DE10125307A1 - Optischer Sensor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung eines Nutzlichtsignals in einer Störlichtumgebung, wobei der Sensor eine Anzahl von Bildpunkteinheiten (Pixel), die jeweils einen optoelektronischen Wandler (1) zum Umwandeln des einfallenden Lichtes in einen Photostrom (I¶ph¶) und ein Meßwerterfassungseinrichtung (2) zur Gewinnung und Speicherung eines dem erfaßten Photostrom entsprechenden Meßwertes umfassen, und eine Auslesesteuereinrichtung für das Auslesen der abgespeicherten Meßwerte aufweist, um aus einzelnen bildpunktbezogenen Meßwerten das Gesamtbild zusammenzusetzen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zur Erfassung des vom Störlichtanteil im wesentlichen befreiten Nutzlichtsignals für jeden einzelnen Bildpunkt dem gemessenen Photostrom (I¶ph¶) jeweils ein Kompensationsstrom (I¶comp¶) überlagert wird, dessen Größe so, insbesondere aufgrund eines der Messung vorausgehenden Kalibriervorganges, festgelegt ist, daß er demjenigen Photostromwert entspricht, welcher sich alleine aufgrund des auf den jeweiligen Bildpunkt einfallenden Störlichtes ergibt, so daß nur der dem auf den jeweiligen Bildpunkt einfallenden Nutzlichtsignal entsprechende Photostromanteil (I¶diff¶) als weiter zu verarbeitender Meßwert abgespeichert wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung eines Nutzlichtsignales in einer Störlichtumgebung sowie ein hierauf gerichtetes Verfahren für die Betriebsweise eines optischen Sensors, welcher so arbeitet, daß in jedem einzelnen Bildpunkt des Sensors die auf diesen einfallende Lichtintensität in einen elektrischen Photostrom gewandelt wird, dieser Photostrom (I_ph) während einer vorbestimmten Zeitdauer zu einem Meßwert aufintegriert wird und als Meßwert abgespeichert wird, und wobei die bildpunktweise abgespeicherten Meßwerte ausgelesen und zum gesamten Bild zusammengefügt werden.

Ein solcher optischer Sensor ist aus der WO 98/14002 bekannt. Es handelt sich um einen bildpunktweise (pixelweise) organisierten Sensor, welcher typischerweise als Flächensensor oder als Zeilensensor ausgebildet ist. Die kleinste Einheit eines solchen Sensors stellt der einzelne Bildpunkt dar, welcher über eine ihm jeweils zugeordnete Auswerteelektronik verfügt. Pixelweise werden bei dem bekannten Sensor die intensitäts- oder wellenabhängigen einfallenden Strahlungen über einen photoelektrischen Wandler in einen Photostrom umgewandelt, welcher während einer bestimmten Zeit, der sog. Integrationsdauer in einen Ladungsspeicher, insbesondere einen Kondensator, fließt. Nach Ablauf der Integrationsdauer ist die am Kondensator anliegende Spannung ein quantitatives Maß für den jeweiligen Meßwert. Sämtliche unterschiedlichen Bildpunkten zugeordneten Meßwerte werden durch eine zentrale Ausleseelektronik des optischen Sensors zur gewünschten Zeit in der gewünschten Reihenfolge ausgelesen und ergeben zusammengesetzt das vom Sensor erfaßte Bild.

Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Notwendigkeit, ein Nutzlichtsignal, beispielsweise das Licht einer Leuchtdiode (LED) oder das Bild eines von einer externen Lichtquelle beleuchteten Objektes zu erfassen, vor allem dann, wenn es in einer Störlichtumgebung angeordnet ist, deren Lichtintensität diejenige des Nutzlichtsignales bei weitem übersteigt.

Eine aus der Praxis bekannte Lösung zum Betrieb eines optischen Sensors besteht darin, zunächst ein Bild von dem Nutzlichtsignal in seiner Störlichtumgebung, danach ein weiteres Bild bei nichtaktiviertem Nutzlichtsignal zu erfassen und anschließend beide Bilder voneinander zu subtrahieren. Eine physikalische Grenze ist dabei jedoch gegeben, daß dann, wenn das sog. Photonenrauschen in seiner Amplitude größer wird als das Nutzlichtsignal, eine Auflösung nicht mehr möglich ist.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen optischen Sensor sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb zu schaffen, welches die Auflösung von Nutzlichtsignalen auch dann ermöglicht, wenn die Störlichtintensität um ein Vielfaches höher als die Nutzlichtintensität liegt.

Diese Aufgabe wird bei einem optischen Sensor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zur Erfassung des vom Störlichtanteil befreiten Nutzlichtsignales für jeden einzelnen Bildpunkt dem gemessenen Photostrom jeweils ein Kompensationsstrom überlagert wird, dessen Größe so - insbesondere aufgrund eines der Messung vorausgehenden Kalibriervorganges - festgelegt ist, daß er demjenigen Photostromwert entspricht, welcher sich alleine aufgrund des auf den jeweiligen Bildpunkt einfallenden Störlichtes ergibt, so daß nur der dem auf den jeweiligen Bildpunkt einfallenden Nutzlichtsignal entsprechende Photostromanteil als weiter zu verarbeitender Meßwert abgespeichert wird.

Gemäß der Verfahrensvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß in jedem Bildpunkt der Photostrom durch einen Kompensationsstrom korrigiert wird, dessen Größe so bemessen ist, daß er dem ausschließlich durch das Störlicht verursachten Anteil des Photostromes entspricht, so daß nur der von dem vom Störlicht befreite Anteil des Bildes hervorgerufene Photostromanteil als Meßwert abgespeichert wird.

Die Erfindung zeichnet sich aus, daß die Differenzbildung zwischen Störlichtsignalanteil und Nutzlichtsignalanteil bereits während der Integrationsphase, und zwar im einzelnen Pixel, erfolgt. Die Maßnahme, pixelbezogen vom gesamten erfaßten Photostrom unmittelbar denjenigen Photostromanteil abzuziehen, welcher allein durch das Störlicht bedingt ist, und nur das Differenzsignal der weiteren Verarbeitung zuzuführen, ermöglicht auch solche Nutzlichtsignale aufzulösen, deren Lichtintensität um einen Faktor von bis zu 1000 kleiner ist als die Intensität des Störlichtes der Umgebung. Durch die elektronische Kompensation im einzelnen Pixel wird eine Unabhängigkeit vom physikalischen Effekt des Photonenrauschens erreicht, der dem bisherigen Auflösungsvermögen bekannter Sensoren eine obere Grenze setzte.

Die Größe des jeweiligen Kompensationsstromes im einzelnen Pixel wird dabei vorzugsweise jeweils durch einen der Messung vorausgehenden Kalibriervorgang bestimmt, bei dem der optische Sensor ausschließlich das Störlicht erfaßt. Während des Kalibriervorganges werden die störlichtbedingten Photoströme detektiert und gespeichert. Im nachfolgenden Schritt der Messung von Nutzlichtsignal und Störlichtsignal stehen diese Speicherwerte für die jeweilige Festlegung des Kompensationsstromes im einzelnen Pixel zur Verfügung.

Weiter vorzugsweise erfolgt die Einspeisung des Kompensationsstromes an der Verbindungsstelle zwischen dem optoelektronischen Wandler und der Meßwerterfassungseinrichtung. Dabei erfolgt die Einstellung des Kompensationsstromes durch den vorhergehenden Kalibriervorgang so, daß er dem reinen Störsignal entspricht und somit nur die Differenz zwischen dem gemessenen gesamten Photostrom und dem Kompensationsstrom, die dem reinen Nutzsignal entspricht, in der Meßwerterfassungseinrichtung erfaßt, abgespeichert und weiter verarbeitet wird.

Zur Einspeisung des Kompensationsstromes wird weiter vorzugsweise eine externe Stromquelle verwendet, deren Stromwert variabel einstellbar ist, und zwar gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform dadurch, daß ihr ein weiteres Speichermittel zugeordnet ist, in der der jeweils im Kalibriervorgang ermittelte pixelbezogene Kompensationsstromwert abgespeichert ist.

Die Erfassung dieses im weiteren Speichermittel abgelegten Wertes für den Kompensationsstrom ergibt sich nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch, daß ein Regelkreis gebildet wird aus der Meßwerterfassungseinrichtung, dem optoelektronischen Wandler und der Kompensationsstromquelle, in dem sich während der Kalibrierphase der Kompensationsstrom einstellt.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen für den erfindungsgemäßen optischen Sensor gehen aus den weiteren Unteransprüchen 6 bis 13 und 21 bis 24 hervor.

Die verfahrensgemäße Variante der Erfindung sieht nach ihrem bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei Betriebsphasen für den Sensor vor, nämlich zunächst eine Kalibrierphase und anschließend eine Meßphase. Während der Kalibrierphase, in der die aktive Beleuchtung, also das Nutzsignal, ausgeschaltet ist, wird der Kompensationsstromwert pixelweise selbsttätig generiert. Anschließend erfolgt das Umschalten auf die Meßphase, in der lokal am Ort des einzelnen Pixels der gemessene Photostrom um den zuvor festgelegten Kompensationsstrom reduziert wird, so daß zur weiteren Verarbeitung nur der durch das Nutzlichtsignal bedingte Photostromanteil verbleibt.

Der Umschaltvorgang zwischen Kalibrierphase und Meßphase erfolgt dabei moduliert durch das Nutzsignal, zum Beispiel durch getaktetes Ein- oder Ausschalten des Nutzsignals oder durch Modulation des Nutzsignals in seiner Intensität.

Je nach Intensitätsverhältnis aus Nutz- und Störlichtsignal kann eine unterschiedliche Zeitdauer bzw. ein unterschiedliches zeitliches Verhältnis zwischen Kalibrierphase und Meßphase eingestellt werden. Wenn das Intensitätsverhältnis sehr gering ist, ist eine häufigere Kalibrierung des Sensors erforderlich.

Auch die Zeitdauer der Integration des Photostromanteils I_diff während der Meßphase ist von dem jeweiligen Verhältnis aus Nutzlicht und Störlicht abhängig.

Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich für alle Arten von Sensoren, also Flächen-, Zeilen- oder solche Sensoren, die nur aus einem einzelnen Bildpunkt bestehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Prinzips zur Kompensation des Störlichtanteils;

Fig. 2 einen schaltungstechnischen Aufbau eines optischen Sensors gemäß der Erfindung, bezogen auf einen einzelnen Bildpunkt;

Fig. 3 drei Varianten zur Realisierung des Auslesevorganges von Meßwerten, wie sie gemäß der Schaltung nach Fig. 2 ermittelt wurden, wobei

Fig. 4 ein Zeitschema zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Sensors

Fig. 1 zeigt eine Schaltungsskizze zur Erläuterung des dem erfindungsgemäßen optischen Sensor zugrunde liegenden Funktionsprinzips:
Die für einen einzelnen Bildpunkt realisierte Schaltung besteht aus einem Photodetektor 1, einem Speicherkondensator 2 und einer Stromquelle 3. Alle drei Elemente sind über einen gemeinsamen Knotenpunkt miteinander verbunden.

Die einfallende Strahlung, die auf den Photodetektor 1 trifft, wird von diesem in einen Photostrom I_ph umgewandelt. Der Photostrom I_ph setzt sich zusammen aus den durch das Nutzlicht und den durch das Störlicht bedingten Anteilen. In einer noch näher zu beschreibenden Weise wird in einem der Messung vorhergehenden Kalibriervorgang ein Stromwert I_comp für die Stromquelle 3 festgelegt, welcher ausschließlich dem Störlichtsignalanteil entspricht, der in den einzelnen Bildpunkt fällt. Am Knotenpunkt trifft der Differenzstrom I_comp auf den Photostrom I_ph, derart, daß nur die Differenz beider Ströme in den Speicherkondensator 2 gelangt. Dieser Differenzstrom entspricht somit dem auf den jeweiligen Bildpunkt einfallenden Nutzlichtanteil. Die Einspeisung des Differenzstromes erfolgt während der Dauer der Integrationszeit, die durch einen (nicht dargestellten) Schalter bestimmt ist. Die am Speicherkondensator 2 anliegende Spannung U_Int ist somit ein Maß für die im Speicherkondensator gespeicherte, durch den Differenzstrom I_diff bedingte Ladung.

Durch die Einspeisung des Kompensationsstroms I_comp in den Knotenpunkt zwischen Photodetektor 1 und Speicherkondensator 2 wird erfindungsgemäß der wesentliche Anteil des Störlichtsignals während der Integration abgezogen. Die Kompensation erfolgt lokal für jeden Bildpunkt. Darüber hinaus erfolgt die Festlegung des Kompensationsstromes in einer selbsttätigen Art und Weise, wie sie weiter unten beschrieben wird. Auf diese Weise ergibt sich ein sog. lokal autokompensierter Sensor (Locally Auto Compensating Sensor LACS).

Mit der erfindungsgemäßen Schaltung lassen sich Nutzsignale aus einer Störlichtregelung erfassen, deren Intensität um nahezu den Faktor 1000 größer ist als die Nutzlichtintensität.

Die Integrationszeit im einzelnen Pixel, d. h. die Zeit, während der die Integration des Photostromanteils Idiff im Speicherkondensator 2 erfolgt, muß zwecks Erreichen eines möglichst großen Auflösungsvermögens möglichst groß sein.

Die untere Grenze für die Integrationszeit ist definiert durch die Zeit, die erforderlich ist, um genügend aktive Ladungsträger für das Nutzsignal einzusammeln, und zwar nicht nur, um oberhalb des Photonenrauschens ("shot noise") zu liegen, sondern auch oberhalb des "Lese- und Reset noise" der Schaltungsanordnung.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemäßen optischen Sensor ist in Fig. 2 dargestellt.

Zusätzlich zu den in Fig. 1 gezeigten Komponenten optoelektronischer Wandler 1, Speicherkondensator 2 und Stromquelle 3 ist diese Schaltungsanordnung dahingehend erweitert, daß der Speicherkondensator 2 mit einem Verstärker A₁ zusammenarbeitet und ihm ein erster Schalter S₁ zugeordnet ist. Darüber hinaus ist der Ausgang des ersten Verstärkers A₁ mit einer zweiten Verstärkerstufe A₂ gekoppelt, an die ein weiterer Schalter S₂ angeschlossen ist, welchem ein weiterer Speicherkondensator 4 (C_CTRL) nachgeordnet ist. Dieser Schaltungspunkt ist mit dem Eingang der Kompensationsstromquelle 3 verbunden.

Diese Schaltung arbeitet wie folgt:
Zunächst wird in einer ersten Betriebsphase, der sog. Kalibrierungsphase, der Kompensationsstrom I_comp festgelegt. Hierzu wird der optische Sensor ausschließlich mit Störlicht beaufschlagt. Zu Beginn dieser Phase sind beide Schalter S₁ ("Reset") und S₂ ("Store") geschlossen. Wenn der Schalter S₁ "Reset" geöffnet wird, fließt ein Photostrom aus dem optoelektronischen Wandler 1 in den Speicherkondensator C_Int, so daß am Kondensator die integrierte Spannung U_Int abfällt. Dadurch, daß die beiden Verstärkerstufen A₁, A₂ bei geschlossenem Schalter S₂ mit der Kompensationsspannungsquelle 3 einen geschlossenen Regelkreis bilden, stellt sich nach einer bestimmten Zeit ein Zustand ein, bei dem der fließende Strom dem Kompensationsstrom I_Comp entspricht. Die sich bei Einstellen dieses Kompensationsstromes am weiteren Speicherkondensator C_CTRL einstellende Spannung U_CTRL wird am Ende dieser Kalibrierungsphase abgespeichert, indem der Schalter S₂ geöffnet wird.

Nach Öffnen des Schalters S₂ beginnt die Meßphase, in der sowohl Nutzlicht als auch Störlicht vom optoelektronischen Wandler 1 erfaßt werden. Die Stromquelle 3 speist dann den aus der Spannung U_CTRL am weiteren Speicherkondensator C_CTRL entnommenen Kompensationsstromwert in den Knotenpunkt ein, so daß hierdurch der Differenzstrom I_diff während einer durch die Öffnung des Schalters S₁ vorgegebene Integrationsdauer in den Speicherkondensator C_Int fließt. Eine Verbesserung der Empfindlichkeit der vorgenannten Schaltung läßt sich dadurch erreichen, daß die beschriebene zweistufige Operationsweise in bestimmten Abständen wiederholt wird, wobei der Übergang zwischen Kalibrier- und Meßphase korreliert mit dem Nutzlicht, z. B. durch entsprechende Pulsierung, erfolgt ("synchronisierte Belichtung").

Eine weitere Verbesserung der Empfindlichkeit wird dadurch erreicht, daß zwei alternative Speicherkondensatoren C_int verwendet werden, in die der Photostromanteil I_diff in alternierender Reihenfolge fließt.

Fig. 3 zeigt drei Skizzen für die Architektur der Auslesesteuerung des von der Speicherkapazität C_Int abgespeicherten Wertes. Dabei bezieht sich die erste Variante Fig. 3 (1) auf das direkte Auslesen des Pixel- Speicherwertes ohne das Vorsehen eines weiteren Zwischenspeichers. Bei der Betätigung des READ-Schalters wird der in der Meßwerterfassungseinrichtung 2 abgespeicherte Wert über eine Ausleseschaltung 5 ausgelesen und an die Auslesesteuereinrichtung zur weiteren Verarbeitung weitergegeben.

Diese Variante benötigt die geringste Fläche auf dem Sensor. Diese Variante ist gedacht für die kontinuierliche Betriebsweise, bei der die Integration jeweils läuft, solange bis das Auslesen eines Speicherwertes abgeschlossen ist. Zur Verbesserung des Rauschabstandes kann es von Vorteil sein, wenn die erste Verstärkerstufe A₁ (Fig. 2) beim Auslesen zurückgesetzt wird und der Wert im Reset-Zustand (Reset Value) ebenfalls ausgelesen wird. Die Beaufschlagung des Sensors mit synchronisierter Beleuchtung ist dabei nur möglich, wenn die Integrationszeit der Auslesezeit plus einer zusätzlichen Zeit für das gemeinsame Belichten entspricht. Es können zwar kürzere Integrationszeiten erreicht werden, jedoch ohne synchronisierte Belichtung. Die Zeit, die benötigt wird, um die beiden Bilder zu erfassen, beträgt 2 × (T_Auslese + T_Sync) + T_Komp, die Integrationszeit für jedes Bild ist dabei auf den Wert festgelegt: T_Auslese + T_Sync. Da die Dauer der aktiven Beleuchtung daher nur ein Bruchteil der gesamten Integrationszeit sein kann, ist bei dieser Variante die Unterdrückung des Störlichtbildes vergleichsweise schlecht.

Die in Fig. 3(2) dargestellte Variante beinhaltet einen "Sample & Hold"-Schaltkreis 6, um das vorherige Integrationsergebnis für den Auslesevorgang festzuhalten, während der nächste Speicherwert bereits integriert wird. Hierbei ist eine synchronisierte Belichtung beliebiger Länge möglich.

Gemäß Variante 3 (Fig. 4(3)) können auch zwei zueinander parallel geschaltete Sample & Hold-Schaltkreise 6 ₁, 6 ₂ vorgesehen sein, wodurch sich eine noch flexiblere Handhabung des Auslesevorganges ergibt.

Die zeitlichen Gegebenheiten während der Auslesevorgänge nach den Varianten Fig. 3(2) bzw. Fig. 3(3) sind in den Fig. 4 und 5 näher erläutert.

Fig. 4 zeigt ein Zeitschema für die Variante nach Fig. 3(2), d. h. die Gestaltung mit einem einzigen Sample & Hold Schaltkreis. Dabei bezieht sich Fig. 4(A) auf den sog. "Standard Rolling Shutter Mode" ohne synchronisierte Beleuchtung.

Die mittlere Darstellung, Fig. 4(B), zeigt einen Betrieb gemäß "Rolling Shutter Mode" mit einer zusätzlich vorgesehenen Zeit T_Sync, um eine synchronisierte Belichtung zu erreichen. Beide Bilder, mit und ohne aktive Beleuchtung, sind innerhalb des Pixels vorgesehen, eines auf der Sample-Kapazität und das andere in der ersten Verstärkergruppe. Die gesamte Rahmenzeit beträgt T_FRAME = T_Auslese + T_Komp + T_Sync. Die Rahmenzeit verbessert sich durch die Zeit für die synchronisierte Belichtung. Pixel einiger Reihen integrieren zunächst die restliche Störlichtbeleuchtung, während diejenigen der anderen Reihen zunächst unter der aktiven Beleuchtung integrieren. Diese Vorgehensweise kann allerdings zu nachteiligen Sekundäreffekten führen. Der Vorteil dieser Variante liegt allerdings darin, daß sowohl die Kalibrierungs- als auch die Meßphasen innerhalb eines Zeitrahmens erfolgen, der noch hinreichend kurz gehalten sein kann.

Gemäß Darstellung in Variante Fig. 4(C) sind Auslesevorgang und Integration (Messung) vollständig voneinander entkoppelt. Die Kalibrierung und die Integration sind zwischen allen Pixeln vollständig synchronisiert, wobei die Ergebnisse der vorherigen Integrationsphase zeilenweise ausgelesen werden. T_Sync und T_Int können nun genauso lang gemacht wie die Auslesezeit. Hierdurch ergibt sich eine maximale Empfindlichkeit sowie eine optimale Störlichtunterdrückung. Der Nachteil bei dieser Variante ist allerdings, daß die Zeit zwischen der Kalibrierung und dem Ende der Integration, die mit der Kalibrierung korrelieren soll, 2 × T_Read ist. Die verbesserte Empfindlichkeit wurde bereits oben erwähnt. Die beiden Bilder werden hierbei eines nach dem anderen ausgelesen, so daß das erste in einem zusätzlichen Speicher zwischengespeichert werden muß während des Auslesens des zweiten Bildes.

Die in Fig. 3(3) dargestellte Variante mit zwei Sample & Hold-Schaltkreisen erlaubt die flexibelste Zeitgestaltung der hier diskutierten Varianten. Fig. 5 zeigt das zugehörige Zeitrahmenschema. Integrations- und Auslesephase erscheinen vollkommen getrennt, so daß das Auslesen den Kalibrierungsprozeß nicht behindert. Die Zeitrahmen addieren sich allerdings zu T_Read + T_Int + T_Komp. Für höhere Beleuchtungsniveaus kann die Integrationsphase kurz gewählt sein, wodurch die Korrelierung der Kompensation mit der Störlichtbeleuchtung verbessert wird und ebenso hierdurch die Unterdrückung des Störlichtes.

Claims (24)

1. Optischer Sensor zur Erfassung eines Nutzlichtsignales in einer Störlichtumgebung, wobei der Sensor eine Anzahl von Bildpunkteinheiten (Pixel), die jeweils einen optoelektronischen Wandler (1) zum Umwandeln des einfallenden Lichtes in einen Photostrom (I_ph) und eine Meßwerterfassungseinrichtung (2) zur Gewinnung und Speicherung eines dem erfaßten Photostrom entsprechenden Meßwertes umfassen, und eine Auslesesteuereinrichtung für das Auslesen der abgespeicherten Meßwerte aufweist, um aus einzelnen bildpunktbezogenen Meßwerten das Gesamtbild zusammenzusetzen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung des vom Störlichtanteil im wesentlichen befreiten Nutzlichtsignales für jeden einzelnen Bildpunkt dem gemessenen Photostrom (I_ph) jeweils ein Kompensationsstrom (I_comp) überlagert wird, dessen Größe so, insbesondere aufgrund eines der Messung vorausgehenden Kalibriervorganges, festgelegt ist, daß er demjenigen Photostromwert entspricht, welcher sich alleine aufgrund des auf den jeweiligen Bildpunkt einfallenden Störlichtes ergibt, so daß nur der dem auf den jeweiligen Bildpunkt einfallenden Nutzlichtsignal entsprechende Photostromanteil (I_diff) als weiter zu verarbeitender Meßwert abgespeichert wird.

2. Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisung des Kompensationsstromes an der Verbindungsstelle zwischen dem optoelektronischen Wandler (1) und der Meßwerterfassungseinrichtung (2) erfolgt.

3. Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsstrom (I_comp) aus einer externen Stromquelle (3) einspeisbar ist.

4. Optischer Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromquelle ein weiteres Speichermittel (4), insbesondere ein Kondensator (C_ctrl), zugeordnet ist, in dem der Wert des Kompensationsstromes (I_comp) abspeicherbar ist.

5. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (3) und die Meßwerterfassungseinrichtung (2) Teil eines geschlossenen Regelkreises sind.

6. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Bildpunkt eine Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten Meßwerterfassungseinrichtungen (2) vorgesehen ist.

7. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerterfassungseinrichtung (2) aus einer, insbesondere kapazitiv, rückgekoppelten Verstärkerschaltung (A₁) besteht, mit welcher der dem einfallenden Nutzlicht entsprechende Photostromanteil (I_diff) während einer vorgebbaren Zeitdauer in einem Integrationskondensator C_Int aufintegrierbar ist, dessen Klemmenspannung U_Int den abspeicherbaren weiter zu verarbeitenden Meßwert darstellt.

8. Optischer Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Integrationskondensator (C_int) ein erster Schalter ((S₁) (Reset) zugeordnet ist.

9. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Regelkreis aus Stromquelle (3) und Meßwerterfassungseinrichtung (2) ein, insbesondere über eine zweite Verstärkerschaltung (A₂) angesteuerter, zweiter Schalter (S₂) (Store) vorgesehen ist, in dessen geschlossener Schalterstellung ein erster Betriebszustand des Sensors, ("Kalibrieren") und in dessen offener Schalterstellung ein zweiter Betriebszustand ("Messen") einstellbar ist.

10. Optischer Sensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerterfassungseinrichtung (2), der zweite Schalter (S₂) und das weitere Speichermittel (4) für den Kompensationsstrom in Reihenschaltung zueinander angeordnet sind.

11. Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslesesteuervorrichtung jedem Bildpunkt zugeordnet steuerbare Auslesemittel (5) aufweist.

12. Optischer Sensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem steuerbaren Auslesemittel (5) eine Sample & Hold-Einheit (6 ₁, 6 ₂) zugeordnet ist zur temporären Abspeicherung des zuletzt gewonnenen Meßwertes.

13. Optischer Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bildpunkteinheit mehrere zueinander parallel angeordnete Sample & Hold-Einheiten (6 ₁, 6 ₂) zugeordnet sind.

14. Verfahren zur Erfassung eines Nutzlichtsignales in einer Störlichtumgebung mittels eines eine Vielzahl von Bildpunkten (Pixel) aufweisenden optischen Sensors, wobei in jedem einzelnen Bildpunkt des Sensors die auf diesen einfallende Lichtintensität in einen elektrischen Photostrom (Iph) gewandelt wird, dieser Photostrom (Iph) während einer vorbestimmten Zeitdauer zu einem Meßwert aufintegriert wird und als Meßwert abgespeichert wird, und wobei die bildpunktweise abgespeicherten Meßwerte ausgelesen und zum gesamten Bild zusammengefügt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Bildpunkt der Photostrom (I_ph) durch einen Kompensationsstrom (I_comp) korrigiert wird, dessen Größe so bemessen ist, daß er dem ausschließlich durch das Störlicht verursachten Anteil des Photostromes entspricht, so daß nur der von dem vom Störlicht befreiten Anteil des Bildes hervorgerufene Photostromanteil (Idiff) als Meßwert abgespeichert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Photostromes bildpunktbezogen durch einen der Messung vorausgehenden Kalibriervorgang bestimmt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Integration des Photostromanteils (I_diff) je Bildpunkt in mindestens zwei separate Speichermittel erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst während einer Kalibrierungsphase bei ausgeschaltetem Nutzlichtsignal jeweils bildpunktbezogen die Bemessung der Größe des Kompensationsstromes mittels eines geschlossenen Regelkreises erfolgt und der dabei gewonnene Wert abgespeichert wird, und daß während der anschließenden Meßphase die Erfassung des Meßwertes für den dem Nutzlichtanteil entsprechenden Photostromanteil (I_diff) unter Berücksichtigung des zuvor festgelegten Wertes für den Kompensationsstrom (I_comp) erfolgt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung des Sensors mit dem Nutzlichtsignal pulsweise erfolgt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten zwischen Kalibrierungsphase und Meßphase korreliert mit dem Nutzlicht erfolgt.

20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten von der Kalibrierungsphase auf die Meßphase nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer erfolgt.

21. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor ein Zeilensensor ist.

22. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor ein Flächensensor ist.

23. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor ein aus nur einem einzelnen Bildpunktelement bestehender Sensor ist.

24. Verwendung eines Sensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Detektor für die Ansteuerung eines Airbag in einem Kraftfahrzeug.