-
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.
-
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.
-
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
Kondensators 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.
-
Bei
der erläuterten
Betriebsweise der in 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.
-
12 zeigt
modellhaft die Ansammlung der elektrischen Ladung in den Kapazitäten C1 und
C2, wenn die Photosensorschaltung der 1 kontinuierlich
Lichtsignale erfaßt
und nach dem erläuterten herkömmlichen
Verfahren betrieben wird.
-
Photosensorschaltungen
dieser Art sind beispielsweise aus „A New MOS Imager Using Photodiode
as Current Source” von
Mikio Kyomasu in: IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 26,
No. 8, August 1991, Seiten 1116 bis 1122 und der
US 4 839 735 A bekannt. Die
in diesen Schriften offenbarten Photosensorschaltungen umfassen
jeweils ein Photodetektionselement, 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. Dabei
werden der erste und zweite MOS-Transistor
für eine
bestimmte Zeitdauer vor der Akkumulierung des Bildpunktsignals eingeschaltet,
um die Klemmenspannungen des Photodetektionselements und des Kondensators durch
Laden/Entladen der parasitären
Kapazität
des Photodetektionselements und des Kondensators gleich zu machen.
Nach einer bestimmten Zeitdauer der Akkumulierung des Bildpunktsignals
wird dann der zweite MOS-Transistor ausgeschaltet und der Kondensator
geöffnet,
wobei dann auch der vierte MOS-Transistor eingeschaltet wird.
-
Die
US 4 283 742 offenbart eine
Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
mit in zwei Dimensionen angeordneten photoelektrischen Elementen
mit vertikalen Schaltelementen, deren Eingangsklemmen an die entsprechenden
photoelektrischen Elemente angeschlossen sind, und mit horizontalen Schaltelementen,
deren Eingangsklemmen an die Ausgangsklemmen der vertikalen Schaltelemente angeschlossen
sind, mit einem Vertikalabtaster, der vertikale Abtastimpulse zur
Steuerung der Klemmen der vertikalen Schaltelemente liefert, und
mit einem Horizontalabtaster, der horizontale Abtastimpulse zur Steuerung
der Klemmen der horizontalen Schaltelemente liefert. Dadurch ergibt
sich also eine Anordnung einzelner Bildaufnahmeelemente zu einer
zweidimensionalen Matrix mit entsprechender Ansteuerungselektronik
zu deren Auslesung.
-
Allgemeine
Anweisungen bezüglich
des Aufbaus, des Betriebs und der Charakteristiken von MOS-Transistoren
findet der Fachmann beispielsweise bei Rudolf Müller: Bauelemente der Halbleiter-Elektronik,
Springer Verlag Berlin, 3. Auflage, 1987.
-
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 11 gezeigt.
-
Bei
der gemäß 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.
-
13 zeigt
modellhaft die Ansammlung der elektrischen Ladung in den Kapazitäten C1 und
C2 bei herkömmlicher
Betriebsweise der Photosensorschaltung der 10.
-
Gegenüber dem
Stand der Technik stellt sich also die Aufgabe, eine Photosensorschaltung
sowie ein Verfahren zu deren Betrieb bereitzustellen, welche ein
Bildpunktsignal in einem großen
Dynamikbereich mit guter Reproduzierbarkeit erzeugen kann.
-
Die
Erfindung sieht dazu 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,
ein Anfangseinstellmittel zur Einstellung eines Spannungswerts einer
drainseitigen Quellenspannung des ersten MOS-Transistors, 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, wobei
die drainseitige Quellenspannung des ersten MOS-Transistors mittels
des Anfangseinstellmittels zur Abführung elektrischer Ladung der
parasitären Kapazität des an
eine Source-Elektrode des ersten MOS-Transistors angeschlossenen
Photodetektionselements auf einen niedrigeren Spannungswert als den
normalen Spannungswert einstellbar ist, und zur Akkumulierung eines
Bildpunktsignals auf den normalen Spannungswert einstellbar ist.
-
Insbesondere
vorteilhaft ist eine derartige Photosensorschaltung, bei der der
erste MOS-Transistor eingerichtet ist, in einem Zustand schwacher Inversion
betrieben zu werden.
-
Weiterhin
können
bei dieser Photosensorschaltung der erste MOS-Transistor und der
zweite MOS-Transistor für
eine bestimmte Zeitdauer vor der Akkumulierung des Bildpunktsignals
eingeschaltet werden, um die parasitäre Kapazität des Photodetektionselements
und den Kondensator zu laden/entladen, bis die Klemmenspannungen
des Photodetektionselements und des Kondensators gleich werden, wobei
dann nach einer bestimmten Zeitdauer der Akkumulierung des Bildpunktsignals
der zweite MOS-Transistor ausgeschaltet und der Kondensator geöffnet werden
und anschließend
der vierte MOS-Transistor
eingeschaltet wird. Diese Betriebsweise der Photosensorschaltung
bietet den Vorteil, daß das
Bildpunktsignal mit hoher Reproduzierbarkeit erzeugt werden kann.
-
Es
ist bevorzugt vorgesehen, daß die
Photosensorschaltung eine Einzelbildpunkt-Detektionskomponente eines
Bildsensors bildet.
-
Die
Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer eben
beschriebenen Photosensorschaltung, wobei die drainseitige Quellenspannung
des ersten MOS-Transistors mittels des Anfangseinstellmittels zur
Abführung
elektrischer Ladung der parasitären
Kapazität
des an eine Source-Elektrode des ersten MOS-Transistors angeschlossenen
Photodetektionselements für
eine bestimmte Zeitdauer auf einen niedrigeren Spannungswert als
den normalen Spannungswert eingestellt wird, und zur Akkumulierung
eines Bildpunktsignals auf den normalen Spannungswert eingestellt
wird.
-
Dabei
wird der erste MOS-Transistor während
der Akkumulierung eines Bildpunktsignals vorzugsweise in einem Zustand
schwacher Inversion betrieben.
-
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 Anfangseinstellmittel 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:
-
1 einen
Schaltplan einer Photosensorschaltung,
-
2 ein
Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen der Photosensorschaltung
der 1 auftreten,
-
3 einen
Schaltplan einer erfindungsgemäßen Photosensorschaltung,
-
4 ein
Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen der Photosensorschaltung
der 3 auftreten,
-
5 beispielhaft
ein Blockdiagramm eines Bildsensors, der als zweidimensionale Matrix
aus erfindungsgemäßen Photosensorschaltungen
aufgebaut ist, wobei jede Photosensorschaltung als einzelner Bildpunkt
dient,
-
6 ein
Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen des Bildsensors
der 5 auftreten,
-
7 beispielhaft
ein Blockdiagramm eines weiteren Bildsensors, der als zweidimensionale
Matrix aus erfindungsgemäßen Photosensorschaltungen
aufgebaut ist, wobei wiederum jede Photosensorschaltung als einzelnder
Bildpunkt dient,
-
8 ein
Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen des Bildsensors
der 7 auftreten,
-
9 ein
Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen der in 1 gezeigten
Photosensorschaltung auftreten, wenn diese Schaltung nach einem
herkömmlichen
Verfahren betrieben wird,
-
10 ein
Schaltplan einer herkömmlichen Photosensorschaltung
mit Verschlußfunktion,
-
11 ein
Zeitdiagramm der Signale, die an verschiedenen Stellen der in 10 gezeigten
herkömmlichen
Photosensorschaltung auftreten,
-
12 ein
Modell der Anhäufung
elektrischer Ladung in den Kapazitäten C1 und C2 der Photosensorschaltung
der 1, wenn diese Schaltung nach einem herkömmlichen
Verfahren betrieben wird, und
-
13 ein
Modell der Anhäufung
elektrischer Ladung in den Kapazitäten C1 und C2 der Photosensorschaltung
der 10 bei herkömmlicher
Betriebsweise dieser Schaltung.
-
Die
in 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 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 1 gezeigten Photosensorschaltung
mit 4 Transistoren kann demnach das Bildpunktsignal Vaus mit
hoher Reproduzierbarkeit erhalten werden, wenn die Photosensorschaltung
nach dem in 2 gezeigten Zeitdiagramm betrieben
wird.
-
Es
wird nun mit Bezug auf 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 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 Transitor 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
Q2 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 3 gezeigte Photosensorschaltung
als Verschluß dienen,
die frei von Nachleuchteffekten ist und einen weiten dynamischen
Bereich ihres logarithmischen Ausgangssignals beim Betrieb nach
dem in 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.
-
5 ist
eine beispielhafte Ausbildung eines Bildsensors, bei dem mehrere
Photosensorschaltungen gemäß 1 in
einer zweidimensionalen Matrix von Lichtsensoren angeordnet sind,
von denen jeder einen einzelnen Bildpunkt S repräsentiert. In 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.
-
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 Bildpunksignale
mit hoher Reproduzierbarkeit liefern.
-
7 ist
ein Beispiel eines Bildsensors, bei dem mehrere Photosensorschaltungen
gemäß 3 in
Form einer zweidimensionalen Matrix von Lichtsensoren angeordnet
sind, von denen jeder einen einzelnen Bildpunkt S repräsentiert.
In 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.
-
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 6 und 8 dargestellten Zeitdiagrammen
ist es möglich,
eine bis zum Zeitpunkt t4 verlängerte
Akkumulierungsperiode (d. h. eine Verschlußöffnungsperiode mit hochpegeliger Versorgungsspannung
V3) einzurichten.