DE69133418T2

DE69133418T2 - Photoumwandlerschaltung

Info

Publication number: DE69133418T2
Application number: DE69133418T
Authority: DE
Inventors: Seiji Ohta-ku Hashimoto; Mahito Ohta-ku Shinohara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-08-07
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2011-08-01
Also published as: CA2048467C; EP0473294A1; EP0473294B1; CA2048467A1; DE69133418D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fotoelektrische Wandlerschaltung sowie auf Verfahren zur Steuerung bzw. Ansteuerung und Auffrischung dieser fotoelektrischen Wandlerschaltung, die nachstehend vereinfacht als Fotowandlerschaltung bezeichnet ist.
Die Erfindung ist in Verbindung mit einem fotoelektrischen Wandlerelement bzw. Fotowandlerelement des Typs verwendbar, bei dem in Abhängigkeit von einfallendem Licht erzeugte Ladungsträger im Steuerbereich eines Transistors gespeichert und ein die Menge der gespeicherten Ladungsträger betreffendes Signal über einen Hauptelektrodenbereich ausgelesen werden. Aus der EP-A-0 132 076 ist ein Wandlerelement dieser Art bekannt, mit dessen Hilfe ein Ausgangssignal erzeugt werden kann, bei dem eine Verstärkung der gespeicherten Ladung stattgefunden hat. Das aus dieser Druckschrift bekannte Fotowandlerelement wird von einem bipolaren Transistor gebildet, in dessen Basisbereich die Ladungsträger gespeichert werden. Das Signal kann über den Kollektor oder den Emitter ausgelesen werden. Hierbei kann das Basispotential über eine kapazitiv gekoppelte Elektrode gesteuert werden, jedoch ist die Erfindung nicht auf dieses Merkmal geschränkt. Im übrigen ist die Erfindung auch nicht auf bipolare Bauelemente beschränkt.
Aus der EP-A-0 132 076 ist auch ein Steuerzyklus für dieses Fotowandlerelement bekannt, bei dem einfallendes Licht zu einer Akkumulation von elektrischen Ladungsträgern im Steuerbereich des Wandlerelements während einer Akkumulationsperiode führt, ein von der akkumulierten Ladungsmenge abhängiges Signal während einer Leseperiode über einen Hauptelektrodenbereich ausgelesen wird und sodann während einer Rückstellungs- oder Auffrischungsperiode eine Rückstellung des Zustands des Steuerbereichs auf einen Standardzustand erfolgt.
Aus der EP-A-0 222 624 und der EP-A-0 253 678 ist eine bevorzugte Ausführungsform dieser Steuerung bekannt, bei der zwei Rückstellungs- oder Auffrischungsvorgänge aufeinanderfolgend durchgeführt werden. Der erste Vorgang stellt eine sog. vollständige Auffrischung dar, bei der Ladungsträger in den Steuerbereich zumindest in einem Zustand injiziert werden, bei dem während der Akkumulationsperiode nur sehr wenig Licht eingefallen ist, sodass die gespeicherte Ladungsmenge sehr gering ist, oder bei der alternativ das Potential des Steuerbereichs auf einen bestimmten Pegel eingestellt wird, wobei in beiden Fällen gewährleistet werden soll, dass der Steuerbereich eine größere Menge an gespeicherten Ladungen enthält als dies am Ende einer Akkumulationsperiode der Fall ist, bei der kein Licht auf das Fotowandlerelement gefallen ist. An diesen Vorgang schließt sich eine sog. Übergangsauffrischung an, bei der das Fotowandlerelement derart vorgespannt wird, dass die in dem Steuerbereich gespeicherten Ladungen über einen Hauptelektrodenbereich abfließen.
Ein solcher zweistufiger Auffrischungsvorgang hat sich im Vergleich zu der alleinigen Verwendung eines Übergangsauffrischungsvorgangs als vorteilhaft erwiesen. Wenn der Übergangsauffrischungszustand ausreichend lange aufrecht erhalten wird, können im wesentlichen sämtliche gespeicherten Ladungen im Steuerbereich entfernt werden. Wenn jedoch der Übergangsauffrischungszustand nur für eine relativ kurze Zeitdauer aufrecht erhalten wird, was einen schnelleren Betrieb der Fotowandlerschaltung ermöglicht, fällt der Pegel der gespeicherten Ladung im Steuerbereich auf einen bestimmten Standardpegel ungleich Null ab, und zwar unter der Voraussetzung, dass der Pegel der gespeicherten Ladung vor dem Beginn des Übergangsauffrischungsvorgangs in ausreichendem Maße über dem Standardpegel lag. Wenn jedoch die gespeicherten Ladungen bereits vor dem Beginn des Übergangsauffrischungsvorgangs den Standardpegel aufweisen, weil z. B. während der Akkumulationsperiode kein Licht auf das Fotowandlerelement gefallen ist, fällt der Pegel der gespeicherten Ladungen während des Übergangsauffrischungsvorgangs geringfügig auf einen unter dem Standardpegel liegenden Pegel ab. Der Pegel der gespeicherten Ladungen in einem nicht mit Licht beaufschlagten Fotowandlerelement nimmt somit bei aufeinanderfolgenden Belichtungsperioden langsam ab, sodass beim nächsten Lichteinfall kein korrektes Ausgangssignal mehr erhalten wird. Durch Ausführung eines vollständigen Auffrischungsvorgangs vor dem Übergangsauffrischungsvorgang lässt sich gewährleisten, dass der Steuerbereich zu Beginn des Übergangsauffrischungsvorgangs eine ausreichende Speicherladung enthält, um den Pegel der Speicherladung am Ende des Übergangsauffrischungsvorgangs auf den Standardpegel zu bringen.
Wenn bei dem vorstehend beschriebenen druckschriftlichen Stand der Technik eine Fotowandlerschaltung eine zweidimensionale Anordnung von Fotowandlerelementen aufweist, führt die Steuerschaltung üblicherweise eine gleichzeitige Auffrischung der Wandlerelemente einer Zeile und eine Auffrischung von unterschiedlichen Zeilen zu unterschiedlichen Zeiten durch.
Aus der EP-A-0 274 236 ist eine Anordnung bekannt, bei der das Fotowandlerelement von einem bipolaren Transistor gebildet wird, dessen Emitter während eines Übergangsauffrischungsvorgangs auf Massepegel gehalten wird. Während einer anschließenden Akkumulationsperiode wird der Emitter auf einer Standardspannung gehalten, die unter der Kollektorspannung liegt, um die Spannung, auf die die Basis bei der Akkumulation von Ladungsträgern ansteigen kann, als Maßnahme gegen ein "Überstrahlen" zu begrenzen, wenn Ladungsträger bei einem mit sehr starkem Licht beaufschlagten Wandlerelement übertreten.
Auf den Offenbarungsgehalt der EP-A-0 132 076, der EP-A-0 222 624, der EP-A-0 253 678 und der EP-A-0 274 236 wird im Rahmen der nachstehenden Beschreibung Bezug genommen.
Aus der EP-A-0 277 016 ist eine Bildzelle bzw. ein Bildelement für eine fotoelektrische Wandlervorrichtung bekannt, die einen Fotosensor in Form eines bipolaren Transistors, eine mit der Basis des Sensors kapazitiv gekoppelte Elektrode und einen derart ausgestalteten MOS-Transistor aufweist, dass die Basis des bipolaren Sensors gleichzeitig auch die Source-Elektrode des MOS-Transistors bildet. Die Basis des Sensors kann aufgefrischt werden, indem an das Gate des MOS-Transistors eine Spannung zu dessen Durchschaltung angelegt wird, während die Drain-Elektrode des MOS-Transistors an Masse liegt. Hierdurch wird die Basis des Sensors (die gleichzeitig auch die Source-Elektrode des MOS-Transistors darstellt) unabhängig von dem im Sensor während einer Beaufschlagung mit Licht akkumulierten Potential auf einem konstanten Potential gehalten. Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass der MOS-Transistor auch durch Anlegen einer Spannung an seine Drain-Elektrode durchgeschaltet werden kann. In der EP-A-0 277 016 ist ein Ausführungsbeispiel offenbart, bei dem eine Vielzahl von solchen Einheitszellen in einer Zeile miteinander verbunden sind, wobei die Drain-Elektrode des MOS-Transistors einer Einheitszelle gleichzeitig auch die Source-Elektrode des MOS-Transistors (und die Basis des Sensors) einer benachbarten Einheitszelle bildet. Bei jeder Einheitszelle ist die Gate-Elektrode des MOS-Transistors mit der kapazitiv mit der Basis des Sensors gekoppelten Elektrode sowie mit einer Ansteuerleitung verbunden, die der Zeile von Zellen gemeinsam zugeordnet ist. An einem Ende einer solchen Zeile von Zellen kann die Drain-Elektrode des MOS-Transistors jedoch nicht gleichzeitig auch die Source-Elektrode des MOS-Transistors der benachbarten Zelle bilden, da keine benachbarte Zelle vorhanden ist, sodass diese Drain-Elektrode an eine feste Spannung gelegt wird. Am anderen Ende einer solchen Zeile von Zellen ist ein zusätzlicher MOS-Transistor vorgesehen, dessen Drain-Elektrode von der Source-Elektrode des MOS-Transistors (und der Basis des Sensors) der Endzelle gebildet wird, wobei seine Source-Elektrode an die gleiche feste Spannung gelegt ist. Durch Anlegen eines in einer Richtung verlaufenden Spannungsimpulses an die gemeinsame Ansteuerleitung werden die MOS-Transistoren durchgeschaltet, wodurch die Basen von sämtlichen Sensoren in der Zeile zur Auffrischung an die feste Spannung gelegt werden. Beim Abfallen des Impulses werden die MOS-Transistoren dann wieder gesperrt. Durch Anlegen eines in der entgegengesetzten Richtung verlaufenden Spannungsimpulses an die gemeinsame Ansteuerleitung wird auf die Basen der Sensoren über die kapazitiv gekoppelten Elektroden eingewirkt und den Sensoren eine Vorspannung in Durchlassrichtung zur Durchführung eines Lesevorgangs und wahlweise auch zur Durchführung eines Auffrischungsvorgangs erteilt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Gate-Elektrode des MOS-Transistors einer jeden Zelle nicht mit der kapazitiv gekoppelten Elektrode verbunden, sondern statt dessen sind eine erste Ansteuerleitung, die mit den kapazitiv gekoppelten Elektroden der Zellen in der Zeile verbunden ist, sowie eine mit den Gate-Elektroden der MOS-Transistoren der Zeile verbundene zweite Ansteuerleitung vorgesehen. Der Spannungsimpuls zum Durchschalten der MOS-Transistoren wird daher in Bezug auf den in entgegengesetzter Richtung verlaufenden Spannungsimpuls zur Vorspannung der Sensoren in Durchlassrichtung über eine andere Steuerleitung angelegt. Hierdurch verringert sich der Gesamtspannungswechsel bzw. Spannungshub an der Ansteuerleitung.
In 1 ist ein Beispiel für eine Fotowandlerschaltung mit einer zweidimensionalen Anordnung von Fotowandlerelementen veranschaulicht. Die Fotowandlerelemente werden hierbei von bipolaren Transistoren gebildet, deren Basis jeweils von einer kapazitiv gekoppelten Elektrode gesteuert wird. Wie vorstehend bereits angemerkt, ist die Erfindung jedoch nicht auf Fotowandlerelemente dieser Art beschränkt. Alternative Fotowandlerelemente, die Wandlerelemente ohne eine kapazitiv gekoppelte Steuerelektrode für den Steuerbereich sowie Wandlerelemente umfassen, die nicht von bipolaren Transistoren gebildet werden, sind aus der EP-A-0 253 678 bekannt.
Gemäß 1 umfasst eine Bildelementeinheit 1 einer Sensoranordnung ein Fotowandlerelement bzw. einen Sensor T (der von einem Bauelement des bipolaren Transistortyps gebildet wird, wie es aus der EP-A-0 132 076 bekannt ist). Die Basis des Sensors T ist kapazitiv mit einer Steuerelektrode gekoppelt, wobei diese Kopplung durch einen Kondensator C dargestellt ist. Außerdem ist die Basis mit einem P-Kanal-Feldeffekttransistor M (z. B. einem MOS-Feldeffekttransistor) gekoppelt. Jede Zeile der Sensoranordnung umfasst eine gemeinsame Horizontal-Ansteuerleitung 2, die mit der Kondensatorelektrode und der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors M eines jeden Bildelements verbunden ist, während jede Spalte der Sensoranordnung eine gemeinsame Vertikal-Ausgangsleitung 3 umfasst, die mit dem Emitter eines jeden Sensors T verbunden ist. Jede Vertikal-Ausgangsleitung 3 ist über einen jeweiligen Feldeffekttransistor 4 zur Rückstellung der Vertikal-Ausgangsleitung 3 mit Masse verbunden. Außerdem ist jede Vertikal-Ausgangsleitung 3 über einen jeweiligen Feldeffekttransistor 6 mit einem jeweiligen Kondensator 5 verbunden, der zur Speicherung der von einem Sensor T der Ausgangsleitung 3 zugeführten Signale dient. Jeder Speicherkondensator 5 ist über einen jeweiligen Feldeffekttransistor 8 mit einer gemeinsamen Horizontal-Ausgangsleitung 7 verbunden, über die einem Verstärker 9 ein Eingangssignal zugeführt wird. Die gemeinsame Horizontal-Ausgangsleitung 7 liegt außerdem über einen Feldeffekttransistor 10 an Masse.
Zur Steuerung des Betriebs dieser Anordnung ist jede Horizontal-Ansteuerleitung 2 über einen jeweiligen Feldeffekttransistor 11 mit einem Anschluss 12 zur Zuführung von Ansteuerimpulsen verbunden, wobei die Zeilen der Sensoranordnung von Ausgangssignalen eines Zeilenschieberegisters ausgewählt werden, durch die wiederum die Feldeffekttransistoren 11 durchgeschaltet werden. Durch einem Anschluss 13 zugeführte Steuerimpulse werden die Feldeffekttransistoren 4 durchgeschaltet, um die Vertikal-Ausgangsleitungen 3 an Masse zu legen, während durch einem Anschluss 14 zugeführte Steuerimpulse die Feldeffekttransistoren 6 zur Verbindung der Vertikal-Ausgangsleitungen 3 mit den Speicherkondensatoren 5 durchgeschaltet werden. Durch die von einem Spaltenschieberegister abgegebenen Ausgangssignale werden die Feldeffekttransistoren 8 selektiv durchgeschaltet, um die ausgewählten Speicherkondensatoren mit der gemeinsamen Horizontal-Ausgangsleitung 7 zu verbinden. Durch einem Anschluss 15 zugeführte Steuerimpulse wird der Feldeffekttransistor 10 durchgeschaltet, um die gemeinsame Horizontal-Ausgangsleitung 7 zu deren Rückstellung an Masse zu legen. Das fotoelektrisch umgesetzte Ausgangssignal dieser Anordnung wird von dem Verstärker 9 einem Ausgangsanschluss 16 zugeführt.
Wie 1 zu entnehmen ist, ist ein zusätzlicher Feldeffekttransistor M an einem Ende einer jeden Zeile vorgesehen, sodass an jedem Ende einer jeden Zeile ein Feldeffekttransistor M angeordnet ist. Mit Ausnahme der jeweiligen Enden einer jeden Zeile dieser Anordnung von Sensoren T sind die beiden Hauptelektrodenbereiche (Source-Elektrode und Drain-Elektrode) des Feldeffekttransistors M eines jeden Bildelements jeweils mit der Basis des Sensors T des gleichen Bildelements und der Basis des Sensors T eines benachbarten Bildelements verbunden. An jedem Ende einer jeden Zeile ist die Basis eines Sensors T über den Feldeffekttransistor mit einer zu Masse führenden Leitung verbunden. Wenn somit die Feldeffekttransistoren einer Sensorzeile über eine Horizontal-Ansteuerleitung 2 durchgeschaltet werden, werden die Basen sämtlicher Sensoren in der Zeile über die Feldeffekttransistoren M an Masse gelegt. Der zusätzliche Feldeffekttransistor M in jeder Zeile kann auch entfallen, wobei in diesem Falle die Reihe von Feldeffekttransistoren nur an einem Ende mit Masse verbunden ist.
2 veranschaulicht den Verlauf von Signalen, die den Anschlüssen 12, 13 und 14 zugeführt werden. Im Rahmen der nachstehenden Beschreibung wird hierbei eine Bezeichnungsweise gewählt, bei der das einem Anschluss zugeführte Signal mit ϕ, gefolgt von der Bezugszahl des Anschlusses bezeichnet ist.
Wenn während der Akkumulationsperiode die Fotowandlerschaltung belichtet wird und in der Basis eines jeden Sensors T in Abhängigkeit von der auf den Sensor fallenden Lichtmenge Ladungen akkumuliert werden, findet keine Auswahl einer relevanten Zeile der Sensoranordnung durch das Zeilenschieberegister statt. Wenn keine der Zeilen ausgelesen oder aufgefrischt wird, weist das Signal ϕ12 Massepegel auf, während das Signal ϕ13 einen hohen Pegel aufweist, um die Vertikal-Ausgangsleitungen an Masse zu legen, und das Signal ϕ14 einen niedrigen Pegel aufweist, um die Vertikal-Ausgangsleitungen von den Speicherkondensatoren 5 zu trennen. Bei der Auswahl einer Zeile zum Auslesen und Auffrischen schaltet das Zeilenschieberegister den entsprechenden Feldeffekttransistor 11 durch.
Für den Lesevorgang geht das Signal ϕ13 auf einen niedrigen Pegel über, um die Emitter der Sensoren T und die Vertikal-Ausgangsleitungen 3 von Masse zu trennen, während das Signal ϕ14 einen hohen Pegel annimmt, um die Emitter und die Vertikal-Ausgangsleitungen 3 mit den Speicherkondensatoren 5 zu verbinden. Das Signal ϕ12 nimmt einen ausreichend hohen Pegel an, um das Potential der Basen der Sensoren T in der gewählten Zeile durch die Wirkung des Kondensators C zum Durchschalten der Transistor-Sensoren T anzuheben, sodass ein der in den Basisbereichen gespeicherten Ladungsmenge entsprechendes Ausgangssignal über die Emitterbereiche der jeweiligen Vertikal-Ausgangsleitung 3 zugeführt und in dem jeweiligen Speicherkondensator 5 gespeichert wird. Durch den positiven Impuls ϕ12 wird ein festes Sperren der Feldeffekttransistoren M herbeigeführt, sodass der Basisspannungspegel nicht durch die über die Feldeffekttransistoren M erfolgende Masseverbindung während des Lesevorgangs beeinflusst wird. Sodann schaltet das Spaltenschieberegister die Feldeffekttransistoren 8 durch, um die Signale aus den Speicherkondensatoren 5 auf die gemeinsame Horizontal-Ausgangsleitung 7 auszulesen und dem Verstärker 9 zuzuführen.
Für einen Auffrischungsvorgang nimmt das Signal ϕ13 einen hohen Pegel an, während das Signal ϕ14 einen niedrigen Pegel annimmt, um die Emitter und die Vertikal-Ausgangsleitungen 3 von den Speicherkondensatoren 5 zu trennen und sie wieder mit Masse zu verbinden, und das Signal ϕ12 einen ausreichend niedrigen Pegel zur Durchschaltung des P-Kanal-Feldeffekttransistors M annimmt. Der auf einen niedrigen Pegel übergehende Impuls ϕ12 führt zunächst zu einer Vorspannung der Basis eines jeden Sensors in Sperrrichtung, woraufhin die Basis eines jeden Sensors über die Feldeffekttransistoren M an Masse gelegt wird, wobei in Abhängigkeit von der Menge an Ladungsträgern, die während der Akkumulationsperiode akkumuliert worden ist, Ladungen in den Basisbereich hineinfließen oder aus ihm herausfließen. Dies stellt den sog. vollständigen Auffrischungsvorgang dar, bei dem die Basis eines jeden Sensors T der ausgewählten Zeile auf ein gemeinsames Potential eingestellt wird.
Sodann geht das Signal ϕ12 erneut auf einen hohen Pegel über, um die P-Kanal-Feldeffekttransistoren M zu sperren und die Basis des Sensors T in Bezug zu dem Emitter durch die Wirkung des Kondensators C in Durchlassrichtung vorzuspannen. Der Emitter bleibt hierbei über den Feldeffekttransistor 4 mit Masse verbunden. Dies ergibt die sog. Übergangsrückstellung, bei der im Basisbereich gespeicherte Ladungen über den Emitterbereich abgeführt werden. Da die Basis eines jeden Sensors T der ausgewählten Zeile während des vollständigen Rückstellvorgangs über die Feldeffekttransistoren M auf einen Standardpegel eingestellt worden ist, sind am Ende des Übergangsauffrischungsvorgangs sämtliche Basisbereiche der Sensoren in der Zeile auf einen gemeinsamen Auffrischungspegel eingestellt.
Das Signal ϕ12 geht dann zur Einleitung der nächsten Akkumulationsperiode wieder auf den Massepegel über, sodass das Zeilenschieberegister den relevanten Feldeffekttransistor 11 zur Beendigung der Zeilenwahl sperren kann.
Für den Fachmann ist jedoch ersichtlich, dass auch eine alternative Anordnung Verwendung finden kann, bei der eine von einem ersten Zeilenschieberegister gesteuerte erste Gruppe von Horizontal-Ansteuerleitungen ausschließlich zum Auslesen dient, während eine von einem zweiten Zeilenschieberegister gesteuerte zweite Gruppe von Horizontal-Ansteuerleitungen ausschließlich zur Auffrischung dient. Eine solche Anordnung ist in 3 schematisch veranschaulicht.
Gemäß 3 wird der Lesevorgang von einem Lesezeilen-Schieberegister 30 mit einer zeitlichen Steuerung tR gesteuert, während der Auffrischungsvorgang durch ein Auffrischungszeilen-Schieberegister 31 mit einer zeitlichen Steuerung tC gesteuert wird. Durch Steuerung der Zeitdauer zwischen der Ansteuerzeit tR des Lesezeilen-Schieberegisters und der Ansteuerzeit tC des Auffrischungszeilen-Schieberegisters kann die Akkumulationsperiode für jeden Sensor gesteuert und hierbei die Funktion eines sog. elektronischen Verschlusses erhalten werden. In 3 sind ein Spaltenschieberegister 32, eine Fotowandleranordnung 33 und ein Ausgangsverstärker 34 ebenfalls schematisch dargestellt.
Die Fotowandlerschaltung gemäß den 1 und 2 besitzt den Vorteil, dass durch eine gemeinsame Steuerleitung für die Kondensatorelektrode, über die die Steuerung des Gates des Feldeffekttransistors M und über den Kondensator C der Basis erfolgt, der Feldeffekttransistor M während des Lesevorgangs und des Übergangsauffrischungsvorgangs automatisch und zuverlässig in den Sperrzustand versetzt wird. Der gesamte sichere Spannungsbereich zwischen der an die Horizontal-Ansteuerleitungen 2 anlegbaren höchsten Spannung und niedrigsten Spannung wird jedoch von den Kennwerten und Eigenschaften der Bauelemente der Fotowandlerschaltung und insbesondere von ihrer maximalen Spannungsfestigkeit bestimmt. Der Umstand, dass die Horizontal-Ansteuerleitungen 2 zur Durchführung der vollständigen Auffrischung auf ein negatives Potential übergehen müssen, begrenzt somit die maximale positive Spannung, die bei der Übergangsauffrischung und dem Auslesen angelegt werden kann. Dies begrenzt das Durchschaltungsvermögen des Transistor-Sensorelements T, sodass das Lesesignal auf einem relativ niedrigen Pegel verbleibt und das maximale Ausgangssignal bei einer Sättigung des Sensors durch helles Licht relativ klein ausfällt. Außerdem ist eine relativ komplexe Schaltungsanordnung zur Zuführung des Ansteuersignals ϕ12 erforderlich, da dieses Signal drei verschiedene Signalpegel benötigt.
Weiterhin kann bei den Schaltungsanordnungen gemäß den 1 bis 3 z. B. bei der Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung in einer Stehbild-Videokamera die Aufnahme eines Stehbildes problematisch sein, und zwar insbesondere dann, wenn ein Stehbild von einem sich bewegenden Objekt aufgenommen werden soll. Da nämlich jede Zeile zu verschiedenen Zeiten ausgelesen und aufgefrischt wird, ergeben sich geringfügig unterschiedliche Akkumulationsperioden für verschiedene Zeilen, was zu einer Bildverzerrung führt. Diese Bildverzerrung kann durch Verwendung eines mechanischen Verschlusses unterdrückt werden, der erst nach der Auffrischung sämtlicher Zeilen geöffnet und vor dem Auslesen jeglicher Zeilen geschlossen wird. Hierbei kann jedoch immer noch ein unerwünschter Dunkelstrom während der Zeit auftreten, die zum Auslesen und Auffrischen sämtlicher Bildelemente erforderlich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die vorstehend beschriebenen verschiedenen Probleme des Standes der Technik zu lösen oder zu verringern und Verbesserungen der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnungen anzugeben.
Im Rahmen der nachstehenden Beschreibung werden in Bezug auf Bauelemente die Bezeichnungen Hauptelektrodenbereiche und Steuerbereiche verwendet. Wie für den Fachmann ersichtlich ist, besitzen die meisten elektrischen Bauelemente einen ersten und einen zweiten Hauptanschluss, was z. B. auf die beiden Endanschlüsse eines Widerstands und die beiden Anschlüsse einer Diode oder eines Kondensators zutrifft, wobei im Falle von Bauelementen mit drei Anschlüssen wie Transistoren, Siliciumthyristoren und TRIACs eine Spannung oder ein Strom zwischen den beiden Hauptanschlüssen durch ein einem Steueranschluss zugeführtes Signal beeinflusst wird. Ein bipolarer Transistor besitzt somit einen Hauptstromkreis zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter, die Hauptelektrodenbereiche darstellen, wobei die Basis einen Steuerbereich bildet, während ein Feldeffekttransistor einen Hauptstromkreis zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode aufweist, die Hauptelektrodenbereiche darstellen. Ein Transistor mit zwei Emittern besitzt somit zwei Hauptstromkreise, nämlich einen Stromkreis für jeden Emitter.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 1 wird eine Fotowandlerschaltung angegeben, bei der ein Auffrischungs-Schaltelement zur Auffrischung eines Fotowandlerelements durchgeschaltet wird, indem die einem Hauptanschluss des Schaltelements zugeführte Spannung verändert wird, während die an einem Steueranschluss anliegende Spannung vorzugsweise konstant gehalten wird. Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Auffrischung eines Fotowandlerelements gemäß Patentanspruch 28, ein Verfahren zur Ansteuerung eines Fotowandlerelements gemäß Patentanspruch 31 sowie ein Verfahren zur Ansteuerung einer Fotowandlerschaltung gemäß Patentanspruch 34. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Auffrischungs-Schaltelement wie ein Feldeffekttransistor M nicht durch Veränderung der einem Steueranschluss zugeführten Spannung, sondern durch Anlegen einer geeigneten Spannung an einen Hauptanschluss durchgeschaltet, wodurch sich die Zuführung des Auffrischungssteuerimpulses über eine Horizontal-Ansteuerleitung erübrigt. Auf diese Weise kann die Ansteuerleitung eine größere Leseimpulsspannung abgeben, ohne dass der sichere oder stabile Betriebsbereich der Schaltungsanordnung überschritten wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden bei einer Fotowandlerschaltung mit einer Anordnung von Fotowandlerelementen die Speicherbereiche der Fotowandlerelemente einer Vielzahl von Zeilen der Anordnung zur Rückstellung oder Injektion von Ladungsträgern unter zumindest gewissen Zuständen der Speicherbereiche gleichzeitig mit einer Standardspannung beaufschlagt, wobei dies vorzugsweise gleichzeitig bei sämtlichen Fotoelementen der Anordnung erfolgt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Steuerbereich aufgefrischt oder zurückgestellt, indem eine Auffrischungs- oder Rückstellspannung an einen Hauptelektrodenbereich des Fotowandlerelements zu dessen Vorspannung in Durchlassrichtung und Auffrischung oder Rückstellung des Steuerbereichs über den Hauptelektrodenbereich angelegt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Rückstellung oder Auffrischung der Steuerbereiche von Fotowandlerelementen einer Vielzahl von Zeilen in einer zweidimensionalen Anordnung von Fotowandlerelementen gleichzeitig über einen Hauptelektrodenbereich der Fotowandlerelemente, wobei dies vorzugsweise gleichzeitig bei sämtlichen Fotowandlerelementen der Anordnung durchgeführt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Rückstellungs- oder Auffrischungsvorgang bei Fotowandlerelementen einer Vielzahl von Zeilen in einer zweidimensionalen Anordnung von Fotowandlerelementen gleichzeitig beendet, wobei dies vorzugsweise bei sämtlichen Elementen der Anordnung erfolgt. Dies ermöglicht eine elektronische Festlegung des Beginns der Belichtungsperiode, ohne dass eine unterschiedliche Steuerung der Belichtungsperiode in verschiedenen Abschnitten der Anordnung erforderlich ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Leseanschluss eines Fotowandlerelementes während einer Zeitdauer, in der elektrische Ladung in einem Steuerbereich in Abhängigkeit von einfallendem Licht akkumuliert wird, auf einem ersten Pegel gehalten und vor einer Leseperiode auf einen anderen Pegel gebracht, wobei die Pegel derart gewählt sind, dass eine Spannung für den Steuerbereich gebildet wird, bei der Ladung zum Leseanschluss fließt, wenn der Steuerbereich den während der Akkumulationsperiode gebildeten Pegel aufweist, jedoch keine Ladung zum Leseanschluss fließt, wenn der Steuerbereich den für die Leseperiode gewählten Spannungspegel aufweist. Hierdurch wird eine Begrenzung der in dem Steuerbereich bei Einfall von hellem Licht auf das Fotowandlerelement speicherbaren maximalen Ladungsmenge auf einen Wert ermöglicht, der eine Sicherheitstoleranz in Bezug auf eine gegenseitige Beeinflussung der Fotowandlerelemente beim Auslesen eines Signals auf eine gemeinsame Leseleitung gewährleistet, wodurch bei Einfall von hellem Licht auf ein Fotowandlerelement der sog. "Überstrahlungseffekt" verhindert wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, die keine Einschränkung der Erfindung darstellen, unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Fotowandlerschaltung, die zu Erläuterungszwecken dargestellt ist,
2 den Verlauf von Steuersignalen zum Betrieb der Fotowandlerschaltung gemäß 1,
3 eine schematische Darstellung einer Fotowandlerschaltung mit separaten Lesezeilen- und Auffrischungszeilen-Schieberegistern,
4 eine schematische Darstellung einer Kameraanordnung, bei der Ausführungsbeispiele der Erfindung Verwendung finden können,
5 eine Fotowandlerschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6 den Verlauf von Steuersignalen bei der Fotowandlerschaltung gemäß 5,
7 eine Fotowandlerschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
8 eine Fotowandlerschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
9 den Verlauf von Steuersignalen bei der Fotowandlerschaltung gemäß 8,
10 den Verlauf von alternativen Steuersignalen bei der Fotowandlerschaltung gemäß 8,
11 eine Fotowandlerschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
12 den Verlauf von Steuersignalen bei der Fotowandlerschaltung gemäß 11,
13 den Verlauf von alternativen Steuersignalen bei der Fotowandlerschaltung gemäß 11, und
14 den Verlauf von Steuersignalen für die Leseperiode bei jeder der dargestellten Fotowandlerschaltungen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung können bei einem Kamerasystem wie dem schematisch in 4 dargestellten System Verwendung finden. Licht von einem Motiv tritt durch ein Objektivsystem 100 und einen mechanischen Verschluss 200 hindurch und wird auf einer Fotowandlerelementeanordnung einer Fotowandlerschaltung 300 abgebildet. Durch Öffnen und Schließen des mechanischen Verschlusses 200 kann die Belichtungszeit des Bildes auf der Fotowandlerschaltung 300 gesteuert werden, obwohl die effektive Belichtungsdauer auch durch den optischen Verschlusseffekt der Sensor-Rückstellsteuerung der Fotowandleranordnung in der vorstehend beschriebenen Weise beeinflusst werden kann. Ein sequentielles Ausgangssignal der Fotowandlerschaltung 300 wird von einer Signalverarbeitungsschaltung 400 verarbeitet und in einer Speichereinrichtung 500 wie einem Halbleiterspeicher oder einer Diskette abgespeichert. Die Arbeitsweise dieser Komponenten werden von einer Systemsteuereinrichtung 600 gesteuert. Die erfindungsgemäßen Fotowandlerschaltungen können hierbei in Form der Fotowandlerschaltung 300 Verwendung finden.
5 veranschaulicht ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Viele Elemente der Fotowandlerschaltung gemäß 5 entsprechen der Fotowandlerschaltung gemäß 1 und sind daher jeweils mit der gleichen Bezugszahl bezeichnet. Im Vergleich zu der Fotowandlerschaltung gemäß 1 umfasst die Fotowandlerschaltung gemäß 5 jedoch einen zweiten Feldeffekttransistor 17 für jede Zeile, der ebenfalls vom Zeilenschieberegister steuerbar ist. Die Hauptelektrodenbereiche (Source-Elektrode und Drain- Elektrode) der Feldeffekttransistoren M der Bildelemente, die bei dem vollständigen Auffrischungsvorgang Verwendung finden, sind mit Ausnahme der Endbereiche der Zeilen mit den Basen von benachbarten Sensoren T der Zeile wie bei der Fotowandlerschaltung gemäß 1 verbunden. An den Enden der Zeilen sind die Feldeffekttransistoren M nicht mit Masse, sondern statt dessen mit dem Ausgang von jeweiligen Emitterfolgern 18 verbunden, die für jede Zeile vorgesehen sind. Die Basen der Emitterfolger 18 sind über die jeweiligen Feldeffekttransistoren 17 mit einem Anschluss 19 verbunden. Wenn das Zeilenschieberegister eine gegebene Zeile auswählt, wird somit die Source-Elektrode des Rückstell-Schaltfeldeffekttransistors M des Endbildelements an eine Spannung gelegt, die von dem Signalverlauf am Anschluss 19 bestimmt wird. Der Emitterfolger 18 gewährleistet, dass ein hoher Strom aufrecht erhalten werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der zusätzliche Feldeffekttransistor M am Ende einer jeden Zeile entfallen.
Die Signalverläufe an den Steueranschlüssen 12, 13, 14, 19 bei den Lese- und Auffrischungsvorgängen der Fotowandlerschaltung gemäß 5 sind in 6 dargestellt. Der Lesevorgang verläuft ähnlich dem in Verbindung mit 2 in Bezug auf die Fotowandlerschaltung gemäß 1 beschriebenen Vorgang. Das Signal ϕ13 geht somit zur Trennung der Vertikal-Ausgangsleitungen 3 von Masse auf einen niedrigen Pegel über, während das Signal ϕ14 zur Verbindung der Vertikal-Ausgangsleitungen 3 mit den Speicherkondensatoren 5 auf einen hohen Pegel übergeht. Das Signal ϕ12 nimmt einen hohen Pegel an, wodurch ein hoher Spannungsimpuls der Horizontal-Ansteuerleitung 2 der gewählten Zeile über den von dem Zeilenschieberegister durchgeschalteten Feldeffekttransistor 11 zugeführt wird. Das Zeilenschieberegister würde auch den Feldeffekttransistor 17 der gewählten Zeile durchschalten, jedoch verbleibt das Signal ϕ19 auf einem niedrigen Pegel, sodass die Source-Elektrode des Schalt-Feldeffekttransistors M des Endbildelements wie bei der Fotowandlerschaltung gemäß 1 an Masse liegt. Der an der Horizontal-Ansteuerleitung 2 anstehende hohe Spannungsimpuls wird über die Kondensatoren C eines jeden Bildelements der gewählten Zeile den Basen der bipolaren Transistor-Sensorelemente T zugeführt, die auf diese Weise durchgeschaltet werden. Somit werden Lesesignale den Vertikal-Ausgangsleitungen 3 zugeführt und in den Speicherkondensatoren 5 gespeichert.
Zur Durchführung des vollständigen Auffrischungsvorgangs, durch den die Basen der Sensoren T auf einen vorgegebenen Spannungspegel eingestellt werden, nimmt das Signal ϕ12 wieder Massepotential an, geht jedoch nicht auf ein negatives Potential über, wie dies bei der Fotowandlerschaltung gemäß 1 der Fall ist. Statt dessen nimmt das Signal ϕ19 einen positiven Pegel an, wodurch die Sourcespannung des am Ende befindlichen Rückstell-Feldeffekttransistors M über den Emitterfolger 18 angehoben wird. Der Feldeffekttransistor M wird somit nicht durch Verringerung seiner Gatespannung, sondern durch Anheben seiner Sourcespannung durchgeschaltet. Im durchgeschalteten Zustand führt er die Spannung vom Anschluss 19 der Basis seines zugehörigen Sensors T sowie der Source-Elektrode des nächsten Rückstell-Feldeffekttransistors M zu. Der nächste Rückstell-Feldeffekttransistor M wird somit in der gleichen Weise durchgeschaltet, sodass auf diese Weise durch die am Steueranschluss 19 anstehende Spannung über den Emitterfolger 18 sämtliche Rückstell-Feldeffekttransistoren M durchgeschaltet und die Basen sämtlicher Sensoren T in der gewählten Zeile zurückgestellt werden. Dies stellt den vollständigen Auffrischungsvorgang dar.
Am Ende des vollständigen Auffrischungsvorgangs nimmt das Signal ϕ19 wieder einen niedrigen Pegel an, und der Übergangsrückstellvorgang wird durchgeführt. Dies entspricht dem Übergangsrückstellvorgang gemäß den 1 und 2. Das Signal ϕ13 weist einen hohen Pegel auf, um die Emitter über die Vertikal-Ausgangsleitungen 3 mit Masse zu verbinden, während das Signal ϕ12 auf einen hohen Pegel übergeht, um die Basen der Sensoren T in Relation zu den Emittern in Durchlassrichtung vorzuspannen, sodass die gespeicherte Ladungsmenge auf den vorgegebenen Wert abfällt.
Daraufhin fällt das Signal ϕ12 erneut ab, wodurch die Vorspannung der Basis-Emitter-Strecke umgekehrt wird, und die nächste Akkumulationsperiode setzt ein.
Da der vollständige Auffrischungsvorgang nicht durch Ansteuerung der Gate-Elektroden der Rückstell-Schaltfeldeffekttransistoren M über den Anschluss 12 mit einem niedrigen Pegel, sondern durch Ansteuerung ihrer Source-Elektroden über den Anschluss 19 mit einem hohen Pegel erfolgt, ist es nicht erforderlich, dass die Spannung an den Horizontal-Ansteuerleitungen 2 einen negativen Wert annimmt, sodass eine höhere positive Lese-Steuerspannung Verwendung finden kann, ohne dass der gesamte Spannungsbereich der Horizontal-Ansteuerleitung 2 ein übermäßiges Ausmaß annimmt. Auf diese Weise lässt sich ein Lesesignal mit einem höheren Pegel erhalten. Darüber hinaus verändern sich die Signalverläufe an jedem der Anschlüsse 12, 19 nur zwischen zwei Spannungen, sodass die Steuerschaltung weniger komplex gehalten werden kann als die zur Bildung des drei Pegel aufweisenden Signalverlaufs am Anschluss 12 bei der Fotowandlerschaltung gemäß den 1 und 2 erforderliche Schaltungsanordnung.
7 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die am Ende einer jeden Zeile befindlichen Feldeffekttransistoren M zusammengeschaltet und mit dem Ausgang einer einzigen gemeinsamen Emitterfolgeranordnung 18 verbunden sind. Darüber hinaus ist jede Horizontal-Ansteuerleitung 2 mit Masse über einen jeweiligen Feldeffekttransistor 20 verbunden, der über einen gemeinsamen Steueranschluss 21 gesteuert wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der vollständige Auffrischungsvorgang für sämtliche Bildelemente der zweidimensionalen Anordnung gleichzeitig durchgeführt. Dem Anschluss 21 wird eine hohe Spannung zugeführt, um sämtliche Horizontal-Ansteuerleitungen 2 unabhängig vom Betrieb des Zeilenschieberegisters an Masse zu legen. In diesem Zustand wird eine hohe Spannung an den Steueranschluss 19 angelegt, um das Potential an den Source-Elektroden der Auffrischungs-Feldeffekttransistoren M der Endbildelemente einer jeden Zeile über die Emitterfolgerstruktur 18 anzuheben. Der vollständige Auffrischungsvorgang erfolgt somit in der in Verbindung mit den 5 und 6 beschriebenen Weise, allerdings mit der Ausnahme, dass sämtliche Bildelemente in einem einzigen vollständigen Auffrischungsvorgang aufgefrischt werden. Anschließend kann der Übergangsauffrischungsvorgang für jede Zeile aufeinanderfolgend in Abhängigkeit von der über das Zeilenschieberegister erfolgenden Auswahl in der vorstehend bereits beschriebenen Weise durchgeführt werden.
Dieses Ausführungsbeispiel besitzt die Vorteile des Ausführungsbeispiels gemäß 5, wobei darüber hinaus für den vollständigen Auffrischungsvorgang eine geringere Zeitdauer erforderlich ist, da nur ein einziger Vorgang zur Erzielung einer vollständigen Auffrischung sämtlicher Zeilen erforderlich ist. Dieses Ausführungsbeispiel kann z. B. bei einer Stehbild-Videokamera Verwendung finden.
8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 gleicht, mit der Ausnahme, dass die Feldeffekttransistoren 20 die Horizontal-Ansteuerleitungen 2 nicht mit Masse, sondern statt dessen mit einem weiteren Steueranschluss 50 verbinden. Durch diese Anordnung können sämtliche Horizontal-Ansteuerleitungen 2 gleichzeitig mit dem Anschluss 50 verbunden und dem Anschluss 50 ein Impuls hohen Pegels zugeführt werden, sodass ein Übergangsauffrischungsvorgang gleichzeitig für sämtliche Bildelemente der Anordnung durchgeführt werden kann.
Wie für den Fachmann ersichtlich ist, kann mit Hilfe des Anschlusses 50 der vollständige Auffrischungsvorgang gleichzeitig für sämtliche Bildelemente der Anordnung auch dann durchgeführt werden, wenn die am Ende einer jeden Zeile angeordneten Feldeffekttransistoren M wie bei der Fotowandlerschaltung gemäß 1 an Masse liegen und die Emitterfolgeranordnung 18 und der Anschluss 19 nicht vorgesehen sind. Ein gleichzeitiger vollständiger Auffrischungsvorgang könnte in diesem Falle erfolgen, indem sämtliche Horizontal-Ansteuerleitungen 2 über die Feldeffekttransistoren 20 mit dem Anschluss 50 verbunden werden und eine negative Spannung an den Anschluss 50 angelegt wird. Dies ist jedoch weniger vorteilhaft als die Schaltungsanordnung gemäß 8, da hierbei die Horizontal-Ansteuerleitung 2 zeitweilig eine negative Spannung führen muss und dadurch die maximal zulässige positive Spannung verringert wird, mit der die Leitung beaufschlagt werden kann.
9 zeigt den Verlauf von Steuersignalen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8. Hierbei zeigt 9 eine Steuerung, bei der zwei separate Übergangsauffrischungsvorgänge nach dem vollständigen Auffrischungsvorgang erfolgen.
Gemäß 9 kann in einer Anfangsperiode T0 der Verschluss entweder geöffnet oder geschlossen sein. Das Signal ϕ13 weist einen hohen Pegel auf, sodass die Emitter der Fotowandlerelement-Sensoren T an Masse liegen. Insbesondere bei geöffnetem Verschluss ist es zweckmäßig, die Emitter an Masse zu legen, falls starkes Licht auf die Fotowandlerschaltung fällt, sodass eine große Ladungsmenge in der Basis der Sensoren T gespeichert wird. In diesem Falle ermöglicht die Erdung der Emitter, dass überschüssige Ladungen in der Basis die Basis-Emitter-Strecke in Durchlassrichtung vorspannen, sodass die überschüssigen Ladungen sodann über den Emitter zu Masse abgeführt werden. Wenn der Emitter nicht an Masse liegt, kann die Basisspannung bei hellem Licht weiter ansteigen und auf diese Weise einen Anstieg der Emitterspannung herbeiführen. In diesem Falle besteht die Möglichkeit, dass während des vollständigen Rückstellvorgangs die Basis auf eine unter der Emitterspannung liegende Spannung eingestellt wird, sodass dann während eines anschließenden Übergangsrückstellvorgangs eine Vorspannung der Basis-Emitter-Strecke in Durchlassrichtung mit Schwierigkeiten verbunden ist und der Übergangsrückstellvorgang zu keiner korrekten Rückstellung der Basisspannung führt.
Der vollständige Auffrischungsvorgang wird während der Zeitdauer T1 durchgeführt. Das Signal ϕ21 nimmt einen hohen Pegel an, wodurch die Feldeffekttransistoren 20 durchgeschaltet und die Horizontal-Ansteuerleitungen 2 mit dem Anschluss 50 verbunden werden. Der Anschluss 50 liegt weiterhin an Masse. Das Signal ϕ19 nimmt einen hohen Spannungspegel an, der über den Emitterfolger 18 an die Auffrischungs-Feldeffekttransistoren M zu deren Durchschaltung angelegt wird, sodass die Basen der Sensoren T in der vorstehend beschriebenen Weise aufgefrischt werden.
Nach der gleichzeitigen vollständigen Auffrischung in der Zeitdauer T1 nehmen die Signale ϕ19 und ϕ21 einen niedrigen Pegel an, wobei während der Zeitdauer T2 das Signal ϕ13 auf einen hohen Pegel übergeht, um die Emitter der Sensoren T erneut an Masse zu legen. Dies stellt einen ersten gleichzeitigen Übergangsauffrischungsvorgang dar.
Während einer Zeitdauer T3 wird ein zweiter gleichzeitiger Übergangsauffrischungsvorgang durchgeführt. Das Signal ϕ21 nimmt zur Verbindung der Horizontal-Ansteuerleitungen 2 mit dem Anschluss 50 wieder einen hohen Pegel an, während das Signal ϕ50 einen hohen Pegel annimmt, um an die Basen der Sensoren T über die Kondensatoren C ein hohes Potential anzulegen. Vorzugsweise weist während dieser Zeitdauer das Signal ϕ21 einen höheren Pegel als das Signal ϕ50 auf, um zu vermeiden, dass die am Anschluss 50 anliegende hohe Spannung das Einschaltverhalten der Feldeffekttransistoren 20 nachteilig beeinflusst.
Am Ende der zweiten gleichzeitigen Übergangsauffrischungsperiode T3 setzt die Ladungsakkumulationsperiode (Belichtungsperiode) T4 ein, wobei der Verschluss geöffnet wird, wenn er nicht bereits geöffnet war. Wenn der Verschluss bereits geöffnet war, beginnt mit dem Ende der zweiten gleichzeitigen Übergangsauffrischungsperiode T3 die Belichtungsperiode durch den sog. elektronischen Verschlusseffekt. Wie in 9 veranschaulicht ist, wird die Belichtungsperiode T4 durch das Schließen des mechanischen Verschlusses 200 beendet, woraufhin die fotoelektrisch umgesetzten Signale während einer Leseperiode T5 ausgelesen werden, bei der am Anschluss 12 eine hohe Spannung anliegt und der Lesevorgang von dem Zeilenschieberegister und dem Spaltenschieberegister in einer für den Fachmann ersichtlichen Weise gesteuert wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Belichtungsperiode durch den elektronischen Verschlusseffekt am Ende der zweiten gleichzeitigen Übertragungsauffrischungsperiode T3 einsetzen, sodass die zeitliche Steuerung der Belichtungsperiode für sämtliche Zeilen gleich ist, da dieser Auffrischungsvorgang bei sämtlichen Zeilen gleichzeitig erfolgt.
10 zeigt eine alternative Steuerung der Ansteuersignale für die Fotowandlerschaltung gemäß 8. Bei dieser Steuerung wird nur ein einziger Übergangsauffrischungsvorgang während der Zeitdauer T3 durchgeführt, wobei die Zeitdauer T2 entfällt. Die in 10 veranschaulichte Betriebsweise der Fotowandlerschaltung entspricht weitgehend der in 9 veranschaulichten Betriebsweise der Fotowandlerschaltung, mit der Ausnahme, dass gemäß 10 am Ende der gleichzeitigen vollständigen Auffrischungsperiode T1 das Signal ϕ21 auf hohem Pegel verbleibt, während sodann in der Zeitdauer T3 die Signale ϕ13 und ϕ15 beide auf einen hohen Pegel übergehen, um einen einzigen gleichzeitigen Übergangsauffrischungsvorgang durchzuführen.
Bei den Steuerungen gemäß den 9 und 10 erfolgen sämtliche Auffrischungsvorgänge gleichzeitig für sämtliche Zeilen der Fotowandlerschaltung. Demzufolge ist für die Auffrischungsvorgänge nur eine -relativ kleine Zeitdauer erforderlich, was einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb der Fotowandlerschaltung ermöglicht bzw. erleichtert.
Wenn sehr starkes Licht auf ein Fotowandlerelement fällt, bevor die Auffrischungsvorgänge durchgeführt sind, kann die Emitterspannung des Fotowandlerelementes in der vorstehend beschriebenen Weise im Vergleich zu dem Pegel an der Basis nach dem vollständigen Auffrischungsvorgang auf einen derart hohen Pegel ansteigen, dass die Basis-Emitter-Strecke während des anschließenden Übergangsauffrischungsvorgangs nicht oder nur unzureichend in Durchlassrichtung vorgespannt ist. Außerdem werden durch die Anordnung des Steueranschlusses 19 und des Emitterfolgers 18 bei dem vollständigen Auffrischungsvorgang die Basisanschlüsse der Sensoren T auf eine über dem Massepotential liegende Spannung eingestellt. Der auf die Basisspannung über den Kondensator C für die Übergangsauffrischung einwirkende positive Impuls führt zu einem weiteren Anstieg der Basisspannung, was dazu führen kann, dass während des Übergangsrückstellvorgangs zumindest für eine kurze Zeitdauer unerwünscht hohe Ströme fließen. Die während der Zeitdauer T2 ausgeführte Steuerung trägt zur Verringerung dieser potentialbedingten Schwierigkeiten bei, indem die Emitterspannung auf Massepotential eingestellt wird, bevor der positive Impuls der Basis zur Durchführung eines Übergangsauffrischungsvorgangs zugeführt wird. Vorzugsweise findet jedoch ein in 11 dargestelltes weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Behebung dieser Schwierigkeiten Verwendung.
Gemäß 11 hat die Fotowandlerschaltung gemäß 8 eine weitere Modifikation erfahren, indem über einen Steueranschluss 13' gesteuerte Feldeffekttransistoren 4' den Feldeffekttransistoren 4 parallel geschaltet sind, sodass die Vertikal-Ausgangsleitungen 3 über die Feldeffekttransistoren 4 mit Masse oder alternativ über die Feldeffekttransistoren 4' mit einer negativen Spannung -Vvc verbunden werden können. Eine erste Steuerung für diese Fotowandlerschaltung ist in 12 veranschaulicht. Diese Steuerung entspricht mit Ausnahme der Zeitdauer T2 weitgehend der Steuerung gemäß 9 für die Fotowandlerschaltung gemäß 8.
Gemäß 12 verbleibt das Signal ϕ13 während der Zeitdauer T2 auf einem niedrigen Pegel, während das Signal ϕ13' einen hohen Pegel annimmt, sodass für den ersten gleichzeitigen Übergangsauffrischungsvorgang die unter dem Massepegel liegende Spannung -Vvc an die Emitter der Sensoren T angelegt wird. Hierdurch werden die Emitter und über sie die Basen erheblich abwärts gezogen. Auf diese Weise ist die Spannung an der Basis eines jeden Bildelements nach dem Ende des in der Zeitdauer T2 stattfindenden ersten Übergangsauffrischungsvorgangs im wesentlichen auf den Massepegel abgefallen, sodass während des in der Zeitdauer T3 stattfindenden zweiten Übergangsauffrischungsvorgangs das Auftreten eines kurzzeitigen hohen Stroms vermieden wird, obwohl die Basis während des vollständigen Auffrischungsvorgangs auf eine beträchtlich über dem Massepegel liegende Spannung eingestellt ist. Außerdem wird die Emitterspannung zuverlässig auf einen niedrigen Pegel gebracht, bevor der zweite Übergangsauffrischungsvorgang ausgeführt wird, und zwar auch dann, wenn helles Licht auf das Fotowandlerelement T gefallen ist, sodass die Emitterspannung vorher einen hohen Pegel aufwies. Auf diese Weise kann die Basis-Emitter-Strecke während des zweiten Übergangsauffrischungsvorgangs in der Zeitdauer T3 zuverlässig in Durchlassrichtung vorgespannt werden.
Bei den Fotowandlerschaltungen gemäß den 8 und 11 ist vorzugsweise die an den Anschluss 50 für den Übergangsauffrischungsvorgang angelegte und in 12 mit VA bezeichnete Spannung geringer als die an den Anschluss 12 zum Auslesen angelegte und in 12 mit VB bezeichnete Spannung. Die Spannung VA bestimmt das Ausmaß der Vorspannung der Basis-Emitter-Strecke in Sperrrichtung zu Beginn der Belichtungsperiode, wobei durch eine höhere Spannung VB als die Spannung VA das bipolare Transistor-Fotowandlerelement T während des Auslesens relativ stark in Durchlassrichtung vorgespannt werden kann, sodass eine ausreichende Vorspannung in Durchlassrichtung zur Erzielung eines effektiven Hochgeschwindigkeits-Lesevorgangs unabhängig von dem h_fe-Wert des Fotowandlerelements T erhalten werden kann.
13 zeigt eine alternative Steuerung für die Fotowandlerschaltung gemäß 11. Bei dieser Steuerung wird der zweite Übergangsauffrischungsvorgang nicht gleichzeitig, sondern sequentiell für die verschiedenen Leitungen der Anordnung durchgeführt, sodass die während des zweiten Übergangsauffrischungsvorgangs fließenden Ströme kleiner sind. Der Anschluss 50 wird somit auf Massepegel gehalten, wobei dieser Anschluss in Form einer direkten Verbindung zu Masse wie bei der Fotowandlerschaltung gemäß 7 vorgesehen sein kann.
Bei den Steuersignalverläufen gemäß 13 entsprechen die Steuervorgänge in den Zeiten T0, T1 und T2 den Steuervorgängen gemäß 12. Bei dem zweiten Übergangsauffrischungsvorgang verbleiben jedoch die Signale ϕ21 und ϕ50 auf niedrigem Pegel. Stattdessen ist die Steuerspannung VA für den zweiten Übergangsauffrischungsvorgang in Form des Signals ϕ12 vorgesehen, während das Zeilenschieberegister wiederum Zeilenwählsignale ϕv2 zur Auswahl einer jeden Zeile der Anordnung für die Übergangsauffrischung abgibt. Während des zweiten Übergangsauffrischungsvorgangs nimmt das Signal ϕ13 einen hohen Pegel an, wodurch die Emitter der Sensoren T über die Vertikal-Ausgangsleitung 3 und die Feldeffekttransistoren 4 an Masse gelegt werden.
Da die Basen der Sensoren während des gleichzeitig erfolgenden vollständigen Auffrischungsvorgangs auf eine relativ hohe Spannung eingestellt werden, besteht die Tendenz, dass ein Strom von jedem Sensor unmittelbar nach der Verbindung seines Emitters mit Masse abfließt. Wenn somit der in der Zeitdauer T3 stattfindende nächste Übergangsauffrischungsvorgang, bei dem ein positiver Impuls den Basen der ausgewählten Sensoren T zugeführt wird, direkt auf den vollständigen Auffrischungsvorgang folgt, tritt zusätzlich zu einem hohen Strom von den in Durchlassrichtung stark vorgespannten ausgewählten Sensoren T ein Leckstrom von den nicht ausgewählten Sensoren T auf. Dies wird durch den während der Zeitdauer T2 vorher erfolgenden gleichzeitigen Übergangsauffrischungsvorgang vermieden. Auch wenn die Basisspannung am Ende des in der Zeitdauer T2 erfolgenden gleichzeitigen Übergangsrückstellungsvorgangs über lediglich 0,2 oder 0,3 Volt liegt, kann während des folgenden Übergangsrückstellvorgangs in der Zeitdauer T3 ein kleiner Leckstrom über die Emitter der nicht ausgewählten Sensoren fließen. Da jedoch die Emitter während des gleichzeitigen Übergangsrückstellvorgangs über die Feldeffekttransistoren 4' auf eine geringere Spannung als die über die Feldeffekttransistoren 4 während des folgenden Übergangsauffrischungsvorgangs eingestellte Emitterspannung eingestellt werden, werden die nicht ausgewählten Sensoren während des folgenden Übergangsauffrischungsvorgangs zuverlässig gesperrt.
Wie vorstehend beschrieben, ist es von Vorteil, wenn die Lese-Steuerspannung VB höher als die Übergangsauffrischungs-Steuerspannung VA ist.
Da die abschließende Auffrischung gemäß 13 sequentiell erfolgt, wird der mechanische Verschluss 200 während des Auffrischungsablaufs geschlossen gehalten, und die Belichtungsperiode T4 setzt erst bei der Öffnung des mechanischen Verschlusses ein.
Wie in 13 veranschaulicht ist, wird das Signal ϕ13 während der Belichtungsperiode T4 auf einem hohen Pegel gehalten, sodass bei Beaufschlagung eines Fotowandlerelements mit sehr starkem Licht und Eintreten einer effektiven Sättigung des Bildelements die Basis-Emitter-Strecke in Durchlassrichtung vorgespannt wird und an der Basis vorhandene überschüssige Ladungen über den Emitter zu Masse abfließen. Hierdurch werden Probleme wie Überstrahlungserscheinungen vermieden, die mit dem Einfall von starkem Licht auf ein Fotowandlerelement einhergehen. Nach einer durch Schließen des mechanischen Verschlusses 200 erfolgenden Beendigung der Belichtungsperiode T4 kann jedoch bei dem anschließenden Auslesen eines Bildsignals auf die Vertikal-Ausgangsleitungen 3 ein Restanteil des Stroms von einem gesättigten Fotowandlerelement dem Signal auf der zugehörigen Vertikal-Ausgangsleitung 3 hinzuaddiert werden, sodass dennoch Überstrahlungserscheinungen in einem gewissen Ausmaß auftreten.
Dieser restliche Überstrahlungseffekt lässt sich vermeiden, wenn das Signal ϕ13 während der Akkumulationsperiode T4 einen niedrigen Pegel und das Signal ϕ13' einen hohen Pegel aufweisen. Dies bedeutet, dass die Emitterspannung während der Akkumulationsperiode niedriger als die Emitterspannung bei dem letzten Übergangsauffrischungsvorgang ist, bei dem den Sensoren eine positive Basisspannung zugeführt wurde. Wenn die Emitterspannung während der Akkumulationsperiode um eine Spannung VABV niedriger ist, tritt die Sättigung der Bildelemente bei einer niedrigeren Basisspannung kVABV ein (wobei k einen Koeffizienten für die Änderung der Basisspannung bei Änderungen der Emitterspannung darstellt). Indem der Emitter während der Akkumulationsperiode auf dieser niedrigeren Spannung gehalten wird, wird die maximale Basisspannung verringert, die auf Grund hellen Lichts entstehen kann. Nach dem Schließen des mechanischen Verschlusses 200 kann die Emitterspannung durch Sperren der Feldeffekttransistoren 4' und Durchschalten der Feldeffekttransistoren 4 auf die während des folgenden Übergangsrückstellvorgangs verwendete Spannung zurückgeführt werden. Auf diese Weise wird eine kVABV entsprechende Sättigungsspannungstoleranz gebildet, sodass bei einem andernfalls gesättigten Bildelement nach dem Ende der Belichtungsperiode keine Sättigung mehr auftritt und somit die Vertikal-Ausgangsleitung 3 während der Leseperiode nicht beeinflusst wird. Während der Leseperiode T5 wird der mechanische Verschluss geschlossen gehalten, sodass einfallendes Licht das Signal während dieser Periode nicht beeinflussen kann und besonders starkes Licht nicht zu Überstrahlungserscheinungen führen kann.
Indem der Ausgangsanschluss des Bildelements (d. h., der Emitter) auf einer Standardspannung, in diesem Fall Massepotential, für im wesentlichen den gesamten Operationszyklus mit Ausnahme der Leseperiode und der gleichzeitigen vollständigen Rückstellperiode gehalten wird, lässt sich eine Minimierung des Rückstellstroms erzielen.

Claims

Fotowandlerschaltung, mit einer jeweiligen Zeile von Fotowandlerelementen (T), die jeweils einen ersten und einen zweiten Hauptelektrodenbereich und einen Steuerbereich aufweisen, wobei in dem Steuerbereich in Abhängigkeit von einfallendem Licht Ladungen gespeichert werden, und einer Auffrischungseinrichtung, die (a) eine Vielzahl von zwischen die jeweiligen Zeilen der Fotowandlerelemente (T) geschalteten Schaltelementen (M), die jeweils einen ersten und einen zweiten Hauptanschluss sowie einen Steueranschluss aufweisen, wobei der erste und der zweite Hauptanschluss eines jeden Schaltelements (M) in der Zeile jeweils mit den Steuerbereichen der auf dessen beiden Seiten anordneten Fotowandlerelemente (T) verbunden sind und hierdurch die Steuerbereiche der Zeile von Fotowandlerelementen in Reihenschaltung miteinander verbinden, sowie ein an zumindest einem Ende der Zeile angeordnetes weiteres Schaltelement (M) umfasst, dessen zweiter Hauptanschluss mit dem Steuerbereich des am Ende der Zeile angeordneten Fotowandlerelements verbunden ist, und (b) eine Einrichtung (18, 19) zum Durchschalten der Vielzahl von Schaltelementen (M) zur Auffrischung der Steuerbereiche der Fotowandlerelemente (T) durch Anlegen einer Spannungsänderung an den ersten Hauptanschluss des an dem oder an jedem Ende der Zeile angeordneten weiteren Schaltelements (M) aufweist.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 1, mit einer Einrichtung, die die Spannung an den Steueranschlüssen der Schaltelemente (M) während des Anlegens der Spannungsänderung an den ersten Hauptanschluss des an dem oder an jedem Ende der Zeile angeordneten Schaltelements konstant hält.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die zum Durchschalten der Schaltelemente vorgesehene Einrichtung (18, 19) einen Emitterfolger (18) aufweist, dessen Emitter mit dem ersten Hauptanschluss der an dem oder an jedem Ende der Zeile angeordneten Schaltelement (M) und dessen Basis mit einem Anschluss (19) verbunden sind, der mit den dem ersten Hauptanschluss des an dem oder an jedem Ende der Zeile angeordneten Schaltelements zuzuführenden Spannungsänderungen beaufschlagt wird.
Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Steueranschluss eines jeden Schaltelements (M) in der Zeile mit einer Steuerelektrode zur Steuerung des Steuerbereichs eines jeweiligen Fotowandlerelements (T) verbunden ist.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 4, bei der die Steuerelektrode mit dem Steuerbereich des jeweiligen Fotowandlerelements (T) kapazitiv gekoppelt ist.
Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jedes Schaltelement (M) einen Feldeffekttransistor umfasst.
Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer zur Änderung der Potentiale der ersten Hauptelektrodenbereiche der Fotowandlerelemente (T) ausgestalteten Einrichtung (4', 13'), die die Steuerbereiche in Relation zu den ersten Hauptelektrodenbereichen in Durchlassrichtung vorspannt.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 7, bei der die Einrichtung (4', 13') zur gleichzeitigen Änderung des Potentials der ersten Hauptelektrodenbereiche von im wesentlichen sämtlichen Fotowandlerelementen ausgestaltet ist.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Auffrischungseinrichtung eine Einrichtung (11, 12; oder 20, 21, 50) aufweist, die zur Änderung des Potentials der Steuerbereiche der Fotowandlerelemente (T) ausgestaltet ist, um sie in Relation zu den jeweiligen ersten Hauptelektrodenbereichen in Durchlassrichtung vorzuspannen.
Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Einrichtung (11, 12, 5, 6), die zum Auslesen von fotoelektrisch umgesetzten Signalen aus den ersten Hauptelektrodenbereichen der Fotowandlerelemente (T) während einer Leseperiode ausgestaltet ist, und einer Einrichtung (4', 13', 4, 13), die die ersten Hauptelektrodenbereiche der Fotowandlerelemente während einer ersten Zeitdauer bei einer Belichtungsperiode auf einem ersten Potential (-Vvc) hält, und die ersten Hauptelektrodenbereiche während einer zwischen der Belichtungsperiode und der Leseperiode liegenden zweiten Zeitdauer an ein zweites Potential legt, das von dem ersten Potential in einer Richtung abweicht, in der die Steuerbereiche in Relation zu den jeweiligen ersten Hauptelektrodenbereichen in Sperrichtung vorgespannt werden.
Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jedes Fotowandlerelement (T) einen bipolaren Transistor umfasst und der Steuerbereich von einem Basisbereich gebildet wird.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 11, bei der der erste Hauptelektrodenbereich eines jeden Fotowandlerelementes (T) von einem Emitterbereich gebildet wird.
Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, mit (c) einer Leseeinrichtung, die eine mit den Fotowandlerelementen (T) und den Steueranschlüssen der Schaltelemente (M) verbundene Ansteuerleitung (2) aufweist, und (d) einer Einrichtung (12), über die die Ansteuerleitung (2) zum Auslesen eines Signals aus den Fotowandlerelementen (T) mit einer Spannungsänderung in einer Richtung beaufschlagbar ist, in der die Schaltelemente (M) gesperrt gehalten werden.
Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eines der weiteren Schaltelemente an jedem Ende der Zeile angeordnet ist und die Einrichtung (18, 19) zum Durchschalten der Vielzahl von Schaltelementen dahingehend ausgestaltet ist, dass dies durch Anlegen einer Spannungsänderung an den ersten Hauptanschluss des an jedem Ende der Zeile befindlichen Schaltelementes (M) erfolgt.
Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Vielzahl von Zeilen der Fotowandlerelemente (T) aufweist.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 15, bei der die Vielzahl von Zeilen eine X-Y-adressierbare Anordnung von Fotowandlerelementen bildet.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die Auffrischungseinrichtung eine Einrichtung (18, 19; oder 4', 13'; oder 20, 21, 50) aufweist, die zur gleichzeitigen Durchführung eines Auffrischungsvorgangs für die Fotowandlerelemente von mehr als einer der Zeilen ausgestaltet ist.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 17, bei der die Auffrischungseinrichtung (18, 19) dahingehend ausgestaltet ist, bei den Fotowandlerelementen (T) von mehr als einer der Zeilen zumindest dann, wenn die Steuerbereichsspannung von der vorgegebenen Spannung in einer ersten Richtung abweicht, gleichzeitig den Steuerbereich auf einen vorgegebenen Spannungspegel einzustellen.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 17, bei der die Auffrischungseinrichtung (4', 13'; oder 20, 21, 50) dahingehend ausgestaltet ist, bei den Fotowandlerelementen (T) von mehr als einer der Zeilen gleichzeitig den Steuerbereich in Relation zu dem ersten Hauptelektrodenbereich in Durchlassrichtung vorzuspannen.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 19, bei der die Auffrischungseinrichtung (20, 21, 50) dahingehend ausgestaltet ist, die Steuerbereiche in Relation zu den ersten Hauptelektrodenbereichen durch Änderung des Potentials der Steuerbereiche in Durchlassrichtung vorzuspannen.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 19, bei der die Auffrischungseinrichtung (4', 13') dahingehend ausgestaltet ist, die Steuerbereiche in Relation zu den ersten Hauptelektrodenbereichen durch Änderung des Potentials der ersten Hauptelektrodenbereiche in Durchlassrichtung vorzuspannen.
Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 21, bei der die Auffrischungseinrichtung eine weitere Einrichtung (4', 13'; oder 20, 21, 50; oder 11, 12) zur Durchführung eines weiteren Auffrischungsvorgangs für die Fotowandlerelemente aufweist.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 22, bei der die weitere Einrichtung (4', 13'; oder 20, 21, 50) dahingehend ausgestaltet ist, einen weiteren Auffrischungsvorgang gleichzeitig für die Fotowandlerelemente von mehr als einer der Zeilen durchzuführen.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 22, bei der die weitere Einrichtung (11, 12) dahingehend ausgestaltet ist, einen weiteren Auffrischungsvorgang zu unterschiedlichen Zeiten für die Fotowandlerelemente von unterschiedlichen Zeilen durchzuführen.
Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 24, bei der die weitere Einrichtung (4', 13'; oder 20, 21, 50; oder 11, 12) dahingehend ausgestaltet ist, ein Fotowandlerelement wieder aufzufrischen, indem der Steuerbereich in Relation zu dem ersten Hauptelektrodenbereich in Durchlassrichtung vorgespannt wird.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 25, bei der die weitere Einrichtung (20, 21, 50; oder 11, 12) dahingehend ausgestaltet ist, den Steuerbereich in Relation zu dem ersten Hauptelektrodenbereich durch Änderung des Potentials des Steuerbereichs in Durchlassrichtung vorzuspannen.
Fotowandlerschaltung nach Anspruch 25, bei der die weitere Einrichtung (4', 13') dahingehend ausgestaltet ist, den Steuerbereich in Relation zu dem ersten Hauptelektrodenbereich durch Änderung des Potentials des ersten Hauptelektrodenbereichs in Durchlassrichtung vorzuspannen.
Verfahren zur Auffrischung der Steuerbereiche einer Zeile von Fotowandlerelementen einer Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Schaltelement (M) an dem oder an jedem Ende der Zeile durch Änderung der seinem ersten Hauptanschluss zugeführten Spannung durchgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die Spannung an den Steueranschlüssen der Schaltelemente (M) konstant gehalten wird, während die dem ersten Hauptanschluss des Schaltelementes an dem oder an jedem Ende der Zeile zugeführte Spannung zu dessen Durchschaltung verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, das den Schritt der Änderung des Potentials der ersten Hauptelektrodenbereiche der Fotowandlerelemente der Zeile zur Vorspannung der Steuerbereiche in Relation zu den ersten Hauptelektrodenbereichen in Durchlassrichtung umfasst.
Verfahren zur Ansteuerung einer Zeile von Fotowandlerelementen (T) in einer Fotowandlerschaltung nach Anspruch 13 oder zumindest einem der direkt oder indirekt von Anspruch 13 abhängigen Ansprüche 14 bis 27, bei dem die Auffrischung der Fotowandlerelemente durch ein Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 30 erfolgt und Signale aus den Fotowandlerelementen (T) ausgelesen werden, indem die Spannung an der Ansteuerleitung (2) in einer Richtung verändert wird, in der die Schaltelemente (M) gesperrt gehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 31, bei dem die ersten Hauptelektrodenbereiche der Fotowandlerelemente während einer ersten Zeitdauer bei einer Belichtungsperiode, bei der Ladungen in den Steuerbereichen in Abhängigkeit von einfallendem Licht gespeichert werden, auf einer ersten Spannung (-Vvc) gehalten und fotoelektrisch umgesetzte Signale aus den ersten Hauptelektrodenbereichen während einer Leseperiode ausgelesen werden, und bei dem in einem weiteren Schritt an die ersten Hauptelektrodenbereiche während einer zwischen der Belichtungsperiode und der Leseperiode liegenden zweiten Zeitdauer eine zweite Spannung angelegt wird, die von der ersten Spannung in einer Richtung abweicht, in der die Steuerbereiche in Relation zu den jeweiligen ersten Hauptelektrodenbereichen in Sperrichtung vorgespannt werden.
Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die Fotowandlerelemente vor der Belichtungsperiode in einem Verfahrensschritt aufgefrischt werden, bei dem die Steuerbereiche in Relation zu den jeweiligen ersten Hauptelektrodenbereichen in Durchlassrichtung vorgespannt werden, während die ersten Hauptelektrodenbereiche auf der zweiten Spannung gehalten werden.
Verfahren zur Ansteuerung einer eine Vielzahl von Zeilen der Fotowandlerelemente (T) aufweisenden Fotowandlerschaltung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 27, bei dem die Fotowandlerelemente durch ein Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 31 bis 33 angesteuert oder die Fotowandlerelemente durch ein Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 30 aufgefrischt werden, bei dem die gleichzeitige Auffrischung der Fotowandlerelemente (T) einer Vielzahl von Zeilen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die Fotowandlerschaltung einen Verschluss (200) aufweist und das Verfahren das Öffnen des Verschlusses vor dem Schritt der Auffrischung der Fotowandlerelemente umfasst.