DE69721612T2

DE69721612T2 - Feld aus photoempfindlichen Sensoren

Info

Publication number: DE69721612T2
Application number: DE69721612T
Authority: DE
Inventors: Philippe Venier; Xavier Arreguit
Original assignee: Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
Current assignee: Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2017-02-22
Also published as: US5837993A; EP0792063B1; DE69721612D1; FR2745457A1; EP0792063A1; FR2745457B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Netz aus photoempfindlichen Zellen, in dem jede Zelle dazu dient, ein Ausgangssignal zu liefern, das den örtlichen Kontrast darstellt, der in der Zone vorhanden ist, in der sich diese Zelle innerhalb des Netzes befindet. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Bildaufnehmer, der von einem solchen Netz aus Photoaufnehmern gebildet wird, um das empfangene Licht in eine Gruppe von Signalen umzuwandeln, die die in diesem Licht enthaltene räumliche Photonenenergie darstellen.
Ein solcher Bildaufnehmer ist von einem Typ, den man, analog zum biologischen Auge mit „künstlicher Netzhaut" bezeichnen kann, einer Photoaufnehmervorrichtung, die in der Lage ist, Bündel von Photonenergie in elektrische „Nerven"-Signale umzuwandeln, die man anschließend in irgendeiner Form, die für das auf diese Photoaufnehmervorrichtung auftreffende Licht repräsentativ ist, weiterverarbeiten kann.
Die Photoaufnehmervorrichtung muss Aufnehmer umfassen, die die photoelektrische Umwandlung des Lichtes sicherstellen, welches von der der Aufnahme unterzogenen Szene reflektiert wird. Diese Aufnehmer erlauben es, Signale zu erhalten, die der Leuchtdichte L(x) der Vektoren x dieser Szene proportional sind. Die Leuchtdichte L(x) ist proportional zur Belichtung E(x) der Szene und dem Reflexionskoeffizienten ρ(x) der Flächen der die Szene bildenden Gegenstände. Für eine Wahrnehmungsverarbeitung ist der wichtige Parameter der Reflexionskoeffizient, denn er kennzeichnet die Oberfläche der verschiedenen Gegenstände unabhängig von der Belichtungsart.
Wenn die Belichtung für die gesamte Szene nicht konstant ist, lässt sich der Reflexionskoeffizient nicht einfach von der Leuchtdichte ableiten. Es ist vielmehr erforderlich, eine Annahme hinsichtlich der Belichtungsart E(x) zu treffen. Unter den tatsächlichen Beleuchtungsbedingungen kann man annehmen, dass die Belichtung örtlich konstant ist.
Somit erhält man für jeden Punkt der Szene, durch Berechnen des örtlichen Kontrastes, d. h. des Verhältnisses der Leuchtdichte L(x) zu dem örtlichen Mittelwert L_moy(x) der Leuchtdichte, eine Größe, die zu dem Reflexionskoeffizienten ρ(x) direkt proportional ist.
Für Bilder, die mit CCD- oder CMOS-Aufnehmern erhalten wurden, lässt sich diese Art der Verarbeitung anwenden; sie lässt sich jedoch nur dann korrekt durchführen, wenn das Bild die Gesamtdynamik der Leuchtdichte der geprüften Szene enthält, wie die im Bereich der biologischen Netzhaut durchgeführte Verarbeitung abläuft.
Andererseits können die Beleuchtungsumgebungsbedingungen sehr stark variieren, typischerweise in sieben Größenordnungen, wenn man beispielweise einerseits das Licht einer Nacht ohne Mondschein und andererseits das Licht bei voller Sonne betrachtet.
Für eine korrekte Verarbeitung ist es daher notwendig, dass kein Teil des empfangenen Bildes über- oder unterbelichtet ist. Bei tatsächlichen Szenen sind die Situationen einer Über- oder Unterbelichtung eines Teils des Bildes sehr häufig, und es ist somit nicht möglich, nachträglich den Reflexionskoeffizienten ρ(x) wiederzufinden. Außerdem erfordert diese Verarbeitung, berechnet mit herkömmlichen numerischen oder sequentiellen Mitteln, zu viel Zeit, um eine Wahrnehmungsverarbeitung in Echtzeit zu ermöglichen.
Durch die US 5 130 563 ist ein Netz aus photoempfindlichen Zellen bekannt, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definiert ist.
In diesem Fall weist jede Zelle des Netzes ein photoempfindliches Element und eine vertikale Konduktanz auf. Das Ausgangssignal der Zelle wird an dieser vertikalen Konduktanz nach Verarbeitung in einer Pegeländerungsstufe abgegriffen. Die Konduktanz wird mit Konduktanzen parallel geschaltet, deren Wert durch die entsprechenden Ausgangssignale anderer Zellen des Netzes gesteuert wird.
Die Erfindung hat zum Ziel, das in dem vorgenannten Dokument beschriebene Netz aus photoempfindlichen Zellen zu perfektionieren, um eine Berechnung des Reflexionskoeffizienten der Oberflächen der betrachteten Szene zu ermöglichen, wobei die mit der Rechenzeit zusammenhängenden Probleme einer Über- und Unterbelichtung vermieden werden.
Die Erfindung hat somit zum Gegenstand ein Netz aus photoempfindlichen Zellen mit den Merkmalen, die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 definiert sind.
Dank dieser Merkmale erfolgt die Berechnung des Reflexionskoeffizienten örtlich in jeder Zelle oder jedem Pixel der Netzhaut. Es wird somit möglich, in demselben Netz bzw. in derselben Netzhaut mehrere Zonen zu haben, die jeweils mit Beleuchtungspegeln arbeiten, welche um mehrere Größenordnungen verschieden sind. Außerdem erfolgt die Bestimmung des Reflexionskoeffizienten augenblicklich und gleichzeitig für sämtliche Zellen des Netzes, so dass eine Verarbeitung in Echtzeit möglich ist.
Außerdem ist es bei Sicherstellung einer zufriedenstellenden Empfindlichkeit des Netzes im Bereich jeder Zelle möglich, dank der Erfindung in dem Netz der Zellen einen guten Kompromiss zwischen der räumlich-zeitlichen Auflösung und dem Signal/Rausch-Verhältnis der Ausgangssignale zu erzielen, insbesondere bei schwacher Beleuchtung. Außerdem erlaubt das Netz aus Zellen gemäß der Erfindung eine Begrenzung der Anzahl aktiver Komponenten jeder Zelle auf einen Mindestwert.
Das Netz gemäß der Erfindung hat eine große Anpassungsfähigkeit an Belichtungsbedingungen von tatsächlichen Szenen, die es erlaubt, aus der auftreffenden Leuchtdichte eine Information hinsichtlich der Oberflächen der Gegenstände der Szene unabhängig von der Belichtungsart zu gewinnen.
Außerdem läuft die in jeder Zelle des Netzes durchgeführte Verarbeitung im Strommodus ab, wobei jede Zelle an ihrem Ausgang eine von einem Strom gebildete Information liefert. Eine solche Information kann durch eine Frequenz-Strom-Umwandlung unmittelbar ausgewertet werden.
In einer Promotionsarbeit, die im Juni 1994 von dem Institut Polytechnique de Grenoble, Frankreich, veröffentlicht wurde und den Titel „Le traitement neuronal de l'information dans la rétine des verébrés: un creuset d'idées pour la vision artificielle" ("Die neuronale Verarbeitung von Informationen in der Netzhaut der Wirbeltiere: ein Schmelztiegel von Ideen für die künstliche Vision") trägt, hat W. Beaudot (Laboratoire de Traitement d'Images et de Reconnaissance de Formes de Grenoble, Frankreich) die Übertragungsfunktion der Netzhaut der Wirbeltiere analysiert. Es hat sich herausgestellt, dass das Ansprechverhalten eines biologischen Photoaufnehmers die Form eines Bündels aus Sigmoiden hat, die jeweils die pseudologarithmische Kompression der Beleuchtung für einen speziellen Pegel derselben gemäß dem Michaelis-Menten-Gesetz darstellen.
In der folgenden Beschreibung werden mit Sigma-Kompression, -Konversion bzw. -Übertragungsfunktion die dem letztgenannten Typ entsprechenden bzw. äquivalenten Kompressions- bzw. Übertragungsfunktionen bezeichnet.
Der Autor der Promotionsarbeit schlägt ferner ein äquivalentes elektrisches Modell vor, das ein solches Ansprechverhalten ermöglicht. Dieses äquivalente Modell berücksichtigt somit das Michaelis-Menten-Gesetz, das dynamisch gesteuert wird, indem es eine Adaption dieses Gesetzes in Abhängigkeit von statistischen Eigenschaften des Lichtes ermöglicht, bei dem es darum geht, es in auswertbare Signale umzukodieren. Diese Umkodierung geht in der Tat darauf zurück, dass die Empfindlichkeit jedes Photoaufnehmers örtlich im Netz in Abhängigkeit von der mittleren Intensität und dem Abweichungstyp der Lichtintensität, welche örtlich geschätzt werden, verstellt wird. In jedem Fall enthält das vorgenannte Werk keinerlei praktische Implementierung des vorgeschlagenen elektrischen Modells.
Weitere interessante Besonderheiten des Gegenstands der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
So ist gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung die zweite Rechnerschaltung so ausgebildet, dass sie den Messstrom in der Weise gewinnt, dass hieraus eine Sigma-Kompression des Verhältnisses zwischen dem die örtliche Beleuchtung darstellenden Strom und dem mittleren Strom resultiert.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch die zweite Rechnerschaltung so ausgebildet, dass sie den Messstrom aus der folgenden Gleichung gewinnt:
worin: I_out Messstrom;
k und l Indices in X und Y-Richtung einer betreffenden Zelle in dem zweidimensionalen Netz;
I_o Strom, der von einer in jeder betreffenden Zelle vorgesehenen Stromquelle geliefert wird;
f_R Faltungskern aus Gaußscher Form
I_ph Strom in dem Photoaufnehmer
I_moy mittlerer Strom
Wie ersichtlich, ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Werte des Stroms I_ph nahe des Stromes I_moy der Messstrom I_out proportional zu dem Verhältnis I_ph/I_moy, d. h. proportional zum örtlichen Kontrast. Für Werte des Stromes I_ph, die sehr viel kleiner oder sehr viel größer als der Strom I_moy sind, tendiert der Messstrom I_out zu 0 und zu ∫f_R(k,l)·I₀, der ein Mehrfaches des Stromes I_o ist. Diese zweite Ausführungsform erlaubt es somit, auch einen Messstrom mit ansteigendem, monotonem und gesättigtem Verhalten zu erhalten.
Im übrigen sei darauf hingewiesen, dass es aus der US-A-4 400 729, die ein Netz aus photoempfindlichen Zellen des Typs der vorliegenden Erfindung betrifft, bekannt ist, eine Korrektur des Ausgangssignals jeder Zelle unter Verwendung der Bildinformation der benachbarten Zellen vorzunehmen. Zu diesem Zweck werden die von den photoempfindlichen Elementen erzeugten Signale einer Berechnung des Mittelwertes der Unterschiede unterzogen, die ausgehend von Signalen erhalten wurden, welche von vier angrenzenden Zellen im Netz erzeugt wurden. Es handelt sich somit um einen anderen Rechenprozess als demjenigen, der in dem Netz gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Außerdem befasst sich das vorbekannte Dokument nicht mit der Erzeugung eines Messstromes mit ansteigender, monotoner und gesättigter Funktion.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die lediglich beispielhaft gegeben wird und sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, in denen:
die 1 ein symbolisches Schema ist, das das Prinzip darstellt, welches die Grundlage für die Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist;
die 2 ein detaillierteres Schema ist, welches das gleiche Grundprinzip darstellt;
die 3 ein detailliertes Schema einiger Zellen eines Bildaufnehmers ist, welcher das Netz aus Zellen gemäß der Erfindung verwendet;
die 4 ein Graph ist, der das Verhältnis der in einer Zelle des Aufnehmers fließenden Ströme I_log und I_o in Abhängigkeit von dem Logarithmus des Verhältnisses der ebenfalls im Aufnehmer fließenden Ströme I_ph und I_moy zeigt, wobei die Kurve mit einer durch die theoretische Berechnung erhaltenen analogen Kurve verglichen wird;
die 5 ein Graph ist, der den Ausgangsstrom I_log der Sigma-Kompressionsschaltung einer Zelle des Aufnehmers in Abhängigkeit von dem in dem photoempfindlichen Element dieser Zelle fließenden Strom I_ph zeigt, wobei die Kurve mit einer durch die theoretische Berechnung erhaltenen analogen Kurve verglichen wird;
die 6 bei a), b) und c) drei Graphen zeigt, die die Funktionsweise des Adaptionsfilters darstellen, welcher in jeder Zelle des Bildaufnehmers gemäß der Erfindung verwendet wird;
die 7 ein detailliertes Schema einer Variante des Bildaufnehmers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
die 8 in schematischer Weise das Prinzip darstellt, welches der zweiten Ausführungsform der Erfindung zugrunde liegt;
die 9 in detaillierterer Weise das in 8 dargestellte Grundprinzip veranschaulicht; und
die 10 ein Schema einer Zelle eines zweidimensionalen Bildaufnehmers ist, der nach einem hexagonalen Schema angeschlossen ist und das Grundprinzip der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet.
Der Bildaufnehmer gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung (ein Aufnehmer, der auch als „künstliche Netzhaut" bezeichnet wird) ist auf der Grundlage des theoretischen Modells konzipiert, das von dem Autor der vorgenannten Promotionsarbeit ausgehend von Untersuchungen entwickelt wurde, welche an den Netzhäuten bestimmter Wirbeltiere durchgeführt wurden. Er setzt somit das Michaelis-Menten-Gesetz um, um eine Sigma-Kompression des Lichtintensitätssignals aufgrund der Beleuchtung des Aufnehmers zu realisieren und somit den gesamten Bereich der Beleuchtungspegel (ungefähr sieben Größenordnungen) zu berücksichtigen, den der Aufnehmer im allgemeinen empfangen kann. Die Sigma-Kompression wird in Intensitätsfenstern entsprechend dem Empfindlichkeitsbereich des Photorezeptors realisiert, wo bei die Anpassung an einen vorgegebenen Intensitätspegel dadurch bestimmt wird, dass der Mittelwert der Intensität verwendet wird, der mindestens eine Gruppe von Photorezeptoren ausgesetzt ist.
Das Michealis-Menten-Gesetz lässt sich wie folgt ausdrücken:
worin R_log das Ansprechverhalten eines Photorezeptors ist, K eine Konstante ist, N_o der mittlere Pegel der Beleuchtung einer Gruppe von Photorezeptoren des Aufnehmers ist und N der Beleuchtungspegel des in dieser Gruppe betrachteten Photorezeptors ist.
Die 1 stellt das Prinzip einer Schaltung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dar, die die Umsetzung des vorgenannten Gesetzes erlaubt. Die Schaltung, die als „adaptive Sigma-Kompressionsschaltung" bezeichnet wird, hat die Form eines Stromteilers und weist eine Stromquelle 1 auf, welche mit einer Versorgungsspannungsquelle V_DD 2 verbunden ist und einen Konstantstrom I_o liefert.
Die Konstantstromquelle 1 ist mit zwei Konduktanzen 3 und 4 verbunden, die verstellbar sind, und zwar die eine als Funktion eines von mindestens einem Fotorezeptor 5 erzeugten Stromes I_ph und die andere durch eine Rechnerschaltung 6, die einen Strom I_moy bestimmt. Dies ist der „Mittelwert" der Ströme, die von einer Gruppe von Fotodetektoren erzeugt wurden, von welcher der betrachtete Fotodetektor einen Teil bildet. Der Strom I_moy stellt den mittleren Beleuchtungspegel dar (wobei der Ausdruck „Mittelwert" somit nicht im strikt mathematischen Sinne zu verstehen ist). Die Konduktanzen 3 und 4 werden von Strömen durchflossen, welche mit I_log bzw. I_t bezeichnet werden.
Der Strom I_log hat folgende Form:
worin G₁ und G₂ die Werte der Konduktanzen 3 und 4 sind. Mit G₁ = kI_ph und G₂ = kI_moy erhält man:
eine Gleichung, die dem oben erwähnten Michaelis-Menten-Gesetz entspricht.
Die beschriebene Schaltung lässt sich unter Verwendung verschiedener Halbleitertechnologien realisieren. Im folgenden wird als Beispiel eine Realisierung mit Hilfe von MOS-Transistoren beschrieben. Die 2 zeigt die Implementierung der Grundschaltung mit Hilfe dieser Transistoren, die mit schwacher Inversion arbeiten, d. h. in demjenigen Abschnitt ihrer charakteristischen Kurve, der ein Exponentialverhalten zeigt.
Genauer gesagt, weist die adaptive Kompressionsschaltung gemäß der Erfindung vier Transistoren P1, P2, P3 und P4 vom P-Typ auf. Der Transistor P2 bildet die Konduktanz 3, während der Transistor P3 die Konduktanz 4 bildet. Die Source-Drain-Strecke des Transistors P1 wird von dem Strom I_ph durchflossen, und sein Gate ist mit seinem Drain verbunden. Die Source ist mit einem der Anschlüsse einer Spannungsquelle 7 verbunden, welche die Spannung V_E liefert.
Das Gate des Transistors P1 ist mit demjenigen des Transistors P2 verbunden, in welchem der Steuerstrom I_log fließt. Seine Source ist mit der Stromquelle 1 verbunden, die den Strom I₀ liefert. Somit wird die von dem Transistor P2 gebildete Konduktanz von dem Transistor P1 geregelt.
Der Transistor P3 ist außerdem mit der Stromquelle 1 verbunden, und sein Gate ist mit demjenigen des Transistors P4 verbunden, an dessen Source das Potential V_E der Spannungsquelle 7 anliegt. Die Source-Drain-Strecke des Transistors P4 wird von dem Strom I_moy durchflossen, und sein Gate ist mit seinem Drain verbunden. Als Folge regelt der Transistor P4 die von dem Transistor P3 gebildete Konduktanz.
Was die Transistoren P1 bis P4 betrifft, die wie in 2 dargestellt angeschlossen sind, lassen sich die folgenden Gleichungen aufstellen:
in denen I_D0 der spezifische Strom jedes Transistors ist, V₀, V₁, V₂ die in 2 angedeuteten entsprechenden Potentiale sind, n der Steilheitsfaktor ist und U_T das Wärmepotential jedes Transistors ist.
Im übrigen gilt: Ilog + I1 = I0 (8)
Durch Verknüpfen der obigen Gleichungen (4) bis (8) ergibt sich:
welche der gesuchten Gleichung (3) entspricht.
Die 3 stellt mehr im Detail dar, wie ein Bildaufnehmer gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Der Aufnehmer enthält eine große Anzahl von Zellen, die untereinander in einer vorgegebenen Konfiguration verbunden sind, welche linear (wie dargestellt), hexagonal oder anders sein kann. In 3 sind in schematischer Weise lediglich drei Zellen dieses Netzes dargestellt, und zwar die Zellen C_n , C_n-i und C_n+i . Da alle Zellen identisch sind, sind lediglich die Zellen C_n-i und C_n im Detail dargestellt.
Wie ersichtlich, weist die Zelle C_n drei Funktionsblöcke auf, und zwar die adaptive Sigma-Kompressionsschaltung 8, die bereits anhand der 2 teilweise beschrieben wurde, eine Mittelwert-Rechnerschaltung 9 und ein adaptives Niederpassfilter 10, das insbesondere einen Ausgang S_n aufweist, an dem ein Nutzsignal erscheint, das den Kontrast in der Zone der Zelle C_n darstellt.
Außerdem weist der Bildaufnehmer eine Polarisationsschaltung 11 auf, die sämtlichen Zellen gemeinsam ist, aus denen er zusammengesetzt ist.
In 3 sind die Transistoren P1 bis P4 zu erkennen, die bereits anhand der 2 untersucht wurden. Die Source-Drain-Strecke des Transistors P1 ist in Reihe mit einer Fotodiode 12 geschaltet, die den Strom I_ph in Abhängigkeit von der Beleuchtung abgibt, der diese Zelle örtlich ausgesetzt ist. Die Spannungsquelle 7, die das Potential V_E liefert, wird von einem Transistor P5 gebildet, dessen Source mit der Spannungsquelle V_DD verbunden ist und dessen Drain an den Sources der Transistoren P1 und P4 angeschlossen ist.
Die Stromquelle 1, die den Strom I₀ liefert, wird von einem Transistor P6 gebildet. Das Gate des letzteren ist einem Potential V_gI0 ausgesetzt, während seine Source-Drain-Strecke zwischen die Spannungsquelle 2 und die Sources der Transistoren P2 und P3 geschaltet ist.
Ein Transistor P7 ist als Stromspiegel zu dem Transistor P1 angeordnet und gibt somit einen Strom I_ph ab, der die Abbildung des in der Fotodiode 12 fließenden Stromes ist.
Die Rechenschaltung 9 bildet mit ihren Äquivalenten in den anderen Zellen ein (hier lateral) übertragendes Netz, zusammengesetzt aus einer sogenannten „vertikalen" Konduktanz, die von einem Transistor P8 gebildet wird, und einer sogenannten „lateralen" Konduktanz, die von einem Transistor P9 gebildet wird. Der Knoten J1 zwischen den Drain-Source-Strecken der Transistoren P8 und P9 ist mit dem Drain des Transistors P7 verbunden, und zwar über diesen Knoten, so dass der Strom I_ph der betrachteten Zelle lateral zu den benachbarten Zellen durch die Transistoren P9 und vertikal durch den Transistor P8 der betrachteten Zelle verteilt wird.
Die Source-Drain-Strecke des Transistors P8 ist mit derjenigen eines Transistors N1 in Reihe geschaltet, der an Masse liegt und mit einem anderen Transistor N2 einen Stromspiegel bildet.
Der Transistor P8 wird von einem Strom durchflossen, der die mittlere Beleuchtung darstellt, welche auf den Bildaufnehmer zumindest in der Zone nächst der betrachteten Zelle Cn auftrifft. Da der Transistor N2 als Stromspiegel geschaltet ist, wird er von einem Strom I_moy durchflossen, der diese mittlere Beleuchtung darstellt. Da im übrigen die Source-Drain-Strecken der Transistoren P4 und N2 in Reihe geschaltet sind, wird der Transistor P4 von demselben Strom I_moy durchflossen.
Es ist zu beachten, dass der Transistor N1, außer dass er den Strom I_moy in dem Transistor N2 erwidern kann, außerdem in der Lage ist, das Potential festzulegen, auf dem der von den Transistoren P8 und P9 gebildeten Stromteile arbeitet.
Die Diffusionslänge (anders gesagt, die Anzahl der Zellen, in denen der Strom I_ph der betrachteten Zelle noch zu spüren ist), wird durch das Verhältnis der Konduktanzen der Transistoren P8 und P9 nach der folgenden Formel bestimmt:
worin L die Diffusionslänge und G_P8 und G_P9 die Konduktanzen der Transistoren P8 bzw. P9 ist. Das fragliche Verhältnis wird durch die der Gesamtheit der Zellen gemeinsame Polarisationsschaltung 11 festgelegt.
Die Polarisationsschaltung weist zwei Transistoren P13 und P14 auf, welche die Polarisation der Transistoren P8 bzw. P9 der Zellen festlegen. Die Diffusionslänge lässt sich somit als ein Stromverhältnis wie folgt schreiben:
Die 4 zeigt einen Graphen des Verhältnisses I_log/I₀ bzw. I_log-th/I₀ in Abhängigkeit von dem Wert In(I_ph/I_m _oy), wobei die Kurve A den an der Schaltung der 3 abgelesenen Verlauf und die Kurve B den ausgehend von der Theorie berechneten Verlauf zeigen. Wie ersichtlich, folgt die von der Schaltung gemäß der Erfindung vorgenommene Sigma-Kompression einem großen Teil der theoretischen Kurve, und sie erstreckt sich über ein wenig mehr als zwei Größenordnungen.
Die 5 ist ein Graph, der das Verhalten des Stroms I_log (Kurve C) bzw. I_log-th (Kurve D) in Nanoampéres (nA) in Abhängigkeit von dem Strom I_ph, ebenfalls in nA, zeigt. Die Kurve C wurde an der zentralen Zelle eines Bildaufnehmers der Erfindung gewonnen, welcher aus 50 Zellen entsprechend dem Schema der 3 zusammengesetzt ist, wobei die zentrale Zelle eine veränderliche Lichtintensität empfängt, während die anderen Zellen mit einer konstanten und gleichmäßigen Belichtung beleuchtet werden. Es ist hier ersichtlich, dass der Versuchsfall sehr eng dem theoretischen Fall folgt, welcher durch die Berechnung nach dem Michaelis-Menten-Gesetz ermittelt wurde. Die Diffusionslänge L wurde zu 10I_log-th gewählt.
Es wird nun das adaptive Niederpassfilter beschrieben, das in 3 mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet wird und in jeder Zelle des Bildaufnehmers gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dieses Filter dient dazu, das Signal/Rausch-Verhältnis für die schwachen Intensitäten zu verbessern, denen die Zellen des Aufnehmers ausgesetzt sein können.
Wie die Schaltungen zum Berechnen des Mittelwertes der Zellen bildet das Niederpassfilter 10 mit seinen Äquivalenten in den anderen Zellen ein Diffusionsnetz. Jedes Filter 10 weist somit einen „lateralen" Transistor P10 und einen „vertikalen". Transistor P11 auf, die untereinander im Bereich eines Knotens J2 verbunden sind, dern der in der Sigma-Kompressionsschaltung 8 der Zelle erzeugte Strom I_log zugeführt wird. Der Transistor P11 ist in Reihe geschaltet mit einem Transistor N3, der mit einem Transistor N4 einen Stromspiegel bildet, durch den der Ausgangsstrom I_out der Zelle erzeugt werden kann, wobei dieser Ausgangsstrom in den Anschluss des Ausgangs S_n der Zelle fließt. Der Knoten J2 ist an den Transistor P10 der benachbarten Zelle (hier der Zelle Cn+1) angeschlossen. Ein Kondensator C2 ist zwischen den Knoten J2 und die Masse geschaltet.
Der Transistor P11 bildet eine regelbare Konduktanz, die durch den Strom I_m _oy polarisiert wird, welcher in der Rechnerschaltung 9 der Zelle unter Zwischenschaltung zweier weiterer in Reihe geschalteter Transistoren P12 und N5 berechnet wird.
Die Polarisation der lateralen Transistoren P10 der Filter sämtlicher Zellen wird durch einen Transistor P15 sichergestellt, dessen Gate an den Gates sämtlicher lateraler Transistoren angeschlossen ist und der einen Teil der gemeinsamen Polarisationsschaltung 11 bildet.
Es ist somit ersichtlich, dass das adaptive Niederpassfilter 10 durch den Strom I_moy geregelt wird, der, wie man bereits gesehen hat, einem räumlich-zeitlichen Mittelwert der Beleuchtung im Bereich einer vorgegebenen Anzahl benachbarter Zellen entspricht. Da der Strom I_moy sich von einer Zelle zur anderen wenig ändert, lässt sich bezüglich einer vorgegebenen Anzahl von Zellen eine Raumkonstante δ wie folgt definieren:
worin L_N die Diffusionslänge des von den Filtern 10 gebildeten Diffusionsnetzes ist, G_P10 und G_P15 die von den entsprechenden Transistoren P10 und P15 gebildeten Konduktanzen sind, und I_P15 der Strom ist, der in dem Transistor P15 der Polarisationsschaltung 11 fließt.
Aus dem Ausdruck (13) ist ersichtlich, dass die Raumkonstante δ umgekehrt proportional zu dem mittleren Beleuchtungspegel ist.
Die Zeitkonstante τ des Filters 10 kann wie folgt definiert werden:
worin n, g_m und U_T für den Transistor P11 charakteristische Parameter sind.
Wie ersichtlich, ist die Zeitkonstante τ ebenfalls umgekehrt proportional zu dem mittleren Beleuchtungspegel.
Mit anderen Worten erlaubt das adaptive Filter 10 in jeder Zelle sowohl räumlich wie auch zeitlich eine Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses für schwache Lichtintensitäten, allerdings auf Kosten der räumlichen und zeitlichen Auflösung des Bildaufnehmers.
Die 6 zeigt den Einfluss des adaptiven Filters 10 auf das Ergebnis der von dem beschriebenen Bildaufnehmer durchgeführten Messung. Die drei bei a), b) und c) sichtbaren Graphen gelten für die Zellen Nr. 25 bis 34 eines eindimensionalen Netzes von 50 Zellen, die wie in 3 ausgebildet sind, wobei die zentrale Zelle 25 veränderlich beleuchtet wird und die anderen Zellen eine gleichmäßige Beleuchtung empfangen. Die Graphen stellen den Ausgangsstrom I_out für jede der betreffenden Zellen Nr. 25 bis 34 dar und entsprechen einem mittleren Beleuchtungsstrom I_moy = 100 pA, I_moy = 1 nA bzw. I_moy = 10 nA. Jeder Graph stellt drei Kurven dar, die für eine Beleuchtung der zentralen Zelle Nr. 25 gewonnen wurden, für welche das Verhältnis I_ph/I_moy 100, 1 bzw. 5 betrug.
Man sieht, dass, je schwächer der Strom I_moy ist, desto langsamer die Rückkehr zu dem Mittelwert und desto größer die Diffusionslänge L_F. Eine Entwicklung der verschiedenen Größen in diesem Sinne geht einher mit einer Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses des Ausgangssignals.
Die 7 stellt eine Variante der ersten Ausführungsform des Bildaufnehmers gemäß der Erfindung dar. Sie unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen durch die Art und Weise, in der das adaptive Niederpassfilter 10 polarisiert wird. Während in 3, wie ersichtlich, der „vertikale" Zweig (Transistoren P11 und N3) durch den Strom I_moy über die Transistoren P12 und N5 polarisiert wird, ist es bei der Ausführungsform der 7 der „laterale" Zweig, der durch diesen Parameter über den Transistor N2 polarisiert wird, dessen Gate mit dem Gate des Transistors P10 in derselben Zelle verbunden ist. Im übrigen enthält die Polarisationsschaltung anstelle des Transistors P15 einen Transistor N6, der den Transistor P11 des adaptiven Filters mit einem für sämtliche Zellen identischen Wert polarisiert.
Eine andere Variante dieser ersten Ausführungsform besteht darin, für die Transistoren P1 bis P4 und P7 der Sigma-Kompressionsschaltung 8 Transistoren vom MOS-CLTB-Typ (Compatible Lateral Bipolar Transistor bzw. bipolarer Transistor mit lateraler Kompatibilität) zu verwenden, die MOS-Transistoren gegebenenfalls kaskadenförmig zugeordnet sind, und zwar in Anordnungen, welche in zwei Werken beschrieben wurden, dem einen von X. Arreguit in der Promotionsarbeit Nr. 817, 1989 in der Ecole Polytechnique Federale Lausanne (Schweiz) und dem anderen von E. Vittoz in IEEE, Journal of Solid State Circuits, Band SC-18, Nr. 3, Juni 1983, mit dem Titel „MOS Transistors Operated in the Lateral Bipolar Mode and their Application in CMOS Technology". In der Funktionsebene entsprechen sich die Schaltungen der 3 und 7.
Die beschriebenen und in den 3 und 7 dargestellten Ausführungsformen sind in dem Sinne eindimensional, dass sich das Netz nur in eine Richtung erstreckt. Indessen umfasst die Erfindung angesichts von in diesem Bereich bekannten pseudobiologischen neuronalen Netzen auch sogenannte multidimensionale Netze (größer als eine Dimension). Beispielsweise könnten in einem dreidimensionalen Netz die Knoten J1 und J2 mit entsprechenden Knoten verbunden sein, die in den Zellen von Netzen angeordnet sind, welche in „Ebenen" oberhalb und/oder unterhalb des einen oder anderen der in den 3 und 7 dargestellten Netze liegen.
Es wird nun eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme insbesondere auf die 8 bis 10 beschrieben. Es wird sich zeigen, dass diese Lösung zu durchaus vergleichbaren Ergebnissen wie die Schaltung der vorhergehenden Figuren führt. Die zweite Lösung hat jedoch einen zusätzlichen Vorteil in dem Sinne, dass die praktische Realisierung Paarungsfehlern der verwendeten Komponenten weniger unterworfen ist.
Um das Verständnis des folgenden zu erleichtern, wird allen Bezugszeichen in Form von Buchstaben oder Zahlen ein Suffix „a" beigegeben, um die entsprechenden Komponenten von denjenigen zu unterscheiden, die bei der vorhergehenden Ausführungsform verwendet wurden.
Die 1 stellt das Prinzip dar, das dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung zugrunde liegt. Die dargestellte Schaltung erlaubt die Gewinnung des Messstromes nach folgender Gleichung:
worin: I_out Messstrom;
k und 1 Indices in X und Y-Richtung einer betreffenden Zelle in dem zweidimensionalen Netz;
I_o Strom, der von einer in jeder betreffenden Zelle vorgesehenen Stromquelle geliefert wird;
f_R Faltungskern aus Gaußscher Form
I_ph Strom in dem Photoaufnehmer
I_moy mittlerer Strom
Die 8 zeigt das sehr vereinfachte Schema dreier Zellen oder Pixel k-1, k und k+1 eines photoempfindlichen Netzes oder einer Netzhaut, die hier in Form eines eindimensionalen Netzes angeordnet sind. Jede Zelle enthält ein photoempfindliches Element 1a wie z. B. eine Photodiode, die den Strom I_ph(k) liefert, sowie eine Konstantstromquelle 2a, die den Strom I₀ für diese Zelle bzw. dieses Pixel liefert.
Jede Zelle verkörpert eine vertikale Konduktanz 3a oder G_VER(k), durch die der berechnete Messstrom I_out(k) fließt, welcher das Ausgangssignal des Pixels bildet. Der Verbindungsknoten zwischen der Stromquelle 2a und der vertikalen Konduktanz 3a ist mit zwei lateralen Konduktanzen 4a und 5a oder GLAT1(k) und GLAT2(k) verbunden, welche mit den lateralen Konduktanzen der links bzw. rechts benachbarten Zellen verbunden sind. Das Funktionsprinzip besteht darin, die Konduktanzen 3a, 4a und 5a in Abhängigkeit von dem auf das Netz projizierten globalen Bild zu modifizieren.
Der Strom I_ph(k) ist proportional zu der auftreffenden Leuchtdichte L(k), die den Wert der vertikalen Konduktanz 3a proportional moduliert. Außerdem enthält das Netz Mittel (die nicht in 8 dargestellt sind, jedoch später beschrieben werden), um einen räumlichen Mittelwert der Ströme I_ph der benachbarten Zellen für den mittleren Strom I_moy(k) zu ermitteln, was es erlaubt, die lateralen Konduktanzen 4a und 5a in jeder Zelle k zu modulieren.
Es hat sich gezeigt, dass sich mit diesem Konzept des Netzes ein Messstrom I_out(k) für jedes Pixel erhalten lässt, der proportional zu dem Verhältnis der Leuchtdichte L(k) zu einem örtlichen Mittelwert der Leuchtdichte ist, derart, dass das Netz in die Lage versetzt wird, ein zufriedenstellendes globales Ausgangssignal zu liefern, selbst wenn die Pegel der auf die unterschiedlichen Zonen des Netzes auftreffenden Leuchtdichte um mehrere Größenordnungen unterschiedlich sind.
In 9 ist ein Beispiel zur Implementierung der zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Die vertikale Konduktanz wird durch einen Transistor P2a mit schwacher Inversion realisiert, wobei sein Gate-Potential durch den Transistor P1a gesteuert wird, der von dem Strom durchflossen wird, welcher aus dem photoempfindlichen Element (nicht dargestellt in 9) kommt.
Die lateralen Konduktanzen 4a und 5a werden von den Transistoren P4a bzw. P5a, ebenfalls mit schwacher Inversion, verkörpert, wobei das Gatepotential von einem Transistor P6a gesteuert wird, der von dem Strom I_moy durchflossen wird. Der mittlere Strom I_moy wird über Transistoren N1a und N2a, die als Stromspiegel geschaltet sind, und den Transistor N4a erhalten, welcher mit seiner Drain-Source-Strecke an den entsprechenden Transistoren der benachbarten Zellen angeschlossen ist.
Unter der Annahme vereinfachter Hypothesen hinsichtlich der Verteilung der Ströme I_ph(k) lässt sich zeigen, dass die Größe der Zone, in der die Normalisierung des Nutzsignals stattfindet, unabhängig von dem Absolutpegel der Leuchtdichte ist und durch die folgende Raumkonstante C festgelegt wird:
Wie bereits oben angedeutet, besteht eine Schwierigkeit, auf die man bei der Realisierung des Netzes gemäß der Erfindung stoßen kann, in der Gefahr, dass bestimmte Transistorpaare nur mittelmäßig gepaart sind, was zu Fehlern in der Bestimmung bestimmter berechneter Größen in jeder Zelle führen kann.
Die Schaltung der 9 ist gegenüber diesem Fehler weniger empfindlich als die anhand der ersten Ausführungsform der Erfindung beschriebenen Schaltungen, was die Stromquelle 2a und die Verwendung des Stromes I_moy betrifft. Wenngleich der Strom I₀ in jede Zelle eingeführt wurde, diffundiert er dennoch teilweise lateral in das Netz, derart, dass jeglicher Unterschied zwischen den in die benachbarten Pixel eingeführten Ströme räumlich gefiltert wird. Was den Strom I_moy betrifft, dient er lediglich dazu, die lateralen Konduktanzen 4a und 5a zu polarisieren, deren Wirkung sich nicht nur in der betrachteten individuellen Zelle, sondern auch lateral spüren lässt, da sie die Normalisierungsraumkonstante bestimmen.
Die 10 stellt eine Variante der Zelle der 9 dar, in der der Paarungsfehler der Transistoren dank der Verwendung von CLTB-Transistoren noch mehr eliminiert ist, wobei diese Transistoren ein um mindestens eine Größenordnung besseres Paarungsverhalten als die MOS-Transistoren zeigen. Außerdem ist in diesem Fall, zu Erläuterungszwecken, die Zelle dazu bestimmt, in einem Netz vom Hexagonal-Typ verwendet zu werden, was bedeutet, dass sie mit sechs benachbarten Zellen in Verbindung steht. Ein CLTB-Transistor Q4 ist in der Stromquelle 2a vorgesehen, während ein MOS-Hilfstransistor P8a mit seinem Kollektoranschluss verbunden ist. In der gleichen Weise ist jeder Transistor P1a, P2a und P3a hier einem entsprechenden Transistor CTLB Q1, Q2 und Q zugeordnet, wobei der Kollektor des letzteren mit dem betreffenden MOS-Transistor verbunden ist. Die lateralen Verbindungen sind durch die entsprechenden Transistoren N4a, N5a, N6a, P5a, P6a, P7a, P10a, P11a und P12a realisiert.
Es sei darauf hingewiesen, dass die zweite Ausführungsform mit einem adaptiven Filter, wie es oben im Rahmen der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, ausgerüstet werden kann.

Claims

Netz aus photoempfindlichen Zellen (C_n , C_n+i , C_n-i ), die jeweils dazu dienen, ein Ausgangssignal (Sn) zu liefern, welches die Beleuchtung darstellt, die in der Zone vorhanden ist, in welcher sich diese Zelle innerhalb des Netzes befindet, wobei jede Zelle aufweist: – ein photoempfindliches Element (12) zum Erzeugen eines Signales (I_ph), das die örtliche Beleuchtung in dieser Zone darstellt; und – Generatormittel (8, 9) zum Erzeugen des Ausgangssignals (S_n ), ausgehend von dem die örtliche Beleuchtung der betrachteten Zelle darstellenden Signal und von vorgegebenen Teilen der die örtliche Beleuchtung darstellenden Signalen, welche in zumindest bestimmten Zellen des Netzes benachbart zu der betrachteten Zelle erzeugt wurden, – wobei die Generatormittel (8, 9) eine vertikale Konduktanz (P8, N1) aufweisen, die von dem Strom (I_ph ) durchflossen wird, welcher dem in dem photoempfindlichen Element (12) fließenden Strom entspricht, wobei dieses Netz dadurch gekennzeichnet ist, dass in jeder Zelle die Generatormittel (8, 9) ferner aufweisen: – Mittel (8) zum Ermitteln eines mittleren Stroms (I_moy), der einen räumlichen Mittelwert der Signale (I_ph) bildet, die die örtliche Beleuchtung der zumindest bestimmten benachbarten Zellen darstellen, und dass – die Generatormittel (8, 9) ferner mindestens eine laterale Konduktanz (P9) aufweisen, die mit allen lateralen Konduktanzen der Generatormittel (8, 9) aller anderen Zellen in Reihe geschaltet ist, und dass – der mittlere Strom (I_moy) an der vertikalen Konduktanz (P8, N1) abgenommen wird.
Netz aus photoempfindlichen Zellen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (8) zum Ermitteln eines mittleren Stromes (I_moy) so ausgebil det sind, dass sie einen Messstrom (I_log) gewinnen, der aus einer Sigmakompression des Verhältnisses zwischen dem die örtliche Beleuchtung darstellenden Strom (I_ph) und dem mittleren Strom (I_moy) resultiert.
Netz aus photoempfindlichen Zellen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (8) zum Ermitteln eines mittleren Stromes (Imoy) einen Stromteiler mit einer Konstantstromquelle (1) aufweisen, die in erste und zweite regelbare Konduktanzen (P1, P2, P3, P4) mit einer Sigmawandlerfunktion speisen, wobei die erste (P1, P2) der Konduktanzen durch den in dem photoempfindlichen Element (12) fließenden Strom (I_ph) geregelt wird, und dass die zweite der Konduktanzen (P3, P4) durch den mittleren Strom (I_moy) geregelt wird.
Netz aus photoempfindlichen Zellen gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Konduktanzen jeweils einen Transistor (P2, P3) aufweisen, an dessen Steuerelektrode ein Signal, das den in dem photoempfindlichen Element (12) fließenden Strom (I_ph) darstellt, bzw. ein Signal, das den mittleren Strom (I_moy) darstellt, angelegt ist.
Netz aus photoempfindlichen Zellen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuertransistor (P1, P4) jedem der einen Teil der Konduktanzen bildenden Transistoren (P2, P3) zugeordnet ist, wobei diese Steuertransistoren (P1, P4) von dem in dem photoempfindlichen Element (12) fließenden Strom (I_ph) bzw. von dem mittleren Strom (I_moy) durchflossen werden und ihre Steuerelektroden mit den Steuerelektroden der einen Teil der Konduktanzen (P2, P3) bildenden Transistoren jeweils verbunden sind.
Netz aus photoempfindlichen Zellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatormittel (8, 9) so ausgebildet sind, dass sie einen Messstrom (I_out) mit der folgenden Gleichung ermitteln:
worin: I_out Messstrom; k und 1 Indices in X und Y-Richtung einer betreffenden Zelle in dem zweidimensionalen Netz; I_o Strom, der von einer in jeder betreffenden Zelle vorgesehenen Stromquelle geliefert wird; f_R Faltungskern aus Gaußscher Form I_ph Strom in dem Photoaufnehmer I_moy mittlerer Strom
Netz aus Zellen gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zelle (k-1, k, k+l) aufweist: eine Konstantstromquelle (2a), eine vertikale Konduktanz (3a), die mit dieser Quelle verbunden ist und von dem Messstrom (I_out(k)) durchflossen wird, wobei der Wert der vertikalen Konduktanz proportional zur Auftreffleuchtdichte ist, die von dem photoempfindlichen Element (1a) detektiert wird, wobei der Knoten zwischen der Quelle und der vertikalen Konduktanz mit mindestens zwei lateralen Konduktanzen (4a, 5a) verbunden ist, deren Wert durch den mittleren Strom (I_moy(k)) moduliert wird.
Netz aus Zellen gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Zelle die vertikale Konduktanz von mindestens einem ersten Transistor (P2a) schwacher Inversion gebildet wird, dessen Steuerelektrode von mindestens einem zweiten Transistor (P1a) gesteuert wird, der von dem durch das photoempfindliche Element (1a) erzeugten Strom (I_ph(k)) erzeugt wird, während die lateralen Konduktanzen (4a und 5a) von vierten und fünften Transistoren (P4a, P5a) schwacher Inversion gebildet werden, deren Steuerelektrode durch einen sechsten Transistor (P6a) gesteuert wird, der von dem mittleren Strom (I_moy(k)) durchflossen wird und dessen Hauptbahnen an entsprechenden homologen Transistoren angeschlossen sind, die in den benachbarten Zellen (k-1, k+l) angeordnet sind.
Netz aus photoempfindlichen Zellen nach den Ansprüchen 4, 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Transistoren MOS-Transistoren aufweisen.
Netz aus photoempfindlichen Zellen nach den Ansprüchen 4, 5, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transistoren bipolare Transistoren aufweisen.
Netz aus photoempfindlichen Zellen nach den Ansprüchen 4, 5 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Transistoren MOS-CLBT-Transistoren aufweisen. 12. Netz aus photoempfindlichen Zellen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine allen Zellen (C_n , C_n-i , C_n+i ) gemein same Polarisationsschaltung (11) aufweist und dass die vertikalen und lateralen Konduktanzen Transistoren (P8, P9) aufweisen, deren Steuerelektroden durch die gemeinsame Polarisationsschaltung (11) polarisiert sind.
Netz aus photoempfindlichen Zellen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zelle ferner ein adaptives Niederpassfilter (10) aufweist, das einen Teil der Mittel zum Ermitteln des Ausgangssignals (S_n ) bildet, um das Signal/Rausch-Verhältnis im Bereich schwacher Beleuchtung jeder Zelle zu verbessern.
Netz aus photoempfindlichen Zellen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederpassfilter (10) aller Zellen ein Diffusionsnetz bilden, wobei jedes Filter aufweist: einen vertikalen Zweig (P11, N3), der von dem Messstrom (I_log, I_out) durchflossen und von einer Konduktanz gebildet wird, die in Abhängigkeit von dem mittleren Strom (I_moy) veränderlich ist, und einen lateralen Zweig (P10), der mit den lateralen Zweigen der Filter (10) aller anderen Zellen in Reihe geschaltet ist, und dass das Ausgangssignal (S_n ) an dem vertikalen Zweig (P11, N3) dieses Filters abgenommen wird.
Netz aus photoempfindlichen Zellen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die lateralen und vertikalen Zweige des Filters (10) jeweils mindestens einen Transistor (P10, P11, N3) aufweisen und dass die Transistoren (P10) der lateralen Zweige durch eine gemeinsame Polarisationsschaltung (11) polarisiert sind, während der eine der Transistoren (P11) des vertikalen Zweiges durch ein Signal gesteuert wird, das von dem mittleren Strom (I_moy) abhängt.
Netz aus photoempfindlichen Zellen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die lateralen und vertikalen Zweige des Filters (10) jeweils einen Transistor (P10, P11, N3) aufweisen und dass der Transistor des lateralen Zweiges durch den mittleren Strom (I_moy) gesteuert wird, der in der entsprechenden Zelle gewonnen wird, während die Transistoren aller vertikalen Zweige der Zellen durch eine gemeinsame Polarisationsschaltung (11) polarisiert werden.