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      用于光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法的制作方法

      文檔序號(hào):7557946閱讀:327來(lái)源:國(guó)知局
      專(zhuān)利名稱(chēng):用于光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及用于光敏元件陣列的一種驅(qū)動(dòng)控制法,該光敏元件陣列包括在二維方向上排列的多個(gè)光敏元件。
      近年來(lái),諸如電子靜止攝像機(jī)和視頻攝像機(jī)的拾取裝置已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在這種拾取裝置中,諸如CCD(電荷耦合器件)的固態(tài)拾取裝置作為一種光伏器件使用,以用于把實(shí)物圖象轉(zhuǎn)換成圖象信號(hào)。通過(guò)已有技術(shù)可知,CCD由排列形成一個(gè)矩陣的諸如光電二極管和TFT(薄膜晶體管)的光敏元件(光接收元件)構(gòu)成。根據(jù)照射到每個(gè)光敏元件光接收部分的光量而產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)的量(電荷量)可通過(guò)水平掃描電路和垂直掃描電路進(jìn)行檢測(cè),以檢測(cè)照射光的亮度。
      在使用這種CCD的光敏元件系統(tǒng)中,需要單獨(dú)配置用于把掃描的光敏元件置于選擇狀態(tài)的選擇晶體管。另一方面,本發(fā)明者先前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種光敏元件(雙柵極型光敏元件),它由具有所謂“雙柵極”結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管構(gòu)成,其中光敏元件本身能夠執(zhí)行光敏功能和選擇功能。
      圖7A的剖面圖表示這種雙柵極型光敏元件10的結(jié)構(gòu)。如圖所示,雙柵極型光敏元件10包括由諸如非晶硅組成的半導(dǎo)體薄膜11;在半導(dǎo)體薄膜11兩邊的部分上形成的n+型硅層17、18;分別在n+型硅層17、18上形成的源極12和漏極13;在半導(dǎo)體薄膜11的上部形成的上柵極21,其中阻塞絕緣膜14和上柵極絕緣膜15置于它們之間;在上柵極21的上面形成的保護(hù)絕緣膜20;以及在半導(dǎo)體薄膜11的下部形成的下柵極22,其中下柵極絕緣膜置于它們之間。下柵極22在諸如玻璃襯底的透明絕緣襯底19上形成。
      換句話說(shuō),雙柵極型光敏元件10包括上MOS晶體管和下MOS晶體管,其中上MOS晶體管包括半導(dǎo)體薄膜11、源極12、漏極13和上柵極21,并且下MOS晶體管具有半導(dǎo)體薄膜11、源極12、漏極13和下柵極22。由圖7B所示的等效電路圖可以清晰地看出,包括作為公用溝道區(qū)的半導(dǎo)體薄膜11、TG(上柵極)、BG(下柵極)、S(源極端)和D(漏極端)的兩個(gè)MOS晶體管可被理解為組合形成了雙柵極型光敏元件10。
      保護(hù)絕緣膜20、上柵極21、上柵極絕緣膜15、阻塞絕緣膜14、下柵極絕緣膜16均由一種具有高可見(jiàn)光透射比的材料構(gòu)成,這種可見(jiàn)光用以激勵(lì)半導(dǎo)體層11。從上柵極21入射的光經(jīng)上柵極21、上柵極絕緣膜15和阻塞絕緣膜14傳送,以入射到半導(dǎo)體薄膜11上,因此,電荷(空穴)產(chǎn)生并且累積在溝道區(qū)中。
      圖8示出了光敏元件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),它包括二維方向的雙柵極型光敏元件10。由圖可知,光敏元件系統(tǒng)包括通過(guò)把大量雙柵極型光敏元件10排列形成一個(gè)n行和m列的矩陣而形成的傳感器陣列100;上柵極線101和下柵極線102,分別由矩陣行方向上彼此連接的雙柵極型光敏元件10的上柵極TG和下柵極BT組成;分別與上柵極線101和下柵極線102連接的上柵極驅(qū)動(dòng)器111和下柵極驅(qū)動(dòng)器112;由矩陣列方向上彼此連接的雙柵極型光敏元件10的漏極端D組成的數(shù)據(jù)線103;以及與數(shù)據(jù)線103連接的列轉(zhuǎn)換113。
      本圖中所示的符號(hào)Vtg和Vbg表示用于分別產(chǎn)生隨后所述的復(fù)位脈沖φTi和讀脈沖φBi的參考電壓,并且符號(hào)φpg表示預(yù)充電(pre-charge)脈沖,用于控制施加預(yù)充電電壓Vpg的定時(shí)。
      在上述結(jié)構(gòu)中,通過(guò)把一個(gè)預(yù)定電壓從上柵極驅(qū)動(dòng)器111施加到上柵極端TG可執(zhí)行光敏功能,并且通過(guò)把一個(gè)預(yù)定電壓從下柵極驅(qū)動(dòng)器112施加到下柵極端BG可執(zhí)行讀功能,以把光敏元件10的輸出電壓經(jīng)數(shù)據(jù)線103提供給列轉(zhuǎn)換113,從而產(chǎn)生作為輸出信號(hào)的串行數(shù)據(jù)Vout。
      圖9A至9F所示為表示光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法的定時(shí)圖。在第一步中,圖9A所示的復(fù)位脈沖φTi在第ⅰ行的檢測(cè)操作周期(第ⅰ列的處理周期)期間施加到第ⅰ列的上柵極線101以執(zhí)行復(fù)位操作,以用于在復(fù)位周期Treset期間釋放累積在第ⅰ行雙柵極型光敏元件10中的電荷。
      在復(fù)位周期Treset結(jié)束之后,在溝道區(qū)中,通過(guò)電荷累積操作而開(kāi)始電荷累積周期Ta。在電荷累積周期Ta期間,根據(jù)從上柵極側(cè)入射的光量,電荷(空穴)在溝道區(qū)中累積。
      預(yù)充電周期Tprch與電荷累積周期Ta同時(shí)提供,在預(yù)充電周期Tprch期間,圖9E所示的具有預(yù)充電電壓Vpg的預(yù)充電脈沖φpg施加到數(shù)據(jù)線103以允許漏極保持電荷。在預(yù)充電周期Tprch之后,圖9C所示的讀脈沖φBi施加到下柵極線102以接通雙柵極型光敏元件10,從而開(kāi)始讀周期Tread。
      在讀周期Tread期間,累積在溝道區(qū)中的電荷用于降低施加到相反極性的上柵極端TG的電壓(低電平)。結(jié)果,n-溝道通過(guò)下柵極端BG的電壓Vbg形成,而且,根據(jù)漏極電流,數(shù)據(jù)線103的電壓VD將會(huì)隨時(shí)間而從預(yù)充電電壓Vpg逐步降低。換句話說(shuō),數(shù)據(jù)線103的電壓VD的變化趨勢(shì)根據(jù)電荷累積周期Ta和接收光的量而定。具體來(lái)說(shuō),在入射光暗且光量少的情況下,電壓VD趨向于緩慢下降以減少累積的電荷量。而在入射光亮且光量大的情況下,電壓VD趨向于快速下降以增加累積的電荷量。由此可見(jiàn),照射光的量可通過(guò)在讀周期Tread開(kāi)始之后的一個(gè)預(yù)定時(shí)間檢測(cè)數(shù)據(jù)線103的電壓VD來(lái)計(jì)算,或者根據(jù)一個(gè)預(yù)定閾值電壓檢測(cè)到達(dá)特定電壓所需的時(shí)間來(lái)計(jì)算。
      在隨后第ⅰ+1行的檢測(cè)操作周期(第ⅰ+1行的處理周期)中,與第ⅰ行的操作相同,圖9B所示的復(fù)位脈沖φTi+1和圖9D所示的讀脈沖φBi+1被施加,以執(zhí)行讀操作。傳感器陣列100的每一行都執(zhí)行這種操作。
      上述操作涵蓋了雙柵極型光敏元件作為光敏元件使用的情況。但是,使用光電二極管或光電晶體管的光敏元件系統(tǒng)也具有下面的操作步驟復(fù)位操作→預(yù)充電操作→讀操作,因而需要類(lèi)似的驅(qū)動(dòng)過(guò)程。
      但是,上述的傳統(tǒng)光敏元件系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生下面所指出的問(wèn)題(1)在使用一種具有在二維方向上排列形成矩陣的多個(gè)光敏元件的光敏元件陣列讀取實(shí)物圖象的情況下,通常采用的一種驅(qū)動(dòng)控制法是執(zhí)行一系列的處理過(guò)程以使復(fù)位脈沖和預(yù)充電脈沖施加到該矩陣中每行的光敏元件,隨后,在電荷累積周期Ta之后則施加讀脈沖,并且上述驅(qū)動(dòng)控制法對(duì)每一行都重復(fù)特定的處理程序。
      因此,當(dāng)其應(yīng)用于具有n行的二維矩陣時(shí),必須從第一行開(kāi)始且在最后第n行結(jié)束重復(fù)執(zhí)行n次類(lèi)似的操作,以對(duì)一個(gè)屏幕的整個(gè)區(qū)域執(zhí)行掃描操作。換句話說(shuō),對(duì)一個(gè)屏幕整個(gè)區(qū)域的處理時(shí)間(掃描時(shí)間)隨著二維傳感器陣列的行數(shù)的增加而增加。結(jié)果必須限制實(shí)物保持靜止不動(dòng),直至完成屏幕整個(gè)區(qū)域的掃描操作。由此可見(jiàn),光敏元件陣列的實(shí)際使用受到了非常大的限制。
      (2)在使用的光敏元件類(lèi)型類(lèi)似于上述雙柵極型光敏元件的光敏元件系統(tǒng)中,在實(shí)物暗并且因此而累積的電荷量小的情況下,必須設(shè)置長(zhǎng)電荷累積周期以獲得足夠的檢測(cè)靈敏度,其中,在該類(lèi)型的光敏元件中,通過(guò)入射光產(chǎn)生的電荷在電荷累積周期期間累積。另一方面,在實(shí)物亮并且因此而累積的電荷量大的情況下,必須設(shè)置短電荷累積周期以防電荷飽和。換句話說(shuō),為了使用適當(dāng)?shù)撵`敏度讀取實(shí)物的圖象,必須根據(jù)實(shí)物的亮度適當(dāng)?shù)卦O(shè)置光敏元件的靈敏度。因此,在使用光敏元件系統(tǒng)并且實(shí)物本身以各種方式變化的情況下,實(shí)物的亮度根據(jù)環(huán)境條件和實(shí)物類(lèi)型而以各種方式進(jìn)行變化。在這種情況下,必須就實(shí)物圖象的正常讀操作之前執(zhí)行試讀操作(或者預(yù)備讀操作),以獲得一個(gè)合適的靈敏度。在使用傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制法執(zhí)行預(yù)備讀操作的情況下,整個(gè)屏幕的讀取是通過(guò)把靈敏度設(shè)置為一個(gè)適當(dāng)?shù)闹刀M(jìn)行的,并且如果檢測(cè)結(jié)果不合適,則通過(guò)改變靈敏度再一次讀取整個(gè)屏幕。該特定操作重復(fù)多次以尋找一個(gè)允許獲得合適的檢測(cè)結(jié)果的靈敏度設(shè)置值。當(dāng)然,預(yù)備讀操作需要花很長(zhǎng)的時(shí)間,所產(chǎn)生的問(wèn)題是不可能使用一個(gè)合適的靈敏度迅速開(kāi)始實(shí)物圖象的讀操作。
      本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種驅(qū)動(dòng)控制法,在包括用于排列形成一個(gè)二維陣列的多個(gè)光敏元件的光敏元件系統(tǒng)中,該方法允許縮短實(shí)物圖象讀操作的所需時(shí)間。
      本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供光敏元件系統(tǒng)的一種驅(qū)動(dòng)控制法,它允許通過(guò)使用適于使用狀態(tài)的檢測(cè)靈敏度迅速執(zhí)行實(shí)物的圖象讀操作。
      用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明第一驅(qū)動(dòng)控制法的目的在于一種用于縮短實(shí)物的圖象讀處理所需時(shí)間的驅(qū)動(dòng)控制法。具體來(lái)說(shuō),在通過(guò)將復(fù)位脈沖連續(xù)施加到每行來(lái)預(yù)先執(zhí)行復(fù)位操作的情況下,讀脈沖連續(xù)施加到在電荷累積周期之后施加了預(yù)充電脈沖以完成預(yù)充電操作的行,從而讀出光敏元件的輸出電壓。應(yīng)當(dāng)指出的是,行處理周期允許在時(shí)間上彼此重疊,以縮短屏幕的讀處理時(shí)間。該特定驅(qū)動(dòng)控制法的特征在于每行的復(fù)位脈沖、讀脈沖和預(yù)充電脈沖的間隔設(shè)置為等于由復(fù)位脈沖執(zhí)行的復(fù)位周期、由讀脈沖執(zhí)行的讀周期和由預(yù)充電脈沖執(zhí)行的預(yù)充電周期的和。因而可防止每行的復(fù)位周期、預(yù)充電周期和讀周期在時(shí)間上彼此重疊,從而可執(zhí)行精確地讀操作,同時(shí)防止各行的輸出電壓彼此影響。而且,由于可以在完成所有行的復(fù)位操作之前通過(guò)施加預(yù)充電脈沖和讀脈沖來(lái)開(kāi)始讀操作,所以可在一個(gè)更大的范圍內(nèi)設(shè)置電荷累積周期,即光敏元件的靈敏度。
      用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明第二驅(qū)動(dòng)控制法的目的在于一種允許根據(jù)適用于使用狀態(tài)的檢測(cè)靈敏度來(lái)迅速執(zhí)行實(shí)物的圖象讀處理的驅(qū)動(dòng)控制法。具體來(lái)說(shuō),與上述第一驅(qū)動(dòng)控制法一樣,在每行的處理周期允許在時(shí)間上部分重疊的驅(qū)動(dòng)控制法中,復(fù)位脈沖同時(shí)或連續(xù)應(yīng)用到各行以進(jìn)行復(fù)位,并且各行的電荷累積周期彼此不同,其差值是等于復(fù)位周期、讀周期和預(yù)充電周期的總時(shí)間的整數(shù)倍、即和值的整數(shù)倍的一個(gè)時(shí)間周期。在這種情況下,預(yù)充電脈沖和讀脈沖以每行的預(yù)充電周期和讀周期在時(shí)間上彼此不重疊的定時(shí)連續(xù)地施加到各行,以執(zhí)行讀處理。結(jié)果,每行的電荷累積周期設(shè)定為一個(gè)根據(jù)行數(shù)而不同的值并且以整數(shù)倍于上述總時(shí)間的間隔而變化,因而,通過(guò)一個(gè)屏幕的讀處理可以獲得通過(guò)使用根據(jù)行數(shù)而不同的檢測(cè)靈敏度所讀取的圖象。由于通過(guò)使用由屏幕的讀處理所獲得的圖象數(shù)據(jù)可以獲取允許最佳檢測(cè)的最佳檢測(cè)靈敏度的值,因而可大大縮短讀取一個(gè)圖象的處理時(shí)間,這是設(shè)置最佳檢測(cè)靈敏度所要求的。


      圖1A到1C所示為表示根據(jù)本發(fā)明的光敏元件系統(tǒng)的一種驅(qū)動(dòng)控制法的概念的定時(shí)圖;圖2A到2I所示為表示根據(jù)本發(fā)明光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法的第一實(shí)施例的每行處理操作的定時(shí)圖;圖3A到3I所示為表示根據(jù)本發(fā)明光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法的第二實(shí)施例的每行處理操作的定時(shí)圖;圖4A到4J所示為表示根據(jù)本發(fā)明光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法的第三實(shí)施例的每行處理操作的定時(shí)圖;圖5A到5J所示為表示根據(jù)本發(fā)明光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法的第四實(shí)施例的每行處理操作的定時(shí)圖;圖6A到6N所示為表示根據(jù)本發(fā)明光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法的第五實(shí)施例的每行處理操作的定時(shí)圖7A所示為表示一種雙柵極型光敏元件結(jié)構(gòu)的剖面圖;圖7B所示為該雙柵極型光敏元件的等效電路圖;圖8表示通過(guò)在二維方向上排列多個(gè)雙柵極型光敏元件而配備的一種光敏元件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu);圖9A到9F所示為表示光敏元件系統(tǒng)的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制法的定時(shí)圖。
      根據(jù)附圖所示的實(shí)施例將詳細(xì)描述本發(fā)明的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法。在下面所述的每一個(gè)實(shí)施例中,雙柵極型光敏元件用于形成光敏元件系統(tǒng)。但是,本發(fā)明并不限于使用雙柵極型光敏元件。換句話說(shuō),在本發(fā)明的光敏元件系統(tǒng)中也可使用另一種結(jié)構(gòu)的光敏元件。
      下述每個(gè)實(shí)施例中的光敏元件系統(tǒng)的組成與圖8所示的具有n行光敏元件陣列100的傳統(tǒng)光敏元件系統(tǒng)的組成相同。因此,在對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行如下描述時(shí),將根據(jù)需要參考圖8所示的光敏元件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
      圖1A到1C所示為表示根據(jù)本發(fā)明的一種光敏元件陣列的驅(qū)動(dòng)控制法的概念的定時(shí)圖。
      在該驅(qū)動(dòng)控制法中,圖1A所示的復(fù)位脈沖φT1、φT2、φT3…φTn連續(xù)施加到上柵極線101,以開(kāi)始復(fù)位周期Treset,并因此初始化每行的雙柵極型光敏元件10,其中上柵極線101在行方向上與多個(gè)雙柵極型光敏元件10的上柵極端TG連接。
      當(dāng)復(fù)位脈沖φT1、φT2、φT3…φTn連續(xù)降至較低電平以連續(xù)終止復(fù)位周期Treset時(shí),電荷累積周期Ta連續(xù)開(kāi)始,因此,根據(jù)從每行雙柵極光敏元件10的上柵極側(cè)入射的光量,電荷(空穴)在溝道區(qū)中產(chǎn)生以進(jìn)行累積。
      接著,圖1C所示的預(yù)充電脈沖φpg在電荷累積周期Ta期間施加到所有的數(shù)據(jù)線103以開(kāi)始預(yù)充電周期Tprch,從而執(zhí)行預(yù)充電操作,以允許雙柵極型光敏元件10的漏極保持一個(gè)預(yù)定電壓。
      在下一步中,圖1B所示的讀脈沖φB1、φB2、φB3…φBn在電荷累積周期Ta之后并且在預(yù)充電周期Tprch之后通過(guò)下柵極線102連續(xù)施加到光敏元件10,以開(kāi)始讀周期Tread。因此,對(duì)應(yīng)于在每個(gè)雙柵極型光敏元件10中累積的電荷的電壓變化通過(guò)數(shù)據(jù)線103進(jìn)入列轉(zhuǎn)換113,以便于讀取該電壓變化。與已有技術(shù)的情況相同,為了檢測(cè)輻照光量,可通過(guò)檢測(cè)在讀周期Tread開(kāi)始之后的一個(gè)預(yù)定時(shí)間周期的電壓值,或者根據(jù)一個(gè)預(yù)定閾值電壓檢測(cè)達(dá)到該電壓值所需的時(shí)間來(lái)檢測(cè)數(shù)據(jù)線103的壓降趨勢(shì),從而計(jì)算輻照光量。
      在已有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)控制法中,包括復(fù)位操作、電荷累積操作和讀操作的一系列操作在用于光敏元件陣列100中每行的一個(gè)讀處理周期內(nèi)執(zhí)行,并且對(duì)每行都重復(fù)這些處理過(guò)程。但在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)控制法中,對(duì)每行施加預(yù)充電脈沖φpg和讀脈沖φB1、φB2、φB3…φBn的定時(shí)并不設(shè)置為彼此重疊。因此,每行的讀處理周期期間的電荷累積周期Ta在時(shí)間上允許部分重疊。由此可見(jiàn),即使在允許行處理周期彼此部分重疊來(lái)縮短整個(gè)讀處理時(shí)間的情況下,各行的輸出電壓也不會(huì)相互影響,從而可以精確地執(zhí)行讀操作。
      &lt;第一實(shí)施例&gt;
      圖2A至2I的定時(shí)圖表示在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光敏元件中使用的一種驅(qū)動(dòng)控制法中的每行處理操作的定時(shí)。
      通常,在光敏元件系統(tǒng)中,讀周期Tread的設(shè)置要長(zhǎng)于復(fù)位周期Treset,目的是為了提高光量的檢測(cè)靈敏度。而且,對(duì)應(yīng)于檢測(cè)靈敏度的每行的電荷累積周期Ta設(shè)置為一個(gè)固定值,以便于進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制和檢測(cè)結(jié)果的處理。由此可見(jiàn),在連續(xù)執(zhí)行每行復(fù)位操作的情況下,第二行雙柵極型光敏元件10的電荷累積周期Ta可在第一行雙柵極型光敏元件10的電荷累積周期Ta之后的讀周期Tread期間延續(xù)(lapse away),從而不同行的讀周期Tread彼此重疊。結(jié)果,對(duì)應(yīng)于不同行的讀出數(shù)據(jù)同時(shí)輸出到一條數(shù)據(jù)線103中,從而引起數(shù)據(jù)串?dāng)_的問(wèn)題,并且因此而不能精確地讀取數(shù)據(jù)。而且,由于必須把預(yù)充電周期Tprch排在每行讀周期Tread之前,所以讀周期Tread在時(shí)間上可能與預(yù)充電周期Tprch重疊,從而不可能精確讀取數(shù)據(jù)。
      在這種情況下,本發(fā)明第一實(shí)施例的目的就在于一種驅(qū)動(dòng)控制法,其中與圖1A到1C中所示的操作過(guò)程相同,在電荷累積周期之后并且在預(yù)充電操作結(jié)束之后,且同時(shí)在預(yù)先執(zhí)行用于連續(xù)施加復(fù)位脈沖φT1、φT2、φT3、…φTn的復(fù)位操作之后,讀脈沖φB1、φB2、φB3…φBn從第一行雙柵極型光敏元件10開(kāi)始通過(guò)下柵極線102連續(xù)施加到雙柵極型光敏元件10,以執(zhí)行用于讀取漏極電壓變化的處理過(guò)程,從而允許每行的處理周期在時(shí)間上彼此部分重疊。應(yīng)當(dāng)注意的是,在第一實(shí)施例中,圖2A到2D所示的復(fù)位脈沖φT1、φT2、φT3…φTn,圖2E到2H所示的讀脈沖φB1、φB2、φB3…φBn,圖2I所示的預(yù)充電脈沖φpg的相應(yīng)間隔設(shè)置為等于使用讀脈沖的讀周期Tread和使用預(yù)充電脈沖的預(yù)充電周期Tprch之和。換句話說(shuō),每行復(fù)位脈沖、每行讀脈沖和預(yù)充電脈沖的間隔分別構(gòu)成第一脈沖間隔Tint,它可由下面給出的公式(1)表示Tint=Tprch+Tread…(1)在這種情況下,可以防止每行雙柵極型光敏元件10的讀周期Tread,施加到數(shù)據(jù)線的預(yù)充電周期Tprch,以及讀周期Tread在時(shí)間上彼此重疊,從而可防止每行的輸出電壓彼此干擾而產(chǎn)生串?dāng)_。由此可精確地執(zhí)行讀操作。但在這種情況下不可能以任選的時(shí)間來(lái)設(shè)置電荷累積周期Ta,并且電荷累積周期Ta的設(shè)置周期是第一脈沖間隔Tint在其中形成一個(gè)單位的時(shí)間。
      應(yīng)當(dāng)注意的是,如下所述,第一實(shí)施例的特定結(jié)構(gòu)可以大大縮短操作處理時(shí)間。而且,由于讀周期Tread設(shè)置為常數(shù),并且等于讀周期Tread和預(yù)充電周期Tprch之和的相鄰復(fù)位操作之間的間隔也設(shè)置為常數(shù),因而可簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)控制。
      現(xiàn)在將描述使用第一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制法縮短操作處理時(shí)間的過(guò)程。在光敏元件陣列100的行數(shù)是n的情況下,傳統(tǒng)技術(shù)中對(duì)整個(gè)光敏元件陣列(對(duì)整個(gè)屏幕)的掃描時(shí)間為公式(2)所示的Tp_o1d,這是因?yàn)槿鐖D9A至9F所示,由復(fù)位周期Treset、電荷累積周期Ta和讀周期Tread的全部時(shí)間構(gòu)成的一行處理時(shí)間被重復(fù)用于n行。另一方面,如圖2A到2I所示,第一實(shí)施例的掃描時(shí)間Tp1可由公式(3)表示,這是因?yàn)閽呙钑r(shí)間Tp1等于第一行的復(fù)位周期Treset、電荷累積周期Ta、讀周期Tread和預(yù)充電周期Tprch連續(xù)重復(fù)n-1次的時(shí)間以及之后的讀周期Tread之和。由此可見(jiàn),已有技術(shù)的掃描時(shí)間Tp_o1d和第一實(shí)施例的掃描時(shí)間Tp1間的差值,即通過(guò)第一實(shí)施例縮短的操作處理時(shí)間就是公式(4)所示的ToffTp_old=n×(Tread+Ta+Tread)…(2)Tp1=Treset+Ta+(n-1)×(Tread+Tprch)+Tread=Treset+Ta+n×(Tread+Tprch)-Tprch…(3)Toff=Tp_old-Tp1=(n-1)×(Treset+Ta-Tprch)…(4)應(yīng)當(dāng)注意的是,在由雙柵極型光敏元件接收的光亮度是數(shù)十勒克斯的情況下,一行(掃描線)約需0.15秒的處理時(shí)間。因此,在行數(shù)約為200的情況下,已有技術(shù)所需的掃描時(shí)間約為30秒。但在本發(fā)明的第一實(shí)施例中,掃描時(shí)間可設(shè)置為約0.3秒。因此,縮短的處理時(shí)間約為29.7秒。換句話說(shuō),第一實(shí)施例可把掃描處理時(shí)間大大縮短至已有技術(shù)掃描時(shí)間的1/100。
      圖3A至3I的定時(shí)圖表示在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光敏元件中使用的驅(qū)動(dòng)控制法中每行的處理操作的定時(shí)。
      本發(fā)明第一實(shí)施例的目的就在于一種驅(qū)動(dòng)控制法,與圖1A到1C中所示的操作過(guò)程相同,在電荷累積周期之后并且在預(yù)充電操作結(jié)束之后,且同時(shí)在預(yù)先執(zhí)行用于連續(xù)施加復(fù)位脈沖φT1、φT2、φT3、…φTn的復(fù)位操作之后,讀脈沖φB1、φB2、φB3…φBn從第一行雙柵極型光敏元件10開(kāi)始通過(guò)下柵極線102連續(xù)施加到雙柵極型光敏元件10,以執(zhí)行用于讀取漏極電壓變化的處理過(guò)程,從而允許每行的處理周期在時(shí)間上彼此部分重疊。應(yīng)當(dāng)注意的是,在第二實(shí)施例中,圖3A到3D所示的復(fù)位脈沖φT1、φT2、φT3…φTn,圖3E到3H所示的讀脈沖φB1、φB2、φB3…φBn,圖3I所示的預(yù)充電脈沖φpg之間的間隔設(shè)置為等于使用復(fù)位脈沖的復(fù)位脈沖周期Treset、使用讀脈沖的讀周期Tread和使用預(yù)充電脈沖的預(yù)充電周期Tprch之和。換句話說(shuō),復(fù)位脈沖、讀脈沖、預(yù)充電脈沖之間的間隔構(gòu)成第二脈沖間隔Tdelay,它可由下面給出的公式(5)表示Tdelay=Treset+Tprch+Tread…(5)下面將描述第二實(shí)施例優(yōu)于第一實(shí)施例之處。具體來(lái)說(shuō),在第一實(shí)施例中,復(fù)位脈沖、讀脈沖、預(yù)充電脈沖之間的間隔以第一脈沖間隔Tint設(shè)置,它等于讀周期Tread和預(yù)充電周期Tprch之和,以防每行讀周期和預(yù)充電周期在時(shí)間上彼此重疊。但是,如果縮短電荷累積周期Ta以在完成所有行的復(fù)位操作之前開(kāi)始讀操作,則每行的復(fù)位周期Treset可能會(huì)在時(shí)間上與預(yù)充電周期Tprch或讀周期Tread重疊,從而不可能執(zhí)行精確地讀操作。因此,在第一實(shí)施例中,必須在完成所有行的復(fù)位操作之后開(kāi)始預(yù)充電操作和讀操作。如此帶來(lái)的問(wèn)題是不可能使電荷累積周期Ta比用于完成所有行的復(fù)位操作的時(shí)間短。
      但在第二實(shí)施例中,復(fù)位脈沖、讀脈沖和預(yù)充電脈沖之間的間隔以公式(5)表示的第二脈沖間隔Tdelay來(lái)設(shè)置。因此,即使每行的預(yù)充電操作和讀操作在每行的相鄰復(fù)位操作之間的周期間執(zhí)行,也可防止這些預(yù)充電操作和讀操作在時(shí)間上彼此重疊。換句話說(shuō),讀操作可以在所有行的復(fù)位操作完成之前開(kāi)始,以使電荷累積周期Ta比用于完成所有行的復(fù)位操作的時(shí)間短。因此,可以增加電荷累積周期Ta可被設(shè)置的寬度,以增加靈敏度可被設(shè)置的寬度。但在這種情況下不可能以一個(gè)任選的時(shí)間來(lái)設(shè)置電荷累積周期Ta,并且周期Ta由下面給出的公式(6)表示,式中k是一個(gè)大于等于0的整數(shù)。由公式(6)可以看出,電荷累積周期Ta的設(shè)置周期是第二脈沖間隔Tdelay在其中構(gòu)成一個(gè)單位的時(shí)間。
      Ta=Tdelay×k+Tprch…(6)第二實(shí)施例的掃描時(shí)間Tp2等于第一行的復(fù)位周期Treset、電荷累積Ta、Tread和預(yù)充電周期Tprch以第二脈沖間隔Tdelay重復(fù)n-1次的時(shí)間以及之后的讀周期Tread讀周期之和。因此,掃描時(shí)間Tp2可由下面的公式(7)表示Tp2=Treset+Ta+(n-1)×(Treset+Tprch+Tread)+Tread=Ta+n×(Treset+Tprch+Tread)-Tprch…(7)在第一和第二實(shí)施例的電荷累積周期Ta相等的情況下,第二實(shí)施例的每行操作間隔比第一實(shí)施例的要長(zhǎng)一個(gè)復(fù)位周期Treset,因此,第二實(shí)施例的掃描時(shí)間Tp2也比第一實(shí)施例的掃描時(shí)間Tp1長(zhǎng)。但在第二實(shí)施例中可以使電荷累積周期Ta比第一實(shí)施例的電荷累積周期短。在這種情況下,第二實(shí)施例的掃描時(shí)間Tp2可比第一實(shí)施例的掃描時(shí)間Tp1短。與第一實(shí)施例相同,掃描時(shí)間至少可以比已有技術(shù)的掃描時(shí)間大大縮短。
      &lt;第三實(shí)施例&gt;
      圖4A至4J的定時(shí)圖表示在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的光敏元件中使用的驅(qū)動(dòng)控制法中每行的處理操作的定時(shí)。
      第三實(shí)施例的目的在于在結(jié)合本發(fā)明第一和第二實(shí)施例所述實(shí)物的讀操作(掃描操作)之前的用于獲得一個(gè)最佳靈敏度設(shè)置值的處理(預(yù)備處理)中使用的一種驅(qū)動(dòng)控制法,該最佳靈敏度設(shè)置值可根據(jù)諸如環(huán)境亮度和被檢測(cè)實(shí)物類(lèi)別的各種條件而變化。
      在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于預(yù)備讀處理的驅(qū)動(dòng)控制法中,圖4A到4D所示的復(fù)位脈沖φT1、φT2、…φTn-1、φTn同時(shí)施加到上柵極線101,以初始化所有行的雙柵極型光敏元件10,其中上柵極線101在行方向上與雙柵極型光敏元件10的上柵極端TG連接。
      這些復(fù)位脈沖φT1、φT2、…φTn-1、φTn同時(shí)降至較低電平以終止復(fù)位周期Treset。因此,所有行的雙柵極型光敏元件10的電荷累積周期Ta同時(shí)開(kāi)始,以允許電荷(空穴)根據(jù)從每行雙柵極光敏元件10的上柵極側(cè)入射的光量而在溝道區(qū)中累積。
      接著,電荷累積周期Ta每行以第二脈沖間隔Tdelay的間隔而變化,以把圖4I所示的預(yù)充電脈沖φpg和圖4E到4H所示的讀脈沖φB1、φB2、…φBn-1、φBn以每行預(yù)充電周期Tprch與讀周期Tread在時(shí)間上不重疊的定時(shí)施加到每行,其中,圖5所示的第二脈沖間隔Tdelay形成一個(gè)單位時(shí)間。換句話說(shuō),通過(guò)在電荷累積周期Ta之內(nèi)以第二脈沖間隔Tdelay連續(xù)施加預(yù)充電脈沖φpg可開(kāi)始預(yù)充電周期Tprch,以便于執(zhí)行預(yù)充電操作,其中預(yù)充電電壓提供給數(shù)據(jù)線103以允許雙柵極型光敏元件10的漏極保持一個(gè)預(yù)定電壓。接著,讀脈沖φB1、φB2、…φBn-1、φBn在電荷累積周期Ta和預(yù)充電周期Tprch之后通過(guò)下柵極線102而以第二脈沖間隔Tdelay連續(xù)施加到雙柵極型光敏元件10,以開(kāi)始讀周期Tread。因此,與累積在每個(gè)雙柵極型光敏元件10中的電荷一致的電壓VD1、VD2、VD3…VDm的變化通過(guò)數(shù)據(jù)線103導(dǎo)入列轉(zhuǎn)換113以被讀出。順便說(shuō),就單獨(dú)考慮第三實(shí)施例而言,即使公式(1)給出的等于讀周期Tread和預(yù)充電周期Tprch之和的第一脈沖間隔Tint取代第二脈沖間隔Tdelay而作為電荷累積周期Ta的設(shè)置間隔使用,也可以防止預(yù)充電周期Tprch和讀周期Tread在時(shí)間上彼此重疊。但是,如果通過(guò)第三實(shí)施例的檢測(cè)結(jié)果而獲得的最佳電荷累積周期Ta應(yīng)用于在普通實(shí)物的圖象讀操作中的電荷累積周期Ta,并且如果第二實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)控制法應(yīng)用于該讀操作,則電荷累積周期Ta的設(shè)置間隔等于第二脈沖間隔Tdelay在其中構(gòu)成一個(gè)單位的值。因而,如果第三實(shí)施例的電荷累積周期Ta的設(shè)置間隔也等于第二脈沖間隔Tdelay,則可以把在第三實(shí)施例獲得的最佳電荷累積周期的值應(yīng)用到普通讀操作的驅(qū)動(dòng)控制法。因此,可使第三實(shí)施例中的電荷累積周期Ta的設(shè)置間隔等于第二脈沖間隔Tdelay的時(shí)間。這種情況也適用于隨后描述的第四和第五實(shí)施例。
      如上所述,在第三實(shí)施例中,電荷累積周期Ta以第二脈沖間隔Tdelay的時(shí)間間隔而增加,因而,通過(guò)對(duì)一個(gè)屏幕的整個(gè)區(qū)域的預(yù)備讀處理可以獲得以一個(gè)檢測(cè)靈敏度讀取的一個(gè)圖象,其中檢測(cè)靈敏度隨著行數(shù)級(jí)而有所不同。換句話說(shuō),每行的電荷累積周期Ta可通過(guò)下面給出的公式(8)表示Ta=Tdelay×J+Tprch…(8)式中J是一個(gè)由等于或大于0的整數(shù)所組成的變量。J的值在第一到第n行中是0,1,…n-2,n-1。具體來(lái)說(shuō),通過(guò)對(duì)一個(gè)屏幕的讀操作,可允許設(shè)定電荷累積周期Ta為n種約為第二脈沖間隔Tdelay整數(shù)倍的不同值,以使用n種不同的靈敏度執(zhí)行讀處理。在第三實(shí)施例中讀取一個(gè)屏幕所需的時(shí)間Tp3由公式(9)表示,式中n表示傳感器陣列100的行數(shù)Tp3=[Tdelay×(n-1)+Tprch]+Treset+Tread=Tdelay×n=(Treset+Tprch+Tread)×n…(9)根據(jù)第三實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制法,對(duì)應(yīng)于行數(shù)的多種靈敏度的檢測(cè)結(jié)果可通過(guò)只讀取一個(gè)屏幕而獲得,從而可獲得符合環(huán)境條件變化和被檢測(cè)實(shí)物變化的最佳檢測(cè)靈敏度值。因此,靈敏度調(diào)整所需的時(shí)間可大大縮短。
      在第三實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制法中,需要把復(fù)位脈沖同時(shí)施加到所有行的雙柵極型光敏元件中。因此要求上柵極驅(qū)動(dòng)器111具備足夠的驅(qū)動(dòng)能力,以充分滿足上述需要。
      在上述例子中,每行讀脈沖和預(yù)充電脈沖的施加以時(shí)間間隔Tdelay設(shè)置。但該時(shí)間間隔可以是間隔Tdelay的整數(shù)倍。而且,每行的施加間隔不必是常數(shù)。具體來(lái)說(shuō),各行的施加間隔可以彼此不同,其相差的時(shí)間是間隔Tdelay的整數(shù)倍。
      &lt;第四實(shí)施例&gt;
      圖5A至5J的定時(shí)圖表示在根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的光敏元件中使用的驅(qū)動(dòng)控制法中的每行的處理操作的定時(shí)。
      與第三實(shí)施例的情況一樣,第四實(shí)施例的目的在于預(yù)備處理中的驅(qū)動(dòng)控制法。
      在根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的用于預(yù)備讀處理的驅(qū)動(dòng)控制法中,圖5A到5D所示的復(fù)位脈沖φT1、φT2、…φTn-1、φTn通過(guò)上柵極線101而以公式(5)所示的第二脈沖間隔Tdelay從第一行開(kāi)始連續(xù)施加到雙柵極型光敏元件10,從而開(kāi)始復(fù)位周期Treset,并因此而初始化每行雙柵極型光敏元件10,其中上柵極線101在行方向上與上柵極端GT連接。
      當(dāng)每個(gè)復(fù)位脈沖φT1、φT2、…φTn-1、φTn均降至較低電平以終止復(fù)位周期Treset時(shí),電荷累積周期Ta開(kāi)始。因此,根據(jù)從每行的雙柵極型光敏元件10的上柵極側(cè)入射的光量,電荷(空穴)在溝道區(qū)中累積。
      在下一步中,在最后一行(第n行)的復(fù)位脈沖φTn降至較低電平之后,每行的電荷累積周期Ta以第二脈沖間隔Tdelay變化,其中公式(5)所示的第二脈沖間隔Tdelay作為一個(gè)單位時(shí)間使用,并且圖5I所示的預(yù)充電脈沖φpg和圖5E至5H所示的讀脈沖φB1、φB2、…φBn-1、φBn以每行預(yù)充電周期Tprch和讀周期Tread彼此在時(shí)間上不重疊的定時(shí)施加到從最后一行開(kāi)始至第一行為止的每一行中。換句話說(shuō),在電荷累積周期Ta期間,預(yù)充電脈沖φpg以每個(gè)第二脈沖間隔Tdelay連續(xù)施加,以開(kāi)始預(yù)充電周期Tprch,并且預(yù)充電電壓提供給數(shù)據(jù)線103以執(zhí)行預(yù)充電操作,其中允許雙柵極型光敏元件10的漏極保持一個(gè)預(yù)定電壓。接著,在電荷累積周期Ta和預(yù)充電周期Tprch之后,讀脈沖φBn、φBn-1、…φB2、φB1通過(guò)下柵極線102的從第n行到第一行的每一行,并以第二脈沖間隔Tdelay連續(xù)施加到光敏元件10,以開(kāi)始從第n行開(kāi)始的讀周期Tread。因此,圖5J所示的累積在雙柵極型光敏元件10中的電壓VD1、VD2、VD3…VDm的變化通過(guò)數(shù)據(jù)線103導(dǎo)入列轉(zhuǎn)換113以被讀出。
      如上所述,在第四實(shí)施例中,每行的電荷累積周期以兩倍于圖5所示的第二脈沖間隔Tdelay的時(shí)間間隔增加。換句話說(shuō),每行的電荷累積周期Ta通過(guò)下面給出的公式(10)表示Ta=2×Tdelay×L+Tparch…(10)式中L是由大于等于0的一個(gè)整數(shù)組成的變量。在第n行到第一行中的L值是0、1、2…n-2、n-1。具體來(lái)說(shuō),通過(guò)對(duì)一個(gè)屏幕的讀處理,電荷累積周期Ta被允許設(shè)定為n種作為第二脈沖間隔Tdelay兩倍的整數(shù)倍的不同值,以便于使用n種不同靈敏度執(zhí)行讀處理。第四實(shí)施例的預(yù)備讀處理讀取一個(gè)屏幕的整個(gè)區(qū)域所需的時(shí)間Tp4由下面給出的公式(11)表示Tp4=Tdelay×(2n-1)=(Treset+Tprch+Tread)×(2n-1)…(11)另外,與第三實(shí)施例的情況一樣,在電荷累積周期Ta足以包含n×Tdelay的情況下,它足以執(zhí)行涵蓋整個(gè)屏幕的一半(n/2行)的讀操作。因此,該讀操作所需的時(shí)間Tp4’由下面給出的公式(12)表示Tp4’=Tdelay×(3n/2-1)=(Treset+Tprch+Tread)×(3n/2-1)…(12)
      在第四實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制法中,電荷累積周期Ta以兩倍于第二脈沖間隔Tdelay的時(shí)間間隔而變化。因此,與第三實(shí)施例的情況一樣,不可能使用第二脈沖間隔Tdelay精確調(diào)節(jié)電荷累積周期Ta。但是,通過(guò)對(duì)整個(gè)屏幕的預(yù)讀處理,電荷累積周期能夠以兩倍于第三實(shí)施例中的電荷累積周期的值來(lái)設(shè)置。例如,在使用256行傳感器陣列100的情況下,靈敏度可調(diào)節(jié)至512級(jí),從而可通過(guò)比第三實(shí)施例范圍更廣的靈敏度設(shè)置值來(lái)獲得圖象。而且,在根據(jù)第四實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制法中,復(fù)位脈沖以第二脈沖間隔Tdelay連續(xù)施加到每行。因此,由上柵極驅(qū)動(dòng)器提供的復(fù)位脈沖在一個(gè)時(shí)刻僅僅提供給一個(gè)光敏元件。因此,第四實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于不需要象第三實(shí)施例那樣具備大的驅(qū)動(dòng)能力。
      如上所述,在根據(jù)第四實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制法中,即使在使用小驅(qū)動(dòng)能力的上柵極驅(qū)動(dòng)器的情況下,通過(guò)只讀取整個(gè)屏幕一次也可以獲得對(duì)應(yīng)于行數(shù)的靈敏度范圍比第三實(shí)施例更廣的多種靈敏度的檢測(cè)結(jié)果,從而可獲得靈敏度調(diào)節(jié)所需的更多信息。當(dāng)然,驅(qū)動(dòng)電路可以被縮減,并且可獲得對(duì)應(yīng)于環(huán)境條件和被檢測(cè)實(shí)物的大范圍變化的一個(gè)最佳檢測(cè)靈敏度值。
      另外,由于需要改變?cè)趶?fù)位操作中從第一行到第n行以及在讀操作中從第n行到第一行的信號(hào)脈沖的施加順序,所以下柵極驅(qū)動(dòng)器112的移位寄存器必須具備一種用于轉(zhuǎn)換移位方向的功能。
      而且,在上述實(shí)施例中,每行的復(fù)位脈沖、讀脈沖和預(yù)充電脈沖以Tdelay的時(shí)間間隔施加。但是可將該時(shí)間間隔的值設(shè)置為間隔Tdelay的整數(shù)倍。還能夠以整數(shù)倍于間隔Tdelay的時(shí)間間隔把這些脈沖施加到每行,而不是每行都采用固定的脈沖施加間隔。
      &lt;第五實(shí)施例&gt;
      圖6A至6N的定時(shí)圖表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法中的每行的處理操作的定時(shí)。類(lèi)似于第三和第四實(shí)施例,第五實(shí)施例的目的在于預(yù)備讀處理中的驅(qū)動(dòng)控制法。
      在根據(jù)第五實(shí)施例的用于預(yù)備讀處理的驅(qū)動(dòng)控制法中,復(fù)位脈沖φT1、φT2、…φTn/2、φTn/2+1、…φTn-1和φTn通過(guò)上柵極線101而以公式(5)所示的第二脈沖間隔Tdelay從第一行開(kāi)始至第n行止施加到雙柵極型光敏元件10,從而開(kāi)始復(fù)位周期Treset,并因此而初始化每行的雙柵極型光敏元件10,其中上柵極線101在行方向上與上柵極端TG連接。當(dāng)復(fù)位周期Treset終止時(shí),電荷累積周期Ta開(kāi)始,因此,根據(jù)從每行的雙柵極光敏元件的上柵極側(cè)入射的光量,電荷(空穴)在溝道區(qū)中累積。
      而且,在復(fù)位脈沖施加期間,圖6L至6G所示的讀脈沖φBn、φBn-1、…φBn/2+1、φBn/2、…φB2和φB1以第二脈沖間隔Tdelay而從第n行開(kāi)始至第一行連續(xù)施加到下柵極線102的每行。而且,圖6M所示的預(yù)充電脈沖φpg根據(jù)讀脈沖φBn/2、…φB2、φB1而以第二脈沖間隔Tdelay連續(xù)施加到第n/2行及以下行,以執(zhí)行讀操作。
      在最低一行的復(fù)位脈沖φTn降至較低電平之后并且在經(jīng)過(guò)第二脈沖間隔Tdelay之后,對(duì)應(yīng)于讀脈沖的預(yù)充電脈沖φpg以第二脈沖間隔Tdelay而從最低一行(第n行)至第n/2+1行再一次連續(xù)施加,同時(shí),讀脈沖φBn、φBn-1、…φBn/2+1連續(xù)施加以執(zhí)行讀操作。
      在這種模式中,圖6N所示的電壓VD1、…VDm的變化通過(guò)數(shù)據(jù)線103進(jìn)入列轉(zhuǎn)換113以被讀出,其中電壓VD1、…VDm的變化與為每行設(shè)置的電荷累積周期Ta期間累積的電荷一致。
      在第五實(shí)施例中,每行的電荷累積周期Ta通過(guò)公式(13)表示,涉及第一行到第n/2行Ta=2Tdelay×K+Tprch…(13)從第n/2+1行到第n行的Ta由公式(14)表示
      Ta=Tdelay×K+Tprch…(14)式中K是由大于等于0的一個(gè)整數(shù)組成的變量。第一行到第n/2行的K值是n-2,n-4…0。第n/2+1行到第n行的K值是n-1,n-3…3,1。具體來(lái)說(shuō),各行的K值變化是不連續(xù)的,而是斷續(xù)的,其中在相鄰的k值之間插入了一個(gè)整數(shù)。但從整體上來(lái)說(shuō),K值是以從0到n-1的n級(jí)而逐步變化。由此可見(jiàn),通過(guò)對(duì)一個(gè)屏幕的讀操作,電荷累積周期Ta能夠以第二脈沖間隔Tdelay整數(shù)倍的時(shí)間間隔而設(shè)定為n種不同值,以便于使用n種不同的靈敏度執(zhí)行讀處理。
      在第五實(shí)施例的預(yù)備讀處理中,讀取一個(gè)屏幕所需的時(shí)間Tp5由公式(15)表示。
      Tp5=Tdelay×(3n/2+1)=(Treset+Tprch+Tread)×(3n/2+1)…(15)由此可見(jiàn),與第四實(shí)施例的情況一樣,根據(jù)基于本發(fā)明第五實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制法,電荷累積周期在相鄰行之間以兩倍于第二脈沖間隔Tdelay的時(shí)間間隔而變化。但是,在考慮整個(gè)屏幕時(shí),可以使用與第三實(shí)施例中相同的范圍和相同的設(shè)置間隔來(lái)獲得一個(gè)圖象。而且,在根據(jù)第五實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制法中,復(fù)位脈沖以第二脈沖間隔Tdelay連續(xù)施加到各行,因此其優(yōu)點(diǎn)在于上柵極驅(qū)動(dòng)器不需要象第三實(shí)施例一樣具備大驅(qū)動(dòng)能力。
      根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制法,通過(guò)只讀取整個(gè)屏幕一次,可使用對(duì)應(yīng)于行數(shù)的多種靈敏度來(lái)獲得與第三實(shí)施例中有同樣精度的檢測(cè)結(jié)果。因而可以縮減驅(qū)動(dòng)電路并且可以獲得與環(huán)境條件和被檢測(cè)實(shí)物的變化一致的合適的檢測(cè)靈敏度的值。
      順便說(shuō),信號(hào)脈沖施加順序在復(fù)位操作中是從第一行到第n行并且在讀操作中是從第n行到第1行而變化的,從而使下柵極驅(qū)動(dòng)器112的移位寄存器必須具備移位方向的轉(zhuǎn)換功能。
      在上述實(shí)施例中,每行讀脈沖和預(yù)充電脈沖的施加間隔以Tdelay設(shè)置。但是,所設(shè)置的施加間隔的值也可以是Tdelay的整數(shù)倍。而且,每行的施加間隔可以不是常數(shù)。換句話說(shuō),可以使施加間隔逐行不同并且其值可以是Tdelay的整數(shù)倍。
      權(quán)利要求
      1.一種包括多行的光敏元件陣列的驅(qū)動(dòng)控制法,每個(gè)陣列具有排列形成一個(gè)矩陣的多個(gè)光敏元件,包括第一步驟用于把復(fù)位脈沖施加到所述光敏元件陣列的預(yù)定行,以初始化所述行中的多個(gè)光敏元件;第二步驟在完成所述初始化之后,在用于累積由光輻射產(chǎn)生的電荷的電荷累積周期之后,并且在預(yù)定充電脈沖施加到所述多個(gè)光敏元件的預(yù)充電操作之后,用于把讀脈沖施加到所述行的多個(gè)光敏元件中,以輸出通過(guò)所述電荷累積周期期間累積的電荷而產(chǎn)生的電壓,以作為輸出電壓;其中施加每行預(yù)充電脈沖和讀脈沖的定時(shí)設(shè)置為在時(shí)間上彼此不重疊,并且各行的電荷累積周期在至少兩個(gè)不同行之間具有一個(gè)重疊周期。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中所述復(fù)位脈沖在所述第一步驟連續(xù)施加到光敏元件陣列的各行,以連續(xù)初始化所述多個(gè)光敏元件,并且在所述初始化之后,在預(yù)定電荷累積周期之后并且在完成由所述預(yù)充電脈沖執(zhí)行的預(yù)充電操作之后,讀脈沖在所述第二步驟中連續(xù)施加到所述多個(gè)光敏元件,以連續(xù)輸出通過(guò)所述電荷累積周期期間累積的電荷而產(chǎn)生的電壓,以作為輸出電壓。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中在所述第二步驟中的每行的所述預(yù)充電脈沖和所述讀脈沖的施加周期等于或大于預(yù)充電脈沖的脈沖寬度和讀脈沖的脈沖寬度之和。
      4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中在所述第一步驟中的每行的所述復(fù)位脈沖的施加周期和在所述第二步驟中的每行的所述預(yù)充電脈沖和所述讀脈沖的施加周期等于或大于預(yù)充電脈沖的脈沖寬度和讀脈沖的脈沖寬度之和。
      5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中在所述第一步驟中的每行的所述復(fù)位脈沖的施加周期和在所述第二步驟中的每行的所述預(yù)充電脈沖和所述讀脈沖的施加周期等于或大于在第一步驟中的復(fù)位脈沖的脈沖寬度、在所述第二步驟中的預(yù)充電脈沖的脈沖寬度和讀脈沖的脈沖寬度之和。
      6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中在所述第二步驟中的所述電荷累積周期以一個(gè)周期來(lái)設(shè)置,在該周期中,第二步驟中的每行的所述預(yù)充電脈沖和所述讀脈沖的施加時(shí)間構(gòu)成一個(gè)單位時(shí)間。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中每個(gè)所述光敏元件包括一個(gè)源極和一個(gè)漏極,具有一個(gè)由置于它們之間的半導(dǎo)體層構(gòu)成的溝道區(qū);以及至少在所述溝道區(qū)的上部和下部形成的、有絕緣層置于其間的第一電極和第二電極,其中電荷以對(duì)應(yīng)于照射到所述溝道區(qū)的光量的量產(chǎn)生并且累積。
      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中所述復(fù)位脈沖在所述第一步驟施加到所述光敏元件的所述第一電極,以初始化所述光敏元件;并且所述預(yù)充電脈沖在所述第二步驟施加到光敏元件的所述漏極,并且所述讀脈沖在完成通過(guò)施加預(yù)充電脈沖而執(zhí)行的預(yù)充電操作之后施加到光敏元件的所述第二電極,以輸出作為輸出電壓的漏極電壓。
      9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中在所述第二步驟中的每行的所述預(yù)充電脈沖和所述讀脈沖的施加周期等于或整數(shù)倍于在所述第二步驟中的預(yù)充電脈沖的脈沖寬度和讀脈沖的脈沖寬度之和。
      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中所述第二步驟中的各行的所述電荷累積周期等于或整數(shù)倍于所述和值,并且根據(jù)行數(shù)而設(shè)置為彼此不同。
      11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中所述復(fù)位脈沖在所述第一步驟同時(shí)施加到所述光敏元件陣列的各行,并且所述預(yù)充電脈沖在所述第二步驟以等于或整數(shù)倍于所述和值的時(shí)間間隔施加,并且所述讀脈沖施加到每行。
      12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中所述復(fù)位脈沖在所述第一步驟以等于或整數(shù)倍于所述和值的時(shí)間間隔施加到所述光敏元件陣列的每行,在完成復(fù)位脈沖對(duì)所有行的施加之后,所述預(yù)充電脈沖在所述第二步驟施加并且讀脈沖以復(fù)位脈沖在第一步驟施加到光敏元件陣列每行的順序相反的順序施加到每行。
      13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光敏元件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制法,其中所述復(fù)位脈沖在所述第一步驟以等于或整數(shù)倍于所述和值的時(shí)間間隔連續(xù)施加到所述光敏元件陣列的每行;與所述第一步驟同步,所述預(yù)充電脈沖在所述第二步驟施加,并且讀脈沖以復(fù)位脈沖在第一步驟施加到光敏元件陣列每行的順序相反的順序施加到每行;并且在完成預(yù)充電電壓施加和讀脈沖施加之后,并且在所述時(shí)間之和經(jīng)過(guò)之后,所述預(yù)充電脈沖被施加而且讀脈沖以讀脈沖施加到每行的順序相同的順序并且以等于或整數(shù)倍于所述時(shí)間之和的時(shí)間間隔再次施加到每行。
      全文摘要
      通過(guò)允許各行處理周期彼此部分重疊可縮短一個(gè)屏幕的讀處理時(shí)間,通過(guò)防止復(fù)位周期、預(yù)充電周期和讀周期在時(shí)間上彼此重疊可以精確地執(zhí)行讀操作。上述的驅(qū)動(dòng)控制法中,各行的電荷累積時(shí)間在各行同時(shí)或連續(xù)復(fù)位之后變化,并且讀操作被執(zhí)行。通過(guò)整個(gè)屏幕的讀處理,可獲得通過(guò)使用對(duì)應(yīng)于行數(shù)而在數(shù)量上不同的電荷累積周期來(lái)讀取圖象,從而可根據(jù)如此獲得的圖象數(shù)據(jù)獲取一個(gè)最佳檢測(cè)靈敏度的值。
      文檔編號(hào)H04N5/353GK1300500SQ00800538
      公開(kāi)日2001年6月20日 申請(qǐng)日期2000年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月9日
      發(fā)明者角忍, 中村善亮 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社
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