DE19742058A1 - Active pixel sensor cell operation method - Google Patents

Active pixel sensor cell operation method

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Abstract

The method involves resetting a sensor cell and reading the cell to determine the reset value. After resetting, the active pixel sensor cell is read a number of times to produce a number of corresponding read values and to determine whether the last read value of the set indicates saturation of the cell. The active pixel sensor cell is read a number of times after resetting and before it becomes saturated. If the last value indicates saturation, the last value before saturation is identified and a collected photon value derived.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer akti­ ven Pixelsensorzeile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for operating an act ven pixel sensor line according to the preamble of claim 1.

Ladungsgekoppelte Schaltungen (CCDs) waren die Hauptstütze herkömmlicher Abbildungsschaltungen zum Umwandeln eines Pixels Lichten­ ergie in ein elektrisches Signal, weiches die Intensität der Lichtener­ gie wiedergibt. Im allgemeinen verwenden CCDs ein Photogate zur Umwand­ lung der Lichtenergie in eine elektrische Ladung und eine Reihe von Elektroden zur Übertragung der am Photogate gesammelten Ladung an einen Ausgangsleseknoten.Charge Coupled Circuits (CCDs) have been the mainstay conventional imaging circuits for converting a pixel of light energy into an electrical signal, softening the intensity of the Lichtener plays. In general, CCDs use a photogate for conversion light energy into an electric charge and a series of Electrodes for transferring the charge collected on the photogate to one Exit reading node.

Obwohl CCDs viele Stärken haben, z. B. eine hohe Empfindlich­ keit und einen hohen Füllfaktor, haben sie auch eine Reihe von Schwä­ chen. Am bemerkenswertesten unter diesen Schwächen, welche begrenzte Le­ seraten und Beschränkungen des Dynamikbereichs beinhalten, ist die Schwierigkeit, CCDs mit auf CMOS beruhenden Mikroprozessoren zu inte­ grieren.Although CCDs have many strengths, e.g. B. high sensitivity and a high fill factor, they also have a number of weaknesses chen. Most notable among these weaknesses, which limited Le  include and dynamic range limitations is the Difficulty integrating CCDs with CMOS based microprocessors freeze.

Um die Nachteile von auf CCD beruhenden Abbildungsschaltungen zu überwinden, verwenden neuere Abbildungsschaltungen aktive Pixelsen­ sorzellen zur Umwandlung eines Pixels Lichtenergie in ein elektrisches Signal. Bei aktiven Pixelsensorzellen ist eine herkömmliche Photodiode typischerweise mit einer Reihe aktiver Transistoren kombiniert, welche zusätzlich zur Bildung eines elektrischen Signals Verstärkung, Lesekon­ trolle und Rücksetzkontrolle liefern.The disadvantages of CCD-based imaging circuits To overcome this, newer imaging circuits use active pixels sor cells for converting a pixel of light energy into an electrical one Signal. With active pixel sensor cells, there is a conventional photodiode typically combined with a number of active transistors, which in addition to the formation of an electrical signal amplification, reading con supply trolls and reset control.

Gemäß Fig. 8 enthält ein Beispiel einer bekannten CMOS-aktiven Pixelsensorzelle 10 eine zwischen einen ersten Zwischenknoten NIM1 und eine Masse geschaltete Photodiode 12 sowie einen zwischen einen Strom­ versorgungsknoten NPS und den ersten Zwischenknoten NIM1 geschalteten Rücksetztransistor 14.Referring to FIG. 8, an example includes a known CMOS active pixel sensor cell 10, a IM1 and a ground connected between a first intermediate node N photodiode 12 and a supply node between a current N PS and the first intermediate node N IM1 connected reset transistor 14.

Die Pixelsensorzeile 10 enthält ferner einen Puffertransistor 16 und einen Zeilenwähltransistor 18. Der Puffertransistor 16 hat eine Drain, die mit dem Stromversorgungsknoten NPS, eine Source, die mit ei­ nem zweiten Zwischenknoten NIM2 und ein Gate, das mit dem Zwischenknoten NIM1 verbunden ist, während der Zeilenwähltransistor 18 zwischen den zweiten Zwischenknoten NIM2 und einen Ausgangsknoten N0 geschaltet ist.The pixel sensor line 10 further includes a buffer transistor 16 and a line selection transistor 18 . The buffer transistor 16 has a drain connected to the power supply node N PS , a source connected to a second intermediate node N IM2 and a gate connected to the intermediate node N IM1 , while the row selection transistor 18 between the second intermediate node N IM2 and one Output node N 0 is switched.

Der Betrieb der Pixelsensorzelle 10 verläuft in drei Schrit­ ten: einem Rücksetzschritt, bei dem die Pixelsensorzelle 10 vom vorheri­ gen Integrationszyklus zurückgesetzt wird; einem Bildintegrations­ schritt, bei dem Lichtenergie gesammelt und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird; und einem Signalleseschritt, bei dem das Signal gele­ sen wird.The operation of the pixel sensor cell 10 extends in th three Schrit: a reset step in which the pixel sensor cell 10 is reset from vorheri gene integration cycle; an image integration step in which light energy is collected and converted into an electrical signal; and a signal reading step in which the signal is read.

Gemäß Fig. 8 und Fig. 9a bis 9b wird zu Beginn des Rücksetz­ schrittes das Gate des Rücksetztransistors 14 mit einer Rücksetzspannung VRT zur Zeit t1 kurz beaufschlagt. Die Rücksetzspannung VRT schaltet den Rücksetztransistor 14 ein, welcher die Spannung an der Photodiode 12 und an dem Gate des. Puffertransistors 16 auf eine Anfangsintegrationsspan­ nung zieht. Die Spannung an der Source des Puffertransistors 16 wird ebenfalls hochgesetzt, so daß sie aufgrund des Source-Folger-Betriebs des Puffertransistors 16 einem Schwellenspannungsabfall unterhalb der Anfangsintegrationsspannung am Gate des Puffertransistors 16 entspricht. Anschließend wird der Wert der Anfangsintegrationsspannung (kleiner als der Schwellenspannungsabfall des Puffertransistors 16) ausgelesen, indem das Gate des Zeilenwähltransistors 18 mit einer Zeilenwählspannung VRS zur Zeit t2 beaufschlagt wird. Die Zeilenwählspannung VRS schaltet den Zeilenwähltransistor 18 ein, weicher bewirkt, daß die Spannung an der Source des Puffertransistors 16 an der Source des Zeilenwähltransistors 18 auftritt. Die Spannung an der Source des Zeilenwähltransistors 18 wird nachgewiesen und dann als ein Rücksetzwert gespeichert.According to Fig. 8 and Fig. 9a-9b of the reset at the start step, the gate of the reset transistor 14 with a reset voltage V RT at time t1 shortly applied. The reset voltage V RT turns on the reset transistor 14 , which pulls the voltage across the photodiode 12 and at the gate of the buffer transistor 16 to an initial integration voltage. The voltage at the source of the buffer transistor 16 is also set high so as to a threshold voltage drop corresponds due to the source follower operation of the buffer transistor 16 below the initial integration voltage on the gate of the buffer transistor sixteenth The value of the initial integration voltage (less than the threshold voltage drop of the buffer transistor 16 ) is then read out by applying a line selection voltage V RS at the time t 2 to the gate of the line selection transistor 18 . The row select voltage V RS turns on the row select transistor 18 , which causes the voltage at the source of the buffer transistor 16 to appear at the source of the row select transistor 18 . The voltage at the source of row select transistor 18 is detected and then stored as a reset value.

Während der Integration trifft Lichtenergie in form von Photo­ nen unter Bildung einer Anzahl von Elektron-Loch-Paaren die Photodiode 12. Die Photodiode 12 ist so ausgelegt, daß sie eine Rekombination zwi­ schen den neugebildeten Elektron-Loch-Paaren begrenzt. Im Ergebnis wer­ den photoerzeugte Löcher zum Erdungsanschluß der Photodiode 12 gezogen, während photoerzeugte Elektronen zum positiven Anschluß der Photodiode 12 gezogen werden, wobei jedes zusätzliche Elektron die Spannung an der Photodiode 12 vermindert.During the integration, light energy in the form of photons strikes the photodiode 12 to form a number of electron-hole pairs. The photodiode 12 is designed so that it limits recombination between the newly formed electron-hole pairs. As a result, the photo-generated holes are drawn to the ground connection of the photodiode 12 , while photo-generated electrons are drawn to the positive connection of the photodiode 12 , each additional electron reducing the voltage on the photodiode 12 .

Nach der Bildintegrationsperiode wird die Endintegrationsspan­ nung an der Pixelsensorzelle 10 ausgelesen, indem das Gate des Zeilen­ wähltransistors 18 mit der Zeilenwählspannung VRS zur Zeit t3 kurz be­ aufschlagt wird. Zu diesem Zeitpunkt tritt die Endintegrationsspannung an der Photodiode 12, die kleiner als die Schwellenspannung des Puffer­ transistors 16 ist, an der Drain des Zeilenwähltransistors 18 auf. Als Folge tritt, wenn der Zeilenwähltransistor 18 eingeschaltet wird, die Spannung an der Drain des Zeilenwähltransistors 18 an der Source des Zeilenwähltransistors 18 auf, wo die Spannung nachgewiesen und als ein Lesewert gespeichert wird.After the image integration period, the final integration voltage at the pixel sensor cell 10 is read out by briefly opening the gate of the line selection transistor 18 with the line selection voltage V RS at time t 3 . At this time, the final integration voltage across the photodiode 12 , which is less than the threshold voltage of the buffer transistor 16 , occurs at the drain of the row select transistor 18 . As a result, when row select transistor 18 is turned on, the voltage at the drain of row select transistor 18 occurs at the source of row select transistor 18 , where the voltage is detected and stored as a read value.

Folglich kann am Ende der Integrationsperiode ein gesammelter Photonenwert, welcher die Anzahl der von der Photodiode 12 während der Bildintegrationsperiode absorbierten Photonen angibt, dadurch bestimmt werden, daß der am Ende der Integrationsperiode aufgenommene Lesewert von dem am Anfang der Integrationsperiode aufgenommenen Rücksetzwert subtrahiert wird. Thus, at the end of the integration period, a collected photon value indicative of the number of photons absorbed by photodiode 12 during the image integration period can be determined by subtracting the reading taken at the end of the integration period from the reset value taken at the beginning of the integration period.

Ein Problem bei der Pixelsensorzeile 10 besteht jedoch darin, daß Abbildungssysteme, welche eine Matrix von Pixelsensorzellen 10 ver­ wenden, einen beschränkten Dynamikbereich aufweisen. Üblicherweise wird der Dynamikbereich durch die maximale Anzahl von Photonen, die eine Pi­ xelsensorzelle 10 während einer Integrationsperiode ohne Sättigung (Überschreitung der Kapazität) der Pixelsensorzelle 10 sammeln kann, und durch die minimale, oberhalb des Rauschpegels nachweisbare Anzahl von Photonen, die eine Pixelsensorzelle 10 während der Integrationsperiode sammeln kann, begrenzt.A problem with the pixel sensor row 10 , however, is that imaging systems using a matrix of pixel sensor cells 10 have a limited dynamic range. Typically, the dynamic range by the maximum number of photons xelsensorzelle a pi 10 during an integration period without saturation will collect (exceeding the capacity) of the pixel sensor cell 10 may, and by the minimum detectable above the noise level number of photons that a pixel sensor cell 10 during of the integration period can be limited.

Der Effekt eines beschränkten Dynamikbereichs ist am ausge­ prägtesten bei Bildern, die sowohl lichtintensive als auch lichtschwache Strahlungsquellen enthalten. In diesen Situationen wird, wenn die Inte­ grationsperiode der Matrix auf den Punkt begrenzt wird, bei dem keine lichtintensive Information verlorengeht, d. h. bei dem die Anzahl der ge­ sammelten Photonen die Kapazität der Pixelsensorzelle während der Inte­ grationsperiode nicht überschreitet, die überwiegende, wenn nicht die gesamte lichtschwache Information verloren (was zu einem schwarzen Bild führt), da die gesammelten Photonen nicht vom Rauschpegel unterscheidbar sind.The effect of a limited dynamic range is most pronounced most distinctive in images that are both light-intensive and faint Radiation sources included. In these situations, when the inte period of the matrix is limited to the point at which none light-intensive information is lost, d. H. where the number of ge photons collected the capacity of the pixel sensor cell during the inte period does not exceed the predominant, if not the all faint information lost (resulting in a black picture leads), since the collected photons cannot be distinguished from the noise level are.

Andererseits wird, wenn die Integrationsperiode der Matrix bis zur Aufnahme der lichtschwachen Information erhöht wird, d. h. wenn die Anzahl der von den schwachem Licht ausgesetzten Pixelsensorzellen gesam­ melten Photonen über dem Rauschpegel nachweisbar ist, ein wesentlicher Teil der lichtintensiven Information verloren (was zu einem weißen Bild führt), da die Anzahl der von den hellem Licht ausgesetzten Pixelsensor­ zellen gesammelten Photonen die Kapazität der Pixelsensorzelle 10 weit überschreitet.On the other hand, if the integration period of the matrix is increased until the light-weak information is received, i.e. if the number of photons accumulated by the weak light sensor cells is detectable above the noise level, a substantial part of the light-intensive information is lost (resulting in a white image leads), since the number of collected photons from the bright light sensor cells photons far exceeds the capacity of the pixel sensor cell 10 .

Eine Methode zur Lösung des Problems des Dynamikbereichs be­ steht darin, eine nichtintegrierende aktive Pixelsensorzelle zu verwen­ den, die ein nichtlineares Lastelement, wie eine MOSFET-Diode in schwa­ cher Inversion, enthält, um eine logarithmische Antwort zu erhalten. Diese Methode hat jedoch einige Nachteile.A method of solving the dynamic range problem is to use a non-integrating active pixel sensor cell the one that has a nonlinear load element, like a MOSFET diode in Schwa cher inversion, to get a logarithmic response. However, this method has some disadvantages.

Erstens ist das Rauschen in einer nichtintegrierenden Pixel­ sensorzelle viel höher als das Rauschen in einer herkömmlich integrie­ renden Pixelsensorzeile (wie der Pixelsensorzeile 10 aus Fig. 8). In ei­ ner herkömmlichen integrierenden Pixelsensorzelle wird der Effekt zufäl­ liger Rauschereignisse über die Integrationsperiode gemittelt, während er in einer nichtintegrierenden Pixelsensorzelle wesentliche Verzerrun­ gen hervorrufen kann. Zweitens muß die genaue nichtlineare Übertragungs­ funktion dieser Art von Bauelementen sorgfältig kalibriert werden, um Variationen von Pixelsensorzeile zu Pixelsensorzelle und aufgrund von Temperaturänderungen zu vermeiden.First, the noise in a non-integrating pixel sensor cell is much higher than the noise in a conventionally integrating pixel sensor row (such as pixel sensor row 10 of FIG. 8). In a conventional integrating pixel sensor cell, the effect of random noise events is averaged over the integration period, while in a non-integrating pixel sensor cell it can cause significant distortions. Second, the precise non-linear transfer function of this type of device must be carefully calibrated to avoid variations from pixel sensor row to pixel sensor cell and due to temperature changes.

Eine andere bei CCD-Systemen verwendete Methode zur Lösung des Problems des Dynamikbereichs besteht darin, zweifach zu integrieren: einmal mit einer kurzen Belichtung und einmal mit einer langen Belich­ tung. Bei der kurzen Belichtung wird die lichtintensive Information ge­ speichert, während die lichtschwache Information verworfen wird. In ähn­ licher Weise wird für die lange Belichtung die lichtschwache Information gespeichert, während die lichtintensive Information verworfen wird.Another method used in CCD systems to solve the Dynamic range problems consist of integrating in two ways: once with a short exposure and once with a long exposure tung. With the short exposure, the light-intensive information is obtained saves while the faint information is discarded. In a similar way The faint information is used for the long exposure stored while the light-intensive information is discarded.

Anschließend wird die Information der beiden Belichtungen kom­ biniert, um ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen. Der Nachteil dieser Methode besteht jedoch darin, daß das resultierende Bild aus einer Kom­ bination der Bilddaten aus zwei unterschiedlichen Zeitperioden erzeugt wird.The information of the two exposures is then received binated to create a composite image. The disadvantage of this However, the method is that the resulting image consists of a com combination of the image data generated from two different time periods becomes.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben ei­ ner aktiven Pixelsensorzelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, welches zu einem wesentlich erhöhten Dynamikbereich führt.The object of the invention is to egg a method for operating ner active pixel sensor cell according to the preamble of claim 1 create, which leads to a significantly increased dynamic range.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.This task is performed according to the characteristic part of the Claim 1 solved.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further refinements of the invention are as follows Description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with reference to the accompanying figures Illustrated embodiments illustrated in more detail.

Fig. 1 zeigt ein Schemadiagramm mit einem Einzellenabbildungs­ system 100. Fig. 1 shows a schematic diagram of a system 100 Einzellenabbildungs.

Fig. 2A bis 2B zeigen Zeitdiagramme mit dem Betrieb des Ein­ zellenabbildungssystems 100 aus Fig. 1. Fig. 2A to 2B are time charts of the operation of the A-cell imaging system 100 in FIG. 1.

Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung mit dem Betrieb einer Abbildungssteuerungs- und Speichereinheit 110. Fig. 3 is a graph showing the operation of a memory unit 110 and Abbildungssteuerungs-.

Fig. 4 zeigt ein Schemadiagramm eines Abbildungssystems 200, welches den Einzellenabbildungssystem 100 aus Fig. 1 mit einer Matrix aktiver Pixelsensorzellen 10 entspricht. FIG. 4 shows a schematic diagram of an imaging system 200 which corresponds to the single-cell imaging system 100 from FIG. 1 with a matrix of active pixel sensor cells 10 .

Fig. 5 zeigt ein Schemadiagramm mit einem Zweizellenabbil­ dungssystem 300. Fig. 5 shows a schematic diagram of a system 300 Zweizellenabbil dung.

Fig. 6A bis 6D zeigen Zeitdiagramme mit dem Betrieb des Zwei­ zellenabbildungssystems 300 aus Fig. 5. FIGS. 6A to 6D are time charts of the operation of the two-cell imaging system 300 of Fig. 5.

Fig. 7 zeigt ein Schemadiagramm mit einem Abbildungssystem 400, welches den Zweizellenabbildungssystem 300 aus Fig. 5 mit einer Ma­ trix aktiver Pixelsensorzellen 10 entspricht. FIG. 7 shows a schematic diagram with an imaging system 400 , which corresponds to the two-cell imaging system 300 from FIG. 5 with a matrix of active pixel sensor cells 10 .

Fig. 8 zeigt ein Schemadiagramm mit einer bekannten aktiven Pixelsensorzelle 10. Fig. 8 shows a schematic diagram of a known active pixel sensor cell 10.

Fig. 9A bis 9B zeigen Zeitdiagramme mit einem Rücksetz-, Bildintegrations- und Leseschritt bezüglich der Pixelsensorzelle 10 aus Fig. 8. FIG. 9A to 9B show timing diagrams with a reset, and Bildintegrations- reading step with respect to the pixel sensor cell 10 in Fig. 8.

Gemäß Fig. 1 enthält ein Einzeilenabbildungssystem 100 eine aktive Pixelsensorzelle 10 und eine Abbildungssteuerungs- und Speicher­ einheit 110, welche den Betrieb der Pixelsensorzelle 10 steuert. Anstel­ le der Pixelsensorzelle 10 können auch andere aktive Pixelsensorzellen mit nichtlöschendem Lesen verwendet werden.Referring to FIG. 1, a Einzeilenabbildungssystem 100 includes an active pixel sensor cell 10 and a Abbildungssteuerungs- and storage unit 110 which controls the operation of the pixel sensor cell 10. Instead of the pixel sensor cell 10 , other active pixel sensor cells with non-erasing reading can also be used.

Gemäß Fig. 2A bis 2B beginnt das Verfahren wie in Fig. 9A bis 9B mit dem Anlegen einer Zeilenrücksetzspannung VRT an das Gate eines Rücksetztransistors 14 zur Zeit t1 und anschließenden Anlegen einer Zei­ lenwählspannung VRS an das Gate eines Zeilenwähltransistors 18 zur Zeit t2.According to Fig. 2A to 2B, the method 9A a row reset voltage V RT to the gate begins as shown in Fig. To 9B with the application of a reset transistor 14 at time t 1 and subsequent application of a Zei lenwählspannung V RS to the gate of Zeilenwähltransistors 18 at time t 2nd

Folglich wird die Pixelsensorzeile 10 des Einzellenabbildungs­ systems 100 zunächst zurückgesetzt und dann gelesen, um einen Rücksetz­ wert zu erhalten, welcher die Anfangsintegrationsspannung an einer Pho­ todiode 12, vermindert um den Schwellenspannungsabfall an einem Puffer­ transistor 16 angibt.Consequently, the pixel sensor line 10 of the single-cell imaging system 100 is first reset and then read in order to obtain a reset value which indicates the initial integration voltage at a photodiode 12 , minus the threshold voltage drop at a buffer transistor 16 .

Anschließend wird die Pixelsensorzelle 10 während der restli­ chen zur Zeit t2 beginnenden und zur Zeit t7 endenden Integrationsperi­ ode mehrere Male erneut gelesen. Subsequently, the pixel sensor cell 10 is reread several times during the remaining integration period beginning at time t 2 and ending at time t 7 .

Die Länge der Integrationsperiode ist in Videoanwendungen durch die Abtastrate zu etwa 30 ms gegeben, während sie in Standphoto­ graphieanwendungen durch den niedrigsten oder höchsten zu erfassenden Lichtpegel gegeben ist. Bei längeren Integrationsperioden können mehr Photonen von schwachen Lichtquellen gesammelt werden, wodurch wiederum eine größere Zahl der gesammelten Photonen den Rauschpegel überschreiten kann.The length of the integration period is in video applications given by the sampling rate to about 30 ms while in still photo graphics applications by the lowest or highest to be recorded Light level is given. With longer integration periods, more can be done Photons are collected from weak light sources, which in turn a larger number of the collected photons exceed the noise level can.

Wenn die Pixelsensorzelle 10 hellem Licht ausgesetzt wird, muß sie vor der Sättigung mindestens zweimal, vorzugsweise dreimal oder öf­ ter gelesen werden.If the pixel sensor cell 10 is exposed to bright light, it must be read at least twice, preferably three or more times before saturation.

Gemäß Fig. 2B wird die Pixelsensorzelle 10 während der restli­ chen Integrationsperiode fünfmal gelesen, indem die Zeilenwählspannung VRS zu Zeiten t3, t4, t5, t6 und t7 angelegt wird. Die Zeilenwählspan­ nung VRS bewirkt, daß die Spannung an der Photodiode 12, vermindert um den Schwellenspannungsabfall des Puffertransistors 16 als Ausgangsspan­ nung V0 an der Source des Zeilenwähltransistors 18 zu Zeiten t3, t4, t5, t6 und t7 auftritt, wo die Ausgangsspannungen V0 durch die Abbildungs­ steuerungs- und Speichereinheit 110 nachgewiesen und als Vielzahl ent­ sprechender Lesewerte gespeichert werden.Referring to FIG. 2B, the pixel sensor cell 10 during restli chen integration period is read five times by the Zeilenwählspannung V RS at times t 3, t 4, t 5, t 6 and t is applied. 7 The line selection voltage V RS causes the voltage across the photodiode 12 , reduced by the threshold voltage drop of the buffer transistor 16, as the output voltage V 0 at the source of the line selection transistor 18 at times t 3 , t 4 , t 5 , t 6 and t 7 , where the output voltages V 0 are detected by the mapping control and storage unit 110 and stored as a multitude of corresponding read values.

Was die Zeitsteuerung betrifft, kann die Gesamtverarbeitungs­ zeit zwischen den Zeiten t2, t3, t3, t4, t5, t6 und t7 gleich oder ver­ schieden sein. Beispielsweise können die Zeiten zwischen t2 und t3 und t3 und t4 gleich sein, z. B. jeweils etwa 6 ms betragen, oder verschieden sein, also z. B. 1 µs bzw. 10 µs betragen. Unterschiedliche Dauern können erforderlich sind, um die minimale Anzahl von Leseschritten vor der Sät­ tigung der Pixelsensorzelle 10 zu erhalten.As far as timing is concerned, the total processing time between times t 2 , t 3 , t 3 , t 4 , t 5 , t 6 and t 7 may be the same or different. For example, the times between t 2 and t 3 and t 3 and t 4 may be the same, e.g. B. each be about 6 ms, or be different, so z. B. 1 µs or 10 µs. Different durations may be required to obtain the minimum number of read steps before the pixel sensor cell 10 is saturated.

Sobald die Integrationsperiode beendet ist, bestimmt die Ab­ bildungssteuerungs- und Speichereinheit 110, ob die Pixelsensorzelle 10 zur Zeit t7 gesättigt ist, indem sie den zur Zeit t7 aufgenommenen Lese­ wert mit dem Sättigungswert der Pixelsensorzeile 10 vergleicht. Wenn der zur Zeit t7 aufgenommene Lesewert anzeigt, daß die Pixelsensorzelle 10 nicht gesättigt ist, subtrahiert die Abbildungssteuerungs- und Speicher­ einheit 110 den zur Zeit t7 aufgenommenen Lesewert vom zur Zeit t2 auf­ genommenen Rücksetzwert, um einen gesammelten Photonenwert für die Pi­ xelsensorzeile 10 zu bestimmen.Once the integration period is complete, the imaging control and storage unit 110 determines whether the pixel sensor cell 10 is saturated at time t 7 by comparing the reading taken at time t 7 with the saturation value of the pixel sensor row 10 . If the read value taken at time t 7 indicates that the pixel sensor cell 10 is not saturated, the image control and memory unit 110 subtracts the read value taken at time t 7 from the reset value taken at time t 2 by a collected photon value for the pixel sensor line 10 to determine.

Der gesammelte Photonenwert gibt wiederum an, wieviele Photo­ nen während der Integrationsperiode von der Pixelsensorzelle 10 gesam­ melt wurden.The collected photon value in turn indicates how many photons were collected by the pixel sensor cell 10 during the integration period.

Wenn andererseits der zur Zeit t7 aufgenommene Lesewert an­ zeigt, daß die Pixelsensorzelle 10 gesättigt ist, bestimmt die Abbil­ dungssteuerungs- und Speichereinheit 110, wieviele der zu den Zeiten t3, t4, t5 und t6 aufgenommenen Lesewerte vor der Sättigung der Pixelsensor­ zelle 10 aufgenommen worden sind. Anschließend verwendet die Abbildungs­ steuerungs- und Speichereinheit 110 die vor der Sättigung der Pixelsen­ sorzelle 10 aufgenommenen Lesewerte, um einen Lesewert zu extrapolie­ ren, der einem ungefähren Lesewert der Pixelsensorzelle 10 entspricht, den die Pixelsensorzelle 10 ohne eine Sättigung zur Zeit t7 haben würde. Dann wird ein gesammelter Photonenwert der Pixelsensorzelle 10 durch Subtrahieren des extrapolierten Lesewertes vom zur Zeit t2 aufgenommenen Rücksetzwert berechnet.On the other hand, if the read value taken at time t 7 indicates that the pixel sensor cell 10 is saturated, the image control and storage unit 110 determines how many of the read values taken at times t 3 , t 4 , t 5 and t 6 before the saturation of the Pixel sensor cell 10 have been added. Then, the mapping used control and storage unit 110 that would prior to saturation of the Pixelsen sorzelle 10 readings taken, reindeer to a read value to be extracted polie, which corresponds to an approximate reading value of the pixel sensor cell 10, the pixel sensor cell 10 without saturation at time t have. 7 Then a collected photon value of the pixel sensor cell 10 is calculated by subtracting the extrapolated reading value from the reset value recorded at time t 2 .

Gemäß Fig. 3 gibt eine Linie L1 die Anzahl der von der Pixel­ sensorzelle 10 gesammelten Photonen an, wenn die Pixelsensorzelle 10 sehr hellem Licht ausgesetzt wird, während eine Linie L2 die Anzahl der von der Pixelsensorzelle 10 gesammelten Photonen angibt, wenn die Pixel­ sensorzelle 10 hellem Licht ausgesetzt wird. FIG. 3 is a line L1, the number of the pixel sensor cell at 10 collected photons when the pixel sensor cell 10 is exposed to very bright light, while a line L2 indicating the number of collected by the pixel sensor cell 10 photons when the pixel sensor cell 10 exposed to bright light.

In ähnlicher Weise gibt eine Linie L3 die Anzahl der von der Pixelsensorzelle 10 gesammelten Photonen an, wenn die Pixelsensorzelle 10 schwachem Licht ausgesetzt wird, während eine Linie L4 die Anzahl der von der Pixelsensorzelle 10 gesammelten Photonen angibt, wenn die Pixel­ sensorzelle 10 sehr schwachem Licht ausgesetzt wird.Similarly, a line L3 indicates the number of collected by the pixel sensor cell 10 photons when the pixel sensor cell 10 is exposed to low light, while a line L4 indicates the number of collected by the pixel sensor cell 10 photons when the pixel sensor cell 10 is very low light is exposed.

Wenn die Pixelsensorzelle 10 schwachem (Linie L3) oder sehr schwachem (Linie L4) Licht ausgesetzt wird, wird sie zur Zeit t7 nicht gesättigt. Als Folge wird der gesammelte Photonenwert der Pixelsensor­ zelle 10 unter diesen Bedingungen bestimmt, indem der zur Zeit t7 erhal­ tene Wert vom zur Zeit t2 erhaltenen Rücksetzwert subtrahiert wird.If the pixel sensor cell 10 is exposed to weak (line L3) or very weak (line L4) light, it will not be saturated at time t 7 . As a result, the collected photon value of the pixel sensor cell 10 is determined under these conditions by subtracting the value obtained at time t 7 from the reset value obtained at time t 2 .

Wenn die Pixelsensorzelle 10 jedoch sehr hellem Licht (Linie L1) ausgesetzt wird, kann sie vor ihrer Sättigung nur dreimal gelesen werden. In ähnlicher Weise kann die Pixelsensorzelle 10, wenn sie hellem Licht (Linie L2) ausgesetzt wird, vor ihrer Sättigung nur viermal gele­ sen werden. Nach der Sättigung bleibt der von der Pixelsensorzelle 10 gelesene Wert im wesentlichen konstant.However, if the pixel sensor cell 10 is exposed to very bright light (line L1), it can only be read three times before saturation. Similarly, when exposed to bright light (line L2), the pixel sensor cell 10 can only be read four times before saturation. After saturation, the value read by the pixel sensor cell 10 remains substantially constant.

Folglich zeigt der zur Zeit t7 aufgenommene Lesewert eine Sät­ tigung der Pixelsensorzelle 10 an, wenn die Pixelsensorzelle 10 sehr hellem oder hellem Licht ausgesetzt wird. Im Falle sehr hellen Lichts extrapoliert jedoch die Abbildungssteuerungs- und Speichereinheit 110 den ungefähren Lesewert, den die Pixelsensorzelle 10 zum Zeitpunkt t7 haben würde, wie durch Linie L1' gezeigt, aus den zu den Zeiten t3, t4 und t5 aufgenommenen Lesewerten (die vor der Sättigung vorgenommen wur­ den).Consequently, the read value recorded at time t 7 indicates saturation of the pixel sensor cell 10 when the pixel sensor cell 10 is exposed to very bright or bright light. In the case of very bright light, however, the imaging control and storage unit 110 extrapolates the approximate reading that the pixel sensor cell 10 would have at time t 7 , as shown by line L1 ', from the reading taken at times t 3 , t 4 and t 5 (which were done before saturation).

In ähnlicher Weise extrapoliert die Abbildungssteuerungs- und Speichereinheit 110 im Falle hellen Lichts den ungefähren Lesewert, den die Pixelsensorzelle 10 zur Zeit t7 haben würde, wie durch Linie L2' gezeigt, von den zu den Zeiten t3, t4, t5 und t6 aufgenommenen Lesewer­ ten (die vor der Sättigung aufgenommen wurden).Similarly, in the case of bright light, the imaging control and storage unit 110 extrapolates the approximate reading that the pixel sensor cell 10 would have at time t 7 , as shown by line L2 ', from those at times t 3 , t 4 , t 5 and t 6 read values recorded (which were recorded before saturation).

Die von den eintreffenden Photonen herrührende Spannungsände­ rung ist nichtlinear, was unter anderem auf Kapazitätsänderungen zurück­ zuführen ist. Als Folge werden die extrapolierten Resultate umso exak­ ter, je mehr Lesewerte vor der Sättigung der Pixelsensorzelle 10 aufge­ nommen werden können. Infolgedessen ist die Genauigkeit der Linie L2' typischerweise höher als die der Linie L1'.The voltage change resulting from the incoming photons is non-linear, which is partly due to changes in capacitance. As a result, the extrapolated results are the more accurate, the more read values can be taken up before the saturation of the pixel sensor cell 10 . As a result, the accuracy of line L2 'is typically higher than that of line L1'.

In einer alternativen Ausführungsform kann jeder der nicht ge­ sättigten Lesewerte vom Rücksetzwert subtrahiert werden, um eine Reihe von Datenwerten zu erhalten, aus denen dann ein ungefährer gesammelter Photonenwert extrapoliert wird.In an alternative embodiment, each of the non-ge saturated readings are subtracted from the reset value by a number of data values, from which an approximate collected Extrapolated photon value.

Wenn z. B. die zu den Zeiten t3, t4 und t5 aufgenommenen Lese­ werte die einzigen Lesewerte sind, die anzeigen, daß die Pixelsensorzel­ le 10 nicht gesättigt ist, können diese Werte vom zur Zeit t2 aufgenom­ menen Rücksetzwert zur Bildung von drei Datenwerten subtrahiert werden. Aus den drei Datenwerten wird dann der gesammelte Photonenwert extrapo­ liert, den die Pixelsensorzelle 10 zur Zeit t7 ohne Sättigung haben wür­ de.If e.g. B. the read values recorded at times t 3 , t 4 and t 5 are the only read values which indicate that the pixel sensor cell 10 is not saturated, these values can be taken from the reset value recorded at time t 2 to form three data values be subtracted. The collected photon value that the pixel sensor cell 10 would have without saturation at time t 7 is then extrapolated from the three data values.

Der Dynamikbereich des Einzellenabbildungssystems 100 kann so­ mit wesentlich erhöht werden, indem ein Lesewert oder ein gesammelter Photonenwert für die Pixelsensorzelle 10 extrapoliert wird, wenn der am Ende der Integrationsperiode aufgenommene Lesewert anzeigt, daß die Pi­ xelsensorzelle 10 gesättigt ist.The dynamic range of Einzellenabbildungssystems 100 can be increased with significantly, by a read value or a collected photons value for the pixel sensor cell 10 is extrapolated if the current drawn at the end of the integration period read value indicating that the Pi xelsensorzelle is saturated 10th

Zusätzlich zur Verwendung des zur Zeit t2 aufgenommenen Rück­ setzwertes kann auch der zu Beginn der nächsten Integrationsperiode auf­ genommene Rücksetzwert verwendet werden. Wenn die Pixelsensorzelle 10 gemäß Fig. 2A bis 2B zur Zeit t7, dem Ende der ersten Integrationsperi­ ode, gelesen worden ist, wird die Pixelsensorzelle 10 zum Beginn einer zweiten Integrationsperiode zur Zeit t8 erneut zurückgesetzt. An­ schließend wird die Zeilenwählspannung VRS zur Zeit t9 erneut angelegt, um einen zweiten Rücksetzwert zu bestimmen.In addition to using the reset value recorded at time t 2 , the reset value recorded at the beginning of the next integration period can also be used. Is when the pixel sensor cell, ode 10 of FIG. 2A to 2B, at time t 7 to the end of the first Integrationsperi, read, the pixel sensor cell 10 is the start of a second integration period at the time t is reset again. 8 The line selection voltage V RS is then reapplied at time t 9 in order to determine a second reset value.

Wenn der zur Zeit t7 aufgenommene Lesewert anzeigt, daß die Pixelsensorzelle 10 nicht gesättigt ist, wird statt des Subtrahierens des zur Zeit t7 aufgenommenen Lesewertes vom zur Zeit t2 aufgenommenen Rücksetzwert der zur Zeit t7 aufgenommene Lesewert vom zur Zeit t9 auf­ genommenen Rücksetzwert subtrahiert. Dies hat den Vorteil, daß die Zeit zwischen dem Aufnehmen des Rücksetzwertes und dem Aufnehmen des Lesewer­ tes auf ein Minimum reduziert wird. Damit kann der Effekt des vom Puf­ fertransistor 16 herrührenden 1/f-Rauschens wesentlich vermindert wer­ den. Der Effekt des 1/f-Rauschens auf den Rücksetztransistor 14 kann im wesentlichen eliminiert werden.If the reading taken at time t 7 indicates that the pixel sensor cell 10 is not saturated, instead of subtracting the reading taken at time t 7 from the reset value taken at time t 2 , the reading taken at time t 7 is taken from the taken at time t 9 Reset value subtracted. This has the advantage that the time between recording the reset value and recording the read value is reduced to a minimum. The effect of the 1 / f noise originating from the buffer transistor 16 can thus be significantly reduced. The effect of 1 / f noise on reset transistor 14 can be substantially eliminated.

Wenn der zur Zeit t7 aufgenommene Lesewert anzeigt, daß die Pixelsensorzelle 10 gesättigt ist, und die Abbildungssteuerungs- und Speichereinheit 110 die vor der Sättigung der Pixelsensorzelle 10 aufge­ nommenen Lesewerte zum Extrapolieren eines Lesewertes verwendet, welcher den ungefähren Lesewert angibt, den die Pixelsensorzelle 10 zur Zeit t7 haben sollte, kann ein gesammelter Photonenwert für die Pixelsensorzelle 10 auch berechnet werden, indem der extrapolierte Lesewert von dem zur Zeit t9 aufgenommenen Rücksetzwert anstatt vom zur Zeit t2 aufgenommenen Rücksetzwert subtrahiert wird.When the read value taken at time t 7 indicates that the pixel sensor cell 10 is saturated, and the image control and storage unit 110 uses the read values taken prior to the saturation of the pixel sensor cell 10 to extrapolate a read value that indicates the approximate read value that the pixel sensor cell 10 should have at time t 7 , a collected photon value for the pixel sensor cell 10 can also be calculated by subtracting the extrapolated read value from the reset value recorded at time t 9 instead of from the reset value recorded at time t 2 .

In der alternativen Ausführungsform können die nicht gesättig­ ten Lesewerte vom ersten Rücksetzwert, dem zweiten Rücksetzwert oder beiden Rücksetzwerten subtrahiert werden, um eine Reihe von Datenwerten zu erhalten, die dann zum Extrapolieren eines gesammelten Photonenwer­ tes verwendet werden.In the alternative embodiment, they cannot be saturated th read values from the first reset value, the second reset value or two reset values are subtracted to a series of data values  to get that then to extrapolate a collected photon tes can be used.

Wenn z. B. die zu den Zeiten t3, t4 und t5 aufgenommenen Lese­ werte die einzigen Lesewerte sind, die anzeigen, daß die Pixelsensorzel­ le 10 nicht gesättigt ist, können diese Werte zum Bilden von drei Daten­ werten entweder alle vom ersten zur Zeit t2 aufgenommenen Rücksetzwert oder vom zweiten zur Zeit t9 aufgenommenen Rücksetzwert oder zum Teil vom ersten Rücksetzwert und zum Teil vom zweiten Rücksetzwert subtrahiert werden. Die drei Datenwerte werden dann zum Extrapolieren des ungefähren gesammelten Photonenwertes verwendet, den die Pixelsensorzelle 10 zur Zeit t7 haben würde, wenn sie zur Zeit t7 nicht gesättigt wäre.If e.g. For example, if the read values recorded at times t 3 , t 4 and t 5 are the only read values that indicate that the pixel sensor cell 10 is not saturated, these values can be used to form three data, either all from the first at time t 2 reset value recorded or subtracted from the second reset value recorded at time t 9 or partly from the first reset value and partly from the second reset value. The three data values are then used to extrapolate the approximate collected photon value that the pixel sensor cell 10 would have at time t 7 if it were not saturated at time t 7 .

Gemäß Fig. 4 verwendet ein Abbildungssystem 200 eine Reihe von Rücksetzspannungen VRT1-VRTn und eine Reihe von Zeilenwählspannungen VRS1-VRSn entsprechend der Anzahl an Zeilen von Pixelsensorzellen 10 in der Matrix.According to FIG. 4 is used, an imaging system 200, a series of reset voltages V RT1 -V RTn and a number of Zeilenwählspannungen V RS1 -V RSn corresponding to the number of rows of pixel sensor cells 10 in the matrix.

Außerdem enthält das Abbildungssystem 200 eine Reihe von Aus­ gangsleitungen VOUT1-VOUTn entsprechend der Anzahl an Spalten in der Ma­ trix. Das Abbildungssystem 200 betreibt die Pixelsensorzellen 10 in ei­ ner Zeile parallel und die Zeilen jeweils aufeinanderfolgend.The imaging system 200 also includes a series of output lines V OUT1 -V OUTn corresponding to the number of columns in the matrix. The imaging system 200 operates the pixel sensor cells 10 in parallel in one row and the rows in succession.

Gemäß Fig. 5 enthält ein Zweizeilenabbildungssystem 300 eine als Pixelsensorzelle 10 aus Fig. 8 ausgebildete Abbildungszelle C1, eine ebenfalls als Pixelsensorzelle 10 ausgebildete Referenzzelle C2 und die Abbildungssteuerungs- und Speichereinheit 110 aus Fig. 1. Auch hier kön­ nen andere aktive Pixelsensorzellen mit nichtlöschendem Lesen verwendet werden.According to FIG. 5, a two-line imaging system 300 contains an imaging cell C1 designed as a pixel sensor cell 10 from FIG. 8, a reference cell C2 likewise designed as a pixel sensor cell 10 and the imaging control and storage unit 110 from FIG be used.

Gemäß Fig. 6A bis 6d wird zu Beginn eines ersten alternativen Verfahrens eine Zeilenrücksetzspannung VRT1 an das Gate des Rücksetz­ transistors 14 der Abbildungszelle C1 zur Zeit t1 angelegt, gefolgt von dem Anlegen einer Zeilenwählspannung VRS1 zur Zeit t2. Die Zeilenrück­ setzspannung VRT1 setzt die Photodiode 12 zur Zeit t1 auf eine Anfangs­ integrationsspannung zurück, während die Zeilenwählspannung VRS1 zur Zeit t2 einen ersten Rücksetzwert liest.According to FIG. 6A through 6D, a row reset voltage V RT1 is transistor to the gate of the reset 14 of the imaging cell C1 at time t 1 is applied at the beginning of a first alternative method, followed by the application of a Zeilenwählspannung V RS1 t at time 2. The line reset voltage V RT1 resets the photodiode 12 at time t 1 to an initial integration voltage, while the line selection voltage V RS1 reads a first reset value at time t 2 .

Anschließend wird die Abbildungszelle C1 während der restli­ chen Integrationsperiode, die zur Zeit t2 beginnt und zur Zeit t7 endet, mehrmals erneut gelesen. Wenn die Abbildungszelle C1 dem hellsten Licht ausgesetzt wird, muß sie vor der Sättigung mindestens zweimal, vorzugs­ weise dreimal, gelesen werden.The imaging cell C1 is then reread several times during the remaining integration period, which begins at time t 2 and ends at time t 7 . If the imaging cell C1 is exposed to the brightest light, it must be read at least twice, preferably three times, before saturation.

Gemäß Fig. 6B wird die Abbildungszeile C1 während der restli­ chen Integrationsperiode fünf weitere Male durch Anlegen der Zeilenwähl­ spannung VRS1 zu den Zeiten t3, t4, t5, t6 und t7 gelesen. Die Gesamt­ verarbeitungszeit zwischen den Zeiten t2, t3, t4, t5, t6 und t7 kann gleich sein oder verschiedene Werte haben.According to FIG. 6B, the image line is more C1 during the integration period restli chen five times by applying the voltage V RS1 Zeilenwähl at times t 3, t 4 t 5, t 6 and t read. 7 The total processing time between times t 2 , t 3 , t 4 , t 5 , t 6 and t 7 can be the same or have different values.

Die Zeilenwählspannung VRS1 bewirkt, daß die Spannung an der Photodiode 12, vermindert um den Schwellenspannungsabfall des Puffer­ transistors 16, an der Source des Zeilenwähltransistors 18 zu Zeiten t3, t4, t5, t6 und t7 als Ausgangsspannungen V0 auftritt, wo die Ausgangsspannungen V0 durch die Abbildungssteuerungs- und Speicherein­ heit 110 nachgewiesen und als Reihe entsprechender Lesewerte gespeichert werden.The row selection voltage V RS1 causes the voltage across the photodiode 12 , reduced by the threshold voltage drop of the buffer transistor 16 , at the source of the row selection transistor 18 at times t 3 , t 4 , t 5 , t 6 and t 7 to occur as output voltages V 0 where the output voltages V 0 are detected by the imaging control and storage unit 110 and stored as a series of corresponding read values.

Die Referenzzelle C2 wird ebenfalls zurückgesetzt und so oft gelesen, wie die Abbildungszeile C1 nach ihrem Zurücksetzen zur Zeit t1 gelesen wird. Folglich wird gemäß Fig. 6C bis 6D die Referenzzelle C2 durch Anlegen einer Rücksetzspannung VRT2 zu den Zeiten t8, t9, t10, t11 und t12 zurückgesetzt und durch Anlegen einer Zeilenwählspannung VRS2 zu den Zeiten t13, t14, t15, t16 und t17 gelesen. Die Zeilenwählspannung VRS2 bewirkt, daß die Spannung an der Photodiode 12, vermindert um den Schwellenspannungsabfall des Puffertransistors 16, an der Source des Zeilenwähltransistors 18 zu Zeiten t13, t14, t15, t16 und t17 als Aus­ gangsspannung V0 auftritt, wo die Spannungen V0 durch die Abbildungs­ steuerungs- und Speichereinheit 110 nachgewiesen und als Vielzahl ent­ sprechender Rücksetzwerte gespeichert werden.The reference cell C2 is also reset and read as often as the image line C1 is read after its reset at time t 1 . Thus, according to Fig. 6C-6D, the reference cell C2 by applying a reset voltage V RT2 at the times t 8, t 9 t 10, t 11 and t is reset 12 and by applying a Zeilenwählspannung V RS2 at the times t 13, t 14 , t 15 , t 16 and t 17 read. The row selection voltage V RS2 causes the voltage across the photodiode 12 , minus the threshold voltage drop of the buffer transistor 16 , at the source of the row selection transistor 18 at times t 13 , t 14 , t 15 , t 16 and t 17 to occur as the output voltage V 0 , where the voltages V 0 are detected by the mapping control and storage unit 110 and stored as a large number of corresponding reset values.

Sobald die Integrationsperiode beendet ist, bestimmt die Ab­ bildungssteuerungs- und Speichereinheit 110, ob der zur Zeit t7 aufge­ nommene Lesewert der Abbildungszelle C1 anzeigt, daß die Abbildungszelle C1 gesättigt ist. Wenn der zur Zeit t7 aufgenommene Lesewert eine Sätti­ gung der Abbildungszelle C1 anzeigt, bestimmt die Abbildungssteuerungs- und Speichereinheit 110, welche der zu den Zeiten t3, t4, t5 und t6 auf­ genommenen Lesewerte vor der Sättigung der Pixelsensorzelle 10 aufgenom­ men worden ist. Anschließend subtrahiert die Abbildungssteuerungs- und Speichereinheit 110 die nicht gesättigten Lesewerte von den entsprechen­ den Rücksetzwerten, um eine Reihe von Datenwerten zu bestimmen.Once the integration period is complete, the imaging control and storage unit 110 determines whether the reading of the imaging cell C1 taken at time t 7 indicates that the imaging cell C1 is saturated. If the read value recorded at time t 7 indicates saturation of the imaging cell C1, the image control and storage unit 110 determines which of the read values recorded at times t 3 , t 4 , t 5 and t 6 are recorded prior to the saturation of the pixel sensor cell 10 men has been. Then, the map control and storage unit 110 subtracts the unsaturated read values from the corresponding reset values to determine a series of data values.

Wenn z. B. die zu den Zeiten t3, t4 und t5 aufgenommenen Lese­ werte nicht gesättigten Werten entsprechen, werden diese Werte von den zu den Zeiten t13, t14 bzw. t15 aufnommenen Rücksetzwerten subtrahiert, um die Datenwerte zu erhalten. Sobald die Datenwerte bestimmt worden sind, extrapoliert die Abbildungssteuerungs- und Speichereinheit 110 einen ungefähren gesammelten Photonenwert von den Datenwerten, welcher die Photonen angibt, die die Abbildungszelle C1 zur Zeit t7 gesammelt hätte, wenn sie nicht vor der Zeit t7 gesättigt worden wäre.If e.g. B. the read values recorded at times t 3 , t 4 and t 5 correspond to unsaturated values, these values are subtracted from the reset values recorded at times t 13 , t 14 and t 15 in order to obtain the data values. Once the data values have been determined, the image control and storage unit 110 extrapolates an approximate collected photon value from the data values, indicating the photons that the imaging cell C1 would have collected at time t 7 if it had not been saturated before time t 7 .

Der Vorteil der Verwendung einer Referenzzelle C2 und des Sub­ trahierens jedes nicht gesättigten Lesewertes der Abbildungszelle C1 von dem entsprechenden Rücksetzwert der Referenzzelle C2 besteht darin, daß die Zeit zwischen Lese- und Rücksetzwert auf ein Minimum reduziert wer­ den kann, wodurch die Effekte des 1/f-Rauschens auf die nicht gesättig­ ten Lesewerte weiter vermindert werden.The advantage of using a reference cell C2 and the sub tracing each unsaturated reading of the imaging cell C1 from the corresponding reset value of the reference cell C2 is that the time between read and reset value is reduced to a minimum which can, causing the effects of 1 / f noise on the non-saturated th reading values can be further reduced.

Wenn andererseits der zur Zeit t7 aufgenommene Lesewert an­ zeigt, daß die Abbildungszelle C1 nicht gesättigt ist, subtrahiert die Abbildungssteuerungs- und Speichereinheit 110 den zur Zeit t7 aufgenom­ menen Lesewert vom zur Zeit t17 aufgenommenen Rücksetzwert, um einen ge­ sammelten Photonenwert für die Abbildungszelle C1 zu bestimmen.On the other hand the time t 7 taken read value indicates that the imaging cell is not saturated C1 Abbildungssteuerungs- and storage unit 110 subtracts the time t 7 aufgenom menen read value from the time t 17 the reset value recorded to a ge collected photons value for the Imaging cell C1 to be determined.

Statt dessen kann der zur Zeit t7 aufgenommene Lesewert auch von dem zu Beginn der nächsten Integrationsperiode aufgenommenen Rück­ setzwert subtrahiert werden.Instead, the read value recorded at time t 7 can also be subtracted from the reset value recorded at the beginning of the next integration period.

Gemäß Fig. 6A bis 6B wird die Abbildungszeile C1, nachdem sie zur Zeit t7, dem Ende der ersten Integrationsperiode, gelesen worden ist, zur Zeit t18 zum Beginn einer zweiten Integrationsperiode erneut zurückgesetzt. Anschließend wird die Zeilenwählspannung VRS1 zur Zeit t19 erneut angelegt, um einen zweiten Rücksetzwert für die Abbildungs­ zelle C1 zu bestimmen.According to FIGS. 6A-6B is the image line C1, after the time t 7, has been read to the end of the first integration period, at time t 18 to the beginning of a second integration period is reset again. The line selection voltage V RS1 is then reapplied at time t 19 to determine a second reset value for the imaging cell C1.

Statt den zur Zeit t7 aufgenommenen Lesewert vom zur Zeit t17 aufgenommenen Rücksetzwert zu subtrahieren, kann auch der zur Zeit t7 aufgenommene Lesewert vom zur Zeit t19 aufgenommenen Rücksetzwert sub­ trahiert werden. Alternativ kann der zur Zeit t7 aufgenommene Lesewert auch vom zur Zeit t2 aufgenommenen Rücksetzwert subtrahiert werden.Instead of subtracting the read value recorded at time t 7 from the reset value recorded at time t 17 , the read value recorded at time t 7 can also be subtracted from the reset value recorded at time t 19 . Alternatively, the read value recorded at time t 7 can also be subtracted from the reset value recorded at time t 2 .

Das Subtrahieren des zur Zeit t7 aufgenommenen Lesewertes vom zur Zeit t19 aufgenommenen Rücksetzwert hat den Vorteil, daß, wenn die Pixelsensorzeile 10 nicht gesättigt ist, Differenzen zwischen den Rück­ setzwerten der Abbildungszelle C1 und der Referenzzelle C2 beseitigt werden können.Subtracting the read value recorded at time t 7 from the reset value recorded at time t 19 has the advantage that, if the pixel sensor line 10 is not saturated, differences between the reset values of the imaging cell C1 and the reference cell C2 can be eliminated.

Gemäß Fig. 7 unterscheidet sich ein Abbildungssystem 400 vom Abbildungssystem 200 nur darin, daß eine Zeile der Matrix als Zeile von Referenzzellen C2 vorgesehen ist und daher nicht für die Bildsammlung zur Verfügung steht.According to FIG. 7, an imaging system 400 differs from the imaging system 200 only in that a row of the matrix is provided as a row of reference cells C2 and is therefore not available for the image collection.

Im Betrieb des Abbildungssystems 400 werden zunächst die Ab­ bildungszellen C1 in der ersten Zeile zusammen mit den Referenzzellen C2 betrieben und anschließend die Abbildungszellen C1 in der zweiten Zeile zusammen mit den Referenzzeilen C2.In operation of the imaging system 400 , the imaging cells C1 in the first row are operated together with the reference cells C2 and then the imaging cells C1 in the second row are operated together with the reference rows C2.

Folglich werden, wenn die Abbildungssteuerungs- und Speicher­ einheit 110 die Abbildungszellen C1 in der ersten Zeile betreibt, die Lesewerte der Zellen C11, C12, C13 und C14 von den Rücksetzwerten der Zellen R11, R12, R13 bzw. R14 subtrahiert, während beim Betreiben der Abbildungszellen C1 in der zweiten Zeile die Lesewerte der Zellen C21, C22, C23 und C24 von den Rücksetzwerten der Zellen R11, R12, R13 bzw. R14 subtrahiert werden.Thus, when the map control and storage unit 110 operates the map cells C1 in the first row, the read values of the cells C11, C12, C13 and C14 are subtracted from the reset values of the cells R11, R12, R13 and R14, respectively, while operating the Imaging cells C1 in the second row, the read values of cells C21, C22, C23 and C24 are subtracted from the reset values of cells R11, R12, R13 and R14.

Anstelle der Verwendung einer Zeile von Referenzzellen C2 kann auch eine einzige am Rande der Matrix gebildete Referenzzelle verwendet werden, wobei ein aus der einzelnen Referenzzelle gelesener Referenz­ rücksetzwert für alle Abbildungszellen C1 in der betriebenen Zeile ver­ wendet wird.Instead of using a row of reference cells C2 a single reference cell formed at the edge of the matrix is also used be a reference read from the individual reference cell reset value for all mapping cells C1 in the operated row ver is applied.

Außerdem kann, statt die Referenzzelle(n) C2 bei jedem Lesen einer Abbildungszelle C1 zurückzusetzen und zu lesen, die Referenzzel­ le(n) ein oder mehrere Male zurückgesetzt und gelesen werden. In diesem Falle können die gelesenen Werte von irgendeiner Kombination aus erstem Rücksetzwert, zweitem Rücksetzwert und Referenzrücksetzwert subtrahiert werden. In addition, instead of the reference cell (s), C2 can be read each time to reset and read a mapping cell C1, the reference cell le (n) reset and read one or more times. In this Trap read values from any combination of the first Reset value, second reset value and reference reset value subtracted will.  

Beispielsweise können die zur Zeit t3, t4 und t5 aufgenommenen Lesewerte von dem ersten Rücksetzwert, dem Referenzrücksetzwert bzw. dem zweiten Rücksetzwert subtrahiert werden, oder die zu den Zeiten t3 und t4 aufgenommenen Lesewerte können von dem ersten Rücksetzwert subtra­ hiert werden, während der zur Zeit t5 aufgenommene Lesewert vom Refe­ renzrücksetzwert subtrahiert wird. In ähnlicher Weise können die zu den Zeiten t3 und t4 aufgenommenen Lesewerte vom Referenzrücksetzwert sub­ trahiert werden, während der zur Zeit t5 aufgenommene Lesewert vom zwei­ ten Rücksetzwert subtrahiert wird.For example, the read values recorded at times t 3 , t 4 and t 5 can be subtracted from the first reset value, the reference reset value and the second reset value, or the read values recorded at times t 3 and t 4 can be subtracted from the first reset value , while the read value recorded at time t 5 is subtracted from the reference reset value. Similarly, the read values recorded at times t 3 and t 4 can be subtracted from the reference reset value, while the read value recorded at time t 5 is subtracted from the second reset value.

Claims (23)

1. Verfahren zum Betreiben einer aktiven Pixelsensorzelle, bei dem eine Pixelsensorzelle (10) zurückgesetzt wird und nach dem Zurück­ setzen zum Erhalten eines Rücksetzwertes gelesen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pixelsensorzelle (10) nach dem Lesen zum Erhalten des Rücksetzwertes mehrmals zum Erhalten einer Vielzahl entsprechender Lese­ werte gelesen wird und bestimmt wird, ob der letzte Lesewert der Viel­ zahl entsprechender Lesewerte eine Sättigung der Pixelsensorzelle (10) anzeigt.1. A method for operating an active pixel sensor cell, in which a pixel sensor cell ( 10 ) is reset and read after the reset to obtain a reset value, characterized in that the pixel sensor cell ( 10 ) after reading to obtain the reset value several times to obtain a large number of corresponding read values is read and it is determined whether the last read value of the large number of corresponding read values indicates a saturation of the pixel sensor cell ( 10 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pixelsensorzelle (10) nach dem Lesen zum Erhalten des Rücksetzwertes mehrmals vor ihrer Sättigung gelesen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the pixel sensor cell ( 10 ) is read after reading to obtain the reset value several times before its saturation. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert eine Sättigung der Pixelsen­ sorzelle (10) anzeigt, bestimmt wird, welche der Lesewerte vor der Sät­ tigung aufgenommen wurden, sowie ein End-Lesewert durch Extrapolieren der Lesewerte, die anzeigen, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesät­ tigt ist, bestimmt wird, und ein gesammelter Photonenwert durch Berech­ nen der Differenz zwischen dem End-Lesewert und dem Rücksetzwert be­ stimmt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the event that the last read value indicates a saturation of the pixel sensor cell ( 10 ), it is determined which of the read values were recorded before the saturation, and an end reading value Extrapolating the readings, which indicate that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated, is determined and a collected photon value is determined by calculating the difference between the final read value and the reset value. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert eine Sättigung der Pixelsen­ sorzelle (10) anzeigt, bestimmt wird, weiche der Lesewerte vor der Sät­ tigung aufgenommen wurden, sowie eine Vielzahl von Datenwerten durch Bilden der Differenzen zwischen den Lesewerten, die anzeigen, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, und dem Rücksetzwert gebildet wird, und ein gesammelter Photonenwert durch Extrapolieren der Datenwer­ te bestimmt wird.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the event that the last read value indicates a saturation of the pixel sensor cell ( 10 ), it is determined which of the read values were recorded prior to saturation, and by a large number of data values Forming the differences between the read values indicating that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated and the reset value is formed, and a collected photon value is determined by extrapolating the data values. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pixelsensorzelle (10), nachdem sie mehrmals zum Erhal­ ten einer Vielzahl entsprechender Lesewerte gelesen worden ist, ein wei­ teres Mal zurückgesetzt wird und anschließend zum Erhalten eines weite­ ren Rücksetzwertes gelesen wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the pixel sensor cell ( 10 ), after it has been read several times to receive a plurality of corresponding read values, is reset a further time and then to obtain a further reset value is read. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert eine Sättigung der Pixelsensorzelle (10) anzeigt, bestimmt wird, welche der Lesewerte vor der Sättigung auf­ genommen wurden, sowie ein End-Lesewert durch Extrapolieren der Lesewer­ te, die anzeigen, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, be­ stimmt wird und ein gesammelter Photonenwert durch Berechnen der Diffe­ renz zwischen dem End-Lesewert und dem weiteren Rücksetzwert bestimmt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that in the event that the last reading indicates a saturation of the pixel sensor cell ( 10 ), it is determined which of the reading values were recorded before saturation, and an end reading value by extrapolating the reading values te, which indicate that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated, be determined and a collected photon value is determined by calculating the difference between the final read value and the further reset value. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert eine Sättigung der Pixelsensorzelle (10) anzeigt, eine Vielzahl von Datenwerten durch Bilden der Differenzen zwischen den Lesewerten, die anzeigen, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, und dem weiteren Rücksetzwert gebildet wird, und ein gesammelter Photonenwert durch Extrapolieren der Datenwerte bestimmt wird.7. The method according to claim 5, characterized in that in the event that the last reading indicates saturation of the pixel sensor cell ( 10 ), a plurality of data values by forming the differences between the reading values indicating that the pixel sensor cell ( 10 ) is not is saturated, and the further reset value is formed, and a collected photon value is determined by extrapolating the data values. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert anzeigt, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, ein gesammelter Photonenwert durch Bilden der Dif­ ferenz zwischen dem letzten Lesewert und dem Rücksetzwert bestimmt wird.8. The method according to claim 5, characterized in that in the event that the last reading indicates that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated, a collected photon value is determined by forming the difference between the last reading and the reset value. 9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert anzeigt, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, ein gesammelter Photonenwert durch Bilden der Dif­ ferenz zwischen dem letzten Lesewert und dem weiteren Rücksetzwert be­ stimmt wird.9. The method according to claim 5, characterized in that in the event that the last reading indicates that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated, a collected photon value is determined by forming the difference between the last reading and the further reset value be . 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedesmal, wenn die Pixelsensorzelle (10) gelesen wird, eine Referenzzelle (C2) zurückgesetzt und bei jedem Zurücksetzen zum Er­ halten eines entsprechenden Rücksetzwertes gelesen wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that each time the pixel sensor cell ( 10 ) is read, a reference cell (C2) is reset and each time it is reset to read a corresponding reset value. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert anzeigt, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, ein gesammelter Photonenwert durch Bilden der Differenz zwischen dem letzten Lesewert und dem letzten Rücksetzwert be­ stimmt wird.11. The method according to claim 10, characterized in that in the event that the last reading indicates that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated, a collected photon value is determined by forming the difference between the last reading and the last reset value. 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert eine Sättigung der Pixelsensorzel­ le (10) anzeigt, bestimmt wird, welche der Lesewerte vor der Sättigung aufgenommen wurden, sowie eine Vielzahl von Datenwerten durch Bilden der Differenzen zwischen den Lesewerten, die anzeigen, daß die Pixelsensor­ zelle (10) nicht gesättigt ist, und den entsprechenden Rücksetzwerten gebildet wird, und ein gesammelter Photonenwert durch Extrapolieren der Datenwerte bestimmt wird.12. The method according to claim 10, characterized in that in the event that the last reading indicates saturation of the pixel sensor cell ( 10 ), it is determined which of the reading values were recorded before saturation, and a large number of data values by forming the differences between the read values which indicate that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated and the corresponding reset values are formed, and a collected photon value is determined by extrapolating the data values. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Referenzzelle (C2) sofort nach dem Lesen der Pi­ xelsensorzelle (10) zurückgesetzt wird.13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the reference cell (C2) is reset immediately after reading the Pi xelsensor cell ( 10 ). 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Referenzzelle (C2) sofort nach ihrem Zurücksetzen gelesen wird.14. The method according to any one of claims 10 to 13, characterized ge indicates that the reference cell (C2) immediately after its reset is read. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedesmal, wenn die Pixelsensorzelle (10) zurückgesetzt wird, eine Referenzzelle (C2) zurückgesetzt und bei jedem Zurücksetzen zum Erhalten eines entsprechenden Rücksetzwertes gelesen wird.15. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that each time the pixel sensor cell ( 10 ) is reset, a reference cell (C2) is reset and read each time a reset to obtain a corresponding reset value. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert anzeigt, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, ein gesammelter Photonenwert durch Bilden der Differenz zwischen dem letzten Lesewert und dem Rücksetzwert bestimmt wird.16. The method according to claim 15, characterized in that in the event that the last reading indicates that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated, a collected photon value is determined by forming the difference between the last reading and the reset value. 17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert eine Sättigung der Pixelsensorzel­ le (10) anzeigt, bestimmt wird, welche der Lesewerte vor der Sättigung aufgenommen wurden, sowie eine Vielzahl von Datenwerten durch Bilden der Differenzen zwischen den Lesewerten, die anzeigen, daß die Pixelsensor­ zelle (10) nicht gesättigt ist, und dem Rücksetzwert gebildet wird, und ein gesammelter Photonenwert durch Extrapolieren der Datenwerte be­ stimmt wird.17. The method according to claim 15, characterized in that in the event that the last reading indicates saturation of the pixel sensor cell ( 10 ), it is determined which of the reading values were recorded before saturation, and a large number of data values by forming the differences between the read values, which indicate that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated, and the reset value is formed, and a collected photon value is determined by extrapolating the data values. 18. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pixelsensorzelle (10) ein erstes Mal zurückgesetzt wird und nach dem ersten Zurücksetzen zum Erhalten eines ersten Rücksetzwertes gelesen wird, die Pixelsensorzelle (10) nach dem Lesen zum Erhalten des ersten dem ersten Zurücksetzen zum Erhalten eines ersten Rücksetzwertes gelesen wird, die Pixelsensorzelle (10) nach dem Lesen zum Erhalten des ersten Rücksetzwertes mehrmals zum Erhalten einer Vielzahl entsprechender Lese­ werte gelesen, anschließend ein zweites Mal zurückgesetzt und zum Erhal­ ten eines zweiten Rücksetzwertes gelesen wird, eine Referenzzelle (C2) zurückgesetzt wird, nachdem die Pixelsensorzelle (10) zum Erhalten des ersten Rücksetzwertes gelesen worden ist, die Referenzzelle (C2) bei ih­ rem Zurücksetzen jeweils zum Erhalten eines Referenz-Rücksetzwertes ge­ lesen wird, und bestimmt wird, ob der letzte der Vielzahl von Lesewerten eine Sättigung der Pixelsensorzelle (10) anzeigt.18. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pixel sensor cell ( 10 ) is reset a first time and is read after the first reset to obtain a first reset value, the pixel sensor cell ( 10 ) after reading to obtain the first the first Reset to obtain a first reset value, the pixel sensor cell ( 10 ) is read several times after reading to obtain the first reset value to obtain a plurality of corresponding read values, then reset a second time and read to obtain a second reset value, a reference cell ( C2) is reset after the pixel sensor cell ( 10 ) is read to obtain the first reset value, the reference cell (C2) is read each time it is reset to obtain a reference reset value, and it is determined whether the last one of the plurality of Read values indicates a saturation of the pixel sensor cell ( 10 ). 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert anzeigt, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, ein gesammelter Photonenwert durch Bilden der Differenz zwischen dem letzten der Vielzahl von Lesewerten und dem er­ sten Rücksetzwert bestimmt wird.19. The method according to claim 18, characterized in that in the event that the last reading indicates that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated, a collected photon value by forming the difference between the last one of the plurality of reading values and the first reset value is determined. 20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert anzeigt, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, ein gesammelter Photonenwert durch Bilden der Differenz zwischen dem letzten der Vielzahl von Lesewerten und dem zwei­ ten Rücksetzwert bestimmt wird.20. The method according to claim 18, characterized in that in the event that the last reading indicates that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated, a collected photon value by forming the difference between the last of the plurality of reading values and the second reset value is determined. 21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert eine Sättigung der Pixelsensorzel­ le (10) anzeigt, bestimmt wird, welche der Lesewerte vor der Sättigung aufgenommen wurden, sowie eine Vielzahl von Datenwerten durch Bilden der Differenzen zwischen einer ersten Gruppe von Lesewerten, die anzeigen, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, und dem ersten Rück­ setzwert und zwischen einer zweiten Gruppe von Lesewerten, die anzeigen, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, und dem Referenz-Rücksetzwert gebildet wird, und ein gesammelter Photonenwert durch Ex­ trapolieren der Datenwerte bestimmt wird.21. The method according to claim 18, characterized in that in the event that the last read value indicates a saturation of the pixel sensor cell ( 10 ), it is determined which of the read values were recorded before saturation, and a large number of data values by forming the differences between a first group of readings that indicate that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated and the first reset value and between a second group of readings that indicate that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated and the reference Reset value is formed, and a collected photon value is determined by extrapolating the data values. 22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert eine Sättigung der Pixelsensorzel­ le (10) anzeigt, bestimmt wird, welche der Lesewerte vor der Sättigung aufgenommen wurden, sowie eine Vielzahl von Datenwerten durch Bilden der Differenzen zwischen einer ersten Gruppe von Lesewerten, die anzeigen, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, und dem zweiten Rück­ setzwert und zwischen einer zweiten Gruppe von Lesewerten, die anzeigen, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, und dem Referenz-Rücksetzwert gebildet wird, und ein gesammelter Photonenwert durch Ex­ trapolieren der Datenwerte bestimmt wird.22. The method according to claim 18, characterized in that in the event that the last read value indicates a saturation of the pixel sensor cell ( 10 ), it is determined which of the read values were recorded before saturation, and a large number of data values by forming the differences between a first group of read values which indicate that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated and the second reset value and between a second group of read values which indicate that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated and the reference Reset value is formed, and a collected photon value is determined by extrapolating the data values. 23. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der letzte Lesewert eine Sättigung der Pixelsensorzel­ le (10) anzeigt, bestimmt wird, welche der Lesewerte vor der Sättigung aufgenommen wurden, sowie eine Vielzahl von Datenwerten durch Bilden der Differenzen zwischen einer ersten Gruppe von Lesewerten, die anzeigen, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, und dem ersten Rück­ setzwert und zwischen einer zweiten Gruppe von Lesewerten, die anzeigen, daß die Pixelsensorzeile (10) nicht gesättigt ist, und dem zweiten Rück­ setzwert und zwischen einer zweiten Gruppe von Lesewerten, die anzeigen, daß die Pixelsensorzelle (10) nicht gesättigt ist, und dem Referenz-Rücksetzwert gebildet wird, und ein gesammelter Photonenwert durch Ex­ trapolieren der Datenwerte bestimmt wird.23. The method according to claim 18, characterized in that in the event that the last reading indicates saturation of the pixel sensor cells ( 10 ), it is determined which of the reading values were recorded before saturation, and a large number of data values by forming the differences between a first group of readings that indicate that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated and the first reset value and between a second group of readings that indicate that the pixel sensor row ( 10 ) is not saturated and the second reset set value and between a second group of read values, which indicate that the pixel sensor cell ( 10 ) is not saturated, and the reference reset value is formed, and a collected photon value is determined by extrapolating the data values.
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