Brevet FR2627904A1 — publié le 19890901

DISPOSITIF DE DETECTION PHOTO-ELECTRIQUE COMPORTANT UNE MULTITUDE_ DE PHOTO-ELEMENTS DISPOSES EN UNE RANGEE La présente invention se rapporte à un dispositif de détection photoélectrique comportant une multitude de phtot-éléments individuels disposés en une rangée sur un composant. Pour l'exploitation d'un tel détecteur, il est nécessaire de procéder à une interrogation ou lecture pour déterminer si chacun des photo-éléments individuels a été sollicité avec de la lumière. En vue de cette interrogation, il fallait jusqu'à présent, comme représenté sur la figure l, par exemple 65 connexions pour commander 64 photo-éléments individuels. La réalisation de ces connexions implique un procédé -de raccordement très onéreux. La présente invention a pour objet un dispositif de détection photoélectrique du type défini ci-dessus qui solt d'une fabrication simple et comprenne un nombre minimal de connexions vers l'extérieur. Le disposltif de détection photo-electrilque conforme a l'invention comprend un semi-conducteur, par exemple du silicium, et une multitude de photo-éléments individuels contenus dans ce semi-conducteur et réunis sur un composant. lesdits photo-éléments pouvant être interroges ou lus par commande numérique suivant un code determlné. Selon l'invention: a) les dlfferents photo-éléments et les détecteurs sont intégrés sur un substrat dans une couche mince de silicium amorphe, b) chaque photo-élément individuel est électriquement relié à un élément décodeur, en étant isolé par rapport aux autres photo- éléments, c) chaque paire comprenant un photo-élément et un élément décodeur - pour un minimum de 6 bits - est reliée à un bus optique et à deux connexions électriques menant du composant vers l'extérieur, en vue de la commande, d) la commande numérique et la lecture s'effectuent par le bus optique en code binaire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, tous les éléments décodeurs individuels associés aux photo-éléments et destinés à reconnaître un "UN" sont montés en série et tous les éléments décodeurs individuels qui doivent reconnaître un "ZERO" sont montés en parallèle lors de la commande pour la lecture et le montage forme un circuit lntegré sur le composant. Suivant une autre caractéristique encore, le bus optique est reallsé sous la forme d'un bus à fibres de verre ou d'un bus a plaques à fluorescence. Le bus optique peut également être rapporte ulterieurement sur le composant, en particulier en technique composite multicouches ("Multilayer Bonding"). Les avantages principaux de l'invention sont: 1. Integration des éléments décodeurs photo- électriques sur un composant: dispositif de détection en i1nes en a-Si (pas de nécessité de structure hybride avec puces cristallines!. 2. Réduction à un minimum des connexions électriques externes (pas de technique de raccordement, il suffit de deux connexions électriques). 3. Le bus optique numérique peut être appliqué ultérieurement et n'exige pas de grande précision lors de la fabrication. L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente une rangée de photoéléments; la figure 2 représente un montage avec 64 éléments; la figure 3 représente un montage avec bus; la figure 4 représente un bus optique; la figure 5 représente un montage série et parallèle. Pour la commande de 64 détecteurs individuels 1. il faut jusqu'a présent 65 connexlons sur une llgne (figure 1) et un procedé de raccordement tres onéreux lors de la fabrication. On obtlent une première réduction par un procede de lecture a matrice (figure 2) par lequel le nombre des connexions est réduit à 16. Une réduction supplementaire du nombre de lignes de commande (connexions) peut être obtenue par l'utilisation d'un code binaire et de décodeurs 4 associés à chaque élément 1 sur le dispositif de détection (figure 3). Le nombre des connexions externes ne s'élève plus qu'a 7 ou 8 avec alimentation en courant. Le bus numerlque 5 (6 bits) et les unites de décodage 4 présentent la structure suivante: la règle pour un élément décodeur 8 est que: tous les détecteurs décodeurs qui doivent détecter un "UN" sont montes en série et ceux qui doivent reconnaître les "ZERO" sont montés en parallèle. La commande numérique s'effectue par un bus optique 5 (par exemple bus de fibres de verre 6 ou bus à plaques à fluorescence 7, figure 4) qui n'a pas à être réalisé en étant intégrée sur le dispositif de détection, mais peut être appliquée de façon externe. Dans le dispositif de détection sont intégrés les photo-détecteurs de l'élément décodeur 8. Les photo-détecteurs d'un élément décodeur spécial sont branchés (câblés) en fonction de la position qui doit être decodée.Lorsque le code 101 101 est applique au bus optique. le 45eme element décodeur doit être interroge. La figure 5 représente le montage électrique des photodlodes-decodeurs du 45eéme élement décodeur. Cet éelément décodeur fournit une tension de lecture pour le e-- photo-detecteur individuel du dispositif de detection lorsque le nombre binaire 101 101 apparaît sur le bus optique. Un dispositif de détection est par exemple un composant formé d'une rangée de photo-détecteurs individuels (par exemple 8/mm). Avec une longueur totale d'environ 210 mm, un tel composant contient 1680 photo- detecteurs qui doivent être commandés lors d'une Interrogation. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection photo-électrique comprenant un semi-conducteur par exemple en silicium et, contenus dans ce dernier, une multitude de photo-éléments individuels qui sont réunis sur un composant et peuvent être interroges par commande numerlque suivant un code détermlne, caracterlsé par le fait qu'il comprend les caractéristiques suivantes, prises en combinaison: a) les différents photo-éléments et les détecteurs sont intégrés sur un substrat dans une couche mince de silicium amorphe, b) chaque photo-élément individuel est électriquement relié à un élément décodeur, en étant isole par rapport aux autres photo- éléments, c) chaque paire comprenant un photo-élément et un élément décodeur - pour un minimum de 6 bits - est reliée à un bus optique et à deux connexions électriques menant du composant vers l'extérieur en vue de la commande, d) la commande numérique et la lecture s'effectuent par le bus optique en code binaire. 2. Dispositif de détection photo-électrique suivant la revendication 1, caractérise par le fait que tous les éléments détecteurs individuels associés aux photo- éléments et destinés à reconnaître un "UN" sont montés en séries et tous ceux des éléments décodeurs individuels destinés à reconnaitre un "ZERO" sont montés en parallele lors de la commande de lecture et le montage forme un circuit intégré sur un composant (figure 5). 3. Dispositif de détection photo-électrique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le bus optique est réalise sous forme de bus a fibres de verre ou de bus a plaques a fluorescence (figure 4). 4. Dispositif de détection photo-électrique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le bus optique est appliqué ultérieurement sur le composant, en particulier en technique composite multicouches ("Multilayer Bonding") (figure 4).