WO1999002949A2 - Radiation sensing device - Google Patents

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WO1999002949A2
WO1999002949A2 PCT/DE1998/001907 DE9801907W WO9902949A2 WO 1999002949 A2 WO1999002949 A2 WO 1999002949A2 DE 9801907 W DE9801907 W DE 9801907W WO 9902949 A2 WO9902949 A2 WO 9902949A2
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radiation sensor
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radiation
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Thomas Streil
Gert SCHÖNFELDER
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Thomas Streil
Schoenfelder Gert
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components

Definitions

  • the present invention relates to a radiation sensor device according to the preamble of patent claim 1, and in particular to a radiation sensor device for detecting the frequency of radiation impinging on it.
  • Radiation sensor devices are already known in the prior art which are used, for example, to detect quantum radiation.
  • a disadvantage of such sensors is that special problems occur when detecting radiation that occurs relatively rarely and in a punctiform manner. Due to the low probability of an event, a large sensor area is required to be able to record the events. On the other hand, the point-like event is averaged over the large area and the sensors lose sensitivity and the signal-to-noise ratio deteriorates.
  • This problem can be solved by using a plurality of individual elements which are arranged in a matrix.
  • this type of arrangement of the individual elements in a matrix also has considerable problems. These problems occur when reading out the matrix elements, which detect the punctiform radiation that occurs with a low probability.
  • a so-called systematic addressing requires a complete addressing cycle of the entire matrix. The result is both the address and the value of the active matrix element, commonly referred to as a pixel.
  • reaction speed in this context means the speed at which the charge carriers generated by the incident radiation are broken down in the radiation sensor element. This breakdown is commonly called recombination.
  • reaction time of the sensor which is determined by the reaction speed, has not yet expired after a previous incident of radiation when the system cycle is run through again. In this case, the sensor outputs a signal of which it is not known whether it was generated by the radiation striking the sensor again or by charge carriers which have not yet been completely recombined.
  • Such a radiation sensor device is known from DE 42 24 358 Cl.
  • DE 41 18 154 AI describes an arrangement with a sensor matrix and a reset arrangement.
  • This arrangement comprises a plurality of sensors, which are arranged in a matrix and are sensitive to light or X-rays, which generate charges as a function of the incident amount of radiation.
  • the sensors each include an electrical switch.
  • the arrangement has a switching line for each sensor line, via which the individual switches can be activated, so that the charges generated flow off via assigned read-out lines.
  • the arrangement comprises a reset arrangement, the the sensors are activated after the readout via their readout line, as a result of which the electrical switches of the sensors become conductive and the residual charges stored in the sensors after the previous readout process flow away via the assigned readout lines. After a predetermined number of cycles of a reset clock, the corresponding read lines are deactivated again.
  • CCD Charge Coupled Device
  • sensors based on photodiodes are known, which are able to cover 5 - 6 decades.
  • the diodes are usually arranged in an addressable matrix and the output signal is available as voltage or current.
  • Such sensor arrangements are known, for example, from the sensor circuits of the TSL23X series from TEXAS INSTRUMENTS, in which the current occurring at a photodiode is converted into a frequency.
  • a disadvantage of this known type of sensor is that it is not possible to convert the high resolution into a corresponding digital value in a short time using conventional technology.
  • the present invention is based on the object of creating a radiation sensor device which has a high dynamic range and has a digital interface, that is to say which carries out digitization within the arrangement. This object is achieved by a radiation sensor device according to claim 1.
  • the present invention provides a radiation sensor device for detecting radiation incident thereon, having at least one radiation sensor element that outputs a signal generated by the incident radiation power, a detection circuit that detects the signal generated by the radiation sensor element, and a reset circuit that is so provided with the radiation sensor element is connected that the charge carriers generated by the incident radiation power recombine when the reset circuit is driven with a reset signal at a rate which is higher than the rate without a reset signal, the detection circuit comparing the detected signal with a reference signal, and the reset signal and a pulse on an output of the radiation sensor device is generated when the detected signal is equal to or greater than the reference signal.
  • a radiation sensor device is created in which the radiation sensors or the radiation sensor elements, including an evaluation and correction device, are formed in an integrated form.
  • the radiation sensor device comprises a plurality of radiation sensor elements, each of which is assigned a detection circuit and an evaluation circuit, the plurality of radiation sensor elements being arranged either in the form of a cell or in a matrix.
  • the radiation sensor device comprises a correction device which enables individual correction of technological and / or optical errors, such as e.g. B. shading allowed for each sensor.
  • a correction device which enables individual correction of technological and / or optical errors, such as e.g. B. shading allowed for each sensor.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of the radiation sensor device according to the invention, which comprises an evaluation circuit for a pixel;
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the radiation sensor device according to the invention, which comprises an evaluation circuit, a correction circuit and a pixel selection circuit;
  • Fig. 4 shows an embodiment of the correction circuit.
  • the radiation sensor shown in FIG. 1 is provided in its entirety with the reference number 100 and comprises a radiation-sensitive component 102 and a switching element 104.
  • the radiation-sensitive component 102 is, for example, a MOS transistor with a source connection 106, a drain connection 108 and a gate connection 110.
  • the radiation-sensitive component 102 can also be formed by other components, such as a J-FET, an SOI transistor or a PN junction diode.
  • the source terminal 106 of the transistor 102 is connected via a resistor 112 to a supply potential Vss.
  • the drain terminal 108 is supplied with a supply potential Vdd via a line 114.
  • the gate terminal 110 of the transistor 102 is connected via a line 116 to a supply potential Vd, which applies a gate voltage to the transistor, via which the sensitivity of the radiation sensor takes place by means of an operating point setting of the transistor 102.
  • the transistor 102 collects the charge carriers generated by the incident radiation in its insulation trough, as a result of which it is increasingly turned on at the gate.
  • the drain-source current flowing thereby is converted at the resistor 112 into a voltage which is proportional to the amount of radiation occurring.
  • the voltage signal is present via a line 118 at the output A of the radiation sensor 100.
  • the line 118 is connected to a node 120, which is arranged between the source terminal 106 and the resistor 112.
  • the radiation sensor further comprises the switching element 104, which in the example shown in FIG. 1 is designed as a field effect transistor, which comprises a gate connection 122, a source connection 124 and a drain connection 126.
  • the gate connection is connected to a reset connection R of the radiation sensor, by means of which a reset signal can be applied to the radiation sensor 100 by a circuit arrangement described in more detail below.
  • the drain terminal 126 of the switching element 104 is connected to the supply potential Vdd and the source terminal 124 of the switching element 104 is connected to the substrate terminal 128 of the radiation-sensitive component 102. Furthermore, the source terminal 124 of the switching element 104 is connected to its substrate terminal 130.
  • the reset signal R is applied to the switching transistor 104, the charges in the insulation trough are derived, so that the basic state of the radiation-sensitive component 102 is restored before its exposure.
  • the radiation from the incident radiation recombine power generated charge carriers at a rate that is higher than the rate without a reset signal.
  • FIG. 2 A preferred exemplary embodiment of the radiation sensor device according to the invention is described in more detail below with reference to FIG. 2. It is pointed out that in the illustration of the radiation sensor 100 in FIG. 2 only some of the reference symbols used in FIG. 1 are shown in order to maintain the clarity of the illustration.
  • the output A of the radiation sensor 100 is connected to a first input 200 of a comparator device 202, such as a comparator.
  • a reference signal is present at the second connection 204 of the comparator 202, which in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 is a reference voltage U re f with which the voltage present at the output of the radiation sensor 100 is to be compared.
  • the output 206 of the comparator is connected via a line 208 to an input 210 of a control arrangement 212.
  • the control arrangement 212 comprises a first output 214 and a second output 216.
  • the second output 216 is connected via a line 218 to the reset connection R of the radiation sensor 100.
  • the comparator 202 and the controller 212 in their entirety form a detection circuit which is assigned to the radiation sensor and which is provided in its entirety with the reference symbol 220.
  • the signal generated by radiation sensor 100 is detected by detection circuit 220 which compares the detected signal to a reference signal U ref and generates a reset signal on line 218 if the detected signal is equal to or is greater than the reference signal U ref .
  • a pulse is output at the output Q of the detection device 220, which in this case is also the output of the radiation sensor device.
  • the charge collected in the insulation trough is reset by monitoring the output voltage of the radiation sensor 100 for an upper threshold value by means of the comparator 202 and generating a control signal on the line 208 when this threshold value is reached, which is applied to the controller 212, which in turn generates a reset signal in response to the present control signal at its input, which is applied via line 218 to the reset input R of the radiation sensor 100.
  • the switching element 104 of the radiation sensor 100 is either closed when a lower threshold value of the output signal of the radiation sensor 100 is reached, which in turn is detected by the comparator 202, or is closed again after a predetermined period of time, ie there is no longer a reset signal at the input R of the radiation sensor 100.
  • a pulse is generated at the output 214 of the controller 212 for a defined amount of charge - and thus incident radiation. It is thus clear that the device according to the invention simultaneously with the generation of the reset signal at the output of the device generates a signal which is suitable for subsequent digital signal processing without further conversion. In one example, the signal or pulse can be applied as logic "ONE" to a subsequent circuit.
  • the detection circuit 220 can be connected to an evaluation circuit 230 (see lower part of FIG. 2) which determines the pulses occurring at the output 214 of the circuit 220 in a predetermined time unit.
  • the output 214 is connected to the circuit 230 via a line 232.
  • the evaluation circuit 230 comprises a control circuit 234, an input logic circuit 236, a counter 238, a register 240 and a buffer 242.
  • the output 214 of the controller 212 of the detection circuit 220 is connected via line 232 to an input connection 244 of the input logic circuit 236 .
  • the evaluation circuit 230 further comprises an input 246, which is connected to an input of the controller 234 and an input 248, which is connected to a further input of the controller 234.
  • a reference frequency signal is present at connection 246 and a signal at connection 248 which controls a specific operating mode.
  • a first output of controller 234 is connected to input logic 236 via line 250.
  • a second output of controller 234 is connected via line 252 to a reset terminal 254 of counter 238, and a third output of controller 234 is connected via line 256 to a terminal 258 of register 240 to which a strobe or enable signal is applied becomes.
  • the output Q ⁇ - of the input logic 236 is connected via a line 260 to an input "Count" of the counter 238, which has a plurality of outputs Ql..n, which are connected via a corresponding number of lines 262 to a register input of the register 240 are.
  • the output of the register is connected to the input of buffer 242 via lines 264.
  • the buffer 242 comprises a further input to which an activation signal can be applied via the line 266, by means of which the data stored in the buffer 242 can be read out via n output lines 268.
  • the evaluation circuit 230 is provided in addition to the detection circuit 220, the sensor output of the device according to the invention is formed by the output of the buffer 242.
  • the evaluation circuit 230 shown in FIG. 2 forms a frequency counter, which consists of the gate circuit 236, the counter 238 and the output buffer 240.
  • the course of the measurement and the re-storage of the data are carried out by the controller 234, with which the resolution and measurement frequency speed is determined.
  • the results can be switched via the data buffer 242 to the connection pins of the arrangement, ie to the output of the radiation sensor device according to the invention.
  • circuit 230 it is possible to detect and store the frequency of the generation of the reset signal during the predetermined period of time, and to provide the detected frequency at the output 242.
  • FIG. 3 Another exemplary embodiment of the present invention is described in more detail below with reference to FIG. 3.
  • the arrangement shown in Fig. 3 enables the evaluation of pulses that are detected by a plurality of radiation sensors.
  • the arrangement or device comprises a plurality of radiation sensors, a plurality of detection circuits and a plurality of evaluation circuits.
  • the arrangement or device comprises a plurality of radiation sensors, a plurality of detection circuits and a plurality of evaluation circuits.
  • only a single circuit is shown, the majority being indicated by a plurality of line sections, which are denoted by the addition -1 to -n.
  • the arrangement shown in FIG. 3 comprises a sensor 100, which has already been described with reference to FIG. 1.
  • the sensor 100 is therefore not described again.
  • a comparator circuit which is designated in its entirety with the reference symbol 300, is arranged.
  • the comparator circuit includes a comparator 302 which includes an operational amplifier 304.
  • a first input 306 of operational amplifier 304 is connected to output A of sensor element 100.
  • a second input 308 of the comparator 304 is connected via a resistor R1 to a connection 310, to which a reference signal is present.
  • the reference signal is a reference voltage U re f.
  • the second input 308 of the comparator 304 is connected to the output 312 of the comparator 304 via a resistor R2.
  • the output 312 is with connected to a node 314.
  • the node 314 is connected via a signal line 316 to the reset connection of the sensor element 100, and via a line 318 to an evaluation circuit 400, which is described in more detail below.
  • the sensor element 100 corresponds to the sensor element described above.
  • the transistor of the sensor element collects the charge carriers created by the incident radiation in its bulk trough. Due to the increasing number of charge carriers, the transistor is turned on and increases its source current.
  • the voltage drop across the resistor is monitored by the comparator 302, which has a large hysteresis. If a threshold value is reached, the tub is quickly discharged via the reset transistor to the lower hysteresis value and the charging process starts again. This creates a pulse for a constant amount of charge at the output 312 of the comparator 302.
  • the arrangement shown there is operated at an operating frequency of 65 MHz.
  • the maximum working frequency can also be somewhat higher.
  • the evaluation circuit 400 already mentioned above is described in more detail below.
  • the evaluation circuit 400 comprises an input logic 402, a counter 404, a register 406 and a buffer 408.
  • the line 318 from the comparator circuit 300 is connected to a first input connection 410 of the input logic 402.
  • a second input terminal 412 of input logic 402 is connected to an input line 415-1.
  • An output terminal 416 of input logic 402 is connected to a first input 418 of counter 404 connected.
  • a second terminal 420 of the counter 404 is connected to a line 422-1.
  • the output 424 of the counter 404 is connected to a first input 426 of the register 406.
  • a second input 428 of register 406 is connected to line 430-1.
  • An output 432 of register 406 is connected to an input 434 of buffer 408.
  • the circuit 400 further includes a controller 438 having a first input terminal 440 and a second input terminal 442.
  • a reference frequency is present at the input terminal 440 of the controller 438, and a mode signal can be applied to the input terminal 442 of the controller 438.
  • the controller 438 is connected to an input 446 of a correction network 448 via a first output 444.
  • Correction network 448 includes n outputs connected to lines 415-1 through 415-n.
  • the correction network 448 is connected to the second input terminal 412 of the input logic 402 via the line 415-1.
  • the controller 438 includes a second output port 450 and a third output port 452.
  • the second output port 450 is connected to the line 422 which connects the output port 450 of the controller 438 to the reset input 420 of the counter 404.
  • the third output port 452 is connected to line 430, which connects the third output port of the controller to the "strobe" port 428 of register 406.
  • the circuit 400 further includes a decoding device 454.
  • the decoding device 454 receives an activation signal at a first input connection 456, receives a write signal at a second input connection 458 and a read signal is applied to the decoding device 454 at a third input connection 460 .
  • An address is applied to the decoder via a fourth input connection 462.
  • Decoder 454 includes a plurality of outputs connected to output lines 464-1 through 464-n. The output connection connected to line 464-1 is connected to another input via this line. output port 466 of the buffer 408 connected.
  • the radiation sensor element 100, the comparator circuit 300 as well as the input logic circuit 402, the counter 404, the register 406 and the buffer 408 of the circuit 400 are to be implemented for each pixel.
  • the remaining function groups, i.e. the controller 438, the correction network 448 and the decoding device 454, represent the chip-central controller and are only executed once and are connected via the corresponding lines 415, 422, 430 and 464 to the components which are assigned to the n pixels.
  • a frequency meter is implemented via the input logic 402 and the subsequent counter 404.
  • the input logic 402 consists, for example, of an AND gate, which is controlled by an RS-FF.
  • the gate is opened by a common start signal for all pixels, which is output by the controller 438.
  • the gate is closed again by a second pulse which is individual for each pixel and which is output via the individual lines 415.
  • a certain gate or gate can be kept open by the mode signal 442 at the connection of the controller 438 in such a way that event detection is possible in the long term.
  • the counter 404 can be a normal 16-bit async counter with a common reset.
  • the outputs Ql ... n are fed to the register 406.
  • Register 406 can be implemented as a D-latch.
  • the output signals of the counter are temporarily stored in this register 406.
  • Buffer 408 is a tri-state buffer which stores the acquired data on n through pins of a (not shown) circuit through the lines 468.
  • Two pulses are derived from the counter reading, which are generated at approximately 20% and 95% of the counting range. These signals are linked by all pixels using a logical OR link and serve as external signals for monitoring the work area (overflow, underflow).
  • the counter must stop when it reaches its maximum count. It thus represents an overdriven pixel, but does not distort the basic message of the picture.
  • 8 bits can be assigned to a sub-select signal in order to enable the circuit 400 to be connected to 8-bit systems.
  • the decoder 454 can differentiate the pixel data, writing the correction data and reading / writing control and status words.
  • the data and status information are selected by different activation signals (enable signals), which enables a division into a data area and an input / output area on the processor.
  • the reading of the pixel data and the writing of the correction values is carried out with 16 bits. Furthermore, different status signals with different values are read out.
  • the status signal with the value 0 indicates that new data is available (end of conversion), that is to say that the data has been exceeded by 20% or exceeded by 95%.
  • the status signal has the value 1 for a 16 bit data value of a black reference pixel.
  • Control signals are also input to the decoder, control signal 0 indicating a reset for the EOC or an overflow or underflow. There is also a mode control and an overwrite lock is either switched on or off.
  • the control signal has the value 1 for a 10 bit load word for a control loop, it has the value 2 for a 12 bit load word for a prescaler and the value 3 for an 8 (6) bit value for a D / A converter for generating the gate bias for the sensor element 100.
  • All internal clocks are derived from the counters of the controller 438.
  • the outputs of the higher six divider stages are provided for the correction network.
  • the counter for the control loop comprises 10 bits and is loaded with the start value (normally 0) by its overflow pulse. The overflow pulse opens the gates for frequency measurement at the same time.
  • the basic clock (1 MHz) is present at its input. Decoding states 1015 forces all gates to close. State 1017/18 triggers the transfer to the register and state 1021/22 resets the counter. The gate time can be shortened by increasing the start value. All outputs of the counter are fed to the correction network 448.
  • the transfer of the data into the output register 406 can be blocked by a flag.
  • This flag is set by a takeover by the 2019 state, if permitted, and thus prevents the data from being overwritten.
  • the release is then carried out by software.
  • Correction network 448 is based on the idea that the digital value results from the product of sensor-generated pulse train times gate time.
  • the change in the gate time in relation to a defined gate time corresponds to a multiplication by a correction value. Since the value stock behaves monotonically increasing, the decoding of the value for closing the gate can be done by an AND the meter outputs of interest are linked. The outputs are selected using switches, which are loaded as coding (write-only) memory cells.
  • FIG. 3 did not show the digital / analog converter which is used to generate the gate voltage of the sensors. Furthermore, a pixel identical to the other pixels with an optically covered sensor was dispensed with. This pixel serves as a black reference and can be read out via a status connection. The values are not corrected here. A different design can be used instead of the pixel because the threshold switch 302 introduces the larger thermal error into the circuit.
  • the correction network 448 comprises a register 500 which contains a start value.
  • the output of the register is connected to an input 502 of a counter 504.
  • the counter 504 receives a clock signal at a further input 506.
  • Another input 508, which is referred to as a load input is connected to an output 510 of the counter 504.
  • the counter 504 comprises a further output 512.
  • the output 512 is connected via a bus line 514 to a plurality of first decoder circuits 516-0 to 516-3 and to a second plurality of decoder circuits 518-0 to 518-n.
  • the decoder circuit 516-0 is connected to an output line 519-0, on which a signal is output which indicates that data are to be taken over.
  • the decoder circuits 516-1 to 516-3 have an activation input 520, each of which is connected to a line 522 on which the mode signal is present.
  • the decoder 516-1 has its output connected to a line 519-1, on which a signal is applied which indicates that the counters are to be are seen.
  • the decoder 516-2 is connected at its output to the line 519-2, on which a status signal 1 is applied, and the decoder 519-3 is connected at its output to a line 519-3, on which the status signal 2 is applied .
  • the decoders 518-0 to 518-n have an input 524-0 to 524-n via which the correction values PO to Pn are received.
  • the decoder circuits 518-0 to 518-n each have output lines 526-0 to 526-n, on which a stop signal can be output. Lines 526-0 through 526-n are connected to a first input terminal of associated gate circuits 528-0 through 528-n.
  • the gate circuits 528-0 to 528-n receive pulse signals via a further input line 530-0 to 530-n. Furthermore, the gate circuits have input connections 532-0 to 532-n or 534-0 to 534-n.
  • the connections 532 of the gate circuits 528 are connected via a line 536 to the connection 510 of the counter 504, on which a start signal can be applied to the gate circuits.
  • Terminals 534 of gate circuits 528 are connected to line 522 to receive a mode signal.
  • the gate circuits 528-0 to 528-n are connected at their output to an output line 538-0 to 538-n, which provide the output signal of the gate circuits to the counters 404 via the line 415-1 to 415-n (see FIG. 3) .
  • the correction network 448 is controlled by the central counter 504, from which all processes are derived.
  • the counter 504 is loaded with the start value from the register 500 at the connection 502 with each carry.
  • the start value is set via register 504.
  • All gate circuits 528-0 to 528-n for pulse counting are simultaneously triggered by this charging pulse by emitting the start signal at the output 510 of the counter 504 via the line 536 open.
  • all gates 528-0 to 528-n are closed again when a specified counter reading is reached and the measurement is ended.
  • the measurement is ended by outputting the stop signal on lines 526-0 to 526-n to the corresponding inputs of the gate circuits.
  • the decoders 516-0 to 516-3 sequentially trigger further functions in the correction network, such as B. storing the results (via a signal on line 518-0), clearing the pulse counter (via line 518-1), and generating status messages via lines 518-2 and 518-3, such as. B. setting the ready flag.
  • the correction carried out by the correction network is based on the fact that the frequency measurement, ie the determination of the number of pulses of the sensor per unit of time, is based on a multiplication of the number of pulses and the gate time (measuring time).
  • a change in the gate time for each pixel corresponds to the introduction of a multiplicative correction value. If you enter 1000 counter steps as the basic state with a value of 1,000, then closing the gate at counter value 999 would be a multiplication of the result by the value 0.999.
  • the correction value is provided to programmable decoder circuits 518-0 through 518-n via registers 538-0 through 538-n.
  • the decoder circuits consist of suitable logic, such as. B. a comparator or a multiplexer. Since the input values increase in a strictly monotonous manner, it is also possible to work with a minimized logic which consists of OR combinations of counter and correction value for each bit value, which are combined in an AND combination.
  • the radiation sensor device results in the possibility of problem-free integration in digital systems and, furthermore, the external circuitry is considerably reduced by the internal error correction.
  • a pixel is defined in each case by individual or several combined sensor elements.
  • the circuit in FIG. 3 forms a pixel selection circuit, by means of which certain pixels can be selected from a plurality of the pixels for reading out the information therefrom.
  • the present invention is not limited to the voltage signals mentioned in the previous description. Instead of the voltage signals, other suitable signals, such as e.g. B. current signals can be used. In this case, a correspondingly suitable signal is used as the reference signal.
  • connection 462 of the decoder circuit 454 an address with m bits is applied to the decoder circuit 454, by means of which the detection circuit m, from which 1 ⁇ m ⁇ n, is selected, from which the detected pulses are read out.
  • the address present in connection 462 would, for example, select the first radiation element via line 464-1 and the data would be read out of buffer 408 via lines 468.

Abstract

The invention relates to a radiation sensing device for detecting a radiation impinging upon said device, comprising at least one radiation sensing element which emits a signal generated by the incoming radiation. The invention also provides for a detection circuit which detects the signal generated by the radiation sensing element and for a reset circuit which is connected to the radiation sensing element in such a way that when the reset circuit is controlled by a reset signal the charge carriers generated by the incoming radiation recombine at a rate which is higher than the rate without reset signal. The detection circuit compares the detected signal with a reference signal and generates a reset signal and a pulse at the sensor output if the signal detected is the same as or greater than the reference signal.

Description

Strahlungssensorvorrichtung Radiation sensor device
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungssensorvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und insbesondere auf eine Strahlungssensorvorrichtung zum Erfassen der Häufigkeit einer auf diese auftreffenden Strahlung.The present invention relates to a radiation sensor device according to the preamble of patent claim 1, and in particular to a radiation sensor device for detecting the frequency of radiation impinging on it.
Im Stand der Technik sind bereits Strahlungssensorvorrichtungen bekannt, die beispielsweise zur Erfassung einer Quantenstrahlung dienen. Ein Nachteil derartiger Sensoren besteht darin, daß beim Erfassen von Strahlungen, die relativ selten und punktförmig auftreten, besondere Probleme auftreten. Aufgrund der geringen Ereigniswahrscheinlichkeit ist eine große Sensorfläche notwendig, um die Ereignisse erfassen zu können. Andererseits wird das punktförmige Ereignis durch die große Fläche gemittelt und die Sensoren verlieren an Empfindlichkeit und der Signal-Rausch-Abstand verschlechtert sich.Radiation sensor devices are already known in the prior art which are used, for example, to detect quantum radiation. A disadvantage of such sensors is that special problems occur when detecting radiation that occurs relatively rarely and in a punctiform manner. Due to the low probability of an event, a large sensor area is required to be able to record the events. On the other hand, the point-like event is averaged over the large area and the sensors lose sensitivity and the signal-to-noise ratio deteriorates.
Dieses Problem kann durch Verwenden einer Mehrzahl von Einzelelementen, die in einer Matrix angeordnet sind, gelöst werden. Diese Art der Anordnung der Einzelelemente in einer Matrix weist jedoch ebenfalls erhebliche Probleme auf. Diese Probleme treten beim Auslesen der Matrixelemente auf, die die punktförmige Strahlung, die mit einer geringen Wahrscheinlichkeit auftritt, erfassen. Durch eine sogenannte systematische Adressierung ist jeweils ein vollständiger Adressierungszyklus der gesamten Matrix notwendig. Als Ergebnis erhält man sowohl die Adresse als auch den Wert des aktiven Matrixelements, das im allgemeinen als Pixel bezeichnet wird. Ein besonderer Nachteil besteht bei Anwendungen, bei denen lediglich die Ereignisse, d.h. die Häufigkeit einer auftreffenden Strahlung, erfaßt wird. In diesem Fall liefert diese Adressierungsart zu einem sehr großen Anteil keine verwertbaren Informationen.This problem can be solved by using a plurality of individual elements which are arranged in a matrix. However, this type of arrangement of the individual elements in a matrix also has considerable problems. These problems occur when reading out the matrix elements, which detect the punctiform radiation that occurs with a low probability. A so-called systematic addressing requires a complete addressing cycle of the entire matrix. The result is both the address and the value of the active matrix element, commonly referred to as a pixel. There is a particular disadvantage in applications in which only the events, ie the frequency of an incident radiation, are recorded. In this case, this type of addressing provides a very large amount of no usable information.
Ein weiteres Problem, das bei diesen Anwendungen auftritt, besteht darin, daß die Reaktionsgeschwindigkeit einzelner Sensorelemente wesentlich größer sein kann als der Systemtakt für die gesamte Sensorelementmatrix. Reaktionsgeschwindigkeit bedeutet in diesem Zusammenhang diejenige Geschwindigkeit, mit der die durch die einfallende Strahlung erzeugten Ladungsträger in dem Strahlungssensorelement abgebaut werden. Dieser Abbau wird im allgemeinen Rekombination genannt. Ein Problem tritt dann auf, wenn beim erneuten Durchlauf des Systemtaktes die Reaktionszeit des Sensors, die durch die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmt wird, nach einem vorherigen Strahlungseinfall noch nicht abgelaufen ist. In diesem Fall gibt der Sensor ein Signal aus, von dem nicht bekannt ist, ob es durch eine erneut auftreffende Strahlung auf den Sensor oder durch noch nicht vollständig rekombinierte Ladungsträger erzeugt wurde.Another problem that arises in these applications is that the response speed of individual sensor elements can be significantly greater than the system clock for the entire sensor element matrix. Reaction speed in this context means the speed at which the charge carriers generated by the incident radiation are broken down in the radiation sensor element. This breakdown is commonly called recombination. A problem arises if the reaction time of the sensor, which is determined by the reaction speed, has not yet expired after a previous incident of radiation when the system cycle is run through again. In this case, the sensor outputs a signal of which it is not known whether it was generated by the radiation striking the sensor again or by charge carriers which have not yet been completely recombined.
Eine solche Strahlungssensoreinrichtung ist aus der DE 42 24 358 Cl bekannt.Such a radiation sensor device is known from DE 42 24 358 Cl.
Die DE 41 18 154 AI beschreibt eine Anordnung mit einer Sensormatrix und einer Rücksetzanordnung. Diese Anordnung umfaßt eine Mehrzahl von in einer Matrix angeordneten licht- bzw. röntgenstrahlenempfindlichen Sensoren, die in Abhängigkeit der auftreffenden Strahlungsmenge Ladungen erzeugen. Die Sensoren umfassen jeweils einen elektrischen Schalter. Je Sensorzeile weist die Anordnung eine Schaltleitung auf, über die die einzelnen Schalter aktivierbar sind, so daß die erzeugten Ladungen über zugeordnete Ausleseleitungen abfließen. Zur Beseitigung von Restladungen nach einem Auslesevorgang umfaßt die Anordnung eine Rücksetzanordnung, die die Sensoren nach dem Auslesen über deren Ausleseleitung aktiviert, wodurch die elektrischen Schalter der Sensoren leitend werden und, die in den Sensoren nach dem zuvor erfolgten Auslesevorgang gespeicherten Restladungen über die zugeordneten Ausleseleitungen abfließen. Nach einer vorbestimmten Anzahl von Takten eines Rücksetztaktes werden die entsprechenden Ausleseleitungen wieder deaktiviert.DE 41 18 154 AI describes an arrangement with a sensor matrix and a reset arrangement. This arrangement comprises a plurality of sensors, which are arranged in a matrix and are sensitive to light or X-rays, which generate charges as a function of the incident amount of radiation. The sensors each include an electrical switch. The arrangement has a switching line for each sensor line, via which the individual switches can be activated, so that the charges generated flow off via assigned read-out lines. To remove residual charges after a readout, the arrangement comprises a reset arrangement, the the sensors are activated after the readout via their readout line, as a result of which the electrical switches of the sensors become conductive and the residual charges stored in the sensors after the previous readout process flow away via the assigned readout lines. After a predetermined number of cycles of a reset clock, the corresponding read lines are deactivated again.
Die oben beschriebenen, allgemein bekannten Anordnungen von Strahlungssensoren basieren zumeist auf analogen Schaltungen. Hierbei findet das Prinzip der CCD (CCD = Charged Coupled Device = ladungsgekoppeltes Bauelement) Verwendung, welches eine seguentielle Ausgabe der Ergebniswerte bedingt. Ein Sensor auf CCD-Basis ist in der Lage, einen Helligkeitsbereich von etwa von etwa 3 - 4 Dekaden zu überstreichen und stellt den der Helligkeit proportionalen Ausgangswert meist als Spannung zur Verfügung.The generally known arrangements of radiation sensors described above are mostly based on analog circuits. The principle of the CCD (Charged Coupled Device) is used here, which requires a sequential output of the result values. A CCD-based sensor is able to cover a brightness range of approximately 3 - 4 decades and usually provides the output value, which is proportional to the brightness, as a voltage.
Für Aufgabenstellungen mit größerer Dynamik der Helligkeit ist der Einsatz von Sensoren auf der Basis von Photodioden bekannt, welche in der Lage sind, 5 - 6 Dekaden zu überstreichen. Die Dioden werden hierbei zumeist in einer adressierbaren Matrix angeordnet und das Ausgangssignal steht als Spannung oder Strom zur Verfügung. Solche Sensoranordnungen sind beispielsweise durch die Sensorschaltkreise der Reihe TSL23X der Firma TEXAS INSTRUMENTS bekannt, bei welchen der an einer Photodiode auftretende Strom in eine Frequenz gewandelt wird. Ein Nachteil dieser bekannten Sensorart besteht darin, daß es nicht möglich ist, die hohe Auflösung mit herkömmlicher Technik in kurzer Zeit in einen entsprechenden Digitalwert zu übertragen.For tasks with greater dynamics of brightness, the use of sensors based on photodiodes is known, which are able to cover 5 - 6 decades. The diodes are usually arranged in an addressable matrix and the output signal is available as voltage or current. Such sensor arrangements are known, for example, from the sensor circuits of the TSL23X series from TEXAS INSTRUMENTS, in which the current occurring at a photodiode is converted into a frequency. A disadvantage of this known type of sensor is that it is not possible to convert the high resolution into a corresponding digital value in a short time using conventional technology.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Strahlungssensorvorrichtung zu schaffen, welche einen hohen Dynamikbereich besitzt und über eine digitale Schnittstelle verfügt, die Digitalisierung also innerhalb der Anordnung vornimmt. Diese Aufgabe wird durch eine Strahlungssensorvorrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst.Starting from this prior art, the present invention is based on the object of creating a radiation sensor device which has a high dynamic range and has a digital interface, that is to say which carries out digitization within the arrangement. This object is achieved by a radiation sensor device according to claim 1.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Strahlungssensorvorrichtung zum Erfassen einer auf diese auftreffenden Strahlung, mit zumindest einem Strahlungssensorelement, das ein durch die auftreffende Strahlungsleistung erzeugtes Signal abgibt, eine Erfassungsschaltung, die das von dem Strahlungssensorelement erzeugte Signal erfaßt, und einer Rücksetzschaltung, die derart mit dem Strahlungssensorelement verbunden ist, daß die durch die auftreffende Strahlungsleistung erzeugten Ladungsträger bei Ansteuerung der Rücksetzschaltung mit einem Rücksetzsignal mit einer Rate rekombinieren, die höher ist als die Rate ohne Rücksetzsignal, wobei die Erfassungsschaltung das erfaßte Signal mit einem Referenzsignal vergleicht, und das Rücksetzsignal und einen Impuls an einem Ausgang der Strahlungssensorvorrichtung erzeugt, wenn das erfaßte Signal gleich oder größer als das Referenzsignal ist.The present invention provides a radiation sensor device for detecting radiation incident thereon, having at least one radiation sensor element that outputs a signal generated by the incident radiation power, a detection circuit that detects the signal generated by the radiation sensor element, and a reset circuit that is so provided with the radiation sensor element is connected that the charge carriers generated by the incident radiation power recombine when the reset circuit is driven with a reset signal at a rate which is higher than the rate without a reset signal, the detection circuit comparing the detected signal with a reference signal, and the reset signal and a pulse on an output of the radiation sensor device is generated when the detected signal is equal to or greater than the reference signal.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Strahlungssensorvorrichtung geschaffen, bei der die Strahlungssensoren bzw. die Strahlungssensorelemente einschließlich einer Auswertungs- und Korrektureinrichtung in integrierter Form gebildet sind.According to a further aspect of the present invention, a radiation sensor device is created in which the radiation sensors or the radiation sensor elements, including an evaluation and correction device, are formed in an integrated form.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt die Strahlungssensorvorrichtung eine Mehrzahl von Strahlungssensorelementen, denen jeweils eine Erfassungsschaltung und eine Auswertungsschaltung zugeordnet ist, wobei die Mehrzahl der Strahlungssensorelemente entweder zellenförmig oder in einer Matrix angeordnet sind.According to a preferred exemplary embodiment of the present invention, the radiation sensor device comprises a plurality of radiation sensor elements, each of which is assigned a detection circuit and an evaluation circuit, the plurality of radiation sensor elements being arranged either in the form of a cell or in a matrix.
Wiederum gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Strahlungssensorvorrichtung eine Korrektureinrichtung, welche eine individuelle Korrektur von technologischen und/oder optischen Fehlern, wie z. B. dem Shading, für jeden Sensor erlaubt. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Strahlungssensorvorrichtung sind in den Unteransprüchen definiert.Again, according to a further preferred embodiment, the radiation sensor device comprises a correction device which enables individual correction of technological and / or optical errors, such as e.g. B. shading allowed for each sensor. Preferred developments of the radiation sensor device according to the invention are defined in the subclaims.
Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Preferred exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine Darstellung eines Strahlungssensors;1 shows a representation of a radiation sensor;
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strahlungssensorvorrichtung, welche eine Auswertungsschaltung für einen Pixel umfaßt;2 shows a first exemplary embodiment of the radiation sensor device according to the invention, which comprises an evaluation circuit for a pixel;
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strahlungssensorvorrichtung, welche eine Auswertungsschaltung, eine Korrekturschaltung und eine Pixelauswahlschaltung umfaßt; und3 shows a second exemplary embodiment of the radiation sensor device according to the invention, which comprises an evaluation circuit, a correction circuit and a pixel selection circuit; and
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Korrekturschaltung.Fig. 4 shows an embodiment of the correction circuit.
In der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden in den einzelnen Figuren für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.In the following description of the present invention, the same reference symbols are used for the same elements in the individual figures.
Nachfolgend wird in Fig. 1 ein Strahlungssensor näher beschrieben, wie es bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der in Fig. 1 dargestellte Strahlungssensor ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 100 versehen und umfaßt ein strahlungsempfindliches Bauelement 102 sowie ein Schaltelement 104. Das strahlungsempfindliche Bauelement 102 ist beispielsweise ein MOS-Transistor mit einem Sourcean- schluß 106, einem Drainanschluß 108 und einem Gateanschluß 110. Neben dem in Fig. 1 dargestellten MOS-Transistor kann das strahlungsempfindliche Bauelement 102 auch durch andere Bauelemente gebildet sein, wie beispielsweise einen J-FET, einen SOI-Transistor oder eine PN-Sperrschichtdiode. Der Sourceanschluß 106 des Transistors 102 ist über einen Widerstand 112 mit einem Versorgungspotential Vss verbunden. Der Drainanschluß 108 ist über eine Leitung 114 mit einem Versorgungspotential Vdd beaufschlagt. Der Gateanschluß 110 des Transistors 102 ist über eine Leitung 116 mit einem Versorgungspotential Vd verbunden, welches eine Gatespannung an den Transistor anlegt, über die die Empfindlichkeit des Strahlungssensors mittels einer Arbeitspunkteinstellung des Transistors 102 erfolgt. Der Transistor 102 sammelt in seiner Isolationswanne die durch die einfallende Strahlung erzeugten Ladungsträger, wodurch er am Gate zunehmend durchgesteuert wird. Der hierdurch fließende Drain-Source-Strom wird an dem Widerstand 112 in eine Spannung umgesetzt, welche der auftretenden Strahlungsmenge proportional ist. Das Spannungssignal liegt über eine Leitung 118 am Ausgang A des Strahlungssensors 100 an. Die Leitung 118 ist mit einem Knoten 120 verbunden, welcher zwischen dem Sourceanschluß 106 und dem Widerstand 112 angeordnet ist.A radiation sensor as used in the present invention is described in more detail below in FIG. 1. The radiation sensor shown in FIG. 1 is provided in its entirety with the reference number 100 and comprises a radiation-sensitive component 102 and a switching element 104. The radiation-sensitive component 102 is, for example, a MOS transistor with a source connection 106, a drain connection 108 and a gate connection 110. In addition to the MOS transistor shown in FIG. 1, the radiation-sensitive component 102 can also be formed by other components, such as a J-FET, an SOI transistor or a PN junction diode. The source terminal 106 of the transistor 102 is connected via a resistor 112 to a supply potential Vss. The drain terminal 108 is supplied with a supply potential Vdd via a line 114. The gate terminal 110 of the transistor 102 is connected via a line 116 to a supply potential Vd, which applies a gate voltage to the transistor, via which the sensitivity of the radiation sensor takes place by means of an operating point setting of the transistor 102. The transistor 102 collects the charge carriers generated by the incident radiation in its insulation trough, as a result of which it is increasingly turned on at the gate. The drain-source current flowing thereby is converted at the resistor 112 into a voltage which is proportional to the amount of radiation occurring. The voltage signal is present via a line 118 at the output A of the radiation sensor 100. The line 118 is connected to a node 120, which is arranged between the source terminal 106 and the resistor 112.
Der Strahlungssensor umfaßt ferner das Schaltelement 104, welches bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel als Feldeffekttransistor ausgeführt ist, welcher einen Gateanschluß 122, einen Sourceanschluß 124 und einen Drainanschluß 126 umfaßt. Der Gateanschluß ist mit einem Rücksetzanschluß R des Strahlungssensors verbunden, durch den von einer im nachfolgenden näher beschriebenen Schaltungsanordnung ein Rücksetzsignal an den Strahlungssensor 100 anlegbar ist. Der Drainanschluß 126 des Schaltelements 104 ist mit dem Versorgungspotential Vdd verbunden und der Sourceanschluß 124 des Schaltelements 104 ist mit dem Substratanschluß 128 des strahlungsempfindlichen Bauelements 102 verbunden. Ferner ist der Sourceanschluß 124 des Schaltelements 104 mit dessen Substratanschluß 130 verbunden. Wird an den Schalttransistor 104 das Rücksetzsignal R angelegt, so werden die Ladungen in der Isolationswanne abgeleitet, so daß sich wieder der Grundzustand des strahlungsempfindlichen Bauelements 102 vor dessen Belichtung einstellt. Durch Anlegen des Rücksetzsignals rekombinieren die durch die auftreffende Strahlungs- leistung erzeugten Ladungsträger bei mit einer Rate, die höher ist als die Rate ohne Rücksetzsignal.The radiation sensor further comprises the switching element 104, which in the example shown in FIG. 1 is designed as a field effect transistor, which comprises a gate connection 122, a source connection 124 and a drain connection 126. The gate connection is connected to a reset connection R of the radiation sensor, by means of which a reset signal can be applied to the radiation sensor 100 by a circuit arrangement described in more detail below. The drain terminal 126 of the switching element 104 is connected to the supply potential Vdd and the source terminal 124 of the switching element 104 is connected to the substrate terminal 128 of the radiation-sensitive component 102. Furthermore, the source terminal 124 of the switching element 104 is connected to its substrate terminal 130. If the reset signal R is applied to the switching transistor 104, the charges in the insulation trough are derived, so that the basic state of the radiation-sensitive component 102 is restored before its exposure. By applying the reset signal, the radiation from the incident radiation recombine power generated charge carriers at a rate that is higher than the rate without a reset signal.
Ein ähnlicher Strahlungssensor ist beispielsweise in der DE 195 10 070 Cl beschrieben.A similar radiation sensor is described for example in DE 195 10 070 Cl.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strahlungssensorvorrichtung näher beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß in der Darstellung des Strahlungssensors 100 in der Fig. 2 lediglich einige der in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen dargestellt sind, um die Übersichtlichkeit der Darstellung zu wahren.A preferred exemplary embodiment of the radiation sensor device according to the invention is described in more detail below with reference to FIG. 2. It is pointed out that in the illustration of the radiation sensor 100 in FIG. 2 only some of the reference symbols used in FIG. 1 are shown in order to maintain the clarity of the illustration.
Zunächst wird auf den in Fig. 2 im oberen Teil dargestellten Schaltungsabschnitt näher eingegangen. Der Ausgang A des Strahlungssensors 100 ist mit einem ersten Eingang 200 einer Vergleichereinrichtung 202, wie beispielsweise einem Kompa- rator, verbunden. Am zweiten Anschluß 204 des Komparators 202 liegt ein Referenzsignal an, welches bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Referenzspannung Uref ist, mit dem die am Ausgang des Strahlungssensors 100 anliegende Spannung zu vergleichen ist. Der Ausgang 206 des Komparators ist über eine Leitung 208 mit einem Eingang 210 einer Steuerungsanordnung 212 verbunden. Die Steuerungsanordnung 212 umfaßt einen ersten Ausgang 214 sowie einen zweiten Ausgangs 216. Der zweite Ausgang 216 ist über eine Leitung 218 mit dem Rücksetzanschluß R des Strahlungssensors 100 verbunden. Der Komparator 202 und die Steuerung 212 bilden in ihrer Gesamtheit eine dem Strahlungssensor zugeordnete Erfassungsschaltung, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 220 versehen ist.First, the circuit section shown in FIG. 2 in the upper part is discussed in more detail. The output A of the radiation sensor 100 is connected to a first input 200 of a comparator device 202, such as a comparator. A reference signal is present at the second connection 204 of the comparator 202, which in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 is a reference voltage U re f with which the voltage present at the output of the radiation sensor 100 is to be compared. The output 206 of the comparator is connected via a line 208 to an input 210 of a control arrangement 212. The control arrangement 212 comprises a first output 214 and a second output 216. The second output 216 is connected via a line 218 to the reset connection R of the radiation sensor 100. The comparator 202 and the controller 212 in their entirety form a detection circuit which is assigned to the radiation sensor and which is provided in its entirety with the reference symbol 220.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das von dem Strahlungssensor 100 erzeugte Signal durch die Erfassungsschaltung 220 erfaßt, welche das erfaßte Signal mit einem Referenzsignal Uref vergleicht und ein Rücksetzsignal auf der Leitung 218 erzeugt, wenn das erfaßte Signal gleich oder größer ist als das Referenzsignal Uref. Gleichzeitig wird am Ausgang Q der Erfassungsvorrichtung 220, welcher in diesem Fall auch der Ausgang der Strahlungssensorvorrichtung ist, darstellt, ein Impuls ausgegeben. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Rücksetzen der in der Isolationswanne gesammelten Ladung dadurch herbeigeführt, daß die Ausgangsspannung des Strahlungssensors 100 mittels des Komparators 202 auf einen oberen Schwellenwert hin überwacht wird und bei Erreichen dieses Schwellenwertes auf der Leitung 208 ein Steuerungssignal erzeugt, welches an die Steuerung 212 angelegt wird, die ihrerseits ein Rücksetzsignal als Reaktion auf das vorliegende Steuerungssignal an ihrem Eingang erzeugt, welches über die Leitung 218 an den Rücksetzeingang R des Strahlungssensors 100 angelegt wird. Das Schaltelement 104 des Strahlungssensors 100 wird entweder bei Erreichen eines unteren Schwellenwertes des Ausgangssignals des Strahlungssensors 100, welcher wiederum durch den Komparator 202 erfaßt wird, oder nach einer festgelegten Zeitdauer wieder geschlossen, d.h. am Eingang R des Strahlungssensors 100 liegt kein Rücksetzsignal mehr an. Somit entsteht am Ausgang 214 der Steuerung 212 für eine definierte Ladungsmenge - und damit eingefallener Strahlung - ein Impuls. Somit wird deutlich, das durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gleichzeitig mit der Erzeugung des Rücksetzsignals am Ausgang der Vorrichtung ein Signal erzeugt wird, welches ohne weitere Umwandlung für eine nachfolgende digitale Signalverarbeitung geeignet ist. In einem Beispiel kann das Signal bzw. der Impuls als logische "EINS" an eine nachfolgende Schaltung angelegt werden.In accordance with the present invention, the signal generated by radiation sensor 100 is detected by detection circuit 220 which compares the detected signal to a reference signal U ref and generates a reset signal on line 218 if the detected signal is equal to or is greater than the reference signal U ref . At the same time, a pulse is output at the output Q of the detection device 220, which in this case is also the output of the radiation sensor device. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the charge collected in the insulation trough is reset by monitoring the output voltage of the radiation sensor 100 for an upper threshold value by means of the comparator 202 and generating a control signal on the line 208 when this threshold value is reached, which is applied to the controller 212, which in turn generates a reset signal in response to the present control signal at its input, which is applied via line 218 to the reset input R of the radiation sensor 100. The switching element 104 of the radiation sensor 100 is either closed when a lower threshold value of the output signal of the radiation sensor 100 is reached, which in turn is detected by the comparator 202, or is closed again after a predetermined period of time, ie there is no longer a reset signal at the input R of the radiation sensor 100. Thus, a pulse is generated at the output 214 of the controller 212 for a defined amount of charge - and thus incident radiation. It is thus clear that the device according to the invention simultaneously with the generation of the reset signal at the output of the device generates a signal which is suitable for subsequent digital signal processing without further conversion. In one example, the signal or pulse can be applied as logic "ONE" to a subsequent circuit.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Erfassungsschaltung 220 mit einer Auswertungsschaltung 230 (siehe unterer Teil der Fig. 2) verbunden sein, welche die in einer vorbestimmten Zeiteinheit auftretenden Impulse am Ausgang 214 der Schaltung 220 bestimmt. Zu diesem Zweck ist der Ausgang 214 ist über eine Leitung 232 mit der Schaltung 230 verbunden. Die Auswertungsschaltung 230 umfaßt eine Steuerungsschaltung 234, eine Eingangslogikschaltung 236, einen Zähler 238, ein Register 240 und einen Puffer 242. Der Ausgang 214 der Steuerung 212 der Erfassungsschaltung 220 ist über die Leitung 232 mit einem Eingangsanschluß 244 der Eingangs-Logik- schaltung 236 verbunden. Die Auswertungsschaltung 230 umfaßt ferner einen Eingang 246, welcher mit einem Eingang der Steuerung 234 verbunden ist und einen Eingang 248, welcher mit einem weiteren Eingang der Steuerung 234 verbunden ist. Am Anschluß 246 liegt ein Referenzfrequenzsignal an, und am Anschluß 248 ein Signal, welches einen bestimmten Betriebsmode steuert. Ein erster Ausgang der Steuerung 234 ist über eine Leitung 250 mit der Eingangslogik 236 verbunden. Ein zweiter Ausgang der Steuerung 234 ist über die Leitung 252 mit einem Rücksetzanschluß 254 des Zählers 238 verbunden, und ein dritter Ausgang der Steuerung 234 ist über eine Leitung 256 mit einem Anschluß 258 des Registers 240 verbunden, an dem ein Strobe- bzw. Freigabesignal angelegt wird. Der Ausgang Q^- der Eingangslogik 236 ist über eine Leitung 260 mit einem Eingang "Count" des Zählers 238 verbunden, der eine Mehrzahl von Ausgängen Ql..n aufweist, die über eine entsprechende Anzahl von Leitungen 262 mit einem Registereingang des Registers 240 verbunden sind. Der Ausgang des Registers ist über Leitungen 264 mit dem Eingang des Puffers 242 verbunden. Der Puffer 242 umfaßt einen weiteren Eingang, an den über die Leitung 266 ein Aktivierungssignal anlegbar ist, mittels dem die in dem Puffer 242 gespeicherten Daten über n Ausgangsleitungen 268 auslesbar sind. Für den Fall, daß zusätzlich zur Erfassungsschaltung 220 die Auswertungsschaltung 230 vorgesehen ist, wird der Sensorausgang der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch den Ausgang des Puffers 242 gebildet.According to a further exemplary embodiment of the present invention, the detection circuit 220 can be connected to an evaluation circuit 230 (see lower part of FIG. 2) which determines the pulses occurring at the output 214 of the circuit 220 in a predetermined time unit. For this purpose, the output 214 is connected to the circuit 230 via a line 232. The evaluation circuit 230 comprises a control circuit 234, an input logic circuit 236, a counter 238, a register 240 and a buffer 242. The output 214 of the controller 212 of the detection circuit 220 is connected via line 232 to an input connection 244 of the input logic circuit 236 . The evaluation circuit 230 further comprises an input 246, which is connected to an input of the controller 234 and an input 248, which is connected to a further input of the controller 234. A reference frequency signal is present at connection 246 and a signal at connection 248 which controls a specific operating mode. A first output of controller 234 is connected to input logic 236 via line 250. A second output of controller 234 is connected via line 252 to a reset terminal 254 of counter 238, and a third output of controller 234 is connected via line 256 to a terminal 258 of register 240 to which a strobe or enable signal is applied becomes. The output Q ^ - of the input logic 236 is connected via a line 260 to an input "Count" of the counter 238, which has a plurality of outputs Ql..n, which are connected via a corresponding number of lines 262 to a register input of the register 240 are. The output of the register is connected to the input of buffer 242 via lines 264. The buffer 242 comprises a further input to which an activation signal can be applied via the line 266, by means of which the data stored in the buffer 242 can be read out via n output lines 268. In the event that the evaluation circuit 230 is provided in addition to the detection circuit 220, the sensor output of the device according to the invention is formed by the output of the buffer 242.
Die in Fig. 2 dargestellte Auswertungsschaltung 230 bildet einen Frequenzzähler, der aus der Torschaltung 236, dem Zähler 238 und dem Ausgangspuffer 240 besteht. Der Ablauf der Messung und das Umspeichern der Daten erfolgt durch die Steuerung 234, mit welcher auch die Auflösung und Meßhäufig- keit bestimmt wird. Über den Datenpuffer 242 können die Ergebnisse auf die Anschlußstifte der Anordnung, d. h. auf den Ausgang der erfindungsgemäßen Strahlungssensorvorrichtung geschaltet werden.The evaluation circuit 230 shown in FIG. 2 forms a frequency counter, which consists of the gate circuit 236, the counter 238 and the output buffer 240. The course of the measurement and the re-storage of the data are carried out by the controller 234, with which the resolution and measurement frequency speed is determined. The results can be switched via the data buffer 242 to the connection pins of the arrangement, ie to the output of the radiation sensor device according to the invention.
Gemäß der Schaltung 230 wird es ermöglicht, während der vorgegebenen Zeitdauer die Häufigkeit der Erzeugung des Rücksetzsignals zu erfassen und zu speichern, und die erfaßte Häufigkeit an dem Ausgang 242 bereitzustellen.According to the circuit 230, it is possible to detect and store the frequency of the generation of the reset signal during the predetermined period of time, and to provide the detected frequency at the output 242.
Anhand der Fig. 3 wird nachfolgend ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung ermöglicht die Auswertung von Impulsen, die von einer Mehrzahl von Strahlungssensoren erfaßt werden. Hierbei umfaßt die Anordnung bzw. Vorrichtung eine Mehrzahl von Strahlungssensoren, eine Mehrzahl von Erfassungsschaltungen und eine Mehrzahl von Auswertungsschaltungen. Der Einfachheit halber ist jeweils nur eine einzelne Schaltung dargestellt, wobei die Mehrzahl durch mehrere Leitungsstücke, welche durch den Zusatz -1 bis -n bezeichnet sind, angedeutet ist.Another exemplary embodiment of the present invention is described in more detail below with reference to FIG. 3. The arrangement shown in Fig. 3 enables the evaluation of pulses that are detected by a plurality of radiation sensors. Here, the arrangement or device comprises a plurality of radiation sensors, a plurality of detection circuits and a plurality of evaluation circuits. For the sake of simplicity, only a single circuit is shown, the majority being indicated by a plurality of line sections, which are denoted by the addition -1 to -n.
Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung umfaßt einen Sensor 100, der bereits anhand von Fig. 1 näher beschrieben wurde. Auf eine erneute Beschreibung des Sensors 100 wird daher verzichtet. Am Ausgang des Sensors bzw. Sensorelements 100 ist eine Vergleicherschaltung, welche in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 300 bezeichnet ist, angeordnet. Die Vergleicherschaltung umfaßt einen Komparator 302, welcher einen Operationsverstärker 304 umfaßt. Ein erster Eingang 306 des Operationsverstärkers 304 ist mit dem Ausgang A des Sensorelements 100 verbunden. Ein zweiter Eingang 308 des Komparators 304 ist über einen Widerstand Rl mit einem Anschluß 310 verbunden, an dem ein Referenzsignal anliegt. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Referenzsignal um eine Referenzspannung Uref. Der zweite Eingang 308 des Komparators 304 ist über einen Widerstand R2 mit dem Ausgang 312 des Komparators 304 verbunden. Der Ausgang 312 ist mit einem Knoten 314 verbunden. Der Knoten 314 ist über eine Signalleitung 316 mit dem Rücksetzanschluß des Sensorelements 100 verbunden, und über eine Leitung 318 mit einer Auswertungsschaltung 400, die im nachfolgenden näher beschrieben wird.The arrangement shown in FIG. 3 comprises a sensor 100, which has already been described with reference to FIG. 1. The sensor 100 is therefore not described again. At the output of the sensor or sensor element 100, a comparator circuit, which is designated in its entirety with the reference symbol 300, is arranged. The comparator circuit includes a comparator 302 which includes an operational amplifier 304. A first input 306 of operational amplifier 304 is connected to output A of sensor element 100. A second input 308 of the comparator 304 is connected via a resistor R1 to a connection 310, to which a reference signal is present. In the present case, the reference signal is a reference voltage U re f. The second input 308 of the comparator 304 is connected to the output 312 of the comparator 304 via a resistor R2. The output 312 is with connected to a node 314. The node 314 is connected via a signal line 316 to the reset connection of the sensor element 100, and via a line 318 to an evaluation circuit 400, which is described in more detail below.
Das Sensorelement 100 entspricht dem oben beschriebenen Sensorelement. Der Transistor des Sensorelements sammelt die durch die einfallende Strahlung entstehenden Ladungsträger in seiner Bulk-Wanne. Durch die dabei steigende Ladungsträgerzahl wird der Transistor zunehmend durchgesteuert und vergrößert dabei seinen Source-Strom. Die am Widerstand abfallende Spannung wird von dem Komparator 302, welcher eine große Hysterese aufweist, überwacht. Wird ein Schwellwert erreicht, erfolgt die schnelle Entladung der Wanne über den Rücksetztransistor bis zum unteren Hysteresewert und der Ladevorgang beginnt von neuem. Hierdurch entsteht am Ausgang 312 des Komparators 302 ein Impuls für eine konstante Ladungsmenge. Durch Anlegen einer Gatespannung am strahlungsempfindlichen Transistor des Sensorelements 100 läßt sich der Arbeitsbereich beeinflussen und somit die Grundempfindlichkeit (Eigenverstärkung) des Systems einstellen.The sensor element 100 corresponds to the sensor element described above. The transistor of the sensor element collects the charge carriers created by the incident radiation in its bulk trough. Due to the increasing number of charge carriers, the transistor is turned on and increases its source current. The voltage drop across the resistor is monitored by the comparator 302, which has a large hysteresis. If a threshold value is reached, the tub is quickly discharged via the reset transistor to the lower hysteresis value and the charging process starts again. This creates a pulse for a constant amount of charge at the output 312 of the comparator 302. By applying a gate voltage to the radiation-sensitive transistor of the sensor element 100, the working range can be influenced and thus the basic sensitivity (self-amplification) of the system can be set.
Um bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die erwünschten Parametern zu erreichen, wird die dort gezeigte Anordnung mit einer Arbeitsfrequenz von 65 MHz betrieben. Um die Anordnung gegen eine Übersteuerung abzusichern, kann die maximale Arbeitsfrequenz auch etwas höher liegen.In order to achieve the desired parameters in the embodiment shown in FIG. 3, the arrangement shown there is operated at an operating frequency of 65 MHz. In order to protect the arrangement against overdriving, the maximum working frequency can also be somewhat higher.
Nachfolgend wird die bereits oben erwähnte Auswertungsschaltung 400 näher beschrieben. Die Auswertungsschaltung 400 umfaßt eine Eingangslogik 402, einen Zähler 404, ein Register 406 und einen Puffer 408. Die Leitung 318 von der Vergleicherschaltung 300 ist mit einem ersten Eingangsanschluß 410 der Eingangslogik 402 verbunden. Ein zweiter Eingangsanschluß 412 der Eingangslogik 402 ist mit einer Eingangsleitung 415-1 verbunden. Ein Ausgangsanschluß 416 der Eingangslogik 402 ist mit einem ersten Eingang 418 des Zählers 404 verbunden. Ein zweiter Anschluß 420 des Zählers 404 ist mit einer Leitung 422-1 verbunden. Der Ausgang 424 des Zählers 404 ist mit einem ersten Eingang 426 des Registers 406 verbunden. Ein zweiter Eingang 428 des Registers 406 ist mit einer Leitung 430-1 verbunden. Ein Ausgang 432 des Registers 406 ist mit einem Eingang 434 des Puffers 408 verbunden.The evaluation circuit 400 already mentioned above is described in more detail below. The evaluation circuit 400 comprises an input logic 402, a counter 404, a register 406 and a buffer 408. The line 318 from the comparator circuit 300 is connected to a first input connection 410 of the input logic 402. A second input terminal 412 of input logic 402 is connected to an input line 415-1. An output terminal 416 of input logic 402 is connected to a first input 418 of counter 404 connected. A second terminal 420 of the counter 404 is connected to a line 422-1. The output 424 of the counter 404 is connected to a first input 426 of the register 406. A second input 428 of register 406 is connected to line 430-1. An output 432 of register 406 is connected to an input 434 of buffer 408.
Die Schaltung 400 umfaßt ferner eine Steuerung 438 mit einem ersten Eingangsanschluß 440 und einem zweiten Eingangsanschluß 442. Am Eingangsanschluß 440 der Steuerung 438 liegt eine Referenzfrequenz an, und am Eingangsanschluß 442 der Steuerung 438 kann ein Mode-Signal angelegt werden. Über einen ersten Ausgang 444 ist die Steuerung 438 mit einem Eingang 446 eines Korrekturnetzwerks 448 verbunden. Das Korrekturnetzwerk 448 umfaßt n Ausgänge, welche mit den Leitungen 415-1 bis 415-n verbunden sind. Über die Leitung 415-1 ist das Korrekturnetzwerk 448 mit dem zweiten Eingangsanschluß 412 der Eingangslogik 402 verbunden.The circuit 400 further includes a controller 438 having a first input terminal 440 and a second input terminal 442. A reference frequency is present at the input terminal 440 of the controller 438, and a mode signal can be applied to the input terminal 442 of the controller 438. The controller 438 is connected to an input 446 of a correction network 448 via a first output 444. Correction network 448 includes n outputs connected to lines 415-1 through 415-n. The correction network 448 is connected to the second input terminal 412 of the input logic 402 via the line 415-1.
Die Steuerung 438 umfaßt einen zweiten Ausgangsanschluß 450 und einen dritten Ausgangsanschluß 452. Der zweite Ausgangsanschluß 450 ist mit der Leitung 422 verbunden, welche den Ausgangsanschluß 450 der Steuerung 438 mit dem Rücksetz-Ein- gang 420 des Zählers 404 verbindet. Der dritte Ausgangsanschluß 452 ist mit der Leitung 430 verbunden, welche den dritten Ausgangsanschluß der Steuerung mit dem "Strobe"-An- schluß 428 des Registers 406 verbindet. Die Schaltung 400 umfaßt ferner eine Decodiervorrichtung 454. An einem ersten Eingangsanschluß 456 empfängt die Decodiervorrichtung 454 ein Aktivierungssignal, an einem zweiten Eingangsanschluß 458 empfängt diese ein Schreib-Signal und an einem dritten Eingangsanschluß 460 wird ein Lese-Signal an die Decodier- einrichtung 454 angelegt. Über einen vierten Eingangsanschluß 462 wird an die Decodiereinrichtung eine Adresse angelegt. Die Decodiereinrichtung 454 umfaßt eine Mehrzahl von Ausgängen, die mit den Ausgangsleitungen 464-1 bis 464-n verbunden sind. Der mit der Leitung 464-1 verbundene Ausgangsanschluß ist über diese Leitung mit einem weiteren Ein- gangsanschluß 466 des Puffers 408 verbunden.The controller 438 includes a second output port 450 and a third output port 452. The second output port 450 is connected to the line 422 which connects the output port 450 of the controller 438 to the reset input 420 of the counter 404. The third output port 452 is connected to line 430, which connects the third output port of the controller to the "strobe" port 428 of register 406. The circuit 400 further includes a decoding device 454. The decoding device 454 receives an activation signal at a first input connection 456, receives a write signal at a second input connection 458 and a read signal is applied to the decoding device 454 at a third input connection 460 . An address is applied to the decoder via a fourth input connection 462. Decoder 454 includes a plurality of outputs connected to output lines 464-1 through 464-n. The output connection connected to line 464-1 is connected to another input via this line. output port 466 of the buffer 408 connected.
Bezüglich der in Fig. 3 dargestellten Schaltung wird darauf hingewiesen, daß diese der Einfachheit halber lediglich die erforderlichen Komponenten für ein einzelnes Pixel darstellt. Das Strahlungssensorelement 100, die Vergleicherschaltung 300 sowie die Eingangslogikschaltung 402, der Zähler 404, das Register 406 und der Puffer 408 der Schaltung 400 sind für jedes Pixel zu implementieren. Die verbleibenden Funktionsgruppen, also die Steuerung 438, das Korrekturnetzwerk 448 und die Decodiereinrichtung 454 stellen die chipzentrale Steuerung dar und sind nur einmal ausgeführt und über die entsprechenden Leitungen 415, 422, 430 und 464 mit den Komponenten verbunden, welche den n Pixeln zugeordnet sind.With regard to the circuit shown in FIG. 3, it is pointed out that, for the sake of simplicity, it merely represents the components required for a single pixel. The radiation sensor element 100, the comparator circuit 300 as well as the input logic circuit 402, the counter 404, the register 406 and the buffer 408 of the circuit 400 are to be implemented for each pixel. The remaining function groups, i.e. the controller 438, the correction network 448 and the decoding device 454, represent the chip-central controller and are only executed once and are connected via the corresponding lines 415, 422, 430 and 464 to the components which are assigned to the n pixels.
Nachfolgend werden die einzelnen Funktionskomponenten der in Fig. 3 dargestellten Schaltung näher beschrieben.The individual functional components of the circuit shown in FIG. 3 are described in more detail below.
Über die Eingangslogik 402 und den nachfolgenden Zähler 404 wird ein Frequenzmesser realisiert. Die Eingangslogik 402 besteht beispielsweise aus einem UND-Gatter, welches durch ein RS-FF angesteuert wird. Durch ein gemeinsames Startsignal für alle Pixel, welches durch die Steuerung 438 ausgegeben wird, wird das Gatter bzw. Tor geöffnet. Das Gatter wird durch einen zweiten, für jedes Pixel individuellen Impuls, welcher über die einzelnen Leitungen 415 ausgegeben wird, wieder geschlossen. Durch das Modesignal 442 am Anschluß der Steuerung 438 kann ein bestimmtes Tor bzw. Gatter derart offen gehalten werden, daß eine Ereigniserfassung in Langzeit möglich ist.A frequency meter is implemented via the input logic 402 and the subsequent counter 404. The input logic 402 consists, for example, of an AND gate, which is controlled by an RS-FF. The gate is opened by a common start signal for all pixels, which is output by the controller 438. The gate is closed again by a second pulse which is individual for each pixel and which is output via the individual lines 415. A certain gate or gate can be kept open by the mode signal 442 at the connection of the controller 438 in such a way that event detection is possible in the long term.
Der Zähler 404 kann ein normaler 16-Bit-Async-Zähler mit gemeinsamen Reset sein. Die Ausgänge Ql...n werden dem Register 406 zugeführt. Das Register 406 kann als D-Latch ausgeführt sein. In diesem Register 406 werden die Ausgangssignale des Zählers zwischengespeichert. Der Puffer 408 ist ein Tristate-Puffer, welcher die erfaßten Daten auf n An- schlußstifte eines (nicht dargestellten) Schaltkreises über die Leitungen 468 durchschaltet.The counter 404 can be a normal 16-bit async counter with a common reset. The outputs Ql ... n are fed to the register 406. Register 406 can be implemented as a D-latch. The output signals of the counter are temporarily stored in this register 406. Buffer 408 is a tri-state buffer which stores the acquired data on n through pins of a (not shown) circuit through the lines 468.
Aus dem Zählerstand werden zwei Impulse abgeleitet, welche bei etwa 20% und 95% des Zählbereichs erzeugt werden. Diese Signale werden von allen Pixeln mittels einer logischen ODER-Verknüpfung verknüpft und dienen als externe Signale zur Überwachung des Arbeitsbereichs (Overflow, Underflow) . Der Zähler muß bei Erreichen seines maximalen Zählstandes stehen bleiben. Er stellt damit ein übersteuertes Pixel dar, verfälscht aber nicht die Grundaussage des Bildes.Two pulses are derived from the counter reading, which are generated at approximately 20% and 95% of the counting range. These signals are linked by all pixels using a logical OR link and serve as external signals for monitoring the work area (overflow, underflow). The counter must stop when it reaches its maximum count. It thus represents an overdriven pixel, but does not distort the basic message of the picture.
Im Ausgangspuffer 408 können jeweils 8 Bit einem Sub-Se- lect-Signal zugeordnet werden, um damit einen Anschluß der Schaltung 400 an 8-Bit-Systeme zu ermöglichen.In the output buffer 408, 8 bits can be assigned to a sub-select signal in order to enable the circuit 400 to be connected to 8-bit systems.
Über den Decoder 454 sind vier Bereiche zu unterscheiden: Lesen der Pixeldaten, Schreiben der Korrekturdaten und Lesen/Schreiben von Steuer- und Statusworten. Die Daten- und Statusinformationen werden dabei durch unterschiedliche Aktivierungs-Signale (Enable-Signale) ausgewählt, wodurch eine Aufteilung in einen Datenbereich und einen Eingabe/Ausgabe- Bereich am Prozessor ermöglicht wird.Four areas can be differentiated via the decoder 454: reading the pixel data, writing the correction data and reading / writing control and status words. The data and status information are selected by different activation signals (enable signals), which enables a division into a data area and an input / output area on the processor.
Das Lesen der Pixeldaten und das Schreiben der Korrekturwerte erfolgt mit 16 Bit. Ferner werden verschiedene Statussignale mit unterschiedlichen Werten ausgelesen. Das Statussignal mit dem Wert 0 zeigt an, daß neue Daten vorhanden sind (Ende der Umwandlung) , also eine 20%ige Überschreitung bzw. 95%ige Überschreitung vorliegt. Das Statussignal hat den Wert von 1 für einen 16 Bit Datenwert eines schwarzen Referenzpixels. Ferner werden Steuerungssignale in den De- codierer eingegeben, wobei das Steuerungssignal 0 eine Rücksetzung für die EOC bzw. einen Overflow oder Underflow anzeigt. Ferner erfolgt eine Modesteuerung, und eine Über- schreibsperre wird entweder ein- oder ausgeschaltet. Das Steuerungssignal hat den Wert 1 für ein 10 Bit Ladewort für eine Steuerschleife, es hat den Wert 2 für ein 12 Bit Lade- wort für einen Vorteiler und den Wert 3 für einen 8 (6)- Bit-Wert für einen D/A-Wandler zum Erzeugen der Gatevorspannung für das Sensorelement 100.The reading of the pixel data and the writing of the correction values is carried out with 16 bits. Furthermore, different status signals with different values are read out. The status signal with the value 0 indicates that new data is available (end of conversion), that is to say that the data has been exceeded by 20% or exceeded by 95%. The status signal has the value 1 for a 16 bit data value of a black reference pixel. Control signals are also input to the decoder, control signal 0 indicating a reset for the EOC or an overflow or underflow. There is also a mode control and an overwrite lock is either switched on or off. The control signal has the value 1 for a 10 bit load word for a control loop, it has the value 2 for a 12 bit load word for a prescaler and the value 3 for an 8 (6) bit value for a D / A converter for generating the gate bias for the sensor element 100.
Aus den Zählern der Steuerung 438 werden alle internen Takte abgeleitet. Hierfür ist ein Taktgenerator (Quarz) vorgesehen, welcher über einen programmierbaren Vorteiler den Grundtakt von einem MHz erzeugt. Dies erfolgt mittels einem 12-Bit-Zähler, der so eingestellt ist, daß, auch für angenommene 1000 Zeilen/s, an seinem Ausgang diese Frequenz bereitsteht. Durch die große Anzahl von Teilerstufen kann damit die Integrationszeit (= Meßzeit) in weiten Bereichen variiert werden. Die Ausgänge der höherwertigen sechs Teilerstufen werden für das Korrekturnetzwerk bereitgestellt. Der Zähler für die Steuerschleife umfaßt 10 Bit und wird durch seinen Überlaufimpuls mit dem Startwert (normal 0) geladen. Der Überlaufimpuls öffnet gleichzeitig die Tore für die Frequenzmessung. An seinem Eingang liegt der Grundtakt (1 MHz) an. Durch Decodierung der Zustände 1015 werden alle Tore zwangsweise geschlossen. Der Zustand 1017/18 löst die Übergabe in das Register aus und der Zustand 1021/22 setzt den Zähler zurück. Durch Hochsetzen des Startwertes läßt sich die Torzeit verkürzen. Alle Ausgänge des Zählers werden dem Korrekturnetzwerk 448 zugeführt.All internal clocks are derived from the counters of the controller 438. A clock generator (quartz) is provided for this purpose, which generates the basic clock of one MHz via a programmable prescaler. This is done using a 12-bit counter that is set so that this frequency is available at its output, even for assumed 1000 lines / s. Due to the large number of divider stages, the integration time (= measuring time) can be varied over a wide range. The outputs of the higher six divider stages are provided for the correction network. The counter for the control loop comprises 10 bits and is loaded with the start value (normally 0) by its overflow pulse. The overflow pulse opens the gates for frequency measurement at the same time. The basic clock (1 MHz) is present at its input. Decoding states 1015 forces all gates to close. State 1017/18 triggers the transfer to the register and state 1021/22 resets the counter. The gate time can be shortened by increasing the start value. All outputs of the counter are fed to the correction network 448.
Die Übernahme der Daten in das Ausgangsregister 406 kann durch eine Flag gesperrt werden. Diese Flag wird durch eine Übernahme durch den Zustand 2019 gesetzt, sofern dies erlaubt ist, und verhindert damit das Überschreiben der Daten. Die Freigabe erfolgt dann durch Software.The transfer of the data into the output register 406 can be blocked by a flag. This flag is set by a takeover by the 2019 state, if permitted, and thus prevents the data from being overwritten. The release is then carried out by software.
Dem Korrekturnetzwerk 448 liegt der Gedanke zugrunde, daß sich der Digitalwert aus dem Produkt von Sensor-generierter Impulsfolge mal Torzeit ergibt. Die Veränderung der Torzeit im Verhältnis zu einer fest definierten Torzeit entspricht damit einer Multiplikation mit einem Korrekturwert. Da sich der Wertevorrat monoton steigend verhält, kann die Decodierung des Wertes zum Schließen des Tores durch eine UND-Ver- knüpfung der interessierenden Zählerausgänge erfolgen. Die Auswahl der Ausgänge erfolgt durch Schalter, welche als (Nur-Schreibe) Speicherzellen mit der Codierung geladen werden.Correction network 448 is based on the idea that the digital value results from the product of sensor-generated pulse train times gate time. The change in the gate time in relation to a defined gate time corresponds to a multiplication by a correction value. Since the value stock behaves monotonically increasing, the decoding of the value for closing the gate can be done by an AND the meter outputs of interest are linked. The outputs are selected using switches, which are loaded as coding (write-only) memory cells.
In Fig. 3 wurde der Einfachheit halber der Digital/Analog- Wandler nicht dargestellt, welcher zur Erzeugung der Gatespannung der Sensoren verwendet wird. Ferner wurde auf ein zu den anderen Pixeln identisches Pixel mit optisch abgedecktem Sensor verzichtet. Dieses Pixel dient als Schwarzreferenz und kann über einen Statusanschluß ausgelesen werden. Hierbei erfolgt keine Korrektur der Werte. Anstelle des Pixels kann auch eine andere Konstruktion verwendet werden, da der Schwellenwertschalter 302 den größeren thermischen Fehler in die Schaltung einbringt.For the sake of simplicity, FIG. 3 did not show the digital / analog converter which is used to generate the gate voltage of the sensors. Furthermore, a pixel identical to the other pixels with an optically covered sensor was dispensed with. This pixel serves as a black reference and can be read out via a status connection. The values are not corrected here. A different design can be used instead of the pixel because the threshold switch 302 introduces the larger thermal error into the circuit.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 4 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Korrekturnetzwerks 448 beschrieben. Das Korrekturnetzwerk 448 umfaßt ein Register 500, welches einen Startwert enthält. Der Ausgang des Registers ist mit einem Eingang 502 eines Zählers 504 verbunden. An einem weiteren Eingang 506 empfängt der Zähler 504 ein Taktsignal. Ein weiterer Eingang 508, welcher als Lasteingang bezeichnet wird, ist mit einem Ausgang 510 des Zählers 504 verbunden. Der Zähler 504 umfaßt einen weiteren Ausgang 512. Der Ausgang 512 ist über eine Busleitung 514 mit einer Mehrzahl von ersten Decodiererschaltungen 516-0 bis 516-3, sowie mit einer zweiten Mehrzahl von Decodiererschaltungen 518-0 bis 518-n verbunden.A preferred exemplary embodiment of the correction network 448 is described below with reference to FIG. 4. The correction network 448 comprises a register 500 which contains a start value. The output of the register is connected to an input 502 of a counter 504. The counter 504 receives a clock signal at a further input 506. Another input 508, which is referred to as a load input, is connected to an output 510 of the counter 504. The counter 504 comprises a further output 512. The output 512 is connected via a bus line 514 to a plurality of first decoder circuits 516-0 to 516-3 and to a second plurality of decoder circuits 518-0 to 518-n.
Die Decodiererschaltung 516-0 ist mit einer Ausgangsleitung 519-0 verbunden, auf der ein Signal ausgegeben wird, welches anzeigt, daß Daten zu übernehmen sind. Die Decodiererschaltungen 516-1 bis 516-3 weisen einen Aktivierungseingang 520 auf, welcher jeweils mit einer Leitung 522 verbunden, auf der das Mode-Signal anliegt. Der Decodierer 516-1 ist mit seinem Ausgang mit einer Leitung 519-1 verbunden, auf der ein Signal anlegt, welches anzeigt, daß die Zähler zu lö- sehen sind. Der Decodierer 516-2 ist an seinem Ausgang mit der Leitung 519-2 verbunden, auf der ein Statussignal 1 anlegt, und der Decodierer 519-3 ist an seinem Ausgang mit einer Leitung 519-3 verbunden, auf der das Status-Signal 2 anlegt.The decoder circuit 516-0 is connected to an output line 519-0, on which a signal is output which indicates that data are to be taken over. The decoder circuits 516-1 to 516-3 have an activation input 520, each of which is connected to a line 522 on which the mode signal is present. The decoder 516-1 has its output connected to a line 519-1, on which a signal is applied which indicates that the counters are to be are seen. The decoder 516-2 is connected at its output to the line 519-2, on which a status signal 1 is applied, and the decoder 519-3 is connected at its output to a line 519-3, on which the status signal 2 is applied .
Die Decodierer 518-0 bis 518-n weisen einen Eingang 524-0 bis 524-n auf, über den die Korrekturwerte PO bis Pn empfangen werden. Die Decodiererschaltungen 518-0 bis 518-n weisen jeweils Ausgangsleitungen 526-0 bis 526-n auf, auf denen ein Stop-Signal ausgegeben werden kann. Die Leitungen 526-0 bis 526-n sind mit einem ersten Eingangsanschluß von zugeordneten Torschaltungen 528-0 bis 528-n verbunden. Über eine weitere Eingangsleitung 530-0 bis 530-n erhalten die Torschaltungen 528-0 bis 528-n Impulssignale. Ferner weisen die Torschaltungen Eingangsanschlüsse 532-0 bis 532-n bzw. 534-0 bis 534-n auf. Die Anschlüsse 532 der Torschaltungen 528 sind über eine Leitung 536 mit dem Anschluß 510 des Zählers 504 verbunden, auf der ein Start-Signal an die Torschaltungen angelegt werden kann. Die Anschlüsse 534 der Torschaltungen 528 sind mit der Leitung 522 verbunden, um ein Mode-Signal zu empfangen. Die Torschaltungen 528-0 bis 528-n sind an ihrem Ausgang mit einer Ausgangsleitung 538-0 bis 538-n verbunden, welche das Ausgangssignal der Torschaltungen den Zählern 404 über die Leitung 415-1 bis 415-n (siehe Fig. 3) bereitstellen.The decoders 518-0 to 518-n have an input 524-0 to 524-n via which the correction values PO to Pn are received. The decoder circuits 518-0 to 518-n each have output lines 526-0 to 526-n, on which a stop signal can be output. Lines 526-0 through 526-n are connected to a first input terminal of associated gate circuits 528-0 through 528-n. The gate circuits 528-0 to 528-n receive pulse signals via a further input line 530-0 to 530-n. Furthermore, the gate circuits have input connections 532-0 to 532-n or 534-0 to 534-n. The connections 532 of the gate circuits 528 are connected via a line 536 to the connection 510 of the counter 504, on which a start signal can be applied to the gate circuits. Terminals 534 of gate circuits 528 are connected to line 522 to receive a mode signal. The gate circuits 528-0 to 528-n are connected at their output to an output line 538-0 to 538-n, which provide the output signal of the gate circuits to the counters 404 via the line 415-1 to 415-n (see FIG. 3) .
Nachfolgend wird anhand der Fig. 4 die Funktionsweise des Korrekturnetzwerks näher beschrieben.The mode of operation of the correction network is described in more detail below with reference to FIG. 4.
Die Steuerung des Korrekturnetzwerkes 448 erfolgt durch den zentralen Zähler 504, aus welchem alle Abläufe abgeleitet werden. Der Zähler 504 wird bei jedem Übertrag mit dem Startwert aus dem Register 500 am Anschluß 502 geladen. Der Startwert wird über das Register 504 eingestellt. Durch diesen Ladeimpuls werden gleichzeitig alle Torschaltungen 528-0 bis 528-n für die Impulszählung durch Abgabe des Startsignals am Ausgangs 510 des Zählers 504 über die Leitung 536 geöffnet. Im nicht korrigierten Zustand werden alle Tore 528-0 bis 528-n beim Erreichen eines festgelegten Zählerstandes wieder geschlossen und damit die Messung beendet. Die Beendigung der Messung erfolgt durch Ausgabe des Stop- signals auf den Leitungen 526-0 bis 526-n an die entsprechenden Eingänge der Torschaltungen. In den anschließend verbleibenden Zählerzuständen werden mit den Decodern 516-0 bis 516-3 sequentiell weitere Funktionen in dem Korrekturnetzwerk ausgelöst, wie z. B. das Ablegen der Ergebnisse (über ein Signal auf Leitung 518-0) , das Löschen der Impulszähler (über die Leitung 518-1) , sowie die Erzeugung von Statusmeldungen über die Leitungen 518-2 und 518-3, wie z. B. das Setzen der Bereit-Flag.The correction network 448 is controlled by the central counter 504, from which all processes are derived. The counter 504 is loaded with the start value from the register 500 at the connection 502 with each carry. The start value is set via register 504. All gate circuits 528-0 to 528-n for pulse counting are simultaneously triggered by this charging pulse by emitting the start signal at the output 510 of the counter 504 via the line 536 open. In the uncorrected state, all gates 528-0 to 528-n are closed again when a specified counter reading is reached and the measurement is ended. The measurement is ended by outputting the stop signal on lines 526-0 to 526-n to the corresponding inputs of the gate circuits. In the subsequent remaining counter states, the decoders 516-0 to 516-3 sequentially trigger further functions in the correction network, such as B. storing the results (via a signal on line 518-0), clearing the pulse counter (via line 518-1), and generating status messages via lines 518-2 and 518-3, such as. B. setting the ready flag.
Die durch das Korrekturnetzwerk erfolgte Korrektur beruht darauf, daß die Frequenzmessung, also die Bestimmung der Impulszahl des Sensors je Zeiteinheit, auf einer Multiplikation von Impulszahl und Torzeit (Meßzeit) beruht. Damit entspricht eine Veränderung der Torzeit für jedes Pixel getrennt einer Einführung eines multiplikativen Korrekturwertes. Belegt man 1000 Zählerschritte als Grundzustand mit einer Wertigkeit von 1.000, so entspräche ein Schließen des Tores beim Zählerwert 999 einer Multiplikation des Ergebnisses mit dem Wert 0,999. Der Korrekturwert wird den programmierbaren Decodiererschaltungen 518-0 bis 518-n über die Register 538-0 bis 538-n bereitgestellt. Die Decodiererschaltungen bestehen aus einer geeigneten Logik, wie z. B. einem Vergleicher oder einem Multiplexer. Da die Eingangswerte streng monoton steigend sind, kann auch mit einer minimierten Logik gearbeitet werden, welche aus ODER-Verknüpfungen von Zähler und Korrekturwert für jeden Bitwert besteht, die in einer UND-Verknüpfung zusammengefaßt werden.The correction carried out by the correction network is based on the fact that the frequency measurement, ie the determination of the number of pulses of the sensor per unit of time, is based on a multiplication of the number of pulses and the gate time (measuring time). A change in the gate time for each pixel corresponds to the introduction of a multiplicative correction value. If you enter 1000 counter steps as the basic state with a value of 1,000, then closing the gate at counter value 999 would be a multiplication of the result by the value 0.999. The correction value is provided to programmable decoder circuits 518-0 through 518-n via registers 538-0 through 538-n. The decoder circuits consist of suitable logic, such as. B. a comparator or a multiplexer. Since the input values increase in a strictly monotonous manner, it is also possible to work with a minimized logic which consists of OR combinations of counter and correction value for each bit value, which are combined in an AND combination.
Durch die erfindungsgemäße Strahlungssensorvorrichtung, wie sie im vorhergehenden beschrieben wurde, ergibt sich die Möglichkeit einer problemlosen Integration in digitale Systeme und ferner wird durch die interne Fehlerkorrektur die externe Beschaltung erheblich reduziert. Durch die in Fig. 3 dargestellte Schaltung mit einer Mehrzahl von Sensorelementen wird durch einzelne oder mehrere zusammengefaßte Sensorelemente jeweils ein Pixel festgelegt. Die Schaltung in Fig. 3 bildet eine Pixelauswahlschaltung, mittels der bestimmte Pixel aus einer Mehrzahl der Pixel zum Auslesen der Informationen daraus ausgewählt werden können.The radiation sensor device according to the invention, as described above, results in the possibility of problem-free integration in digital systems and, furthermore, the external circuitry is considerably reduced by the internal error correction. By means of the circuit shown in FIG. 3 with a plurality of sensor elements, a pixel is defined in each case by individual or several combined sensor elements. The circuit in FIG. 3 forms a pixel selection circuit, by means of which certain pixels can be selected from a plurality of the pixels for reading out the information therefrom.
Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf Spannungssignale beschränkt ist, die in der vorhergehenden Beschreibung genannt wurden. Anstelle der Spannungssignale können zur Erfassung der eingefallenen Strahlung aufgrund des Ausgangssignals des Sensors 100 auch andere geeignete Signale, wie z. B. Stromsignale verwendet werden. In diesem Fall wird als Referenzsignal ein entsprechend geeignetes Signal verwendet.It should be noted that the present invention is not limited to the voltage signals mentioned in the previous description. Instead of the voltage signals, other suitable signals, such as e.g. B. current signals can be used. In this case, a correspondingly suitable signal is used as the reference signal.
Über den Anschluß 462 der Decodiererschaltung 454 wird an diese eine Adresse mit m Bits angelegt, durch die diejenige Erfassungsschaltung m, wobei 1 < m < n, ausgewählt wird, aus der die erfaßten Impulse ausgelesen werden. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel würde die im Anschluß 462 anliegende Adresse beispielsweise das erste Strahlungselement über die Leitung 464-1 auswählen und die Daten würden aus dem Puffer 408 über die Leitungen 468 ausgelesen. Via the connection 462 of the decoder circuit 454, an address with m bits is applied to the decoder circuit 454, by means of which the detection circuit m, from which 1 <m <n, is selected, from which the detected pulses are read out. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the address present in connection 462 would, for example, select the first radiation element via line 464-1 and the data would be read out of buffer 408 via lines 468.

Claims

Patentansprüche claims
1. Strahlungssensorvorrichtung zum Erfassen einer auf diese auftreffenden Strahlung, mit1. Radiation sensor device for detecting radiation impinging on it, with
zumindest einem Strahlungssensorelement (102) , das ein durch die auftreffende Strahlungsleistung erzeugtes Signal abgibt;at least one radiation sensor element (102) which emits a signal generated by the incident radiation power;
einer Erfassungsschaltung (220; 300) , die das von dem Strahlungssensorelement (102) erzeugte Signal erfaßt; unda detection circuit (220; 300) which detects the signal generated by the radiation sensor element (102); and
einer Rücksetzschaltung (104) , die derart mit dem Strahlungssensorelement (102) verbunden ist, daß die durch die auftreffende Strahlungsleistung erzeugten Ladungsträger bei Ansteuerung der Rücksetzschaltung (104) mit einem Rücksetzsignal mit einer Rate rekombinieren, die höher ist als die Rate ohne Rücksetzsignal;a reset circuit (104) which is connected to the radiation sensor element (102) such that the charge carriers generated by the incident radiation power when the reset circuit (104) is actuated recombine with a reset signal at a rate which is higher than the rate without a reset signal;
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß die Erfassungsschaltung (220; 300) das erfaßte Signal mit einem Referenzsignal (Uref) vergleicht, und das Rücksetzsignal und einen Impuls an einem Ausgang der Strahlungssensorvorrichtung erzeugt, wenn das erfaßte Signal gleich oder größer als das Referenzsignal ist.that the detection circuit (220; 300) compares the detected signal with a reference signal (U re f) and generates the reset signal and a pulse at an output of the radiation sensor device if the detected signal is equal to or greater than the reference signal.
2. Strahlungssensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,2. Radiation sensor device according to claim 1, characterized in that
daß die Erfassungsschaltung (220; 300) eine Vergleichereinrichtung (206; 302) umfaßt, die das erfaßte Si- gnal mit dem Referenzsignal vergleicht und an ihrem Ausgang (206; 312) ein Steuerungssignal erzeugt, wenn das erfaßte Signal gleich oder größer als das Referenzsignal ist.that the detection circuit (220; 300) comprises a comparator device (206; 302) which detects the detected Si gnal compares with the reference signal and generates a control signal at its output (206; 312) if the detected signal is equal to or greater than the reference signal.
Strahlungssensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,Radiation sensor device according to claim 1, characterized in
daß die Erfassungsschaltung (220) eine Steuerungseinrichtung (212) umfaßt, deren Eingang (210) mit dem Ausgang (206) der Vergleichereinrichtung (202) verbunden ist, die an ihrem Steuerungsausgang (216) das Rücksetzsignal als Reaktion auf das an ihrem Eingang (210) anliegende Steuerungssignal erzeugt.that the detection circuit (220) comprises a control device (212), the input (210) of which is connected to the output (206) of the comparator device (202), which outputs the reset signal at its control output (216) in response to that at its input (210 ) generated control signal.
Strahlungssensorvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,Radiation sensor device according to claim 3, characterized in
daß die Steuerungseinrichtung (212) an einem Signalausgang (214) einen Impuls erzeugt, wenn an deren Eingang (210) das Steuerungssignal anliegt.that the control device (212) generates a pulse at a signal output (214) when the control signal is present at its input (210).
Strahlungssensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durchRadiation sensor device according to one of claims 1 to 4, characterized by
eine Auswertungsschaltung (230; 400) , die mit der Erfassungsschaltung (220; 300) verbunden ist und während einer vorbestimmten Zeitdauer die Häufigkeit der Erzeugung des Rücksetzsignales erfaßt und speichert, wobei die erfaßte Häufigkeit an einem Ausgang (268; 468) der Auswertungsschaltung (230; 400) auslesbar ist, wobei der Ausgang der Auswertungsschaltung der Sensorausgang ist; undan evaluation circuit (230; 400) which is connected to the detection circuit (220; 300) and detects and stores the frequency of the generation of the reset signal for a predetermined period of time, the detected frequency at an output (268; 468) of the evaluation circuit (230 ; 400) can be read out, the output of the evaluation circuit being the sensor output; and
eine Ansteuerschaltung (234; 438), die die Auswertungsschaltung (230; 300) ansteuert.a control circuit (234; 438) which controls the evaluation circuit (230; 300).
Strahlungssensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durchRadiation sensor device according to one of claims 1 to 5, characterized by
eine Mehrzahl von Strahlungssensorelementen, denen jeweils eine Erfassungsschaltung und eine Auswertungsschaltung zugeordnet ist;a plurality of radiation sensor elements, each of which is assigned a detection circuit and an evaluation circuit;
wobei die Ansteuerschaltung (234; 438) die Auswertungsschaltungen synchron steuert.wherein the control circuit (234; 438) controls the evaluation circuits synchronously.
7. Strahlungssensorvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch7. Radiation sensor device according to claim 6, characterized by
eine Ausleseeinrichtung (454) , die an einem Eingang eine Adresse empfängt und als Reaktion einen Sensorausgang der Mehrzahl der Auswertungsschaltungen auswählt.a readout device (454) which receives an address at an input and, in response, selects a sensor output of the plurality of evaluation circuits.
8. Strahlungssensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch8. Radiation sensor device according to one of claims 4 to 7, characterized by
eine Korrektureinrichtung (448) , die abhängig von vorbestimmten Situationen einen Korrekturwert bereitstellt, um einen Fehler im Sensorausgangssignal zu korrigieren.a correction device (448) which, depending on predetermined situations, provides a correction value in order to correct an error in the sensor output signal.
9. Strahlungssensorvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8 , dadurch gekennzeichnet,9. Radiation sensor device according to claim 7 or 8, characterized in
daß die Strahlungssensorelemente in einer Zeile oder einer Matrix angeordnet sind.that the radiation sensor elements are arranged in a row or a matrix.
10. Strahlungssensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet,10. Radiation sensor device according to one of claims 4 to 9, characterized in that
daß die Auswertungsschaltung (230; 400) eine Zählervorrichtung (238; 404) umfaßt, welche einen Zählerstand ausgibt, der aus zwei bei 20% und 95% des Zählbereichs erzeugten Impulsen abgeleitet ist. that the evaluation circuit (230; 400) comprises a counter device (238; 404) which outputs a counter reading which is derived from two pulses generated at 20% and 95% of the counting range.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004062896A1 (en) 2003-01-16 2004-07-29 Ian Orde Michael Jacobs Methods, compositions and blends for forming articles having improved environmental stress crack resistance

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0675345A2 (en) * 1994-03-30 1995-10-04 Nec Corporation Device and method for receiving light used in ccd image sensor or the like
DE19510070C1 (en) * 1995-03-20 1996-08-08 Sarad Mikrosystems Gmbh Quantum radiation detector which resets at higher FET carrier recombination rate
US5565915A (en) * 1993-06-15 1996-10-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid-state image taking apparatus including photodiode and circuit for converting output signal of the photodiode into signal which varies with time at variation rate depending on intensity of light applied to the photodiode

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4118154A1 (en) * 1991-06-03 1992-12-10 Philips Patentverwaltung ARRANGEMENT WITH A SENSOR MATRIX AND RESET ARRANGEMENT
DE4224358C1 (en) * 1992-07-23 1993-10-28 Fraunhofer Ges Forschung High resolution radiation sensor - has multiplexer connecting reference capacitor and measuring capacitor integrating sensor current signal to sensor output

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5565915A (en) * 1993-06-15 1996-10-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid-state image taking apparatus including photodiode and circuit for converting output signal of the photodiode into signal which varies with time at variation rate depending on intensity of light applied to the photodiode
EP0675345A2 (en) * 1994-03-30 1995-10-04 Nec Corporation Device and method for receiving light used in ccd image sensor or the like
DE19510070C1 (en) * 1995-03-20 1996-08-08 Sarad Mikrosystems Gmbh Quantum radiation detector which resets at higher FET carrier recombination rate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004062896A1 (en) 2003-01-16 2004-07-29 Ian Orde Michael Jacobs Methods, compositions and blends for forming articles having improved environmental stress crack resistance
EP2363276A2 (en) 2003-01-16 2011-09-07 JACOBS, Ian Orde Michael Methods for forming articles having improved environmental stress crack resistance

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