DE10301598A1 - Photodetector structure for e.g. 3D telemetric image cameras for motor vehicles, has a photodetector unit to record and determine a photoelectric current and an integrated unit to compensate for unwanted signal portions - Google Patents

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Andreas Von Dahl
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Abstract

A photodetector unit (2) records and determines a photoelectric current (Iph). An integrated compensating unit (6) compensates for unwanted signal portions (SL) based on the photoelectric current in such a way that a compensating signal (IHL) representing the unwanted signal portions is connected to oppose the photoelectric current. An Independent claim is also included for a method for compensating for stray light with a photodetector.

Description

In der optischen Messtechnik werden Szenen häufig aktiv beleuchtet. Die aktive Beleuchtung, z. B. Infrarotlicht, moduliertes oder nicht moduliertes Licht, addiert sich dabei zum vorhandenen Störlicht, z. B. Hintergrundlicht der Sonne, andere Lichtquellen wie Scheinwerfer, Leuchtröhren. Dies führt bei einer Photodetektor-Anordnung, mit der die Szene beobachtet wird, zu einer Einschränkung des nutzbaren Dynamikbereichs. Die aktive Beleuchtung liegt hinsichtlich ihrer Intensität in vielen Fällen unter der Intensität des Störlichts. Daher wird das Detektorsignal vom Störlicht dominiert, so dass das gewünschte Nutzsignal aus der aktiven Beleuchtung nur einen geringen Bruchteil des Gesamtsignals bildet.In optical metrology Scenes often actively illuminated. The active lighting, e.g. B. infrared light, modulated or non-modulated light, adds to the existing one Stray light, e.g. B. Backlight of the sun, other light sources such as headlights, Fluorescent tubes. this leads to with a photodetector arrangement with which the scene is observed becomes a limitation of the usable dynamic range. The active lighting is regarding their intensity in many cases under the intensity of the stray light. Therefore, the detector signal is dominated by the stray light, so that desired useful signal only a small fraction of the total signal from the active lighting forms.

Besonders Anwendungen, bei denen Photodetektoren für Entfernungsmessungen nach dem Pulslaufzeitverfahren oder dem Phasenkorrelationsverfahren eingesetzt werden, sind durch Störlicht in ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt. Beispiele hierfür aus der Fahrzeugtechnik sind Laserradar oder 3D-Entfernungsbildkameras.Especially applications where Photodetectors for Distance measurements according to the pulse transit time method or the phase correlation method are used are caused by stray light in their performance limited. Examples of this automotive technology are laser radar or 3D distance image cameras.

Um die Leistungsfähigkeit solcher Systeme steigern zu können, müssen Möglichkeiten gefunden werden, mit denen Signale, die durch Störlicht entstehen, unterdrückt werden können. Ziel dabei ist es, den überwiegenden Teil des Dynamikbereichs des Detektors für die Erfassung des Nutzsignals zur Verfügung zu haben.To increase the performance of such systems to be able have to possibilities can be found with which signals caused by stray light are suppressed can. The aim is to overwhelm the majority Part of the dynamic range of the detector for the detection of the useful signal to disposal to have.

Diese Problemstellung kann zwar durch Verwendung von Photodetektoren mit extrem großem Dynamikbereich etwas entschärft werden, jedoch verbleibt bei Verwendung solcher Detektoren das Erfordernis nach einem ausreichend guten Signal-Rausch-Verhältnis. Auch bei Sensoren mit großem Dynamikbereich bleiben die durch aktive Beleuchtung generierten Signale klein gegenüber den Signalen, die durch Störlicht hervorgerufen werden.This problem can be solved by The use of photodetectors with an extremely large dynamic range can be somewhat reduced, however, the requirement remains when using such detectors for a sufficiently good signal-to-noise ratio. Even with sensors with large The dynamic range remains the one generated by active lighting Signals small opposite the signals caused by stray light are caused.

Derzeit sind in der Literatur verschiedene Konzepte für hochdynamische Photodetektoren beschrieben. Die dort beschriebenen Konzepte verwenden Bauelemente mit logarithmischer Kennlinie für die Signalkompression (Höfflinger et al.: Cameras for Robust Vehicle Vision, International Conference „Active and Passive Automobile Safety", Capri, 1996) oder steuern die Integrationszeit angepasst an die am Photodetektor auftretende Beleuchtungsintensität (M. Böhm et al.: „High Dynamic Range Image Sensors in Thin Film on ASIC Technology for Automotive Applications", Advanced Microsystems for Automotive Applications, Springer-Verlag, Berlin, pp. 157–172, 1998).Various concepts are currently in the literature for highly dynamic Described photodetectors. Use the concepts described there Components with a logarithmic characteristic for signal compression (Höfflinger et al .: Cameras for Robust Vehicle Vision, International Conference “Active and Passive Automobile Safety ", Capri, 1996) or control the integration time adapted to the on Illumination intensity occurring in the photodetector (M. Böhm et al .: “High Dynamic Range Image Sensors in Thin Film on ASIC Technology for Automotive Applications ", Advanced Microsystems for Automotive Applications, Springer-Verlag, Berlin, pp. 157-172, 1998).

Eine Trennung von Photosignalen, die durch ein Zusammenwirken von aktiver Beleuchtung und Störlicht entstanden sind, kann mit derzeitigen Verfahren und Systemen nur mittels mehrerer, zeitlich aufeinander folgender Messungen erreicht werden. Dabei wird in einer ersten Messung das Photosignal oder das optische Signal durch die Summenwirkung von Störlicht und aktiver Beleuchtung ermittelt. In einer nachfolgenden zweiten Messung wird das Photosignal des Störlichts bei abgeschalteter aktiver Beleuchtung ermittelt. Diese Reihenfolge der Messungen kann auch vertauscht werden. Das Nutzsignal kann anschließend durch Subtraktion des Störlichtsignals vom Gesamtsignal bestimmt werden. Dieses Verfahren entspricht der Vorgehensweise beim so genannten Correlated Double Sampling (kurz CDS genannt).A separation of photo signals, that resulted from the interaction of active lighting and stray light can, with current methods and systems, only by means of several, successive measurements can be achieved. there in a first measurement the photo signal or the optical signal through the total effect of stray light and active lighting. In a subsequent second Measurement is the photo signal of the stray light when switched off active lighting determined. This order of measurements can also be exchanged. The useful signal can then by Subtraction of the stray light signal be determined by the overall signal. This procedure corresponds to the Procedure for so-called correlated double sampling (short Called CDS).

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache Photodetektor-Anordnung zur Störlichtkompensation sowie ein besonders einfaches Verfahren zur Störlichtkompensation für eine Photodetektor-Anordnung anzugeben.The invention is based on this based on the task of a particularly simple photodetector arrangement for stray light compensation and a particularly simple method for stray light compensation for a photodetector arrangement specify.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Photodetektor-Anordnung zur Störlichtkompensation mit einer Photodetektoreinheit zur Erfassung und Bestimmung eines Photostroms und mit einer integrierten Kompensationseinheit zur Kompensation von dem Photostrom zugrunde liegenden Störsignalanteilen derart, dass dem Photostrom ein die Störsignalanteile repräsentierendes Kompensationssignal entgegengeschaltet ist.The first-mentioned object is achieved according to the invention by a photodetector arrangement for stray light compensation with a Photodetector unit for the detection and determination of a photocurrent and with an integrated compensation unit for compensation of interference signal components on which the photocurrent is based such that the interfering signal components to the photocurrent representing Compensation signal is switched.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Bestandteil der Unteransprüche.Advantageous further developments of Invention are part of the subclaims.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass für eine besonders einfache, schnelle sowie sichere Störlichtkompensation eine Photodetektor-Anordnung angegeben werden sollte, mit deren Hilfe eine Kompensation des Störlichtsignals unmittelbar am photosensitiven Bauelement, z. B. am Photodetektor oder Photoelement, und somit unmittelbar am Entstehungsort des vom Störlicht hervorgerufenen Photosignals oder optischen Signals möglich ist. Insbesondere sollen aufwendige zeitlich aufeinanderfolgende Messungen sicher vermieden werden. Hierzu ist eine Kompensationseinheit in der Art einer Kreisstruktur oder Gegenkopplung unmittelbar an die Photodetektoreinheit gekoppelt. Dabei wird mittels der Kompensationseinheit der zu messenden Größe, d. h. dem Messsignal oder dem optischen Signal und dem daraus resultierenden Photostrom, das Ausgangssignal, d. h. das Kompensationssignal, der in der Rückführung liegenden Kompensationseinheit entgegengeschaltet.The invention is based on the consideration from that for a particularly simple, fast and safe stray light compensation a photodetector arrangement should be specified with which Help compensate for the stray light signal directly on the photosensitive component, e.g. B. on the photodetector or photo element, and thus directly at the place of origin of the stray light caused photo signal or optical signal is possible. In particular, time-consuming measurements are to be carried out in succession be safely avoided. A compensation unit is shown in the kind of a circular structure or negative feedback directly to the Coupled photodetector unit. This is done by means of the compensation unit the size to be measured, d. H. the measurement signal or the optical signal and the resultant Photocurrent, the output signal, d. H. the compensation signal, the lying in the return Compensation unit switched against.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung bestehen vor allem darin, dass durch eine derartige Photodetektor-Anordnung mit einer in einem Rückkopplungszweig angeordneten Kompensationseinheit und einem daraus resultierenden rückgekoppelten Signalverarbeitungsverfahren gegenüber einem herkömmlichen so genannten „Correlated-Double-Sampling-Verfahren" für die Störlichtkompensation bereits nach einem Initialisierungsvorgang das erfasste Messsignal anhand des rückgekoppelten Kompensationssignals verarbeitet wird und somit die Störlichtkompensation bereits während eines ersten Abtastvorgangs durch eine Rückkopplungsschleife unmittelbar im Photodetektor bewirkt ist. Somit entfällt der für das so genannte „Correlated-Double-Sampling-Verfahren" erforderliche dritte Schritt zur Differenzbildung der beiden Signale, wodurch die Signalverarbeitungszeit wesentlich verkürzt und in bildgebenden Systemen höhere Bildwiederholraten ermöglicht sind.The main advantages of the invention consist in the fact that such a photodetector arrangement with a compensation unit arranged in a feedback branch and a resulting feedback signal processing method compared to a conventional so-called “correlated double sampling method” for interference light compensation already after one Initialization process the detected measurement signal is processed on the basis of the feedback compensation signal and thus the stray light compensation already during a first scanning process by means of a feedback loop is effected directly in the photodetector. This eliminates the third step required for the so-called “correlated double sampling method” for forming the difference between the two signals, as a result of which the signal processing time is shortened considerably and higher image repetition rates are made possible in imaging systems.

Zweckmäßigerweise umfasst die Kompensationseinheit mindestens ein Speicherelement, insbesondere eine Speicherkapazität, zur Bestimmung des Kompensationssignals. Zur Bestimmung des dem Photostrom zugrunde liegenden Nutzungssignals ist ein weiteres Speicherelement vorgesehen. Hierdurch ist eine Trennung des Nutzsignals vom Störsignal ermöglicht, so. dass der Dynamikbereich von Photodetektoren derart erweitert ist, dass auch bei Messsignalen mit hohem Stör- bzw. Hintergrundpegel und geringem Nutzsignalanteil der Nutzsignalanteil bestimmt werden kann.The compensation unit expediently comprises at least one storage element, in particular a storage capacity, for determining the Compensation signal. To determine the basis of the photocurrent a further storage element is provided. hereby separation of the useful signal from the interference signal is made possible, so. that the dynamic range of Photodetectors is expanded so that even with measurement signals with high interference or background level and low useful signal component the useful signal component can be determined.

Die Kompensationseinheit umfasst vorzugsweise eine Reset-Schaltung zur Initialisierung der Photodetektor-Anordnung. Durch die Reset-Schaltung wird die Anordnung in den Ausgangs- bzw. Grundzustand versetzt. Hierdurch wird sichergestellt, dass nachfolgend das den Störsignalanteil repräsentierende Kompensationssignal bestimmt und einem Rückkopplungszweig zugeführt werden kann. Zweckmäßigerweise umfasst die Kompensationseinheit ein Schaltelement, welches zustandsabhängig zur Bestimmung des Kompensationssignals vorgesehen ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Kompensationssignal als Spannungssignal erfasst. Zur Wandlung des Spannungssignals in ein proportionales Stromsignal ist vorzugsweise ein Spannungs-Strom-Wandler vorgesehen.The compensation unit includes preferably a reset circuit for initializing the photodetector arrangement. Through the reset circuit the arrangement is set to the initial or basic state. hereby it is ensured that subsequently the one representing the interference signal component Compensation signal determined and fed to a feedback branch can. Conveniently, the compensation unit comprises a switching element which, depending on the condition Determination of the compensation signal is provided. In a preferred one Embodiment will the compensation signal is detected as a voltage signal. For change of the voltage signal into a proportional current signal is preferred a voltage-current converter is provided.

Je nach Art und Aufbau der Photodetektor-Anordnung umfasst diese für eine Anwendung beispielsweise als Photomischdetektor mehrere parallel zueinander angeordnete Photodetektoreinheiten, denen eine Kompensationseinheit nachgeschaltet ist, die eine der Anzahl der Photodetektoreinheiten entsprechende Anzahl von Speicherelementen zur Bestimmung des jeweils zugehörigen Nutzsignals und ein weiteres gemeinsames Speicherelement zur Bestimmung des Kompensationssignals umfasst. Zur Aufteilung des allen Mess- und Photosignalen gemeinsamen Kompensationssignals ist dem gemeinsamen Speicherelement eine Stromspiegel-Anordnung nachgeschaltet mittels der das Kompensationssignal jedem Photosignal entgegengeschaltet wird. Alternativ zur Bestimmung eines allen Mess- oder Photosignalen gemeinsamen Kompensationssignals kann die Photodetektor-Anordnung für eine separate und somit signalbezogene Kompensation eine Kompensationseinheit umfassen, die eine der Anzahl der Photodetektoreinheiten entsprechende Anzahl von Speicherelementen zur Bestimmung des jeweils zugehörigen Nutzsignals und eine entsprechende Anzahl von weiteren Speicherelementen zur Bestimmung des jeweils zugehörigen Kompensationssignals aufweist.Depending on the type and structure of the photodetector arrangement includes these for one application, for example as a photonic mixer, several in parallel mutually arranged photodetector units, to which a compensation unit is connected downstream, one of the number of photodetector units corresponding number of storage elements for determining the respective associated Useful signal and another common storage element for determination of the compensation signal. For the division of all measurement and photo signals common compensation signal is the common Storage element downstream by means of a current mirror arrangement which counteracts the compensation signal with each photo signal becomes. As an alternative to the determination of all measurement or photo signals common compensation signal, the photodetector arrangement for a separate and thus signal-related compensation a compensation unit comprise one corresponding to the number of photodetector units Number of memory elements for determining the associated useful signal and a corresponding number of further storage elements for Determination of the associated Has compensation signal.

Die Photodetektor-Anordnung ist bevorzugt mit Hilfe von integrierten elektronischen Bauelementen aufgebaut, wodurch die Kompensationseinheit unmittelbar der Photodetektoreinheit zugeordnet ist und somit integriert ausgebildet ist. Hierdurch kann die Photodetektor-Anordnung als ein so genannter „Active Pixel Sensor" (kurz APS genannt) ausgeführt sein, welcher beispielsweise in einfacher Weise in CMOS-Technologie aufgebaut ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind dabei mehrere, eine Zeilen- oder Matrixanordnung bildende Photodetektoreinheiten als Bildaufnehmer einer Zeilen- bzw. Matrixkamera ausgebildet.The photodetector arrangement is preferably with Built using integrated electronic components, which the compensation unit is assigned directly to the photodetector unit is and is thus integrated. This allows the photodetector arrangement as a so-called "Active Pixel Sensor "(short Called APS), which is built up, for example, in a simple manner using CMOS technology is. In a preferred embodiment are several photodetector units that form a row or matrix arrangement formed as an image sensor of a line or matrix camera.

Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst bei einem Verfahren zur Störlichtkompensation für eine Photodetektor-Anordnung, wobei mittels einer Photodetektoreinheit ein Photostrom erfasst wird, dessen Störsignalanteile derart kompensiert werden, dass dem Photostrom ein die Störsignalanteile repräsentierendes und mittels einer integrierten Kompensationseinheit gebildetes Kompensationssignal entgegengeschaltet wird. Wesentlich ist, dass das Verfahren nicht ausschließlich auf Photodetektoren beschränkt ist, sondern prinzipiell auf alle Signale angewandt werden kann, die aus Stör- und Nutzsignal zusammengesetzt sind. Das Verfahren lässt sich in Form von integrierten Bauelementen im Halbleiterdetektor umsetzen. Somit werden Photodetektoren als so genannte „Active Pixel Sensors" (APS) möglich, deren Dynamikbereich weitestgehend für die Detektion einer aktiven Szenenbeleuchtung genutzt werden kann.The second object is achieved according to the invention in one Interference light compensation method for one Photodetector arrangement, whereby by means of a photodetector unit a photocurrent is detected, the interference signal components of which are compensated in this way be that the photocurrent represents the interference signal components and a compensation signal formed by means of an integrated compensation unit is counteracted. It is essential that the procedure is not exclusively limited to photodetectors is, but can in principle be applied to all signals, which is composed of interference and useful signal are. The procedure leaves in the form of integrated components in the semiconductor detector implement. Thus, photodetectors are called "Active Pixel Sensors "(APS) possible, whose dynamic range largely for the detection of an active Scene lighting can be used.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, dass durch die Gegenkopplung eines Kompensationssignals das zu verarbeitende Photodetektorsignal um Störsignalanteile, z. B. von störenden Lichtquellen, weitgehend reduziert wird, indem die Nutzsignalanteile, d. h. das Nutzlicht, vom Störlicht getrennt wird. Das gegen- oder rückgekoppelte Signal (= Kompensationssignal) und damit der Kompensationsgrad ist dabei bevorzugt über einen Steueranschluss („Control") einstellbar. Durch eine derartige unmittelbare Kompensation von Störsignalanteilen der erfassten Photodetektorsignale ist eine nachfolgende Signalverarbeitung unbeeinflusst. Dies führt u. a. zu einer Erhöhung des nutzbaren Dynamikbereichs der Photodetektoren. Darüber hinaus eignet sich die Photodetektor-Anordnung für Einzeldetektoren oder für Zeilen- oder Array-Anordnungen, z. B. für ein Active Pixel Sensor (kurz APS genannt) und Photomischdetektoren (kurz PND genannt) in Halbleitertechnik. Ferner ermöglicht eine derartige Photodetektor-Anordnung, dass eine aufwendige Analog-Digital-Wandlung mit nachfolgender Werte-Speicherung und Subtraktion entfallen kann. Somit ist ein schnelles analoges Signalverar beitungsverfahren mit Echtzeitfähigkeit gegeben, wodurch eine hohe so genannte Framerate und kurze Messzeiten in bildaufnehmenden Systemen ermöglicht sind.The advantages achieved with the invention lie in particular in that by the negative feedback of a compensation signal the photodetector signal to be processed by interference signal components, e.g. B. from disturbing light sources, is largely reduced by the useful signal components, d. H. the Useful light, from stray light is separated. The feedback or feedback Signal (= compensation signal) and thus the degree of compensation preferred over a control connection ("Control") adjustable such direct compensation of interference signal components of the detected Subsequent signal processing is unaffected by photodetector signals. this leads to u. a. to an increase the usable dynamic range of the photodetectors. Furthermore the photodetector arrangement is suitable for individual detectors or for line or array arrangements, z. B. for a Active Pixel Sensor (APS for short) and photonic mixer devices (PND for short) in semiconductor technology. Furthermore, a such a photodetector arrangement that a complex analog-digital conversion with subsequent Value storage and subtraction can be omitted. So it's a quick one analog signal processing method with real-time capability given, resulting in a high frame rate and short measurement times enabled in imaging systems are.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind der weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.Advantageous configurations and Further developments of the inventive concept are the further description removable with reference to the drawing.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention are explained below with reference to a drawing. In it show:

1 eine schematische Darstellung der Photodetektor-Anordnung; 1 a schematic representation of the photodetector arrangement;

2 ein Zeitschema für die Ansteuerung der Photodetektor-Anordnung entsprechend 1; 2 a timing diagram for the control of the photodetector arrangement accordingly 1 ;

3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Photodetektor-Anordnung mit vereinfachter Beschaltung für einen Photomischdetektor (PMD). 3 is a schematic representation of the photodetector arrangement according to the invention with simplified wiring for a photonic mixer device (PMD).

Gleiche beziehungsweise funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren – sofern nichts anderes angegeben ist – mit gleichen Bezugszeichen versehen worden.Same or functionally identical elements are in all figures - provided nothing else is specified - with have been provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Photodetektor-Anordnung 1 zur Störlichtkompensation. Die Photodetektor-Anordnung 1 umfasst eine Photodetektoreinheit 2 mit einer Photodetektorschaltung 3 und ein Photoelement 4 zur Bestimmung eines Photostroms IP h. Das Messsignal oder der Photostrom IPh wird dabei anhand des mittels eines Photoelements 4, z. B. einer Photodiode, erfassten optischen Signals O bestimmt, welches in ein elektrisches Signal, den Photostrom IPh (auch Photodetektorstrom genannt) gewandelt wird. Das optische Signal O setzt sich zusammen aus einem Störsignalanteil SL, z. B. Störlicht, Sonnenlicht, und einem Nutzsignalanteil NL, z. B. Infrarotlicht. Zur Kompensation von dem Pho tostrom IPh zugrunde liegenden Störsignalanteilen SL wird dem Photostrom IPh ein die Störsignalanteile SL weitgehend entsprechendes Kompensationssignal IH L entgegengeschaltet gemäß: IP h _ Komp = IP h – IH L (1) mit IPh _ komp = kompensierter Photostrom. 1 shows a schematic representation of a photodetector arrangement 1 for stray light compensation. The photodetector arrangement 1 comprises a photodetector unit 2 with a photodetector circuit 3 and a photo element 4 to determine a photocurrent I P h . The measurement signal or the photocurrent I Ph is determined by means of a photo element 4 , e.g. B. a photodiode, detected optical signal O, which is converted into an electrical signal, the photocurrent I Ph (also called photodetector current). The optical signal O is composed of an interference signal component SL, z. B. stray light, sunlight, and a useful signal portion NL, z. B. infrared light. In order to compensate for the interference signal components SL on which the photo current I Ph is based, a compensation signal I H L largely corresponding to the interference signal components SL is connected to the photocurrent I Ph in accordance with: I P H _ Comp = I P H - I H L (1) with I Ph _ compens = compensated photocurrent.

Zur Bestimmung des Kompensationssignals IHL ist eine Kompensationseinheit 6 vorgesehen, welche der Photodetektoreinheit 2 nachgeschaltet ist. Die Kompensationseinheit 6 umfasst ein Speicherelement CHL. Dabei dient das Speicherelement CHL zur Bestimmung eines zum Kompensationssignal IHL proportionalen Spannungswerts VC_HL. Ein zusätzliches Speicherelement CSig dient zur Bestimmung eines dem Photostrom IPh zugrunde liegenden Nutzsignalanteils NL anhand eines den kompensierten Photostrom IPh_komp repräsentierenden Spannungssignals VC_sig. Je nach Signalart und Funktion ist dem jeweiligen Speicherelement CHL und CSig ein Spannungs-Strom-Wandler 8 bzw. eine Verstärkereinheit 10 zugeordnet. Zur Initialisierung der Photodetektor-Anordnung 1 ist darüber hinaus dem jeweiligen Speicherelement CHL und CSig sowie der Photodetektoreinheit 2 eine Reset-Schaltung 12 zugeordnet.A compensation unit is used to determine the compensation signal I HL 6 provided which of the photodetector unit 2 is connected downstream. The compensation unit 6 comprises a storage element C HL . The memory element C HL is used to determine a voltage value V C_HL proportional to the compensation signal I HL . An additional memory element C Sig is used to determine a useful signal component NL on which the photocurrent I Ph is based on the basis of a voltage signal V C_sig representing the compensated photocurrent I Ph_komp . Depending on the signal type and function, the respective memory element C HL and C Sig is a voltage-current converter 8th or an amplifier unit 10 assigned. For initializing the photodetector arrangement 1 is also the respective memory element C HL and C Sig and the photodetector unit 2 a reset circuit 12 assigned.

Sämtliche Elemente oder Komponenten der Photodetektor-Anordnung 1 sind bevorzugt unmittelbar am Photodetektor oder Photoelement 4 auf einem Halbleiter angeordnet. Die Photodetektor-Anordnung 1 mit dem Photoelement 4 und der Photodetektorschaltung 3 und der Kompensationseinheit 6 stellt somit eine mögliche Ausführungsform eines so genannten Active Pixel Sensors (kurz APS genannt) dar.All elements or components of the photodetector arrangement 1 are preferably directly on the photodetector or photoelement 4 arranged on a semiconductor. The photodetector arrangement 1 with the photo element 4 and the photodetector circuit 3 and the compensation unit 6 thus represents a possible embodiment of a so-called active pixel sensor (APS for short).

Im Betrieb der Photodetektor-Anordnung 1 liefert der Photodetektor oder das Photoelement 4, beispielsweise eine Photodiode, ein Photogate-Detektor, den Photostrom IPh, welcher mittels der Photodetektorschaltung 3 und die Kompensationseinheit 6 zum kompensierten Photostrom IPh_komp verarbeitet wird.In operation of the photodetector arrangement 1 provides the photo detector or the photo element 4 , for example a photodiode, a photogate detector, the photocurrent I Ph , which by means of the photodetector circuit 3 and the compensation unit 6 processed to the compensated photocurrent I Ph_komp .

Der Photostrom IPh wird beim Einsatz einer aktiven Szenenbeleuchtung durch Störlicht der Szene, den Störsignalanteilen SL, und durch die zusätzliche aktive Szenenbeleuchtung, den Nutzsignalanteilen NL, hervorgerufen. Schaltet man die aktive Szenenbeleuchtung ab und schließt einen der Speichereinheit CHL zugeordneten Schalter S1 zu einem Zeitpunkt T1, so wird der kompensierte Photostrom IPh_komp, in diesem Fall weitgehend ausschließlich vom Störlicht erzeugt, der an der Speichereinheit CHL, z. B. einer Kapazität, als ein Spannungssignal anhand der Spannungswerte VC_HL bestimmt wird, insbesondere integriert wird.When an active scene lighting is used, the photocurrent I Ph is caused by interference light from the scene, the interference signal components SL, and by the additional active scene lighting, the useful signal components NL. If one switches off the active scene lighting and closes a switch S 1 assigned to the storage unit C HL at a time T 1 , then the compensated photocurrent I Ph_komp is generated , in this case largely exclusively by the interfering light which is transmitted to the storage unit C HL , e.g. B. a capacitance, as a voltage signal is determined based on the voltage values V C_HL , in particular integrated.

Öffnet man den Schalter S1 nach einer Zeit T2, so wird das Ergebnis der Signalintegration als Spannungswert VC_HL am Speicherelement CHL gehalten.If the switch S 1 is opened after a time T 2 , the result of the signal integration is held at the storage element C HL as a voltage value V C_HL .

Mittels des nachgeschalteten Spannungs-Strom-Wandlers 8 wird aus dem Spannungswert VC_HL ein proportionaler Stromwert erzeugt, welcher das Kompensationssignal IH L repräsentiert. Je nach Vorgabe kann am Spannungs-Strom-Wandler 8 ein den Kompensationsgrad repräsentierender Wandlungs- oder Kompensationsfaktor k am Eingang 14 mit „Control" eingestellt werden. Je nach Art und Aufbau der Photodetektor-Anordnung 1 kann dabei das Kompensationssignal IH L mittels des Wandlungsfaktors k einstellbar oder fest eingestellt werden.By means of the downstream voltage-current converter 8th a proportional current value is generated from the voltage value V C_HL , which represents the compensation signal I H L. Depending on the specification, the voltage-current converter can be used 8th a conversion or compensation factor k representing the degree of compensation at the input 14 with "Control". Depending on the type and structure of the photodetector arrangement 1 the compensation signal I H L can be adjusted or fixed by means of the conversion factor k.

Schaltet man zum Zeitpunkt T2 die aktive Szenenbeleuchtung an und schließt bei geöffnetem Schalter S1 einen dem Speicherelement CSig zugeordneten zweiten Schalter S2, so wird vom Spannungs-Strom-Wandler 8 der auf das Störlicht zurückzuführende Strom mittels des Kompensationssignals IH L direkt der Photodetektorschaltung 3 zugeführt, so dass der entsprechende störungsrelevante Stromanteil unmittelbar bei dessen Entstehung, nämlich unmittelbar nach dem Photoelement 4 kompensiert wird.If the active scene lighting is switched on at the time T 2 and, when the switch S 1 is open, a second switch S 2 assigned to the storage element C Sig is closed, the voltage-current converter switches 8th the current to be attributed to the stray light by means of the compensation signal I H L directly from the photodetector circuit 3 supplied so that the corresponding disturbance-relevant current component immediately when it occurs, namely immediately after the photoelement 4 is compensated.

Über eine geeignete Einstellung des Wandlungsfaktors k des Spannungs-Strom-Wandlers 8 wird ein vorgegebener Kompensationsgrad eingestellt, d. h. mittels des Kompensationsfaktors k kann das Kompensationssignal IHL eine vollständige Kompensation oder eine teilweise Kompensation der Störsignalanteile SL bewirken. Somit wird bei entsprechender Einstellung des Spannungs-Strom-Wandlers 8 an dem Speicherelement CSig nur noch der von der aktiven Szenenbeleuchtung erzeugte kompensierte Photostrom IPh_komp bestimmt, insbesondere aufintegriert. Das heißt, das Speicherelement CSig, insbesondere dessen Dynamikbereich, dient der Bestimmung des Spannungssignals der aktiven Beleuchtung, d. h. der Nutzsignalanteile NL.Via a suitable setting of the conversion factor k of the voltage-current converter 8th a predetermined degree of compensation is set, ie by means of the compensation factor k the compensation signal I HL can have a complete com compensation or a partial compensation of the interference signal components SL. Thus, with a corresponding setting of the voltage-current converter 8th at the storage element C Sig only the compensated photocurrent I Ph_komp generated by the active scene lighting is determined, in particular integrated. This means that the memory element C Sig , in particular its dynamic range, serves to determine the voltage signal of the active lighting, ie the useful signal components NL.

Zu einem Zeitpunkt T3 wird durch Öffnen des Schalters S2 die Signalintegration abgebrochen. Das Spannungssignal VC_Sig des Speicherelements CSig (auch Integrationskapazität genannt) wird gehalten und bei geschlossenem Schalter S3 über die Verstärkereinheit 10 auf die Ausgangsleitung 16 (auch „Signalleitung" genannt) geführt.At a time T 3 , the signal integration is interrupted by opening the switch S 2 . The voltage signal V C_Sig of the memory element C Sig (also called integration capacitance ) is held and with the switch S 3 closed via the amplifier unit 10 on the output line 16 (also called "signal line").

Das die Photodetektor-Anordnung 1 repräsentierende Zeitschema ist in der 2 dargestellt. Nach Ablauf des Zeitschemas oder je nach Vorgabe kann die Photodetektor-Anordnung 1 mit einem Reset-Impuls („Reset") mittels der Reset-Schaltung 12 wieder in den Ausgangszustand versetzt werden. Das heißt, das Rücksetzen der Speicherelemente CHL und CSig erfolgt jeweils über die zugehörige Reset-Schaltung 12, mit der ein Initialisierungspegel an den Kapazitäten definiert wird. Die am Photoelement 4 angeordnete Photodetektorschaltung 3 verwertet ebenfalls den Reset-Impuls für die Initialisierung des Photoelements 4. Zusätzlich kann sie während der Signalintegration, d. h. während der Signalverarbeitung, das Potential am Photoelement 4 konstant halten.That is the photodetector arrangement 1 representative time schedule is in the 2 shown. After the expiry of the time schedule or depending on the specification, the photodetector arrangement can 1 with a reset pulse ("Reset") using the reset circuit 12 be returned to the initial state. This means that the memory elements C HL and C Sig are reset via the associated reset circuit 12 , which defines an initialization level at the capacities. The one on the photo element 4 arranged photodetector circuit 3 also evaluates the reset pulse for the initialization of the photo element 4 , In addition, during signal integration, ie during signal processing, it can measure the potential at the photo element 4 keep constant.

Die Ansteuerung der Photodetektor-Anordnung 1 kann anhand der 2 näher beschrieben werden. Dabei ist beispielsweise der zeitliche Verlauf einer aktiven Szenenbeleuchtung ΔEMod dar gestellt. Die aktive Szenenbeleuchtung ΔEMod addiert sich zum Störlicht ED C, das hier im einfachsten Fall als Gleichsignal, zum Beispiel ein aus dem Sonnenlicht gewonnenes Signal, dargestellt ist.The control of the photodetector arrangement 1 can use the 2 are described in more detail. For example, the time course of an active scene lighting ΔE Mod is shown. The active scene lighting ΔE Mod is added to the stray light E D C , which in the simplest case is shown as a direct signal, for example a signal obtained from sunlight.

Die Modulationsart und Signalform der aktiven Szenenbeleuchtung ΔEMod kann beliebig sein. Im Grenzfall kann die aktive Szenenbeleuchtung ΔEMod sogar ebenfalls ein Gleichsignal darstellen, das innerhalb des Zeitraums (ΔT = T3 – T2) aufgeschaltet ist. Grundsätzlich sind sämtliche Signalformen, beispielsweise Rechtecksignale, Sinussignale, Dreiecksignale, Pseudo Noise Signale, Pulsgruppensignale, etc., für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet. Zu beachten ist lediglich, dass durch die integrierende Funktionalität des beschriebenen Verfahrens die zeitlichen Mittelwerte der jeweiligen Signalformen gebildet werden. Dies gilt sowohl für das Signal der aktiven Szenenbeleuchtung ΔEMod als auch für das Störlichtsignal ΔED C (entspricht den Störsignalanteilen SL).The type of modulation and signal form of the active scene lighting ΔE Mod can be arbitrary. In the limit case, the active scene lighting ΔE Mod can even also represent a DC signal that is applied within the time period (ΔT = T 3 - T 2 ). In principle, all signal forms, for example square wave signals, sinusoidal signals, triangular signals, pseudo noise signals, pulse group signals, etc., are suitable for the method according to the invention. It should only be noted that the integrating functionality of the described method forms the temporal averages of the respective signal forms. This applies both to the signal of the active scene lighting ΔE Mod and to the stray light signal ΔE D C (corresponds to the interference signal components SL).

Das Verfahren und die Photodetektor-Anordnung 1 kann sowohl für eine einzelne Photodetektoreinheit 2 mit einem einzelnen Photoelement 4 als auch für eine Zeilen- oder Arrayanordnung von Photoelementen 4 eingesetzt werden. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung ist in der 3 dargestellt. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung bei einer Photodetektor-Anordnung 1 in einem Zweikanal-System als so genannter Photomischdetektor 18 (kurz Photonic Mixer Device „PMD" genannt). Der Photomischdetektor 18 wird als Mischerbauelement zur Mischung von elektrischen Signalen E und optischen Signalen O eingesetzt. Der Photomischdetektor 18 umfasst mindestens zwei paarweise angeordnete Photodetektoreinheiten 2 mit jeweils zugehörigem Photoelement 4 und eine Signalquelle VMo d zur Erzeugung des elektrischen Signals E. Das mittels der Signalquelle VM od erzeugte elektrische Signal E wird im Photomischdetektor 18 mit dem optischen Signal O gemischt. Das Ergebnis der Mischung wird über eine der Anzahl von Photodetektorein heiten 2 entsprechende Anzahl von Signalpfaden Signal A und Signal B zeitgleich bereitgestellt.The method and the photodetector arrangement 1 can be used both for a single photodetector unit 2 with a single photo element 4 as well as for a row or array arrangement of photo elements 4 be used. An example of such an arrangement is in the 3 shown. Use in a photodetector arrangement is particularly advantageous 1 in a two-channel system as a so-called photo mixer detector 18 (abbreviated to Photonic Mixer Device "PMD"). The photo mixer detector 18 is used as a mixer component for mixing electrical signals E and optical signals O. The photonic mixer 18 comprises at least two photodetector units arranged in pairs 2 with associated photo element 4 and a signal source V Mo d for generating the electrical signal E. The electrical signal E generated by means of the signal source V M od is in the photonic mixer device 18 mixed with the optical signal O. The result of the mixing will be one of the number of photodetector units 2 corresponding number of signal paths signal A and signal B provided at the same time.

Im Detail werden beim Betrieb der Photodetektor-Anordnung 1 Ladungsträger, die von einer aktiven Szenenbeleuchtung ΔEMod im jeweiligen Halbleiter oder Photoelement 4 generiert werden, bei der Mischung mit dem elektrischen Signal E nach einem bestimmten Schema auf die beiden Photodetektoreinheiten 2 eines Detektorpaares verteilt. Die Anzahl der Ladungsträger, die von der aktiven Szenenbeleuchtung ΔEMod (= Nutzsignalanteile NL) herrühren, kann dabei sehr gering im Verhältnis zu der Anzahl an Ladungsträgern, die durch Störlicht (= Störsignalanteile SL) erzeugt werden, sein. Analog zur Photodetektor-Anordnung 1 mit einer einzelnen Photodetektoreinheit 2 und einem einzelnen Photoelement 4 ist beim Photomischdetektor 18 eine der Anzahl der Photodetektoreinheiten 2 entsprechende Anzahl von Speicherelementen CSig _A und CSig_B zur Bestimmung des jeweils zugehörigen Nutzsignalanteils NL anhand eines betreffenden Spannungssignals VC_ Sig _A und VC_ Sig _B vorgesehen.In detail, the operation of the photodetector arrangement 1 Charge carriers generated by an active scene lighting ΔE Mod in the respective semiconductor or photo element 4 generated when mixing with the electrical signal E according to a certain scheme on the two photodetector units 2 distributed by a pair of detectors. The number of charge carriers that result from the active scene lighting ΔE Mod (= useful signal components NL) can be very small in relation to the number of charge carriers that are generated by interference light (= interference signal components SL). Analogous to the photodetector arrangement 1 with a single photodetector unit 2 and a single photo element 4 is with the photonic mixer 18 one of the number of photodetector units 2 Corresponding number of memory elements C Sig _A and C Sig_B are provided for determining the respectively associated useful signal component NL on the basis of a relevant voltage signal V C_ Sig _A and V C_ Sig _B .

Zur Bestimmung des Kompensationssignals IHL ist beispielsweise ein gemeinsames weiteres Speicherelement CHL vorgesehen zusätzlich zu den Speicherelementen CSig _A und CSig _B für die Spannungssignale VC_ Sig _A und VC_ Sig _B des Nutzsignalanteils NL. Alternativ kann in nicht näher dargestellter Weise das Kompensationssignal IHL signalbezogen, d. h. je Spannungssignal VC_ Sig _A und VC_ Sig _B, bestimmt werden. Dazu kann die Kompensationseinheit 6 eine der Anzahl der Photodetektoreinheiten 2 entsprechende Anzahl von weiteren Speicherelementen CHL zur Bestimmung eines jeweils zugehörigen Kompensationssignals, z. B. IHL_Sig_A bis IH L_Sig_Z umfassen. Zur Ausgabe der Spannungssignale VC_ Sig _A und VC_ Sig _A ist jeweils eine zugehörige Ausgangsleitung 16 mit integrierter Verstärkereinheit 10 und zugehörigem Schalter S3 vorgesehen.To determine the compensation signal I HL , for example, a common additional memory element C HL is provided in addition to the memory elements C Sig _A and C Sig _B for the voltage signals V C_ Sig _A and V C_ Sig _B of the useful signal component NL. Alternatively, the compensation signal I HL can be determined in a signal-related manner, that is to say for each voltage signal V C_ Sig _A and V C_ Sig _B , in a manner not shown in any more detail. The compensation unit can do this 6 one of the number of photodetector units 2 Corresponding number of further memory elements C HL for determining an associated compensation signal, e.g. B. I HL_Sig_A to I H L_Sig_Z include. There is an associated output line for outputting the voltage signals V C_ Sig _A and V C_ Sig _A 16 with integrated amplifier unit 10 and associated switch S 3 provided.

Mit anderen Worten: Die Unterdrückung oder Kompensation des Störlichtsignals oder der Störsignalanteile SL kann bei einem Photomischdetektor 18 jeder Detektoreinheit 2 eines Detektorpaares zugeordnet sein. Da in einem Photomischdetektor 18 ein Detektorpaar üblicherweise symmetrisch aufgebaut ist, genügt es, die Störsignalanteile SL nur an einer Detektoreinheit 2 des Detektorpaares zu ermitteln. Aus Symmetriegründen wird dann dasselbe Signal als Kompensationssignal IHL der zweiten Detektoreinheit 2 zugeschaltet. Hieraus ergibt sich eine vereinfachte Beschaltung, wie in 3 dargestellt. Das zur Rückführung in die beiden Detektoreinheiten 2 des Detektorpaares benötigte Kompensationssignal IH L kann infolge der Symmetrieeigenschaften in einfacher Weise durch die Bildung einer Kopie dieses Stroms, beispielsweise mittels einer einfachen Stromspiegel-Anordnung 20, erzeugt werden. Die Stromspiegel-Anordnung 20 ist dabei in einer Rückführungs- oder Rückkopplungsleitung 22 der Kompensationseinheit 6 geschaltet.In other words, the suppression or compensation of the interfering light signal or the interfering signal components SL can be achieved with a photonic mixer device 18 each detector unit 2 be assigned to a pair of detectors. Because in a photonic mixer 18 if a pair of detectors is usually symmetrical, it suffices to have the interference signal components SL only on one detector unit 2 of the detector pair. For reasons of symmetry, the same signal is then used as the compensation signal I HL of the second detector unit 2 switched on. This results in a simplified wiring, as in 3 shown. This for return to the two detector units 2 of the detector pair required compensation signal I H L can be due to the symmetry properties in a simple manner by forming a copy of this current, for example by means of a simple current mirror arrangement 20 , be generated. The current mirror arrangement 20 is in a feedback or feedback line 22 the compensation unit 6 connected.

Die Initialisierung der Photodetektor-Anordnung 1 nach 3 erfolgt analog zur Initialisierung der Photodetektor-Anordnung 1 gemäß 1. Bei der Photodetektor-Anordnung 1 mit dem Photomischdetektor 18 ist ein bedeutend höherer Dynamikbereich ermöglicht, der eine erhebliche Steigerung der Leistungsfähigkeit solcher Bauelemente in technischen Anwendungen zur Folge hat.The initialization of the photodetector arrangement 1 to 3 takes place analogously to the initialization of the photodetector arrangement 1 according to 1 , With the photodetector arrangement 1 with the photonic mixer 18 a significantly higher dynamic range is enabled, which results in a significant increase in the performance of such components in technical applications.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand der vorstehenden Beschreibung für zwei alternative Ausführungsformen dargestellt, um das Prinzip der Erfindung und dessen praktische Anwendung bestmöglichst zu erklären, jedoch lässt sich die Erfindung bei geeigneter Abwandlung selbstverständlich in mannigfaltigen anderen Ausführungsformen realisieren.The present invention has been accomplished the description above for two alternative embodiments presented to the principle of the invention and its practical Best possible application to explain, however leaves the invention with a suitable modification of course in diverse other embodiments realize.

Beispielsweise kann die vorgeschlagene Photodetektor-Anordnung 1 darüber hinaus mehrere parallel zueinander angeordnete Photoelemente 4 mit zugehöriger Photodetektoreinheit 2 umfas sen, welche beispielsweise in einer Zeilenanordnung als Bildaufnehmer in Zeilenkameras Anwendung finden. Weiterhin sind Zeilenanordnungen als optische Mehrkanalsysteme zur Trennung unterschiedlicher Modulationskanäle möglich. Die Ansteuerung und Signalauslese der einzelnen Pixel solcher Zeilenanordnungen erfolgt üblicherweise mit so genannten Multiplexerbausteinen. Entsprechendes gilt für eine zweidimensionale Matrix-Anordnung, wie sie in Flächensensoren für Videokameras verwendet wird. Multiplexerbausteine werden dabei zur Ansteuerung und Auslese der Detektorelemente jeweils für die Zeilen und die Spalten der Matrix-Anordnung eingesetzt.For example, the proposed photodetector arrangement 1 moreover, several photo elements arranged parallel to each other 4 with associated photodetector unit 2 include sen, which are used, for example, in a line arrangement as image recorders in line cameras. Row arrangements are also possible as optical multi-channel systems for separating different modulation channels. The control and signal reading of the individual pixels of such line arrangements is usually carried out using so-called multiplexer modules. The same applies to a two-dimensional matrix arrangement as used in area sensors for video cameras. Multiplexer modules are used to control and read the detector elements for the rows and columns of the matrix arrangement.

11
Photodetektor-AnordnungPhotodetector array
22
PhotodetektoreinheitPhotodetector unit
33
PhotodetektorschaltungPhotodetector circuit
44
Photoelementphotocell
66
Kompensationseinheitcompensation unit
88th
Spannungs-Strom-WandlerVoltage-current converter
1010
Verstärkereinheitamplifier unit
1212
Reset-SchaltungReset circuit
1414
Anschlussconnection
1616
Ausgangsleitungoutput line
1818
PhotomischdetektorPhotonic Mixer Device
2020
Stromspiegel-AnordnungCurrent mirror arrangement
2222
Rückführungs- oder Rückkopplungsleitungrepatriation or feedback line
A, BA, B
Signalpfadesignal paths
CSig, CSig A, CSig B, CSig 1, Csig 2, CH L C Sig , C Sig A , C Sig B , C Sig 1 , C sig 2 , C H L
Speicherelemente (= Integrationskapazität)storage elements (= Integration capacity)
Ee
elektrische Signaleelectrical signals
EDC E DC
Störlichtstray light
IHL, IHL Sig_A – IHL Sig_Z I HL , I HL Sig_A - I HL Sig_Z
Kompensationssignalecompensation signals
IP h I P h
Photostromphotocurrent
IPh _komp I Ph _comp
kompensierter Photostromcompensated photocurrent
kk
Wandlungs- oder Kompensationsfaktorconversion or compensation factor
NLNL
Nutzsignalanteilewanted signal
SLSL
Störsignalanteileinterference signal
OO
optische Signaleoptical signals
Sig_A, Sig_BSig_A, SIG_B
Nutzsignaleuseful signals
S1, S2, S3 S 1 , S 2 , S 3
Schalterswitch
T1, T2, T3 T 1 , T 2 , T 3
Zeitpunktetimings
TS1, TS2, TS3 T S1 , T S2 , T S3
Zeitpunkte, insbesondere Schaltpunkte der SchalterTimings in particular switching points of the switches
VC Sig, VC Sig_A, VC Sig_B V C Sig , V C Sig_A , V C Sig_B
Spannungssignale der Nutzsignale Sig_A, Sig_Bvoltage signals of the useful signals Sig_A, Sig_B
VC_HL V C_HL
Spannungswert, SpannungssignalVoltage value, voltage signal
VMod V Mod
Signalquellesource
ΔEM OD ΔE M OD
Szenenbeleuchtungscene lighting

Claims (16)

Photodetektor-Anordnung (1) zur Störlichtkompensation mit einer Photodetektoreinheit (2) zur Erfassung und Bestimmung eines Photostroms (IP h) und mit einer integrierten Kompensationseinheit (6) zur Kompensation von dem Photostrom (IPh) zugrunde liegenden Störsignalanteilen (SL) derart, dass dem Photostrom (IPh) ein die Störsignalanteile (SL) repräsentierendes Kompensationssignal (IH L) entgegengeschaltet ist.Photodetector arrangement ( 1 ) for stray light compensation with a photodetector unit ( 2 ) for recording and determining a photocurrent (I P h ) and with an integrated compensation unit ( 6 ) for compensation of the interference signal components (SL) on which the photocurrent (I Ph ) is based in such a way that a compensation signal (I H L ) representing the interference signal components (SL) is opposed to the photocurrent (I Ph ). Photodetektor-Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Kompensationseinheit (6) mindestens ein Speicherelement (CHL), insbesondere eine Speicherkapazität, zur Bestimmung des Kompensationssignals (IH L) umfasst.Photodetector arrangement according to claim 1, the compensation unit ( 6 ) comprises at least one memory element (C HL ), in particular a memory capacity, for determining the compensation signal (I H L ). Photodetektor-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kompensationseinheit (6) eine Reset-Schaltung (12) umfasst.Photodetector arrangement according to claim 1 or 2, wherein the compensation unit ( 6 ) a reset circuit ( 12 ) includes. Photodetektor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens ein Schaltelement (S1) zur Bestimmung des Kompensationssignals (IH L) vorgesehen ist.Photodetector arrangement according to one of claims 1 to 3, wherein at least one switching element (S 1 ) is provided for determining the compensation signal (I H L ). Photodetektor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Spannungs-Strom-Wandler (8) zur Wandlung des als Spannungswert (VC_ H L) erfassten Kompensationssignals (IH L) in einen proportionalen Stromwert vorgesehen ist.Photodetector arrangement according to one of claims 1 to 4, wherein a voltage-current converter ( 8th ) Is provided for converting the detected as a voltage value (V H C_ L) compensation signal (I H L) into a proportional current value. Photodetektor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mehrere parallel zueinander angeordnete Photodetektoreinheiten (2) vorgesehen sind, denen eine Kompensationseinheit (6) nachgeschaltet ist, die eine der Anzahl der Photodetektoreinheiten (2) entsprechende Anzahl von Speicherelementen (CSig _ A, CSig _ B) zur Bestimmung des jeweils zugehörigen Nutzsignals (NL, Sig_A, Sig_B) und ein weiteres gemeinsames Speicherelement (CH L) zur Bestimmung des Kompensationssignals (IH L) umfasst.Photodetector arrangement according to one of Claims 1 to 5, wherein a plurality of photodetector units ( 2 ) are provided to which a compensation unit ( 6 ) which is one of the number of photodetector units ( 2 ) comprises a corresponding number of memory elements (C Sig _ A , C Sig _ B ) for determining the associated useful signal (NL, Sig_A, Sig_B) and a further common memory element (C H L ) for determining the compensation signal (I H L ). Photodetektor-Anordnung nach Anspruch 6, wobei dem gemeinsamen Speicherelement (CHL) eine Stromspiegel-Anordnung (20) nachgeschaltet ist.Photodetector arrangement according to claim 6, wherein the common storage element (C HL ) a current mirror arrangement ( 20 ) is connected downstream. Photodetektor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mehrere parallel zueinander angeordnete Photodetektoreinheiten (2) vorgesehen sind, denen eine Kompensationseinheit (6) nachgeschaltet ist, die eine der Anzahl der Photodetektoreinheiten (2) entsprechende Anzahl von Speicherelementen (CSig_A, CSig_B) zur Bestimmung des jeweils zugehörigen Nutzsignals (NL, Sig_A, Sig_B) und eine entsprechende Anzahl von weiteren Speicherelementen (CHL) zur Bestimmung des jeweils zugehörigen Kompensationssignals (IH L) umfasst.Photodetector arrangement according to one of Claims 1 to 5, wherein a plurality of photodetector units ( 2 ) are provided to which a compensation unit ( 6 ) which is one of the number of photodetector units ( 2 ) comprises a corresponding number of memory elements (C Sig_A , C Sig_B ) for determining the associated useful signal (NL, Sig_A, Sig_B) and a corresponding number of further memory elements (C HL ) for determining the associated compensation signal (I H L ). Photodetektor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mehrere parallel zueinander angeordneten Photodetektoreinheiten (2) als ein Photomischdetektor (18) ausgebildet sind.Photodetector arrangement according to one of Claims 1 to 8, wherein a plurality of photodetector units ( 2 ) as a photo mixer ( 18 ) are trained. Photodetektor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Photodetektoreinheit (2) und/oder die Kompensationseinheit (6) als integrierte Schaltung ausgebildet sind.Photodetector arrangement according to one of claims 1 to 9, wherein the photodetector unit ( 2 ) and / or the compensation unit ( 6 ) are designed as an integrated circuit. Photodetektor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei mehrere eine Zeilen- oder Matrixanordnung bildende Photodetektoreinheiten (2) als Bildaufnehmer einer Zeilen- oder Matrixkamera ausgebildet sind.Photodetector arrangement according to one of claims 1 to 10, wherein a plurality of a row or matrix arrangement forming photodetector units ( 2 ) are designed as image recorders of a line or matrix camera. Verfahren zur Störlichtkompensation für eine Photodetektor-Anordnung (1), wobei mittels einer Photodetektoreinheit (2) ein Photostrom (IP h) erfasst wird, dessen Störsignalanteile (SL) derart kompensiert werden, dass dem Photostrom (IPh) ein die Störsignalanteile (SL) repräsentierendes und mittels einer integrierten Kompensationseinheit (6) gebildetes Kompensationssignal (IH L) entgegengeschaltet wird.Interference light compensation method for a photodetector arrangement ( 1 ), using a photodetector unit ( 2 ) a photocurrent (I P h ) is detected, the interference signal components (SL) of which are compensated such that the photocurrent (I Ph ) represents an interference signal component (SL) and by means of an integrated compensation unit ( 6 ) formed compensation signal (I H L ) is switched. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Kompensationssignal (IHL) als Spannungssignal (VC_ HL) erfasst wird.The method of claim 12, wherein the compensation signal (I HL) is detected as a voltage signal (V C_ HL). Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem das Kompensationssignal (IHL) nach einem Initialisierungsvorgang bestimmt wird.Method according to Claim 12 or 13, in which the compensation signal (I HL ) is determined after an initialization process. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem das Kompensationssignal (IH L) ereignisgesteuert bestimmt wird.Method according to one of Claims 12 to 14, in which the compensation signal (I H L ) is determined in an event-controlled manner. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem für das Kompensationssignal (IHL) ein Kompensationsgrad eingestellt wird.Method according to one of Claims 12 to 15, in which a degree of compensation is set for the compensation signal (I HL ).
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