产生的电容突跳被作用在前面第二个光电二极管上的辅助驱动脉冲下降时产生的电容突跳所对消，而在驱动脉冲下降时产生的电容突跳则被作用在紧接在前面的光电二极管上的辅助驱动脉冲上升时产生的电容突跳所对消。
以这种方法，电容突跳几乎完全被地消;然而，由于这三个光电二极管的电容是不同的，电容突跳不能完全对消而仍有少量残留。不但残留的成分具有相反的极性，并且由于这些残留的成分是来源于一定的特定光电二极管与紧接在前面或前面第二个光电二极管之间的电容差的，它们的大小几乎是一样的。因而，使用信号处理电路之类，不仅在驱动脉冲作用期间而且直到驱动脉冲下降之后，时间积分从光电二极管流出的电流，电容突跳的残留成分几乎完全被对消，并且只有在设定的时间间隔中进入光电二极管的光量被作为一个电信号读出。
这样，通过在本发明的图象读取方法或其设备上加入上述构造，可以容易地降低伴随驱动电压的噪声。
此外，本发明可应用于电荷存储型系统以外的系统上，在这些系统中，很容易出现电容突跳，诸如在光电能量转换元件中的采用cds-cdse之类的光电导型元件，并且在本发明的范围内而不偏离其精神，通过熟悉本技术的人员的智力，有可能作出各种附加的改进、修正与改型。