DE102015225797B3 - Optischer Detektor - Google Patents

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Abstract

Erfindungsgemäß wird eine Sensoranordnung, bestehend aus wenigstens zwei schichtweise übereinander angeordneten, aus wenigstens einem organischen Halbleiter aufgebauten und in Pixel (205, 206) unterteilte Bildsensoren (203, 204) beansprucht. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass sich die wenigstens zwei Bildsensoren (203, 204) in der Größe ihrer Pixel (205, 206) unterscheiden.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen optischen Detektor.
  • In der EP 1 330 117 A2 wird eine Bildaufnahmemethode beschrieben, in welcher ein aus einem Festkörper bestehender Bilddetektor, welcher in mehrere unterschiedliche Pixel unterteilt ist, für eine Bildaufnahme eingesetzt wird.
  • Die DE 603 02 896 T2 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer elektrooptischen Zelle, insbesondere einer Flüssigkristallzelle oder einer elektrochemischen photovoltaischen Zelle.
  • In der WO 2014/198625 A1 wird ein optischer Detektor offenbart. Dieser umfasst einen optischen Sensor und wenigstens eine photosensitive Schicht mit wenigstens einer ersten und wenigstens einer zweiten Elektrode, zwischen denen die photosensitive Schicht angebracht ist.
  • In der Veröffentlichung AIHARA, Satoshi; SEO, Hokuto; NAMBA, Masakazu et al.: Stacked Image Sensor with Green- and Red-Sensitive Organic Photoconductive Films Applying Zinc Oxide Thin-Film Transistors to a Signal Reeadout Circuit. IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 56, No. 11, November 2009, pp. 2570–2576 werden übereinanderliegende Schichten von organischen Halbleitern offenbart.
  • In der Veröffentlichung FOVEON: Foveon F018-50-F19 4.5 MP X3 Direct Image Sensor. Firmenschrift, Datenblatt L 026.11.04. Santa Clara, CA: Foveon, Inc., 2004 wird ein mehrschichtiger Farbbildsensor offenbart.
  • In der Veröffentlichung FUJIFILM: 4th Generation Super CCD-Super CCD HR & Super CCD SR. Firmenschrift Ref. No. EB-301E (SK·03·02·DT·MW). Tokyo, Japan: Fuji Photo Film Co., Ltd., 2003 wird ein hochauflösender CCD Bildsensor offenbart.
  • In der Veröffentlichung LIM, Seon-Jeong; LEEM, Dong-Seok; PARK, Kyung-Bae et al.: Organic-on-Silicon Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Colour Image Sensors, Scientific Reports 5, Article 7708 (2015) wird ein CMOS Bildsensor offenbart, welcher mit organischen Photodioden überlagert wird.
  • Die US 2007/0 076 108 A1 offenbart einen Bildsensor mit variabler Sensitivität, welcher ein Substrat und eine photosensitive Schicht umfasst, welche auf dem Substrat angebracht ist.
  • Die US 7 164 444 B1 offenbart eine Filter Gruppe, welche aus mehreren Photodioden aufgebaut ist, welche unterschiedliche spektrale Sensitivitäten aufweisen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird eine Sensoranordnung, bestehend aus wenigstens zwei schichtweise übereinander angeordneten, aus wenigstens einem organischen Halbleiter aufgebauten und in Pixel unterteilte Bildsensoren beansprucht. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass sich die wenigstens zwei Bildsensoren in der Größe ihrer Pixel unterscheiden.
  • Unter schichtweise übereinander angeordnet wird hierbei verstanden, dass durch die Bildsensoren eine gemeinsame virtuellen Achse verläuft, welche im Wesentlichen senkrecht auf den sensierenden Flächen beider Bildsensoren steht. In Bezug zu einer von den Bildsensoren zu detektierenden Lichtquelle sind die Bildsensoren entsprechend hintereinander angeordnet, sodass zumindest ein Teil des Lichtes der Lichtquelle zuerst einen Sensor durchdringen muss, um vom anderen Bildsensor detektiert werden zu können. Ja nach Ausführungsform der Erfindung können die beiden Bildsensoren auch derart übereinander angeordnet werden, dass die Bildsensoren eine gemeinsame Achse aufweisen, die im Wesentlichen senkrecht zu den Sensorflächen und in etwa durch die Mittelpunkte beider Bildsensoren verläuft. Die Mittelpunkte können je nach Bildsensorform definiert werden, beispielsweise der Kreismittelpunkt bei einem kreisförmigen Bildsensor oder der Schnittpunkt der Seitenhalbierenden bei einem rechteckigen Bildsensor. Die exakte Ausrichtung der Bildsensoren zueinander kann jedoch je nach Anwendungsfall variieren.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mittels der schichtweise hintereinander angeordneten Bildsensoren unterschiedliche Informationen einer Lichtquelle detektiert werden können. Aufgrund der unterschiedlichen Pixelgrößen kann gleichzeitig ein höher und ein niedriger aufgelöstes Bild der gleichen Szene aufgenommen werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Sensoranordnung aus einem ersten und einem zweiten Bildsensor, wobei die Pixel des zweiten Bildsensors 4- oder 16- oder 64-mal größer sind als die Pixel des ersten Bildsensors.
  • Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Pixelformen beider Bildsensoren geometrisch ähnlich gewählt werden können, die Pixelformen also gleich sind und sich nur in ihrer Größe unterscheiden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Bildsensor teiltransparent, insbesondere für Licht mit Wellenlängen zwischen 380 nm bis 780 nm.
  • Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der teiltransparente Bildsensor nicht bereits die gesamte vorhandene Strahlung absorbiert, falls dieser in Bezug zu einer Lichtquelle schichtweise vor einem weiteren Sensor angeordnet ist. Der in Bezug auf die Lichtquelle hinter dem teiltransparenten Bildsensor angeordnete Bildsensor kann auf diese Weise ebenfalls Strahlung detektieren. Falls beide Bildsensoren sichtbares Licht detektieren sollen, sollte wenigstens ein Bildsensor im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts, welcher etwa zwischen 380 nm und 780 nm liegt, teiltransparent sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung detektieren die organischen Halbleiterschichten im Wesentlichen Licht mit Wellenlängen zwischen 380 nm bis 780 nm.
  • Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Sensoranordnung für Messungen im sichtbaren Wellenlängenbereich eingesetzt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird zudem ein Verfahren zur Anpassung einer Belichtungszeit von einzelnen Pixeln und/oder Pixelgruppen wenigstens eines Bildsensors in einer Kamera beansprucht. Die Kamera umfasst dabei eine Sensoranordnung, welche aus wenigstens einem ersten und einem zweiten Bildsensor besteht. Die Bildsensoren sind hierbei aus wenigstens einem organischen Halbleiter oder einer Kombination aus organischen Schichten mit anorganischem Halbleiter aufgebaut und in Pixel unterteiltet. Die Bildsensoren sind schichtweise übereinander angeordnet, wobei der zweite Bildsensor größere Pixel als der erste Bildsensor aufweist. Zur Veränderung der Belichtungszeit von einzelnen Pixeln und/oder Pixelgruppen wenigstens des ersten Bildsensors wird wenigstens ein Messwert des zweiten Bildsensors verwendet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass mittels wenigstens eines Messwertes des zweiten Bildsensors eine schnelle und effektive Anpassung der Belichtungszeit wenigstens des ersten Bildsensors vorgenommen werden kann. In herkömmlichen Systemen basiert Veränderung/Anpassung der Belichtungszeit oft auf einer Mittelwertbildung von Intensitäten mehrerer oder aller Pixel eines Bildsensors. Durch die größeren Pixel des zweiten Bildsensors kann in dem erfindungsgemäßem Verfahren eine derartige Mittelwertbildung umgangen bzw. weggelassen werden, wodurch sich der Dynamikumfang der Kamera stark erhöht.
  • Unter einer Pixelgruppe können hierbei auch alle Pixel eines Bildsensors verstanden werden. Der Vorteil einer lokalen Veränderung von Belichtungszeiten, also der Anpassung der Belichtungszeit einzelner Pixel und/oder Pixelgruppen, besteht darin, dass unterschiedliche Bereiche und/oder Objekte in einem Bild unterschiedliche lange belichtet werden können. Bei Verwendung einer entsprechenden Kamera in einem Fahrzeug kann dies beispielsweise bei Ein- oder Ausfahrten aus einem Tunnel von Bedeutung sein, um sowohl Objekte im dunkleren Inneren des Tunnels, als auch außerhalb im helleren Bereich erkennbar abbilden zu können. Auch für Fahrten bei Nacht oder schlechter Sicht kann dies von Vorteil sein, beispielsweise um bei einem Scheinwerfer im Kamerabild nicht die Belichtungszeit des gesamten Sensors reduzieren zu müssen, wodurch die dunklen Bereiche noch schlechter zu analysieren wären. Auch können etwas dunklere Seitenstraßen länger belichtet werden, um dadurch andere Verkehrsteilnehmer besser erkennen zu können.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden der wenigstens eine Messwert vom zweiten Bildsensor und wenigstens ein Messwert vom ersten Bildsensor zur Veränderung der Belichtungszeit von einzelnen Pixeln und/oder Pixelgruppen des erstens Bildsensors verwendet.
  • Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass zusätzlich Messwerte des ersten Bildsensors für eine Veränderung der Belichtungszeit verwendet werden. Hierdurch sind noch mehr Informationen für eine optimale Anpassung der Belichtungszeit vorhanden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Messwert vom zweiten und/oder der Messwert vom ersten Bildsensor zur Veränderung der Belichtungszeit von einzelnen Pixeln und/oder Pixelgruppen des zweiten Bildsensors verwendet.
  • Diese Ausführungsform macht es in vorteilhafter Weise möglich, auch die Belichtungszeit des zweiten Bildsensors zu verändern und an die vorliegenden Lichtverhältnisse anzupassen. Eine zwischen den beiden Bildsensoren abgestimmte Veränderung der Belichtungszeiten vereinfacht einen Vergleich der gemessenen Daten.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird aus dem Messwert des ersten und dem Messwert des zweiten Bildsensors ein Differenzwert gebildet und der Differenzwert zur Veränderung der Belichtungszeit von einzelnen Pixeln und/oder Pixelgruppen des ersten und/oder zweiten Bildsensors verwendet.
  • Erster und zweiter Sensor sind hierbei in unterschiedlichen Spektralbereichen aktiv, während der erste Sensor z. B. sichtbares Licht detektiert und auf NIR-Strahlung nur schwach reagiert, ist der zweite Sensor für NIR-Strahlung empfindlich und wird von der kurzwelligen Strahlung nur noch in sehr geringem Maß erreicht. Um die Sensitivität des Gesamtsystems zu erhöhen (mehr Photonen auf den Sensor zu lassen) ist es vorteilhaft, die abbildende Optik sehr breitbandig auszuführen. Wegen auftretender Metamerie-Effekte bei gängigen Farbfiltern ist eine korrekte Farbsignalwiedergabe dann nicht mehr möglich, wenn nicht die Möglichkeit besteht, den nicht sichtbaren Strahlungsanteil zu bestimmen und beider Farbrekonstruktion herauszurechnen. Eine gewichtete Differenzbildung aus dem Signal des ersten und des zweiten Sensors erlaubt diese Metamerie-Effekte zu reduzieren bzw. zu vermeiden.
  • Darüber hinaus erlaubt beispielsweise eine Auswertung des gleichzeitigen Auftretens eines hohen Grünanteils und eines hohen NIR-Anteils eine einfache Klassifizierung von Vegetation, da ein solches Reflektanzverhalten besonders bei Chlorophyll-haltigen Stoffen auftritt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kamera eine Belichtungssteuerungseinheit. Hierbei wird der Messwert vom ersten Bildsensor und/oder der Messwert vom zweiten Bildsensor von der Belichtungsansteuerungseinheit erfasst, wobei die Belichtungsansteuerungseinheit basierend auf dem erfassten Messwert oder den erfassten Messwerten die Belichtungszeit einzelner Pixel und/oder Pixelgruppen des ersten und/oder zweiten Bildsensors verändert.
  • Ein daraus resultierender Vorteil ist es die Belichtung der Sensoren zeitlich zu versetzen um z. B. Phasenunterschiede in moduliertem Licht zu erkennen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der wird der wenigstens eine Messwerte analog erfasst und basierend auf dem Messwert eine analoge Veränderung der Belichtungszeit durchgeführt.
  • Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass eine schnelle Anpassung der Belichtungszeit mittels wenigstens eines analogen Messwertes eines Pixels des zweiten Bildsensors möglich ist. Aufgrund der Größe der Pixel des zweiten Bildsensors repräsentieren Messwerte dieser Pixel eine Art Mittelwert von mehreren kleinen Pixeln des ersten Bildsensors. Somit ist kein Zwischenschritt mehr notwendig, in welchem ein Mittelwert, beispielsweise der Intensitäten, bestimmt werden muss. Hierdurch lässt sich Zeit einsparen und der beherrschbare Dynamikumfang der Sensoranordnung wird stark erhöht.
  • Zeichnungen
  • 1 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines Bildsensors.
  • 2 zeigt eine beispielhafte Sensoranordnung.
  • Ausführungsbeispiele
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die im Kameraaufbau 201 verwendeten Bildsensoren 203, 204 analog zu dem in der WO 2014/198625 A1 offenbarten optischen Sensor 112 aufgebaut. Die elektrische Verschaltung kann ebenfalls analog zu der des optischen Detektors 110 aus der WO 2014/198625 A1 realisiert werden. Um Unklarheiten zu vermeiden, wird der gesamte Inhalt der Patentanmeldung WO 2014/198625 A1 wird hiermit durch dessen Einbeziehung durch Verweis in der vorliegenden Anmeldeschrift übernommen.
  • Der in 1 dargestellte optische Detektor 110 besteht aus wenigstens einem Bildsensor 112, welcher ein Substrat 116 und wenigstens einen photosensitiven Aufbau 118 aufweist, welcher auf dem Substrat 116 angeordnet ist. Der photosensitive Aufbau 118 besteht aus wenigstens einer ersten Elektrode 120 und wenigstens einer zweiten Elektrode 130 und wenigstens einem photosensitiven Material 140, welches zwischen den Elektroden 120, 130 angeordnet ist. Das photosensitive Material 140 enthält wenigstens ein organisches Material. Die erste Elektrode 120 bzw. die zweite Elektrode 130 besteht aus mehreren ersten Elektrodenstreifen 124 bzw. mehreren zweiten Elektrodenstreifen 134, wobei sich die ersten und zweiten Elektrodenstreifen 124, 134 überkreuzen und an den Kreuzungspunkten eine Pixelmatrix 142 aus Pixeln 144 gebildet wird. Zudem umfasst der optische Detektor 110 eine Ausleseeinheit 114, welche eine Umschalteinheit 160 und mehrere elektrische Messeinheiten 154 aufweist, wobei die Messeinheiten 154 mit den zweiten Elektrodenstreifen 134 kontaktiert sind. Die Umschalteinheit 160 ist dafür ausgelegt, nachfolgend die ersten Elektrodenstreifen 124 elektrisch mit den Messeinheiten 154 zu verbinden.
  • In einer Ausführungsform des optischen Detektors 110 hat die Pixelmatrix 142 Zeilen 146, welche von den ersten Elektrodenstreifen 124 gebildet werden und Spalten 148, welche von den zweiten Elektrodenstreifen 134 gebildet werden. Jede elektrische Messeinheit 154 ist hierbei mit einer Spalte 148 verbunden, sodass elektrische Signale der Pixel 144 der Pixelmatrix 142 jeder Zeile 146 gleichzeitig gemessen werden können. Die Umschalteinheit 160 ist dazu ausgelegt, die Zeilen 146 nachfolgend mit den elektrischen Messeinheiten 154 zu verbinden.
  • Die elektrischen Messeinheiten 154 können als analoge Messeinheiten 154 ausgelegt sein, wobei der optische Detektor 110 in diesem Fall zusätzlich einen Analog-Digital-Wandler 164 umfasst.
  • Zusätzlich kann die Ausleseeinheit 114 einen Datenspeicher 166, zum Speichern von Werten für die Pixel 144 der Pixelmatrix 142, umfassen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Elektrode 120 eine untere Elektrode 122 und die zweite Elektrode 130 eine obere 132 Elektrode, wobei die untere Elektrode 122 an dem Substrat 116 angebracht ist. Das photosensitive Material 140 ist hierbei an der unteren Elektrode 122 angebracht und bedeckt diese zumindest teilweise. Die obere Elektrode 132 ist an dem photosensitiven Material 140 angebracht.
  • Die obere Elektrode 132 kann mehrere metallische Elektrodenstreifen 190 umfassen, wobei die metallischen Elektrodenstreifen 190 elektrisch durch Isolatoren 192 isoliert sind.
  • Der Bildsensor 112 kann wenigstens ein n-dotiertes Metalloxid 174, 176 enthalten, vorzugsweise ein nanoporöses n-dotiertes Halbleiter-Metalloxid 176, wobei die elektrisch isolierenden Isolatoren 192 auf den n-dotierten Halbleiter-Metalloxiden 174, 176 angebracht sind.
  • Zusätzlich kann der optische Detektor 110 wenigstens ein p-dotiertes organisches Halbleiter-Material 180 enthalten, welches auf dem n-dotierten Halbleiter-Metalloxid 174, 176 angeordnet ist. Hierbei ist das p-dotierte organische Halbleiter-Material 180 in mehrere streifenförmige Regionen neben den elektrisch isolierenden Isolatoren 192 unterteilt.
  • Die obere Elektrode 132 ist in diesem Ausführungsbeispiel transparent und kann wenigstens eine Metallschicht 184 umfassen, wobei die obere Elektrode 132 wenigstens ein elektrisch leitendes Polymer 186 umfassen kann, welches zwischen dem photosensitiven Material 140 und der Metallschicht 184 eingebettet ist.
  • Anstatt einen Bildsensor zu verwenden, der entsprechend der Beschreibung in der WO 2014/198625 A1 aufgebaut ist, können auch beliebige andere aus organischen Halbleitern aufgebaute Sensoren verwendet werden, wie beispielsweise der Sensor aus der Patentschrift DE 603 02 896 T2 .
  • In 2 ist eine Kamera 201 skizziert, in welcher eine beispielhafte Sensoranordnung installiert ist.
  • Die hier offenbarte Sensoranordnung weist wenigstens zwei hintereinander angeordnete Bildsensoren 203, 204 auf. Das verwendete photosensitive Material 140 des ersten Bildsensors 203 ist hierbei breitbandig sensitiv, kann also Wellenlängen in einem breiten Spektrum detektieren. Beispielsweise kann der Kameraaufbau 201 dafür ausgelegt sein, Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zu detektieren, beispielsweise in einem Wellenlängenbereich zwischen 380 nm bis 780 nm. Es können hier jedoch auch andere Wellenlängenbereiche gewählt werden oder der Wellenlängenbereich vergrößert werden. Denkbar wäre z. B. die zusätzliche Detektion von Infrarot- und/oder Ultravioletter Strahlung.
  • Das verwendete photosensitive Material 140 des zweiten Bildsensors 204, welcher in Bezug auf eine Optik 202 schichtweise hinter dem ersten Bildsensor 203 angeordnet ist, ist ebenfalls breitbandig sensitiv. Der zweite Bildsensor 203 ist so ausgelegt, dass er im Vergleich zum ersten Bildsensor 203 größere Pixel 205, 206 aufweist. Die Pixel 206 des zweiten Bildsensors 204 können entweder um ein ganzzahliges vielfaches größer sein als die Pixel 205 des ersten Bildsensors 203, beispielsweise 2-, 4-, oder 16-mal so groß, oder um einen beliebigen Faktor größer sein, beispielsweise um dem Faktor 2,1234252. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Pixel 206 des zweiten Bildsensors 204 4-mal so groß wie die Pixel 205 des ersten Bildsensors 203.
  • Die Messwerte des zweiten Bildsensors 204 können in diesem Kameraaufbau 201 dazu verwendet werden, eine Art tiefpassgefiltertes Mittelwertsignal zu erzeugen. Da die Pixel 206 des zweiten Bildsensors 204 um ein Vielfaches größer sind als die Pixel 205 des ersten Bildsensors 203, bilden die gemessenen Intensitätssignale eines Pixels 206 des zweiten Bildsensors 204 eine Art Mittelwert mehrerer Pixel 205 des ersten Bildsensors 203. In 2 ist beispielhaft ein im Kameraaufbau 201 horizontal verlaufender Lichtstrahl 210 eingezeichnet, der von einem Pixel 205 des ersten Bildsensors 203 und einem Pixel 206 des zweiten Bildsensors 204 detektiert wird und die Anordnung der Bildsensoren 203, 204 bzw. der zugehörigen Pixel 205, 206 verdeutlicht.
  • Das gemessene Mittelwertsignal des zweiten Bildsensors 204 kann nun beispielsweise zusammen mit einem Signal des ersten Bildsensors 203 analysiert werden. Beispielsweise kann ein Differenzsignal von Messwerten einzelner Pixel 205 des ersten Bildsensors und Messwerten einzelner Pixel 206 des zweiten Bildsensors gebildet werden.
  • Dieses Differenzsignal ermöglicht eine lokale Anpassung der Signalauflösung, da der Beleuchtungshintergrund eliminiert wird und damit eine sehr hohe Auflösung des Differenzsignals erfolgen kann. Der Sensor wird damit sehr sensitiv auf kleine lokale Kontrastunterschiede und kann damit Texturen von beleuchteten Flächen sehr gut verstärken Pixel 205, 206 und/oder Pixelgruppen des ersten und/oder zweiten Bildsensors 203, 204. Das Verfahren der Hintergrundunterdrückung kann mit einer Auslesung des Sensors im Normalmodus alternierend durchgeführt werden. Dabei wird in einem ersten Schritt der Pixel des ersten Sensors alleine ausgelesen, danach das Differenzbild aus erstem und zweitem Sensor. Die beiden Auslesungen werden zu einem ersten Bild mit geringerer Kontrastauflösung aber hohem erlaubten Eingangssignal und einem zweiten Bildes mit geringer Eingangssignaldynamik aber hoher Kontrastauflösung zusammengesetzt. Während im ersten Bild die Konturerkennung von Objekten gut gelingt, die Texturen aber meist nicht aufgelöst werden, können im zweiten Bild Texturen sehr gut erkannt werden.
  • Diese Anpassung kann beispielsweise mittels des in 3 dargestellten Verfahrens erfolgen. Das Verfahren startet in Schritt 301. In Schritt 302 werden die Messwerte der einzelnen Bildsensoren 203, 204 bzw. der einzelnen Pixel 205, 206 der Bildsensoren 203, 204 von einer Belichtungsansteuerungs-/Signalaufbereitungseinheit 209 erfasst.
  • In Schritt 303 werden die Messwerte ausgewertet, beispielsweise mit Hilfe einer Berechnung von Differenzwerten für unterschiedliche Pixel 205, 206 bzw. Pixelgruppen der ersten und/oder zweiten Bildsensors 203, 204.
  • Basierend auf der Auswertung der Messwerte und/oder Differenzwerte kann die Belichtungsansteuerungseinheit 209 anschließend in Schritt 304 die Belichtungszeit einzelner Pixel 205, 206 und/oder einzelner Pixelgruppen der Bildsensoren 203, 204 verändern.
  • Dazu wird das Signal des zweiten Sensors genutzt um z. B. die Pulsweite eines frequenzmodulierten Transfergates zu steuern. Je weniger Licht an dem zweiten Sensor ankommt umso kürzer wird ein Transfergate zwischen Diode und z. B. einem Reset-Signal geöffnet. Folglich verbleibt mehr Zeit für die Signalintegration.
  • Das Verfahren endet in Schritt 305.
  • Ergänzend oder in einer alternativen Ausführung können die Messwerte des ersten und/oder zweiten Bildsensors 203, 204 dafür genutzt werden, die Belichtungszeit beider Bildsensoren 203, 204 anzupassen. Die Belichtungssteuerungseinheit 209 kann beispielsweise mit einer analogen Schaltung realisiert werden. Durch einen derartigen Aufbau lässt sich der Dynamikumfang des Kameraaufbaus 201 stark erhöhen.
  • Anstelle des einen ersten Bildsensors 203 ist es auch denkbar, mehrere teiltransparente Bildsensoren zu verwenden, die sich in ihrer spektralen Sensitivität unterscheiden. Sie können beispielsweise Strahlung mit bestimmten Wellenlängen absorbieren und Strahlung mit bestimmten Wellenlängen ungehindert passieren lassen. Auf diese Weise kann ein Farbsensor realisiert werden, wie er beispielsweise in der WO 2014/198625 A1 beschrieben wird.
  • Die Anordnung der Bildsensoren 203, 204 kann auch beliebig verändert werden, sodass beispielsweise der zweite Bildsensor 204, welcher größere Pixel 205, 206 als der erste Bildsensor 203 aufweist, zwischen der Optik 202 und dem ersten Bildsensor 203 angeordnet ist.

Claims (10)

  1. Sensoranordnung bestehend aus wenigstens zwei schichtweise übereinander angeordneten, aus wenigstens einem organischen Halbleiter aufgebauten und in Pixel (205, 206) unterteilte Bildsensoren (203, 204), wobei sich die wenigstens zwei Bildsensoren (203, 204) in der Größe ihrer Pixel (205, 206) unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung aus einem ersten und einem zweiten Bildsensor (203, 204) besteht, wobei die Pixel (206) des zweiten Bildsensors (204) wenigstens 2-mal so groß und/oder um ein ganzzahliges Vielfaches größer sind als die Pixel (205) des ersten Bildsensors (203).
  2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel (206) des zweiten Bildsensors (204) 4- oder 16- oder 64-mal größer sind als die Pixel (205) des ersten Bildsensors (203).
  3. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bildsensor (203, 204) teiltransparent ist, insbesondere für Licht mit Wellenlängen zwischen 380 nm und 780 nm.
  4. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Halbleiterschichten im Wesentlichen Licht mit Wellenlängen zwischen 380 nm und 780 nm detektieren.
  5. Verfahren zur Anpassung einer Belichtungszeit von einzelnen Pixeln (205, 206) und/oder Pixelgruppen wenigstens eines Bildsensors (203, 205) in einer Kamera (201), wobei die Kamera eine Sensoranordnung umfasst, welche aus wenigstens einem ersten und einem zweiten, aus wenigstens einem organischen Halbleiter aufgebauten und in Pixel (205, 206) unterteilten, Bildsensor (203, 204) besteht, wobei die Bildsensoren (203, 204) schichtweise übereinander angeordnet sind und wobei der zweite Bildsensor (204) größere Pixel (205, 206) als der erste Bildsensor (203) aufweist, wodurch mittels eines Pixels (206) des zweiten Bildsensors (204) ein mittleres Intensitätssignal mehrerer Pixel (205) des ersten Bildsensors (203) messbar ist, und wenigstens ein Messwert des zweiten Bildsensors (204) wenigstens zur Veränderung der Belichtungszeit von einzelnen Pixeln (205) und/oder Pixelgruppen des erstens Bildsensors (203) verwendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Messwert vom zweiten Bildsensor (204) und wenigstens ein Messwert vom ersten Bildsensor (203) zur Veränderung der Belichtungszeit von einzelnen Pixeln (205) und/oder Pixelgruppen des erstens Bildsensors (203) verwendet werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert vom zweiten und/oder der Messwert vom ersten Bildsensor (204, 205) zur Veränderung der Belichtungszeit von einzelnen Pixeln (206) und/oder Pixelgruppen des zweiten Bildsensors (204) verwendet wird/werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Messwert des ersten und dem Messwert des zweiten Bildsensors (203, 204) ein Differenzwert gebildet wird und der Differenzwert zur Veränderung der Belichtungszeit von einzelnen Pixeln (206) und/oder Pixelgruppen des ersten und/oder zweiten Bildsensors (204) verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (201) eine Belichtungssteuerungseinheit (209) umfasst, wobei der Messwert vom ersten Bildsensor (203) und/oder der Messwert vom zweiten Bildsensor (204) von der Belichtungsansteuerungseinheit (209) erfasst wird und die Belichtungsansteuerungseinheit (209) basierend auf dem erfassten Messwert oder den erfassten Messwerten die Belichtungszeit einzelner Pixel (205, 206) und/oder Pixelgruppen des ersten und/oder zweiten Bildsensors (203, 204) verändert.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Messwerte analog erfasst wird und basierend auf dem Messwert eine analoge Veränderung der Belichtungszeit erfolgt.
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