DE10065887A1 - Photosensorschaltung - Google Patents

Photosensorschaltung

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Abstract

Eine Photosensorschaltung nach einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Photodetektionselement (PD) zur Erfassung eines Lichtsignals und zur Umwandlung dieses Lichtsignals in ein elektrisches Signal einen ersten MOS-Transistor (Q1) zum Laden und Entladen einer parasitären Kapazität (C1), einen Kondensator (C2) zum Akkumulieren einer Klemmenspannung (V¶C1¶) des Photodetektionselements (PD) als Bildpunktsignal, einen zweiten MOS-Transistor (Q2) zum Transferieren einer elektrischen Ladung der parasitären Kapazität (C1) von dem Photodetektionselement (PD) zu dem Kondensator (C2), einen dritten MOS-Transistor (Q3) zur Verstärkung einer Klemmenspannung (V¶C2¶) des Kondensators (C2) sowie einen vierten MOS-Transistor (Q4) zum selektiven Ausgeben eines verstärkten Bildpunktsignals (V¶aus¶). Bei dieser Photosensorschaltung werden der erste MOS-Transistor (Q1) und der zweite MOS-Transistor (Q2) für eine bestimmte Zeitdauer vor der Akkumulierung des Bildpunktsignals eingeschaltet, um die Klemmenspannungen (V¶C1¶, V¶C2¶) des Photodetektionselements (PD) und des Kondensators (C2) durch Laden und Entladen der parasitären Kapazität (C1) des Photodetektionselements (PD) und des Kondensators (C2) gleich zu machen. Sodann wird nach einer bestimmten Zeitdauer der Akkumulierung des Bildsignals der zweite MOS-Transistor (Q2) ausgeschaltet und so der Kondensator (C2) geöffnet. Anschließend wird der vierte MOS-Transistor (Q4) eingeschaltet. Die derart ausgestaltete Photosensorschaltung ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Photosensorschaltung zur Erfassung eines Lichtsignals und zum Umwandeln des erfaßten Lichtsignals in ein elektrisches Signal. Insbesondere betrifft sie eine Photosensorschaltung mit Verschlußfunktion.
Fig. 1 zeigt eine Photosensorschaltung mit Verschlußfunktion (Abtast- Halte-Funktion), die als eines der einen Bildsensor bildenden Bildpunktdetektionselemente verwendet werden kann. Diese Photosensorschaltung umfaßt eine Photodiode PD zur Erfassung eines Lichtsignals und zum Umwandeln desselben in ein elektrisches Signal, einen MOS-Transistor Q1 zum Laden/Endladen einer parasitären Kapazität C1 der Photodiode PD, einen Kondensator C2 zum Akkumulieren der Klemmenspannung der Photodiode PD als Bildpunktsignal, einen MOS- Transistor Q2 zum Übertragen der elektrischen Ladung von der Kapazität C1 zu dem Kondensator C2, einen MOS-Transistor Q3 zum Verstärken der Klemmenspannung des Kondensators C2 und einen MOS-Transistor Q4 zur selektiven Ausgabe eines verstärkten Bildpunktsignals.
Fig. 9 zeigt an verschiedenen Punkten dieser Photosensorschaltung zu verschiedenen Zeitpunkten anliegende Signale bei einer herkömmlichen Betriebsweise. Dabei wird zum Zeitpunkt t1-t2 eine Ansteuerspannung V1 auf einen hohen Pegel gesetzt und hierdurch der Transistor Q1 eingeschaltet, um die Kapazität C1 der Photodiode PD elektrisch zu laden. Wird die Photodiode PD bestrahlt, fließt ein Sensorstrom. Dieser läßt die elektrische Ladung der Kapazität C1 um einen zum fließenden Strom proportionalen Betrag absinken.
Zum Zeitpunkt t3-t4 wird der Transistor Q2 eingeschaltet, um die elektrische Ladung der Kapazität C1 auf den Kondensator C2 zu übertragen. Wenn dann der Transistor Q4 zum Zeitpunkt t4-t5 eingeschaltet wird, wird von einer Energieversorgung V5 ein durch den Transistor Q3 begrenzter Strom geliefert. Dabei wird über einen Widerstand R ein Bildpunktsignal Vaus ausgegeben.
Da bei dieser Betriebsweise der Photosensorschaltung der Transistor Q2 zum Zeitpunkt t4 ausgeschaltet wird, hält der Kondensator C2 solange eine konstante elektrische Ladung, bis der Transistor Q2 wieder zwecks Ladungstransfer von der Kapazität C1 auf den Kondensator C2 eingeschaltet wird. Mit anderen Worten wird während der Abschaltperiode des Transistors Q2 (entsprechend einer Haltezeit des Kondesators C2) unabhängig von etwaigen Schwankungen der Klemmenspannung VC1 der Kapazität C1 stets das gleiche Ausgangssignal als Bildpunktsignal erhalten.
Die soeben beschriebene Ausgestaltung erlaubt es, die Photosensorschaltung als Verschluß für einen einzelnen Bildpunkt (Pixel) zu verwenden. Die Offenzeit dieses Verschlusses kann dabei gesteuert werden.
Fig. 10 zeigt eine weitere Ausbildung einer Photosensorschaltung mit Verschlußfunktion. Bei dieser ist ferner ein MOS-Transistor Q5 zum Laden und Entladen des Kondensators C2 vorgesehen. Die Betriebsweise dieser Photosensorschaltung unterscheidet sich von der Betriebsweise der zuvor erläuterten Photosensorschaltung dadurch, daß das Bildpunktsignal durch Entladung des Kondensators C2 initialisiert wird, indem der Transistor Q5 zum Zeitpunkt t6-t7 eingeschaltet wird, wie in Fig. 11 gezeigt.
Bei der erläuterten Betriebsweise der in Fig. 1 gezeigten Photosensorschaltung wird die Klemmenspannung VC1, der Kapazität C1 durch die Wirkung des Transistors Q2 auf den Kondensator C2 übertragen und die elektrische Ladung am Kondensator C2 gehalten, bis der Transistor Q2 wieder eingeschaltet wird. In dem Fall jedoch, daß zwischen den Klemmenspannungen VC1 und VC2 der Kapazität C1 bzw. des Kondensators C2 eine Differenz besteht, spiegelt sich die Klemmenspannung VC1 der Kapazität C1 nicht korrekt in derjenigen des Kondensators C2 wider, bis der Transistor Q2 erneut eingeschaltet wird. Dies führt zu einer geringeren Reproduzierbarkeit des Signals.
Fig. 12 zeigt modellhaft die Ansammlung der elektrischen Ladung in den Kapazitäten C1 und C2, wenn die Photosensorschaltung der Fig. 1 kontinuierlich Lichtsignale erfaßt und nach dem erläuterten herkömmlichen Verfahren betrieben wird.
Bei der gemäß Fig. 10 aufgebauten Photosensorschaltung kann der Kondensator C2 durch den Transistor Q5 geladen und entladen werden, weswegen die Klemmenspannung VC1 der Kapazität C1 in gut reproduzierbarer Weise auf den Kondensator C2 übertragen werden kann. Allerdings tritt dort das Problem auf, daß das Signal des Kondensators C2 kleiner als das Signal der Kapazität C1 wird.
Fig. 13 zeigt modellhaft die Ansammlung der elektrischen Ladung in den Kapazitäten C1 und C2 bei herkömmlicher Betriebsweise der Photosensorschaltung der Fig. 10.
Die Erfindung sieht demgegenüber nach einem ersten Aspekt eine Photosensorschaltung vor, umfassend ein Photodetektionselement zur Erfassung eines Lichtsignals und zur Umwandlung dieses Lichtsignals in ein elektrisches Signal, einen ersten MOS-Transistor zum Laden und Entladen einer parasitären Kapazität des Photodetektionselements, einen Kondensator zum Akkumulieren einer Klemmenspannung des Photodetektionselements als Bildpunktsignal, einen zweiten MOS-Transistor zum Transferieren einer elektrischen Ladung der parasitären Kapazität von dem Photodetektionselement zu dem Kondensator, einen dritten MOS-Transistor zum Verstärken einer Klemmenspannung des Kondensators sowie einen vierten MOS-Transistor zum selektiven Ausgeben eines verstärkten Bildpunktsignals. Bei dieser Photosensorschaltung werden der erste MOS- Transistor und der zweite MOS-Transistor für eine bestimmte Zeitdauer vor der Akkumulierung des Bildpunktsignals eingeschaltet, um die parasitäre Kapazität des Photodetektionselements und den Kondensator zu laden/entladen, bis die Klemmenspannungen des Photodetektionselements und des Kondensators gleich werden. Sodann werden nach einer bestimmten Zeitdauer der Akkumulierung des Bildpunktsignals der zweite MOS-Transistor ausgeschaltet und der Kondensator geöffnet. Anschließend wird der vierte MOS-Transistor eingeschaltet. Diese Betriebsweise der Photosensorschaltung bietet den Vorteil, daß das Bildpunktsignal mit hoher Reproduzierbarkeit erzeugt werden kann.
Nach einem zweiten Aspekt sieht die Erfindung eine Photosensorschaltung vor, umfassend ein Photodetektionselement zur Erfassung eines Lichtsignals und zur Umwandlung dieses Lichtsignals in ein elektrisches Signal, einen ersten MOS-Transistor zur Umwandlung eines Stroms des Photodetektionselements in eine Spannung mit einer logarithmischen Charakteristik in einem Zustand schwacher Inversion, ein Anfangseinstellmittel zur Steuerung einer elektrischen Ladung, die sich an einer parasitären Kapazität des an eine Sourceelektrode angeschlossenen Photodetektionselements ansammelt, durch Einstellen einer Drain-Spannung des ersten MOS-Transistors auf eine niedrige Spannung für eine bestimmte Zeitdauer, einen Kondensator zum Akkumulieren einer Klemmenspannung des Photodetektionselements als Bildpunktsignal, einen zweiten MOS- Transistor zum Transferieren einer elektrischen Ladung der parasitären Kapazität von dem Photodetektionselement zu dem Kondensator, einen dritten MOS-Transistor zum Verstärken einer Klemmenspannung des Kondensators sowie einen vierten MOS-Transistor zum selektiven Ausgeben eines verstärkten Bildpunktsignals. Bei dieser Photosensorschaltung werden der zweite MOS-Transistor eingeschaltet und gleichzeitig eine Spannung des Anfangseinstellmittels auf einen niedrigen Pegel eingestellt, um die parasitäre Kapazität des Photodetektionselements sowie die Klemmenspannung des Kondensators vor der Akkumulierung des Bildpunktsignals in einen niederpegeligen Zustand zu bringen. Sodann wird nach einer bestimmten Zeitdauer die Spannung des Anfangseinstellmittels in einen hochpegeligen Zustand umgeschaltet, um die Akkumulierung des Bildpunktsignals zu starten. Anschließend wird nach einer bestimmten Zeitdauer der zweite MOS-Transistor ausgeschaltet, um den Kondensator zu öffnen. Daraufhin wird der vierte MOS-Transistor eingeschaltet.
Bei beiden Aspekten ist bevorzugt vorgesehen, daß die Photosensorschaltung eine Einzelbildpunkt-Detektionskomponente eines Bildsensors bildet.
Die Erfindung ermöglicht es, eine Photosensorschaltung bereitzustellen, die den Kondensator durch Einschalten des zweiten Transistors initialisieren kann, bevor der zweite Transistor zum Laden/Entladen der parasitären Kapazität der Photodiode eingeschaltet wird, um zu vermeiden, daß durch den Kondensator eine unkorrekte Spannung wiedergegeben wird.
Die Erfindung ermöglicht es ferner, eine Photosensorschaltung bereitzustellen, bei der durch Einschalten eines Abtast-Halte-Transistors während der Offenperiode des Verschlusses stets die Klemmenspannung der parasitären Kapazität an den Kondensator angelegt wird, um zu verhindern, daß die Spannung an diesem Kondensator abfällt.
Ferner wird es durch die Erfindung ermöglicht, eine Photosensorschaltung bereitzustellen, die ein Bildpunktsignal in einem breiten Dynamikbereich mit hoher Reproduzierbarkeit erzeugen kann, was dadurch erreicht wird, daß zusätzlich zu der Verschlußfunktion ein Anfangseinsteilmittel verwendet wird, welches die logarithmische Operation durch Variation einer Energieversorgungsspannung bewirkt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 einen Schaltplan einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photosensorschaltung.
Fig. 2 ein Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen der Photosensorschaltung der Fig. 1 auftreten.
Fig. 3 einen Schaltplan einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photosensorschaltung.
Fig. 4 ein Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen der Photosensorschaltung der Fig. 3 auftreten.
Fig. 5 beispielhaft ein Blockdiagramm eines Bildsensors, der als zweidimensionale Matrix aus erfindungsgemäßen Photosensorschaltungen aufgebaut ist, wobei jede Photosensorschaltung als einzelner Bildpunkt dient.
Fig. 6 ein Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen des Bildsensors der Fig. 5 auftreten.
Fig. 7 beispielhaft ein Blockdiagramm eines weiteren Bildsensors, der als zweidimensionale Matrix aus erfindungsgemäßen Photosensorschaltungen aufgebaut ist, wobei wiederum jede Photosensorschaltung als einzelner Bildpunkt dient.
Fig. 8 ein Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen des Bildsensors der Fig. 7 auftreten.
Fig. 9 ein Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen der in Fig. 1 gezeigten Photosensorschaltung auftreten, wenn diese Schaltung nach einem herkömmlichen Verfahren betrieben wird.
Fig. 10 ein Schaltplan einer herkömmlichen Photosensorschaltung mit Verschlußfunktion.
Fig. 11 ein Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen der in Fig. 10 gezeigten herkömmlichen Photosensorschaltung auftreten.
Fig. 12 ein Modell der Anhäufung elektrischer Ladung in den Kapazitäten C1 und C2 der Photosensorschaltung der Fig. 1, wenn diese Schaltung nach einem herkömmlichen Verfahren betrieben wird, und
Fig. 13 ein Modell der Anhäufung elektrischer Ladung in den Kapazitäten C1 und C2 der Photosensorschaltung der Fig. 10 bei herkömmlicher Betriebsweise dieser Schaltung.
Die in Fig. 1 gezeigte Photosensorschaltung umfaßt die Photodiode PD als Lichterfassungselement zur Erfassung von Licht und zum Umwandeln desselben in ein elektrisches Signal, den MOS-Transistor Q1 zum Laden und Entladen der parasitären Kapazität C1 der Photodiode PD, den Kondensator C2 zur Akkumulierung der Klemmenspannung der Photodiode PD als Bildpunktsignal, den MOS-Transistor Q2 zum Transferieren der elektrischen Ladung der Kapazität C1 auf den Kondensator C2, den MOS-Transistor Q3 zur Verstärkung der Klemmenspannung des Kondensators C2 sowie den MOS-Transistor Q4 zur selektiven Ausgabe des verstärkten Bildpunktsignals. Durch Anlegen von Steuersignalen an die verschiedenen Komponenten der Schaltung wird bei dieser Photosensorschaltung wird ein dem Lichtsignal entsprechendes elektrisches Signal erhalten. Dabei wird - siehe Fig. 2 - der Transistor Q1 eingeschaltet, indem die Ansteuerspannung V1 zum Zeitpunkt t1-t2 hochpegelig gemacht wird. Hierdurch wird eine elektrische Ladung auf die Kapazität C1 aufgebracht. Bei Lichteinfall auf die Photodiode PD fließt in der Sensorschaltung ein Strom. Dabei wird in der Zeit t2-t3 von der Kapazität C1 eine zu dem in der Sensorschaltung fließenden Strom proportionale elektrische Ladung abgenommen.
Während der Zeit von t1 bis t3 (bei offenem Verschluß) befindet sich der Transistor Q2 im eingeschalteten Zustand. Die Klemmenspannungen VC1 und VC2 der Kapazität C1 bzw. des Kondensators C2 sind während dieser Zeit zueinander gleich. Vom Ausschalten des Transistors Q2 zum Zeitpunkt t3 an bleibt die Klemmenspannung VC2 des Kondensators C2 auf gleicher Höhe. Wenn dann in der Zeit t4-t5 der Transistor Q4 eingeschaltet wird, wird von der Energieversorgung V5 ein durch den Transistor Q3 begrenzter Strom geliefert, so daß über den Widerstand R die Ausgangsspannung Vaus als Bildpunktsignal ausgegeben wird.
Bei der vorstehenden Photosensorschaltung wird die elektrische Ladung des Kondensators C2 ab dem Ausschalten des Transistors Q2 zum Zeitpunkt t3 gehalten. Die elektrische Ladung des Kondensators C2 bleibt daher auf einem konstanten Wert, bis der Transistor Q2 wieder eingeschaltet wird, um die Übertragung der elektrischen Ladung der Kapazität C1 auf den Kondensator C2 zu beginnen. Während der Transistor Q2 ausgeschaltet ist (also während der Halteperiode des Kondensators C2), kann somit ein und dasselbe Bildpunktsignal unabhängig von einer etwaigen Änderung der Klemmenspannung VC1 der Kapazität C1 erhalten werden. Bei der in Fig. 1 gezeigten Photosensorschaltung mit 4 Transistoren kann demnach das Bildpunktsignal Vaus mit hoher Reproduzierbarkeit erhalten werden, wenn die Photosensorschaltung nach dem in Fig. 2 gezeigten Zeitdiagramm betrieben wird.
Es wird nun mit Bezug auf Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Photosensorschaltung erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein MOS-Transistor Q1' verwendet, um den Sensorstrom der Photodiode PD in eine Detektionsspannung mit logarithmischer Charakteristik im Zustand schwacher Inversion umzuwandeln. Ein Spannungsregler 1 (ein Anfangseinstellmittel) kann eine drainseitige Quellenspannung V2 des Transistors Q1' für eine bestimmte Zeitdauer auf einen niedrigeren Spannungswert (niedriger Pegel) als den normalen Spannungswert (hoher Pegel) einstellen und elektrische Ladung abführen, die sich an der parasitären Kapazität C1 der mit der Sourceseite des Transistors Q1' verbundenen Photodiode PD angehäuft hat.
Mit Bezug auf das Zeitdiagramm der Fig. 4 wird nun die Arbeitsweise dieser Photosensorschaltung erläutert. Die Versorgungsspannung V1 wird auf einen Detektionsspannungswert eingestellt, in den der im Transistor Q1' fließende Strom umgewandelt wird. Die Spannung V1 besitzt eine logarithmische Charakteristik im Zustand schwacher Inversion mit der Versorgungsspannung V2 auf hohem Pegel. Sobald in diesem Zustand die Ansteuerspannung V2 zum Zeitpunkt t1-t2 auf den niedrigen Pegel abgesenkt wird, steigt die Drain-Source-Spannung des Transistors Q1' an und bewirkt das Einschalten des Transistors Q1', wobei elektrische Ladung von der parasitären Kapazität C1 der Photodiode PD abgeführt wird. Zum Zeitpunkt t2 wird die Ansteuerspannung V2 wieder auf den hohen Pegel gebracht, und die Kapazität C1 lädt sich auf eine Spannung auf, bei der der durch die Photodiode PD fließende Sensorstrom im Gleichgewicht mit dem von dem Transistor Q1' gelieferten Strom steht.
Da der im Transistor Q1' fließende Strom in die Spannung mit der logarithmischen Charakteristik im Zustand schwacher Inversion umgewandelt wurde, repräsentiert die Klemmenspannung VC1 der Kapazität C1 eine auf die Photodiode PD einfallende Lichtmenge, die logarithmisch transformiert und ausgegeben wurde.
Während der Periode t1-t3 (bei offenem Verschluß) befindet sich auch der Transistor Q2 im eingeschalteten Zustand, weswegen die Klemmenspannung VC1 der Kapazität C1 gleich der Klemmenspannung VC2 des Kondensators C2 ist. Wenn der Transistor Q2 zum Zeitpunkt t3 ausgeschaltet wird, bleibt die Klemmenspannung VC2 des Kondensators C2 im stabilen Zustand. Wenn der Transistor Q4 sodann zum Zeitpunkt t4-t5 eingeschaltet wird, wird von der Energieversorgung V5 ein Strom geliefert, der durch den Transistor Q3 begrenzt wird, und es wird über den Widerstand R ein Bildpunktsignal als Ausgangsspannung Vaus ausgegeben.
Bei der vorstehenden Ausbildung der Photosensorschaltung wird die elektrische Ladung des Kondensators C2 ab dem Zeitpunkt t3, zu dem der Transistor Q2 ausgeschaltet wird, gehalten. Die elektrische Ladung des Kondensators C2 bleibt konstant, bis der Transistor Q2 wieder eingeschaltet wird und der Transfer der elektrischen Ladung von der Kapazität C1 auf den Kondensator C2 wieder begonnen wird. Solange dabei der Transistor Q2 im ausgeschalteten Zustand (während der Haltezeit des Kondensators C2) ist, wird unverändert ein und dasselbe Bildpunktsignal ausgegeben, ungeachtet einer etwaigen Änderung der Klemmenspannung VC1 der Kapazität C1. Daher kann die in Fig. 3 gezeigte Photosensorschaltung als Verschluß dienen, die frei von Nachleuchteffekten ist und einen weiten dynamischen Bereich ihres logarithmischen Ausgangssignals beim Betrieb nach dem in Fig. 2 gezeigten Zeitdiagramm besitzt.
Aus mehreren Photosensorschaltungen einer der vorstehenden Ausführungsformen kann ein Bildsensor aufgebaut werden. Dabei können die Photosensorschaltungen in einer ein- oder zweidimensionalen Ebene angeordnet werden und bilden jeweils eine Bildpunktdetektionskomponente.
Fig. 5 ist eine beispielhafte Ausbildung eines Bildsensors, bei dem mehrere Photosensorschaltungen gemäß Fig. 1 in einer zweidimensionalen Matrix von Lichtsensoren angeordnet sind, von denen jeder einen einzelnen Bildpunkt S repräsentiert. In Fig. 5 bezeichnet die Bezugsziffer 2 eine allen Bildpunkten S gemeinsame Bildpunktauswahlschaltung, während die Bezugsziffer 3 eine Bildpunktsignalauswahlschaltung zur aufeinanderfolgenden Ausgabe der jeweiligen Bildpunktsignale Vaus bezeichnet.
Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm verschiedener Signale des vorstehenden Bildsensors. Die matrixförmig angeordneten Pixel S werden dabei in der Zeit t4-t5 ausgelesen. In jeder der jeweils einen Bildpunkt S repräsentierenden Photosensorschaltungen wird bei Einschalten des Transistors Q4 ein durch den Transistor Q3 begrenzter Strom von der Energieversorgung V5 an den jeweiligen Bildpunkt geliefert. Über einen Widerstand R, der an eine Reihe von Bildpunkten S in der Matrix angeschlossen ist, wird dann das jeweilige Bildpunktsignal Vaus ausgegeben. Der Bildsensor mit Vier-Transistor-Struktur kann so Bildpunktsignale mit hoher Reproduzierbarkeit liefern.
Fig. 7 ist ein Beispiel eines Bildsensors, bei dem mehrere Photosensorschaltungen gemäß Fig. 3 in Form einer zweidimensionalen Matrix von Lichtsensoren angeordnet sind, von denen jeder einen einzelnen Bildpunkt S repräsentiert. In Fig. 7 bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen für alle Bildpunkte S gemeinsam vorgesehenen Spannungsregler, die Bezugsziffer 2 bezeichnet eine allen Bildpunkten S gemeinsame Bildpunktauswahlschaltung und die Bezugsziffer 3 bezeichnet eine Bildpunktsignalauswahlschaltung zur aufeinanderfolgenden Ausgabe der Bildpunktsignale.
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm für die verschiedenen Signale dieses Bildsensors. Die matrixförmig angeordneten Bildpunkte S werden dabei in der Zeit t4-t5 ausgelesen.
Bei den in den Fig. 6 und 8 dargestellten Zeitdiagrammen ist es möglich, eine bis zum Zeitpunkt t4 verlängerte Akkumulierungsperiode (d. h. eine Verschlußöffnungsperiode mit hochpegeliger Versorgungsspannung V3) einzurichten.

Claims (3)

1. Photosensorschaltung, umfassend ein Photodetektionselement (PD), einen ersten MOS-Transistor (Q1) zum Laden und Entladen einer parasitären Kapazität (C1) des Photodetektionselements, einen Kondensator (C2) zum Akkumulieren einer Klemmenspannung (VC1) des Photodetektionselements (PD) als Bildpunktsignal, einen zweiten MOS-Transistor (Q2) zum Transferieren einer elektrischen Ladung der parasitären Kapazität (C1) von dem Photodetektionselement (PD) zu dem Kondensator (C2), einen dritten MOS-Transistor (Q3) zum Verstärken einer Klemmenspannung (VC2) des Kondensators (C2) sowie einen vierten MOS-Transistor (Q4) zum selektiven Ausgeben eines verstärkten Bildpunktsignals (Vaus),
dadurch gekennzeichnet, daß der erste MOS-Transistor (Q1) und der zweite MOS-Transistor (Q2) für eine bestimmte Zeitdauer vor der Akkumulierung des Bildpunktsignals eingeschaltet werden, um die Klemmenspannungen (VC1, VC2) des Photodetektionselements (PD) und des Kondensators (C2) durch Laden/Entladen der parasitären Kapazität (C1) des Photodetektionselements (PD) und des Kondensators (C2) gleich zu machen, daß nach einer bestimmten Zeitdauer der Akkumulierung des Bildpunktsignals der zweite MOS- Transistor (Q2) ausgeschaltet und der Kondensator (C2) geöffnet wird und daß sodann der vierte MOS-Transistor (Q4) eingeschaltet wird.
2. Photosensorschaltung, umfassend ein Photodetektionselement (PD) zur Erfassung eines Lichtsignals und zur Umwandlung dieses Lichtsignals in ein elektrisches Signal, einen ersten MOS-Transistor (Q1') zur Umwandlung eines Stroms des Photodetektionselements (PD) in eine Spannung mit einer logarithmischen Charakteristik in einem Zustand schwacher Inversion, ein Anfangseinstellmittel (1) zur Steuerung einer elektrischen Ladung, die sich an einer parasitären Kapazität (C1) des an eine Sourceelektrode angeschlossenen Photodetektionselements (PD) ansammelt, durch Einstellen einer Drain-Spannung des ersten MOS-Transistors (Q1') auf eine niedrige Spannung für eine bestimmte Zeitdauer, einen Kondensator (C2) zum Akkumulieren einer Klemmenspannung (VC1) des Photodetektionselements (PD) als Bildpunktsignal, einen zweiten MOS-Transistor (Q2) zum Transferieren einer elektrischen Ladung der parasitären Kapazität (C1) von dem Photodetektionselement (PD) zu dem Kondensator (C2), einen dritten MOS-Transistor (Q3) zum Verstärken einer Klemmenspannung (VC2) des Kondensators (C2) sowie einen vierten MOS-Transistor (Q4) zum selektiven Ausgeben eines verstärkten Bildpunktsignals (Vaus),
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite MOS-Transistor (Q2) eingeschaltet und gleichzeitig eine Spannung des Anfangseinstellmittels (1) auf einen niedrigen Pegel eingestellt wird, um die parasitäre Kapazität (C1) des Photodetektionselements (PD) sowie die Klemmenspannung (VC2) des Kondensators (C2) vor der Akkumulierung des Bildpunktsignals in einen niederpegeligen Zustand zu bringen, daß sodann nach einer bestimmten Zeitdauer die Spannung des Anfangseinstellmittels (1S) in einen hochpegeligen Zustand umgeschaltet wird, um die Akkumulierung des Bildpunktsignals zu starten, daß anschließend nach einer bestimmten Zeitdauer der zweite MOS-Transistor (Q2) ausgeschaltet wird, um den Kondensator (C2) zu öffnen, und daß daraufhin der vierte MOS- Transistor (Q4) eingeschaltet wird.
3. Photosensorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einzelbildpunkt- Detektionskomponente (S) eines Bildsensors bildet.
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