DE19836356A1 - Aktiver Pixelsensor mit einstellbarer Verstärkung - Google Patents
Aktiver Pixelsensor mit einstellbarer VerstärkungInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen akti
ven Pixelsensor. Insbesondere bezieht sich dieselbe auf ei
nen aktiven Pixelsensor, bei dem die Empfindlichkeit des
aktiven Pixelsensors abhängig von der Intensität des durch
den aktiven Pixelsensor empfangenen Lichts eingestellt wird.
Eine elektronische Kamera wandelt im allgemeinen ein opti
sches Bild in einen Satz von elektronischen Signalen um. Die
elektronischen Signale können die Farbintensitäten des durch
die Kamera empfangenen Lichts darstellen. Die elektronische
Kamera weist typischerweise ein Array aus Bildsensoren oder
lichtempfindlichen Sensoren auf, die die Intensität des
durch die Kamera empfangenen Lichts erfassen. Die Bildsenso
ren erzeugen typischerweise elektronische Signale, die Am
plituden aufweisen, die zu der Intensität des durch die Sen
soren empfangenen Lichts proportional sind. Die elektroni
schen Signale können aufbereitet und abgetastet werden, um
eine Bildverarbeitung zu ermöglichen.
Eine Integration der Bildsensoren mit einer Signalverarbei
tungsschaltungsanordnung wird immer wichtiger, da eine Inte
gration eine Miniaturisierung und Vereinfachung der Bilder
zeugungssysteme ermöglicht. Eine Integration der Bildsenso
ren zusammen mit einer analogen und digitalen Signalverar
beitungsschaltungsanordnung ermöglicht es, daß elektronische
Kamerasysteme preisgünstig und kompakt sind und nur wenig
Leistung erfordern.
In der Vergangenheit waren Bildsensoren vorwiegend ladungs
gekoppelte Bauelemente (CCD; CCD = charged coupled devices).
CCDs sind relativ klein und können einen hohen Füllfaktor
liefern. Es ist jedoch sehr schwierig, CCDs mit einer digi
talen und analogen Schaltungsanordnung zu integrieren. Fer
ner dissipieren CCDs große Leistungsmengen und leiden unter
Bildunschärfeproblemen (Bildverschmierungsproblemen).
Eine Alternative zu CCD-Sensoren sind aktive Pixelsensoren.
Aktive Pixelsensoren können unter Verwendung von Stan
dard-CMOS-Prozessen hergestellt werden. Folglich können aktive
Pixelsensoren ohne weiteres mit einer digitalen und analogen
Signalverarbeitungsschaltungsanordnung integriert werden.
Ferner dissipieren CMOS-Schaltungen nur geringe Leistungs
mengen.
Fig. 1 zeigt ein Ersatzschaltbild eines im Stand der Technik
bekannten aktiven Pixelsensors. Der aktive Pixelsensor ist
im allgemeinen in einem Array aus aktiven Pixelsensoren auf
genommen. Der aktive Pixelsensor umfaßt eine Photodiode D1,
einen Rücksetztransistor Q1, einen Vorspannungstransistor Q2
und einen Auswähltransistor Q3. Die Photodiode D1 sammelt
Ladung, wenn die Photodiode D1 Licht ausgesetzt ist. Die
Photodiode D1 weist eine Eigenkapazität Cd auf, die einen
Signalknoten N2 kapazitiv belastet. Die Ladung, die von der
Photodiode D1 gesammelt wird, wird auf der Kapazität Cd der
Photodiode D1 akkumuliert, wodurch eine Photodiodenspannung
erzeugt wird, die zu der Intensität des durch die Photodiode
D1 empfangenen Lichts proportional ist. Die Photodiodenspan
nung wird an der Kathode der Photodiode D1 erzeugt.
Der Rücksetztransistor ermöglicht es, daß die Photodiode D1
durch Entladen der Photodiodenkapazität Cd zurückgesetzt
wird. Eine RST-Leitung (reset line = Rücksetzleitung) ent
lädt die Photodiodenkapazität Cd, indem die RST-Leitung auf
einen hohen Zustand getaktet wird, um die Kathode der Photo
diode auf eine vorbestimmte Rücksetzspannung einzustellen.
Die vorbestimmte Rücksetzspannung für den in Fig. 1 gezeig
ten, aktiven Pixelsensor ist das Spannungspotential der
RST-Leitung minus der Schwellenspannung des Rücksetztransi
stors Q1.
Der Auswähltransistor Q3 ermöglicht es, daß eine Steuerungs
einrichtung die Photodiodenspannung an einem PIXOUT-Ausgang
eines speziellen aktiven Pixelsensors selektiv abtastet, in
dem eine AUSWÄHL-Leitung getaktet wird, um zu bewirken, daß
der Auswähltransistor Q3 leitet.
Fig. 2 ist ein graphischer Verlauf einer Signalspannung der
Photodiode D1 des in Fig. 1 gezeigten, aktiven Pixelsensors.
Die Signalspannung ist als Referenzspannung minus dem Span
nungspotential des PIXOUT-Ausgangs definiert. Die Referenz
spannung ist als das Spannungspotential des PIXOUT-Ausgangs
definiert, wenn der Signalknoten N2 auf die vorbestimmte
Rücksetzspannung zurückgesetzt ist. Je größer die Intensität
des durch die Photodiode D1 empfangenen Lichts ist, umso
größer ist die Signalspannung. Die Ladung, die von der Pho
todiode D1 geleitet wird, ist proportional zu der Intensität
des von der Photodiode D1 empfangenen Lichts. Wie es durch
den graphischen Verlauf dargestellt ist, beginnt die Signal
spannung in einen Sättigungsbereich überzugehen, sowie sich
die Ladung, die von der Photodiode durchgelassen wird, er
höht. Die Sättigungsspannung VSättigung ist die Signalspan
nung, bei der eine Erhöhung der Intensität des durch die
Photodiode D1 empfangenen Lichts die Signalspannung nicht
beeinflußt. Die Sättigung der Photodiode D1 begrenzt den Dy
namikbereich der Photodiode D1. Der Bereich der Intensität
des durch den aktiven Pixelsensor empfangenen Lichts, der
nutzbar erfaßt werden kann, ist aufgrund der Tatsache be
grenzt, daß der aktive Pixelsensor in die Sättigung über
geht. Sobald das Signal der Photodiode D1 des aktiven Pixel
sensors gesättigt ist, ist es unmöglich, Änderungen bezüg
lich der Intensität des durch den aktiven Pixelsensor emp
fangenen Lichts zu erfassen. Wenn sich die Intensität des
durch die Photodiode D1 empfangenen Lichts genau unterhalb
der Lichtintensität befindet, die erforderlich ist, um den
aktiven Pixelsensor in den Sättigungsbereich zu bringen, ist
das Ansprechverhalten der Photodiode D1 stark nichtlinear.
Der Betrieb des aktiven Pixelsensors ist auf einen Bereich
von Lichtintensitäten begrenzt, in dem das Ansprechverhalten
der Photodiode D1 linear ist.
Es ist erwünscht, einen aktiven Pixelsensor zu besitzen, der
es ermöglicht, daß die Intensität des durch den aktiven Pi
xelsensor empfangenen, erfaßbaren Lichts über einen größeren
Bereich variiert, als es gegenwärtig möglich ist. Der aktive
Pixelsensor würde eine analoge Spannung erzeugen, die die
Intensität des durch den aktiven Pixelsensor empfangenen
Lichts über einem größeren Bereich von Lichtintensitäten
darstellt, als es gegenwärtig möglich ist. Ferner würde der
aktive Pixelsensor unter Verwendung von gegenwärtig existie
renden CMOS-Herstellungsprozessen hergestellt werden können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
aktiven Pixelsensor zu schaffen, der verbesserte elektrische
Eigenschaften aufweist, die es ermöglichen, daß der aktive
Pixelsensor einen größeren Bereich von Lichtintensitäten er
fassen kann, und daß derselbe unter Verwendung von gegenwär
tig existierenden CMOS-Herstellungsprozessen hergestellt
werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen aktiven Pixelsensor gemäß An
spruch 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft einen aktiven Pixelsensor,
der eine Erfassung des empfangenen Lichts über einen größe
ren Dynamikbereich der Lichtintensität liefert, als es ge
genwärtig möglich ist. Ein Gate-Kondensator wird zu einer
Photodiode in dem aktiven Pixelsensor parallel geschaltet,
wenn die Intensität des durch den aktiven Pixelsensor emp
fangenen Lichts bezüglich des Potentials groß genug ist, um
das Ansprechverhalten des aktiven Pixelsensors in den Sätti
gungsbereich zu bringen. Der aktive Pixelsensor behält einen
hohen Empfindlichkeitspegel bei niedrigen Pegeln der empfan
genen Lichtintensität bei. Der aktive Pixelsensor ist mit
preisgünstigen CMOS-Herstellungsprozessen kompatibel.
Ein erstes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung umfaßt einen
aktiven Pixelsensor. Der aktive Pixelsensor umfaßt eine Pho
todiode. Die Photodiode leitet eine Ladung als Funktion der
Intensität des durch die Photodiode empfangenen Lichts. Die
Photodiode weist eine Diodenkapazität auf, die eine Ladung
ansammelt, die von der Photodiode durchgelassen wird, wobei
eine Photodiodenspannung erzeugt wird. Ein geschalteter Kon
densator ist zu der Photodiode parallel geschaltet, wenn die
Photodiodenspannung unter ein vorbestimmtes Spannungspoten
tial abfällt. Eine Kapazität des geschalteten Kondensators
wird zu der Diodenkapazität hinzuaddiert, wenn der geschal
tete Kondensator verbunden ist. Der aktive Pixelsensor um
faßt ferner eine elektronische Schaltungsanordnung, um zu
ermöglichen, daß eine Steuerungseinrichtung die Photodioden
spannung abtastet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dem er
sten Ausführungsbeispiel entspricht, weist jedoch den ge
schalteten Kondensator auf, der ein Gate-Kondensator ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen im Stand der Technik bekannten aktiven Pixel
sensor.
Fig. 2 einen graphischen Verlauf einer Signalspannung der
Photodiode des in Fig. 1 gezeigten, aktiven Pixel
sensors.
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das einen
Gate-Kondensator umfaßt, der zu der Photodiode ei
nes aktiven Pixelsensors parallel geschaltet ist.
Fig. 4 ein Ersatzschaltbild des in Fig. 3 gezeigten Aus
führungsbeispiels.
Fig. 5 einen graphischen Verlauf einer Signalspannung der
Photodiode des in Fig. 3 gezeigten aktiven Pixel
sensors.
Fig. 6 eine Implementierung des in Fig. 3 gezeigten akti
ven Pixelsensors.
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das
mehr als einen Gate-Kondensator umfaßt, der zu der
Photodiode des aktiven Pixelsensors parallel ge
schaltet ist.
Fig. 8 ein Ersatzschaltbild des in Fig. 7 gezeigten Aus
führungsbeispiels.
Fig. 9 einen graphischen Verlauf einer Signalspannung der
Photodiode des in Fig. 7 gezeigten aktiven Pixel
sensors.
Wie es aus Darstellungszwecken in den Zeichnungen gezeigt
ist, ist die Erfindung in einem aktiven Pixelsensor ausge
führt. Der aktive Pixelsensor liefert eine Erfassung der In
tensität des empfangenen Lichts über einem größeren Dynamik
bereich der Lichtintensität, als es gegenwärtig möglich ist.
Ein Gate-Kondensator ist zu einer Photodiode in dem aktiven
Pixelsensor parallel geschaltet, wenn die Intensität des
durch den aktiven Pixelsensor empfangenen Lichts möglicher
weise groß genug ist, um das Ansprechverhalten des aktiven
Pixelsensors in den Sättigungsbereich zu bringen. Ferner ist
der Gate-Kondensator zu der Photodiode in dem aktiven Pixel
sensor nicht parallel geschaltet, wenn die Intensität des
durch den aktiven Pixelsensor empfangenen Lichts niedrig
ist. Folglich behält der aktive Pixelsensor einen hohen
Empfindlichkeitspegel bei niedrigen Pegeln der empfangenen
Lichtintensität bei.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ei
nen Gate-Kondensator GC aufweist, der zu einer Photodiode D2
eines aktiven Pixelsensors parallel geschaltet ist. Der
Gate-Kondensator GC weist eine Gate-Kondensatorvorspannung
GCB auf. Der Gate-Kondensator GC ist an einem Signalknoten
N1 mit der Kathode der Photodiode D2 verbunden. Der aktive
Pixelsensor weist einen Rücksetztransistor Q4, einen Vor
spannungstransistor Q5 und einen Auswähltransistor Q6 auf.
Der aktive Pixelsensor weist ferner eine Leistungsversor
gungsspannung Vdd auf.
Der Rücksetztransistor Q4 ermöglicht es, daß die Photodiode
D1 durch Entladen einer Photodiodenkapazität CD2 zurückge
setzt wird. Eine RST-Leitung (Rücksetzleitung) entlädt die
Photodiodenkapazität CD2, indem die RST-Leitung auf einen
hohen Pegel getaktet wird, um die Kathode der Photodiode D2
auf eine vorbestimmte Rücksetzspannung einzustellen. Die
vorbestimmte Rücksetzspannung für den in Fig. 3 gezeigten,
aktiven Pixelsensor ist das Spannungspotential der RST-Lei
tung minus der Schwellenspannung des Rücksetztransistors Q4.
Der Vorspannungstransistor Q5 und der Auswähltransistor Q6
ermöglichen es, daß eine Steuerungseinrichtung die Photodio
denspannung eines bestimmten aktiven Pixelsensors selektiv
abtastet, indem eine SEL-Leitung (select line = Auswähllei
tung) auf ein Spannungspotential getaktet wird, welches be
wirkt, daß der Vorspannungstransistor Q5 und der Auswähl
transistor Q6 leiten. Wenn der Vorspannungstransistor Q5 und
der Auswähltransistor Q6 leiten, ist die Photodiodenspannung
mit dem PIXOUT-Ausgang gekoppelt. Das PIXOUT-Ausgangssignal
kann abgetastet werden.
Der Gate-Kondensator GC wird gebildet, indem der Source-An
schluß und der Drain-Anschluß eines N-Kanal-FET mit der Ka
thode der Photodiode D2 verbunden werden. Wenn der FET in
dem Gate-Kondensator GC keinen Strom leitet, beeinflußt der
Gate-Kondensator GC die Impedanz nicht, die mit dem Signal
knoten N1 verbunden ist. Wenn jedoch der FET in dem Gate-Kon
densator GC einen Strom leitet, belastet der Gate-Konden
sator den Signalknoten N1 kapazitiv. Die Kapazität des
Gate-Kondensators ist zu der Kapazität CD2 der Photodiode D2
parallel geschaltet, wenn der FET in dem Gate-Kondensator
leitet.
Der FET in dem Gate-Kondensator GC leitet einen Strom, wenn
die Spannung zwischen der Gate-Kondensatorvorspannung GCB
und dem Signalknoten N1 größer als die Schwellenspannung des
FET in dem Gate-Kondensator GC ist. Typischerweise befindet
sich die Schwellenspannung des FET in dem Gate-Kondensator
GC in einem Bereich zwischen 0,8 und 1,2 Volt, abhängig von
der effektiven Kanallänge und der Substratvorspannung des
FET in dem Gate-Kondensator GC.
Die Photodiode D2 leitet Ladung, wenn die Photodiode D2
Licht ausgesetzt ist. Die Ladung, die von der Photodiode D2
geleitet wird, sammelt sich auf der Kapazität, die mit dem
Signalknoten N1 verbunden ist. Die Ladung, die auf der Kapa
zität angesammelt wird, erzeugt an dem Signalknoten N1 ein
negatives Spannungsansprechverhalten. Je größer die Ladungs
menge ist, die von der Photodiode D2 geleitet wird, um so
größer ist die Verringerung des Spannungspotentials an dem
Signalknoten N1. Die Ladungsmenge, die von der Photodiode D2
geleitet wird, ist von der Intensität des durch die Photo
diode D2 empfangenen Lichts abhängig.
Die Gate-Kondensatorvorspannung GCB ist im allgemeinen ein
festes Spannungspotential. Falls die Intensität des durch
die Photodiode D2 empfangenen Lichts groß genug ist, wird
folglich der Gate-Kondensator GC eingeschaltet. Sobald der
Gate-Kondensator GC eingeschaltet ist, wird die Ladung, die
von der Photodiode D2 gesammelt wird, auf einem größeren Ka
pazitätsbetrag aufsummiert. Folglich wird sich das Span
nungspotential an dem Signalknoten N1 weniger schnell ver
ringern.
Fig. 4 zeigt ein Ersatzschaltbild des in Fig. 3 gezeigten
Ausführungsbeispiels. Der Gate-Kondensator GC ist durch ei
nen äquivalenten Gate-Kondensator CGC und einen Schalter SW
dargestellt. Der Schalter SW ist verbunden, wenn das Span
nungspotential des Signalknotens N1 niedriger als ein vorbe
stimmtes Spannungspotential ist. Das vorbestimmte Spannungs
potential ist das Spannungspotential der Gate-Kondensator
vorspannung GCB minus der Schwellenspannung des FET in dem
Gate-Kondensator GC. Der Schalter SW ist offen, wenn das
Spannungspotential des Signalknotens N1 größer als das vor
bestimmte Spannungspotential ist. Das Spannungspotential des
Signalknotens N1 ist von der Ladung, die von der Photodiode
D2 gesammelt wird, direkt abhängig. Die Ladung, die von der
Photodiode D2 gesammelt wird, ist direkt von der Intensität
des durch die Photodiode empfangenen Lichts abhängig. Falls
die Intensität des durch die Photodiode D2 empfangenen
Lichts groß genug ist, wird folglich der Schalter SW ge
schlossen und der äquivalente Gate-Kondensator CGC mit dem
Signalknoten N1 verbunden.
Fig. 5 ist ein graphischer Verlauf einer Signalspannung der
Photodiode D2 des in Fig. 3 gezeigten aktiven Pixelsensors.
Die Signalspannung ist als Referenzspannung minus dem Span
nungspotential des PIXOUT-Ausgangs definiert. Die Referenz
spannung ist als das Spannungspotential des PIXOUT-Ausgangs
definiert, wenn der Signalknoten N1 auf eine vorbestimmte
Rücksetzspannung zurückgesetzt ist. Der graphische Verlauf
zeigt die Signalspannung für zwei unterschiedliche Werte der
Gate-Kondensatorvorspannung GCB. Die Kennlinie 51 zeigt die
Signalspannung für eine erste Gate-Kondensatorvorspannung
GCB. Die Kennlinie 53 zeigt die Signalspannung für eine
zweite Gate-Kondensatorvorspannung GCB. Der FET in dem
Gate-Kondensator wird bei unterschiedlichen Werten der Signal
spannung für die zwei unterschiedlichen Werte der Gate-Kon
densatorvorspannung eingeschaltet. Folglich unterscheiden
sich die Punkte auf den zwei Kennlinien 51, 53, an denen die
Kapazität des Gate-Kondensators GC mit dem Signalknoten N1
verbunden ist.
Für beide Kennlinien 51, 53 ändert sich die Empfindlichkeit
des aktiven Pixelsensors, wenn der Gate-Kondensator GC den
Signalknoten N1 kapazitiv belastet. Die zusätzliche Kapazi
tät verhindert, daß der aktive Pixelsensor in einen nicht
linearen Bereich eintritt, in dem das Spannungspotential an
dem Signalknoten N1 nicht linear mit der erhöhten Intensität
des empfangenen Lichts variiert.
Fig. 6 zeigt eine Implementierung des in Fig. 3 gezeigten
aktiven Pixelsensors. Der aktive Pixelsensor ist auf einem
P-dotierten Substrat 610 gebildet. Der aktive Pixelsensor
weist mehrere N-dotierte Regionen 612, 614, 616, 618 auf.
Der aktive Pixelsensor weist ferner mehrere Gate-Oxidregio
nen 622, 624, 626, 628 auf. Ferner weist der aktive Pixel
sensor mehrere Polysiliziumregionen 630, 632, 634, 636 auf.
Der aktive Pixelsensor weist ferner eine Oxidregion 620 auf.
Eine Metallregion 640 verbindet die N-dotierte Region 612
mit der Polysiliziumregion 634.
Die Photodiode D2 ist durch die N-dotierte Region 612 und
das P-dotierte Substrat 610 gebildet. Der Gate-Kondensator
GC ist durch die Polysiliziumregion 630, die Gate-Oxidregion
622, die N-dotierte Region 612 und das P-dotierte Substrat
610 gebildet. Der Rücksetztransistor Q4 ist durch die Poly
siliziumregion 632, die Gate-Oxidregion 624, die N-dotierte
Region 612, das P-dotierte Substrat 610 und die N-dotierte
Region 614 gebildet. Der Vorspannungstransistor Q5 ist durch
die Polysiliziumregion 634, die Gate-Oxidregion 626, die
N-dotierte Region 614, das P-dotierte Substrat 610 und die
N-dotierte Region 616 gebildet. Der Auswähltransistor Q6 ist
durch die Polysiliziumregion 636, die Gate-Oxidregion 628,
die N-dotierte Region 616, das P-dotierte Substrat 610 und
die N-dotierte Region 618 gebildet. Feldoxidregionen 620,
621 liefern eine Isolation. Eine Metallregion 640 liefert
eine elektrische Verbindung zwischen der N-dotierten Region
612 und der Polysiliziumregion 634.
Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
das mehr als einen Gate-Kondensator umfaßt, der zu der Pho
todiode D2 des aktiven Pixelsensors parallel geschaltet ist.
Im allgemeinen unterscheidet sich eine erste Gate-Kondensa
torvorspannung GCB1 eines ersten Gate-Kondensators GC1 von
einer zweiten Gate-Kondensatorvorspannung GCB2 eines zweiten
Gate-Kondensators GC2. Folglich belastet jeder Gate-Konden
sator GC1, GC2 den Signalknoten N1 für unterschiedliche
Spannungspotentiale des Signalknotens N1 kapazitiv.
Fig. 8 zeigt ein Ersatzschaltbild des in Fig. 7 dargestell
ten Ausführungsbeispiels. Der erste Gate-Kondensator ist
durch einen äquivalenten ersten Gate-Kondensator CGC1 und
einen ersten Schalter SW1 dargestellt. Der zweite Gate-Kon
densator ist durch einen äquivalenten zweiten Gate-Kondensa
tor CGC2 und einen zweiten Schalter SW2 dargestellt.
Fig. 9 ist ein graphischer Verlauf einer Signalspannung der
Photodiode D2 des in Fig. 7 gezeigten aktiven Pixelsensors.
Die Signalspannung ist als Referenzspannung minus dem Span
nungspotential des PIXOUT-Ausgangs definiert. Die Referenz
spannung ist als das Spannungspotential des PIXOUT-Ausgangs
definiert, wenn der Signalknoten N1 auf eine vorbestimmte
Rücksetzspannung zurückgesetzt ist. Der graphische Verlauf
umfaßt einen ersten Knickpunkt 91 und einen zweiten Knick
punkt 93. Die Knickpunkte stellen die Punkte in dem graphi
schen Verlauf dar, an denen ein FET in dem ersten Gate-Kon
densator GC1 und ein FET in dem zweiten Gate-Kondensator GC2
aufgrund des abnehmenden Spannungspotentials des Signalkno
tens N1 zu leiten beginnen.
Claims (9)
1. Aktiver Pixelsensor mit:
einer Photodiode (D2), wobei die Photodiode (D2) eine Ladung als Funktion einer Intensität von durch die Pho todiode (D2) empfangenem Licht leitet, wobei die Photo diode (D2) eine Diodenkapazität aufweist, die die La dung sammelt, die von der Photodiode (D2) geleitet wird, wobei eine Photodiodenspannung erzeugt wird;
einem geschalteten Kondensator, der zu der Photodiode (D2) parallel geschaltet ist, wenn die Photodiodenspan nung unter ein vorbestimmtes Spannungspotential ab fällt, wobei eine Kapazität des geschalteten Kondensa tors zu der Diodenkapazität hinzugefügt wird, wenn der geschaltete Kondensator verbunden ist; und
einer Einrichtung zum Abtasten der Photodiodenspannung.
einer Photodiode (D2), wobei die Photodiode (D2) eine Ladung als Funktion einer Intensität von durch die Pho todiode (D2) empfangenem Licht leitet, wobei die Photo diode (D2) eine Diodenkapazität aufweist, die die La dung sammelt, die von der Photodiode (D2) geleitet wird, wobei eine Photodiodenspannung erzeugt wird;
einem geschalteten Kondensator, der zu der Photodiode (D2) parallel geschaltet ist, wenn die Photodiodenspan nung unter ein vorbestimmtes Spannungspotential ab fällt, wobei eine Kapazität des geschalteten Kondensa tors zu der Diodenkapazität hinzugefügt wird, wenn der geschaltete Kondensator verbunden ist; und
einer Einrichtung zum Abtasten der Photodiodenspannung.
2. Aktiver Pixelsensor gemäß Anspruch 1, bei dem der ge
schaltete Kondensator einen Gate-Kondensator (GC) auf
weist.
3. Aktiver Pixelsensor gemäß Anspruch 2, bei dem der ge
schaltete Kondensator (GC) eine Mehrzahl von parallel
geschalteten Gate-Kondensatoren (GC1, GC2) aufweist.
4. Aktiver Pixelsensor gemäß Anspruch 2, bei dem der
Gate-Kondensator (GC) einen FET umfaßt, wobei ein
Source-Anschluß und ein Drain-Anschluß des FET mit ei
ner Kathode der Photodiode (D2) verbunden sind.
5. Aktiver Pixelsensor gemäß Anspruch 4, bei dem das vor
bestimmte Spannungspotential durch Auswählen einer
Gate-Spannung des FET in dem Gate-Kondensator (GC) aus
gewählt wird.
6. Aktiver Pixelsensor gemäß Anspruch 3, bei dem jeder
Gate-Kondensator (GC1, GC2) einen FET aufweist, wobei
ein Source-Anschluß und ein Drain-Anschluß des FET mit
einer Kathode der Photodiode (D2) verbunden sind.
7. Aktiver Pixelsensor gemäß Anspruch 6, bei dem eine
Mehrzahl von vorbestimmten Spannungspotentialen durch
Auswählen einer Gate-Spannung des FET in jedem
Gate-Kondensator ausgewählt wird.
8. Aktiver Pixelsensor gemäß Anspruch 5, bei dem die
Gate-Spannung variabel einstellbar ist, wodurch das
vorbestimmte Spannungspotential variabel eingestellt
wird.
9. Aktiver Pixelsensor gemäß Anspruch 5, bei dem die Ein
richtung zum Abtasten der Photodiodenspannung einen
Vorspannungstransistor (Q5) und einen Auswähltransistor
(Q6) aufweist.
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