CN100383802C - 图像读取装置及其驱动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像读取装置，它读取放置在传感器阵列(100)之检测表面上的媒介的图像图案。在等待状态下，切断传感器阵列(100)和驱动控制器(110，120)之间的电连接，并检测媒介是否放置在检测表面上。当媒介放置在检测表面上时，电连接传感器阵列(100)和驱动控制器(110，120)，并且开始图像读取操作。在图像读取操作期间媒介与检测表面分离的情况下，暂停图像读取操作，并将图像读取装置设定为等待状态。

Description

图像读取装置及其驱动控制方法

技术领域

本发明涉及一种图像读取装置。特别地，本发明涉及一种具有由多个传感器形成的传感器阵列的图像读取装置，其中在传感器阵列上放置具有图像图案的媒介，使得媒介与该阵列接触，并且通过驱动传感器阵列执行扫描来读取媒介的图像图案。

背景技术

通常，作为用于读取二维图像图案(例如印刷图、照片或指纹或具有微小高度的其它图案)的技术，已经知道一种具有传感器阵列的图像读取装置，该传感器阵列由以矩阵或线性排列的光电转换元件形成，这种图像读取装置通过驱动传感器阵列以执行扫描，读取媒介的图像图案，媒介与提供在传感器阵列上的检测表面相接触。

由于近年来社会对人员和公司信息的管理和保护或者防止犯罪之可靠性的需求，因此现在正在对这种图像读取装置进行深入的研究和开发，以便将这种技术应用于所谓的生物测量鉴定技术中，生物测量鉴定技术用于通过检查例如对于生物体特定的指纹等信息来识别个体。

在这种图像读取装置应用于指纹读取装置等的情况中，当作为开始图像读取操作的动因，检测到在图像读取装置的传感器阵列的检测表面上存在例如手指等媒介时，一个这种装置开始图像读取操作。

如图18所示，这种具有用于检测媒介放置之功能的图像读取装置通常包括：由以矩阵形式排列的多个传感器10p形成的传感器阵列100p，设置在传感器阵列100p上的媒介检测器30p，用于在检测到手指(媒介)FG放置时输出控制信号从而开始图像读取操作的检测电路，以及用于当接收到控制信号时驱动传感器阵列100p的驱动电路50p。

但是，这种图像读取装置具有下列的问题。

即，为了检测是否放置了媒介，需要使媒介检测器30p和检测电路40p总是处于操作状态下。并且即使在没有执行图像读取操作时，也总是将预定偏置电压施加到传感器阵列100p上。因此，偏置电压会长时间施加在传感器10p上，并且使传感器10p的传感性能逐渐变差。

另外，传感器阵列100p的一端总是接地。因此，在媒介带有静电的情况下，部分静电可能会通过传感器阵列100p向地电势放电。这会损坏传感器10p和驱动电路50p，或者导致故障。

还有，根据这种图像读取装置，如上所述，在检测到媒介被放置时，开始图像读取操作。一旦开始图像读取操作，传感器阵列100p就将继续被驱动，至少直到该操作完成对全部图像数据的读取为止。因此，即使在图像读取操作中间由于某些原因导致媒介与传感器10p失去接触的情况下，该图像读取操作也会继续执行，从而导致获取到不完整的图像数据。这导致无效的操作并浪费了执行该操作所需的时间。

另外，假设在户外或者外部光强度非常高的环境中使用这种图像读取装置。并且假设在该环境中，在如图19A所示手指(媒介)FG放置在检测表面100s上时开始图像读取操作，然后如图19B所示，使手指(媒介)FG离开检测表面100s。在这种情况下，如果如上所述继续图像读取操作，并且如果传感器10p为光传感器时，传感器10p在被驱动的同时，将会接收到具有高光强度的外部光。因此，过载电流将流过传感器10p，并且可能极大地损坏传感器10p的性能。

发明内容

本发明涉及一种图像读取装置，用于读取放置在由多个传感器排列而形成的检测表面上的媒介的图像，并且优点在于通过克服以下问题，可以改进图像读取装置的可靠性并且改进图像读取装置的使用方便性，这些问题包括：由于长时间向传感器施加偏置电压而导致传感器性能变差；以及即使在图像读取操作期间媒介与检测表面分离时，图像读取操作仍然继续，从而导致获得不完整的图像数据，造成无效操作和时间浪费。

为了实现上述优点，根据本发明的一种图像读取装置，包括：传感器阵列，它通过排列多个传感器而形成，并具有放置媒介的检测表面；驱动控制器，它执行向传感器阵列的每个传感器提供预定的驱动控制信号、并读取放置在检测表面上的媒介的图像图案的图像读取操作；媒介检测器，它检测媒介放置在检测表面上的放置状态；连接开关控制器，其控制电连接以便：在媒介检测器检测到媒介放置在所述检测表面上时，将传感器阵列的每个传感器的一端与另一端分别连接到所述驱动控制器与接地电势，以及在媒介检测器检测到媒介与所述检测表面分离时，切断传感器阵列的每个传感器与所述驱动控制器的电连接以及传感器阵列的每个传感器与所述接地电势的电连接；和操作控制器，它至少根据媒介检测器对媒介放置状态的检测结果，来控制驱动控制器的操作状态。

连接开关控制器包括设置在传感器阵列和驱动控制器之间的开关单元。连接开关控制器在等待状态下控制切断至少传感器阵列和驱动控制器之间的电连接，在媒介检测器检测到媒介放置在检测表面上的情况下，控制将传感器阵列和驱动控制器电连接起来，以及在媒介检测器检测到媒介与检测表面分离的情况下或在驱动控制器控制的图像读取操作已经完成了媒介的图像图案之读取的情况下，控制切断传感器阵列和驱动控制器之间的电连接。

媒介检测器包括例如：设置在检测表面上的电极层；和检测电极层之电容变化的电容变化检测器。媒介检测器根据对媒介放置状态的检测结果向开关单元提供用于控制开关单元的开关控制信号，在它检测到媒介放置在检测表面的情况下，向开关单元提供用于使传感器阵列和驱动控制器电连接的开关控制信号；以及在它检测到媒介与检测表面分离的情况下，向开关单元提供用于切断传感器阵列和驱动控制器之间电连接的开关控制信号。

操作控制器控制驱动控制器，以使当媒介检测器检测到媒介放置在检测表面时，驱动控制器开始图像读取操作；以及在驱动控制器执行图像读取操作的同时，当媒介检测器检测到媒介与检测表面分离时，控制驱动控制器暂停图像读取操作，并通过切断对至少驱动控制器的驱动电压供应，将驱动控制器设定为等待状态。

图像读取装置包括一报警单元，该报警单元包括显示单元和声音单元中的至少一个，并且向外部通知关于图像读取装置操作状态的信息，以及在驱动控制器执行图像读取操作的同时，媒介检测器检测到媒介与检测表面分离的情况下，操作控制器执行预定的报警操作。

为了实现上述优点，根据本发明的用于图像读取装置的驱动控制方法包括：切断传感器阵列的每个传感器的一端与另一端和驱动控制器之间的电连接以及所述传感器的所述一端与另一端与所述接地电势之间的电连接并将图像读取装置设定为等待状态；检测媒介放置在传感器阵列的检测表面上的放置状态；和当检测到媒介放置在检测表面上时，分别使传感器阵列的每个传感器的一端与另一端和驱动控制器和接地电势电连接。

根据本发明的用于图像读取装置的驱动控制方法还包括：当检测到媒介与检测表面分离时，切断传感器阵列和驱动控制器之间电连接的步骤；当检测到媒介放置在检测表面上时，开始用于读取媒介图像图案的图像读取操作的步骤；和当在执行图像读取操作的同时检测到媒介与检测表面分离时，暂停图像读取操作的步骤。

附图说明

在阅读下面的详细说明以及附图之后，本发明的这些和其它目的和优点将变得更加明显。

图1A示出了双栅极光传感器的结构的横截面图；

图1B示出了双栅极光传感器的等效电路图；

图2示出了双栅极光传感器的基本驱动控制方法的例子的时序图；

图3A到图3G示出了双栅极光传感器的操作原理的示意图；

图4A和图4B示出了双栅极光传感器的输出电压的光响应特性；

图5示出了光传感器系统的示意性结构图，该光传感器系统包括通过将双栅极光传感器二维排列而形成的光传感器阵列；

图6示出了图像读取装置的主要部分的横截面图，将包括通过将双栅极光传感器二维排列而形成的光传感器阵列的光传感器系统应用到该图像读取装置；

图7A示出了图像读取装置的一个例子的结构示意图，其中电容检测方法使用到该图像读取装置中作为媒介检测方法；

图7B和图7C示出了用于说明根据电容检测方法的媒介检测方法的示意图；

图8示出了图像读取装置的一个例子的结构示意图，其中电阻检测方法使用在该图像读取装置中来作为媒介检测方法；

图9A和图9B示出了图像读取装置的一个例子的结构示意图，其中另一种类型的电阻检测方法使用在该图像读取装置中作为媒介检测方法；

图10示出了图像读取装置的一个例子的结构示意图，其中利用膜片开关的电阻检测方法使用在该图像读取装置中作为媒介检测方法；

图11示出了根据本发明第一实施例的图像读取装置的整个结构的方块图；

图12示出了根据本发明第一实施例的图像读取装置的主要部分的结构示意图；

图13示出了根据本发明第一实施例的图像读取装置的主要部分的电路结构示意图；

图14示出了在根据本发明第一实施例的图像读取装置应用于指纹读取装置的情况下，在媒介刚刚接触检测表面之后的状态的示意图；

图15示出了在根据本发明第一实施例的图像读取装置应用于指纹读取装置的情况下，当开始图像读取操作时的状态的示意图；

图16示出了根据本发明第二实施例的图像读取装置的主要部分的结构示意图；

图17示出了根据第二实施例的图像读取装置的驱动控制操作的流程图；

图18示出了具有检测是否放置了媒介之功能的传统图像读取装置的例子的结构示意图；

图19A和图19B示出了说明传统图像读取装置的问题的示意图。

具体实施方式

下面将根据附图所示的实施例来说明本发明的图像读取装置和驱动控制方法。

首先，将说明适用于本发明图像读取装置的传感器的结构。作为可应用于本发明图像读取装置的传感器，可以使用固态图像传感器，例如CCD(电荷耦合装置)。

众所周知，CCD具有由光传感器之矩阵形成的结构，光传感器例如为光电二极管和薄膜晶体管(TFT)。CCD利用水平扫描电路和垂直扫描电路，通过检测根据照射到每个光传感器之光接收部分上的光的量而产生的电子-空穴对的量(电荷量)，来检测照射在其上的光的强度。

根据使用这种CCD的图像读取装置，必须分别为每个光传感器提供一选择晶体管，选择晶体管用于当扫描该光传感器时将光传感器置于被选择状态。因此，存在下面的问题：随着被检测的像素的数目增加，系统自身的尺寸也会更大。

为了克服这一问题，近来已经开发出具有所谓的双栅极结构的薄膜晶体管(下称“双栅极晶体管”)。这种双栅极晶体管具有光传感器的光电感应功能，也具有选择晶体管的功能。利用这种双栅极晶体管，可以使系统更小和使像素密度更高(或使系统可以读取更精确的图像)。这种双栅极晶体管可用于本发明的图像读取装置。

现在，参照附图，将说明适用于本发明图像读取装置的由双栅极晶体管构成的光传感器(下称“双栅极光传感器”)。

<双栅极光传感器>

图1A和1B示出双栅极光传感器的示意性结构的横截面图。

如图1A所示，这种双栅极光传感器10包括半导体层(沟道层)11、杂质层17和18、漏电极12、源电极13、块绝缘膜14、顶部栅极绝缘膜15、底部栅极绝缘膜16、顶部栅电极(第一栅电极)21、和底部栅电极(第二栅电极)22。半导体层11由非晶硅等形成，它在受到激发光(可见光)照射时将产生电子-空穴对。由n⁺硅制成的杂质层17和18分别位于半导体层11的两端上。漏电极12和源电极13由铬、铬合金、铝、铝合金等中的任何一种制成，分别形成在杂质层17和18上并且对于可见光是不透明的。顶部栅电极21由氧化锡(SnO.sub.2)薄膜、ITO(氧化铟锡)薄膜等透明电极层制成，经由过块绝缘膜14和顶部栅极绝缘膜15而形成在半导体层11的上方(附图的上部)并且对于可见光显示了透射性。底部栅电极22由铬、铬合金、铝、铝合金等中的任何一种制成，经由底部栅极绝缘膜16而形成在半导体层11的下方(附图的下部)，并且对于可见光是不透明的。具有这种结构的双栅极光传感器10形成在例如玻璃衬底等透明绝缘衬底19上。

在图1A中，顶部栅极绝缘膜15、块绝缘膜14、底部栅极绝缘膜16、设置在顶部栅电极21上的保护绝缘膜20、以及位于最高水平面上的透明电极层30的每个都由例如氮化硅、氧化硅、ITO等材料制成，这些材料对于激发半导体层11的可见光具有高的透射性。因此，双栅极光传感器10仅能检测从附图上侧入射的光。

这种双栅极光传感器10由图1B所示的等效电路来整体表示。在图1B中，TG表示与顶部栅电极21电连接的顶部栅极接线端，BG表示与底部栅电极22电连接的底部栅极接线端，S表示与源电极13电连接的源极接线端，以及D表示与漏电极12电连接的漏极接线端。

下面，将参照附图说明上述双栅极光传感器的驱动控制方法。

图2示出用于这种双栅极光传感器的基本驱动控制方法的一个例子的时序图。图3A到3G示出了用于说明这种双栅极光传感器之操作原理的示意图。图4A和4B示出这种双栅极光传感器的输出电压的光响应特性的示意图。下面，将及时参照上述的双栅极光传感器的结构(图1)来进行说明。

在复位操作(初始化操作)中，如图2A和3A所示，将脉冲电压(下称为“复位脉冲”；例如Vtg＝+15V的高电平)φTi提供到双栅极光传感器10的顶部栅极接线端TG上，从而释放半导体层11中以及块绝缘膜14和半导体层11之间的接触面周围所存储的载流子(这里为空穴)(复位周期Trst)。

然后，如图2和图3B所示，在光存储操作(电荷存储操作)中，向顶部栅极接线端TG施加低电平(例如Vtg＝-15V)的偏置电压φTi，从而结束复位操作并开始用于载流子存储操作的光存储周期Ta。在光存储周期Ta中，根据来自顶部栅电极21侧的入射光的量，在入射光有效区域，即半导体层11的载流子产生区域产生电子-空穴对。从而，将空穴存储在半导体11中以及块绝缘膜14和半导体层11之间的接触面周围，即沟道区域周围。

在预充电操作中，如图2和图3C所示，在光存储周期Ta的同时，根据预充电信号φpg，向漏极接线端D施加预定电压(预充电电压)Vpg，从而为漏电极12充电(预充电周期Tprch)。

然后，如图2和图3D所示，在预充电周期Tprch过后，在读取操作中，向底部栅极接线端BG(被选择状态)施加高电平(例如Vbg＝+10V)的偏置电压(读取选择信号；此后称为“读取脉冲”)φBi。响应于该偏置电压的施加，双栅极光传感器10被接通(读取周期Tread)。

在读取周期Tread中，存储在沟道区域中的载流子(空穴)工作在具有相反极性且施加到顶部栅极接线端TG的电压Vtg(-15V)变弱的方向。因此，利用施加到底部栅极接线端BG上的电压Vbg(+10V)，可以形成n沟道。以及如图4A所示，根据漏电流，漏极接线端D的电压(漏电压)VD表现出随着时间的推移从预充电电压Vpg逐渐变小的趋势。

即，如图3D所示，在光存储周期Ta的光存储状态为亮状态的情况下，在沟道区域中捕获了与入射光的量对应的的载流子(空穴)。这些载流子可以工作来消除施加到顶部栅极接线端TG上的负偏压。根据所消除的量，通过施加到底部栅极接线端BG上的正偏压，可以将双栅极光传感器10接通。以及如图4A所示，漏电压VD根据接通电阻而降低，接通电阻对应于入射光的量。

另一方面，如图3E所示，在光存储状态为载流子(空穴)没有存储在沟道区域中的暗状态的情况下，通过向顶部栅极接线端TG施加负偏压，可以消除底部栅极接线端BG的正偏压。从而，可以将双栅极光传感器10断开，并且如图4A所示，可以将漏电压VD保持为几乎与其原来一样。

因此，如图4A所示，漏电压VD的变化趋势与从向顶部栅极接线端TG施加复位脉冲φTi的复位操作结束开始到向底部栅极接线端BG施加读取脉冲φBi之间的时间周期(光存储周期Ta)内接收到的光的量非常相关。如果所存储的载流子的量很大(亮状态)，则漏电压VD急剧下降。如果所存储的载流子的量很小(暗状态)，则漏电压VD缓慢减小。由于这种特性，因此可以通过在读取周期Tread开始后经过预定时间时检测漏电压VD(Vrd)，或者通过检测预充电电压Vpg达到被设定作为参考值的预定阈值电压所需的时间周期，可以计算出到达双栅极光传感器10的入射光(照射光)的量。

上述的图像读取操作序列在一个周期内执行。通过对第(i+1)线中的双栅极光传感器10同样重复执行该操作序列，可以将双栅极光传感器10作为二维传感器系统来操作。

如果在图2所示的时序图中预充电周期Tprch过后，如图3F和3G所示，向底部栅极接线端BG施加低电平(例如Vbg＝0V)电压的状态继续，则双栅极光传感器10将继续被断开。且如图4B所示，漏电压VD的电平保持与预充电电压Vpg的电平接近。根据施加到底部栅极接线端BG上的电压类型，可以实现用于使双栅极光传感器10的读取状态在被选择状态和非选择状态之间切换的选择功能。

<光电传感系统>

下面，将参照附图对具有通过以预定方法排列上述双栅极光传感器而形成的光传感器阵列的图像读取装置进行说明。这里，将说明通过将多个双栅极光传感器以二维排列而形成的光传感器阵列。但是，不必多说，也可以采用通过将多个双栅极光传感器在X方向上一维排列而形成的线形传感器阵列，从而可以通过在与X方向垂直的Y方向上移动该线形传感器阵列，来扫描二维区域。

图5示出光传感器系统的示意性结构，光传感器系统包括通过将双栅极光传感器二维排列而形成的光传感器阵列。

如图5所示，光传感器系统包括光传感器阵列100、顶部栅极线101、底部栅极线102、漏极线(数据线)103、源极线(公共线)104、顶部栅极驱动器110、底部栅极驱动器120、和漏极驱动器130。通过将多个双栅极光传感器10排列为n行×m列(n和m为任意自然数)的矩阵形式，形成光传感器阵列100。每个顶部栅线101都是通过连接双栅极光传感器10的顶部栅极接线端TG(顶部栅电极21)而在行方向上延伸的线。每个底部栅线102都是通过连接双栅极光传感器10的底部栅极接线端BG(底部栅电极22)而在行方向上延伸的线。每个漏极线103都是通过连接双栅极光传感器10的漏极接线端D(漏电极12)而在列方向上延伸的线。每个源极线104都是通过连接双栅极光传感器10的源极接线端S(源电极13)而在列方向上延伸的线，并且连接到地电势。顶部栅极驱动器110与顶部栅极线101连接。底部栅极驱动器120与底部栅极线102连接。漏极驱动器130与漏极线103连接，并包括列开关131、预充电开关132、和放大器133。

每个顶部栅极线101都由例如ITO等透明电极层以及图1所示的顶部栅电极21制成。各底部栅极线102、各漏极线103、和各源极线104都由相对于激发光为不透明的材料分别和底部栅电极22、漏电极12和源电极13一起制成。向源极线104施加根据预充电电压Vpg而设定的下述恒定电压Vss。但是，可以将源极线104设定为地电势(GND)。

在图5中，φtg表示用于产生信号φT1、φT2、…、φTi、…φTn的控制信号，信号φT1、φT2、…、φTi、…φTn可以作为复位电压或光载流子存储电压而被选择性输出。Φbg表示用于产生信号φB1、φB2、…φBi、…φBn的控制信号，信号φB1、φB2、…φBi、…φBn可以作为读取电压或非读取电压而被选择性地输出。Φpg表示用于控制施加预充电电压Vpg的时序的预充电信号。应当注意，在图5所示的每个双栅极光传感器10中，词汇“漏极”和“源极”是为了方便起见而分别被固定用作漏极侧的接线端和源极侧接线端。但是，不必多说，各接线端的功能可以根据图像读取装置(双栅极光传感器10)的操作状态而切换。

在这种结构中，通过将顶部栅极驱动器110输出的信号φTi(i为任意自然数；i＝1，2，…n)经过顶部栅极线101施加到顶部栅极接线端TG，可以实现光检测功能。通过将信号φBi从底部栅极驱动器120经过底部栅线102施加到底部栅极接线端BG，经过漏极线103将检测信号接收到漏极驱动器130，并通过将其作为串行数据或并行数据的输出电压Vout输出，实现选择性读取功能。

图6示出了上述光传感器系统所应用的图像读取装置(指纹读取装置)的主要部分的横截面图。在图6中，为了说明和解释，将省略用于表示光传感器系统之横截面部分的阴影。

如图6所示，在用于读取图像图案例如指纹的图像读取装置中，从位于例如玻璃衬底等绝缘衬底19下方的背景光(平面光源)BL照射出照射光La，其中绝缘衬底19上形成双栅极光传感器10。该照射光La穿过除了形成双栅极光传感器10(特别是，底部栅电极22、漏电极12和源电极13)的区域以外的透明绝缘衬底19和绝缘膜15、16和20，照射到放置在透明电极层30的检测表面(指纹检测表面)30a上的手指(媒介)40。

在通过指纹读取装置的指纹读取操作中，当手指40的皮肤表面层41处的半透明层触摸到形成在光传感器阵列100的最上层的透明电极层30时，具有低折射率的空气层将从透明电极层30和皮肤表面层41之间接触面消失。皮肤表面层41的厚度大于650nm。因此，进入指纹42突出部分42a内部的照射光La将经过皮肤表面层41而传播并同时被散射和反射。传播光La的一部分穿过透明电极层30和透明绝缘膜20、15和14以及顶部栅电极21，并作为激励光到达双栅极光传感器10的半导体层11。将光到达双栅极光传感器10的半导体层11时产生的载流子(正的空穴)存储，双栅极光传感器10排列在对应于手指40的突出部分42a的位置。因此，可以根据上述的驱动控制方法序列将手指40的图像图案作为亮/暗信息而读出。

在指纹42的凹下部分42b处，照射光La经过透明电极层30的检测表面30a和空气层之间的接触面，到达空气层之外的手指40，并在皮肤表面层41中散射。由于皮肤表面层41比空气具有更高的折射比，因此以特定角度穿过空气层和皮肤表面层41之间接触面并到达皮肤表面层41的光Lc不容易进入空气层。这就防止了光到达双栅极光传感器10的半导体层11，半导体层11设置在对应凹下部分42b的位置处。

如上所述，通过使用例如ITO等透明导电材料作为透明电极层30，照射到放置在透明电极层30上的手指的光理想地将被散射和反射到各双栅极光传感器10的半导体层11。因此，优选地，在不降低手指(媒介)40读取操作的读取灵敏度的情况下，执行媒介的图像图案(指纹)的读取。

<媒介检测方法>

下面，将参照附图说明可用于本发明图像读取装置的用于检测媒介放置状态的媒介检测方法的例子。

作为媒介检测方法，正如下面将说明的，可以采用电容检测方法、电阻检测方法以及各种其他方法。

首先，图7A示出了电容检测方法作为媒介检测方法所应用的图像读取装置的例子的示意性结构。示意性地，这种图像读取装置包括透明电极层30、检测电路40z和反向并联二极管电路DCz。透明电极层30形成为几乎覆盖了光传感器阵列100的阵列区域的全部表面，光传感器阵列100是由多个光传感器10以矩阵形式排列而形成的。检测电路40z与透明电极层30连接，并通过检测特定电容变化来开始图像读取操作，电容变化是当媒介放置在透明电极层30上并与层30接触时，在与接地电势连接的光传感器阵列100和透明电极层30之间产生的。反向并联二极管电路DCz连接在透明电极层30和检测电路40z之间的泻流路径(escape routing)与接地电势之间。

在这种结构中，如图7B和7C所示，当例如手指FG等媒介放置在透明电极层30上并与其接触时，检测电路40z观测由于作为绝缘体的手指(人体)与光传感器阵列100中固有的电容C1接触而导致的电容变化(C1→C1+C2)。这样，就可以检测到手指FG与检测表面的接触，以及启动各驱动器并自动开始用于读取媒介的图像图案(指纹)的图像读取操作。在手指FG(人体)带有静电的情况下，电荷(静电)经过泻流路径和反向并联二极管电路DCz向接地电势放电。

下面，在图8中示出了应用电阻检测方法作为媒介检测方法的图像读取装置的示意性结构。如图8所示，这种图像读取装置包括透明电极层30x和30y，检测电路40x和反向并联二极管电路DCx和DCy。通过将由多个以矩阵形式排列的光传感器10所形成的光传感器阵列100的排列区域分割为两个部分，并在这两个部分之间保持一细缝GP，可以形成透明电极层30x和30y。检测电路40x通过向透明电极层30x和30y中的一个(例如透明电极层30x)施加直流电压，并向另一个(例如透明电极层30y)施加接地电势，可以检测到当将例如手指FG等媒介放置在透明电极层30x和30y之间并与它们接触而发生的电压变化(或电阻变化)，从而开始图像读取操作。反向并联二极管电路DCx和DCy中的每一个都连接在透明电极层30x或30y与检测电路40x之间的泻流路径和接地电势之间。

在这种结构中，当将例如手指FG等媒介放置在透明电极层30x和30y上并与其接触时，检测电路40x观测由于经由手指FG而导致透明电极层30x和30y之间短路所引起的电压变化。这样，检测电路40x检测手指FG与检测表面的接触，启动各驱动器，并自动开始用于读取媒介的图像图案(指纹)的图像读取操作。在手指FG(人体)上带有静电时，通过泻流路径和反向并联二极管电路DCx和DCy向接地电势放电。

图9A和9B示出了使用电阻检测方法的图像读取装置的另一个例子。这种图像读取装置包括透明电极层30、导电屏蔽壳30z和检测电路40y。透明电极层30形成在光传感器阵列100的顶部上。屏蔽壳30z与至少透明电极层30电断开，与接地电势连接，并位于光传感器阵列100周围。检测电路40y通过在透明电极层30上施加直流电压，来检测当例如手指FG等媒介放置在透明电极层30和屏蔽壳30z之间并与它们接触时所发生的电压变化(或电阻RL变化)，从而开始图像读取操作。

同样在这种结构中，当将例如手指FG等媒介放置在透明电极层30和屏蔽壳30z上并与其接触时，检测电路40y观测由于透明电极层30和屏蔽壳30z之间短路所引起的电压变化(电阻变化)。从而可以检测出手指FG与检测表面的接触。

另外，作为媒介检测方法的另一个例子，图10中示出了使用膜片开关的图像读取装置的例子的示意性结构，其中膜片开关可以利用放置在传感器阵列上的媒介的推力被接通。这种图像读取装置包括膜片开关30s和检测电路40s。膜片开关30s在光传感器阵列100上形成，且具有彼此垂直相对的多个电极，这些电极之间具有细缝。检测电路40s通过向膜片开关30s的各电极施加预定电压，检测由于例如手指FG的推力而导致的膜片开关30s的多个电极之间的电阻变化，从而开始图像读取操作。

同样在这种结构中，当将例如手指FG等媒介放置在膜片开关30s上时，检测电路40s观测由于媒介推力而导致的膜片开关30s的多个电极之间的电阻变化。从而可以检测出手指FG与检测表面的接触。

本发明并不局限于上述媒介检测方法。例如，可以在传感器阵列下方提供用于检测媒介推力的压力传感器。简短地说，任何可以位于传感器上或其周围、且可以根据媒介是否放置在检测表面上并与其接触而产生信号分量变化的装置都可以应用于本发明。

下面，将说明根据本发明图像读取装置的特定实施例。在下面的实施例中，将说明采用上述双栅极光传感器作为传感器的情况。但是，可用于本发明的传感器并不局限于双栅极光传感器，也可以使用例如光电二极管、TFT等其它类型的光传感器。另外，在下面的实施例中，可以使用光学光传感器。但是，也可以使用例如通过读取根据手指凸出和凹下而变化的电容来读取媒介图像的电容检测类型传感器。

另外，将说明使用上述电容检测方法作为媒介检测方法的情况。但是，媒介检测方法并不局限于此。也可以使用上述任何其他方法。

<图像读取装置的第一实施例>

图11示出了根据本发明第一实施例的图像读取装置的整个结构的方块图；图12示出根据本发明的图像读取装置的主要部分的结构示意图；图13示出根据本实施例的图像读取装置的主要部分的电路结构示意图。

下面将通过适时参照上述光传感器系统的结构来进行说明(见图5和图6)。与图1A、1B和图5中相同的部件将使用相同的附图标记来表示，并且简化或省略对它们的说明。

如图11所示，本发明的图像读取装置200包括一光传感器系统，该光传感系统包括光传感器阵列100、顶部栅极驱动器110、底部栅极驱动器120、漏极驱动器130、模数转换器(下称为A/D转换器)140以及控制器(操作控制装置)50a。光传感器阵列100是通过将上述双栅极光传感器10以矩阵形式排列而形成的。顶部栅极驱动器110在行方向上与光传感器阵列100(双栅极光传感器10)连接，并在预定的定时向双栅极光传感器10的顶部栅极TG提供预定的复位脉冲。底部栅极驱动器120在预定的定时向双栅极光传感器10的底部栅极BG提供预定的读取脉冲。漏极驱动器130包括列开关131、预充电开关132和放大器133，并向双栅极光传感器10施加预充电电压和读出数据线电压。A/D转换器140将已经读出的模拟信号的数据电压转换为由数字信号构成的图像数据。控制器50a通过控制各驱动器的操作来获取图像数据，并控制对所获得的图像数据进行预定图像处理(复加处理、校正等)。除了光传感器系统之外，图像读取装置200还包括顶部开关SWt、底部开关SWb、漏极开关SWd、接地开关SWg、检测电路(媒介检测器)40a和报警单元(警告单元)60。顶部开关SWt、底部开关SWb和漏极开关SWd分别设置在光传感器阵列100和顶部栅极驱动器110、底部栅极驱动器120以及漏极驱动器130之间，以便间断性地保持它们之间的电连接。接地开关SWg连接在光传感器阵列100和接地电势之间，并间断性地保持光传感器阵列100和接地电势之间的电连接。当检测电路40a被提供与媒介放置和接触状态相关的媒介放置信号时，检测电路40a检测媒介是否放置在光传感器阵列100上的检测表面上，控制上述顶部开关SWt、底部开关SWb、漏极开关SWd、接地开关SWg，并通过向控制器50a施加控制信号使控制器50a执行控制操作，例如开始和停止图像读取操作。报警单元60具有例如蜂鸣器、扬声器、发光灯、显示设备等警告单元。在媒介图像读取期间，媒介与检测表面分离的情况下，报警单元60利用声音、灯光、消息显示等来通知该情况。

上述电容检测方法、电阻检测方法或其他多种方法都可作为媒介检测方法来使用，它包括检测电路40a，该检测电路用于检测媒介是否放置在检测表面上。媒介检测方法必须包括例如图12所示的透明电极层30那样的机构(下称为媒介检测机构)，该机构形成在光传感器阵列100上。媒介检测机构必须例如设置在光传感器阵列100上或其周围，并具有例如电阻、电容、电压、电流等根据媒介接触状态而改变的电信号分量。检测电路40a实时监视来自媒介检测机构的媒介放置信号，并检测媒介是与检测表面接触还是与其脱离接触。在使用电容检测方法作为媒介检测方法的情况下，检测电路40a通过泻流路径PL实时监视透明电极层30中的电容变化。如果检测电路40a检测到当媒介放置在透明电极层30上并与其接触而导致的任何电容变化，则检测电路40a输出用于在顶部开关SWt、底部开关SWb、漏极开关SWd、接地开关SWg之间进行切换的开关控制信号Ssw，并输出用于开始图像读取装置的图像读取操作的控制信号SG。

如图12所示，本发明的图像读取装置200还包括反向并联二极管电路50和设置在传感器阵列100背后的平面光源(未示出)，电路50连接在泻流路径PL和接地电势之间。

反向并联二极管电路50将媒介(手指)上带有的静电放电到接地电势，从而防止或抑制双栅极光传感器10和检测电路40的性能损坏，其中该媒介放置在透明电极层30上的检测表面上并与其接触。

具体地，如图13所示，对于多个顶部栅线101中的一个，设置利用开关ST1、ST2、…STn构成的顶部开关SWt，多个顶部栅线101中的每一个在行方向上连接光传感器阵列100的多个双栅极光传感器10的顶部栅极接线端TG。响应于检测电路40输出的切换控制信号Ssw，可以将这些开关ST1、ST2、…STn同步接通或断开。

同样地，如图13所示，为多个底部栅线102中的一个，设置利用开关SB1、SB2、…SBn构成的底部开关SWb，多个底部栅线102中的每一个在列方向上连接多个双栅极光传感器10的底部栅极接线端BG。根据切换控制信号Ssw来控制这些开关的操作状态(接通状态或断开状态)。

另外，如图13所示，为多个漏极线103中的一个，设置利用开关SD1、SD2、…SDn构成的漏极开关SWd，多个漏极线103中的每一个在列方向上连接多个双栅极光传感器10的漏极接线端D。根据切换控制信号Ssw来控制这些开关的操作状态(接通状态或断开状态)。

另外，如图13所示，为源极线(公共线)104提供接地开关Swg，这些源极线104中的每一个连接双栅极光传感器10的源极接线端S。根据切换控制信号Ssw，来控制接地开关Swg的操作状态(接通状态或断开状态)。

因此，利用单一切换控制信号Ssw就可以同步接通或断开该开关组(顶部开关SWt、底部开关SWb、漏极开关SWd、和接地开关SWg；下称为“开关组”)，其中，当媒介放置在透明电极层30的检测表面上并与其接触时，检测电路40输出切换控制信号Ssw。

如图13所示，光传感器阵列100、顶部栅极驱动器110、底部栅极驱动器120、漏极驱动器130、和地电势中的每一个都形成在一个单元体中。光传感器阵列100具有对应各栅极线101的外部连接接线端Tst1、Tst2、…Tstn，具有对应各底部栅极线102的外部连接接线端Tsb1、Tsb2、…Tsbn，具有对应各漏极线103的外部连接接线端Tsd1、Tsd2、…Tsdn，以及具有对应源极线104的外部连接接线端Tsg。因此，光传感器阵列100可以在这些外部连接接线端与其它部件连接。

另一方面，为顶部栅极驱动器110提供对应各顶部栅极线101(外部连接接线端Tst1、Tst2、…Tstn)的外部连接接线端Tt1、Tt2、…Ttn。为底部栅极驱动器120提供对应各底部栅极线102(外部连接接线端Tsb1、Tsb2、…Tsbn)的外部连接接线端Tb1、Tb2、…Tbn。为漏极驱动器130提供对应各漏极线103(外部连接接线端Tsd1、Tsd2、…Tsdn)的外部连接接线端Td1、Td2、…Tdn。为接地电势提供对应源极线104(外部连接接线端Tsg)的外部连接接线端Tg。

相应地，为了实现光传感器阵列100和顶部栅极驱动器110之间、光传感器阵列100和底部栅极驱动器120之间、光传感器阵列100和漏极驱动器130之间以及光传感器阵列100和接地电势之间的接线端连接，可以将该开关组中的每个开关连接在上述预先提供的外部连接接线端之间。

下面，将参照附图说明在具有上述结构的图像读取装置应用于指纹读取装置的情况下将执行的驱动操作。

图14示出在根据本实施例的图像读取装置应用于指纹读取装置的情况下，在媒介刚刚与检测表面接触之后的状态的示意图。

图15示出在根据本实施例的图像读取装置应用于指纹读取装置的情况下，图像读取操作开始时的状态(等待状态)。

根据具有上述结构的指纹读取装置(图像读取装置)200，在例如刚刚开始向指纹读取装置200提供电源之后的等待状态，或手指(媒介)没有放置在光传感器阵列100顶部上的透明电极层30的检测表面30a时的非接触状态中，检测电路40a不会输出切换控制信号Ssw。因此，在光传感器阵列100和驱动器组(顶部栅极驱动器110、底部栅极驱动器120和漏极驱动器130，此后称为“驱动器组”)之间以及光传感器阵列100和接地电势之间的开关组中的每个开关都保持为断开。

假设使用上述电容检测方法作为媒介检测方法的情况。在这种情况下，如果装置200处于非接触状态，则装置200可以处于浮动(floating)状态，其中构成光传感器阵列100的各双栅极光传感器10的源极接线端S(源极线104)并未与接地电势连接。在这种状态下，在透明电极层30和光传感器阵列100之间几乎没有产生电容。因此，由与透明电极层30连接的检测电路40a所观测到的电容为0，或者是非常小的值。

另外，在非接触状态下，通过控制该开关组保持为断开状态，可以不向光传感器阵列100的各双栅极光传感器10施加偏置电压。因此，仅在放置了媒介时才向各双栅极光传感器10施加偏置电压。因此，可以防止由于长时间施加偏置电压而导致各双栅极光传感器10的特性衰退。

<刚刚接触之后>

如图14所示，在处于非接触状态的指纹读取装置200中，在绝缘手指FG刚刚放置在检测表面30a上并与其接触之后，透明电极层30和手指FG之间会产生大约100pF的电容。检测电路40a检测到该电容变化(图14中的细箭头表示)。

根据本实施例，由于如上所述透明电极层30和处于非接触状态的光传感器阵列100之间固有的电容几乎等于0，因此可以相对容易地检测到通过手指FG接触而产生的很小的电容变化(大约100pF)。

与此相反，如果当各双栅极光传感器10处于非接触状态时，它的源极接线端S不处于浮动状态，而是像常见的那样一直与接地电势连接，则透明电极层30和处于非接触状态的光传感器阵列100之间的电容将为相对较大的值，大约为6000pF。因此，为了检测由手指FG接触而产生的较小电容变化，检测灵敏度必须足够高。这会增加检测电路40a的成本。但是，根据本发明，如上所述，透明电极层30和处于非接触状态的光传感器阵列100之间存在电容几乎为0。这使得较容易检测由于手指FG接触而导致的很小的电容变化。可以使用具有相对较小检测灵敏度的检测电路作为检测电路40a，从而降低了成本。

另外，即使在当手指FG放置在检测表面30a上并与其接触且将要检测电容变化时，手指FG上存在静电(电荷)的情况下，电荷也不会流过双栅极光传感器10，而是会经过泻流路径PL和反向并联二极管电路50向接地电势放电(由图14中的粗箭头所示)。这是因为如上所述开关组保持为断开状态，且光传感器阵列100和驱动器组之间以及光传感器阵列100和接地电势之间的电连接被切断。因此，可以防止或抑制双栅极光传感器10、驱动器组和检测电路40a的静电损坏和故障发生。

(指纹读取操作的开始)

如上所述，如图15所示，当检测电路40a检测到由于手指FG与检测表面30a接触而导致的电容变化时，切换控制信号Ssw输出到该开关组，从而可以将开关组接通，并使光传感器阵列100与驱动器组和接地电势电连接。这样，就可以将用于控制指纹读取装置200以开始指纹读取操作的控制信号SG输出到控制器50a，从而开始了指纹读取操作。

即，在手指FG刚刚放置在检测表面30a上并与其接触之后，在手指FG上带有静电的情况下，静电将在很短的时间内经过反向并联二极管电路50放电到接地电势，同时，可以检测到由于手指FG接触而导致的透明电极层30中的电容变化。然后，可以切换开关组，并开始指纹读取操作。

在执行指纹读取操作的同时，可以利用检测电路40a全程监视透明电极层30中的电容(由图15中的虚线箭头表示)。如果检测到由于透明电极层30和绝缘手指FG接触而产生的电容减小，则该检测电路40a检测到手指FG与检测表面30a分离。响应于此，检测电路40a向控制器50a提供用于停止指纹读取操作的控制信号SG，从而停止指纹读取操作，并将指纹读取装置200置于上述等待状态。即，通过停止提供切换控制信号Ssw来切断开关组，从而将指纹读取装置200设回为当光传感器阵列100与驱动器组电连接、且接地电势被切断时的状态，正如上述等待状态(见图14)。

此时，通过驱动报警单元60，可以利用声音、灯光、消息显示等通知装置200的用户在指纹读取操作中间该媒介已经与检测表面失去接触，因此已经停止(暂停)了图像读取操作。

另外，当指纹读取操作完成时，通过在控制器50a的控制下停止提供切换控制信号Ssw，可以将开关组断开，从而将指纹读取装置200设回等待状态。

如上所述，根据本实施例，在媒介没有放置在检测表面上的非接触状态下，传感器阵列的每个传感器都与各驱动器电路和接地电势电断开。在非接触状态下，不向各传感器施加偏置电压。仅在媒介放置在检测表面上时才向各传感器施加偏置电压。因此，可以限制由于长时间施加偏置电压而导致各传感器10的性能恶化，这样提高了图像读取装置的可靠性。

另外，在没有媒介放置在检测表面上的等待状态下，各传感器中没有电流流过。因此，可以减小在等待时间期间的能耗。

另外，在使用电容检测方法作为媒介检测方法的情况下，由于装置200被构造使得可以将透明电极层30和非接触状态下的光传感器阵列100之间出现的电容抑制到非常小的值，因此很容易检测到由于媒介接触而导致的电容改变。

<图像读取装置的第二实施例>

图16示出根据本发明第二实施例的图像读取装置的主要部分的示意图。

下面将通过及时参照上述光传感器系统的结构(见图5和图6)来进行说明。与图1A、图1B和图5所示部件相同的部件将由相同的附图标记来表示，并且将简化或省略对这些部件的说明。

本实施例涉及在具有与上述第一实施例相同结构的图像读取装置中，用于根据媒介是否放置在检测电路上来驱动光传感器阵列的结构。

如图16所示，根据本实施例的图像读取装置包括检测电路(媒介检测器)40b和控制器(操作控制装置)50b。检测电路40b通过一直监视由在光传感器阵列100上形成的透明电极层30所构成的媒介检测机构所提供的媒介放置信号，来检测媒介是否与检测表面接触或与其分离，并根据检测到的状态输出检测信号(接触检测信号或分离检测信号)。控制器50b接收从检测电路40b输出的检测信号，开始上述光传感器系统的图像读取操作，并根据至少检测信号的接触检测信号来获取媒介的图像数据，以及根据检测信号的分离检测信号来停止图像读取操作。另外，控制器50b对所获取的图像数据进行预定的图像处理(附加处理、校验等)。

由于检测信号是从检测电路40b输出到控制器50b，因此在检测到媒介与检测表面接触的情况下，将输出高电平接触检测信号和低电平分离检测信号。另一方面，在检测媒介与检测表面分离的情况下，输出低电平的接触检测信号和高电平分离检测信号。

如图16所示，控制器50b包括操作控制单元51和0R逻辑单元52。操作控制单元51根据检测电路40b输出的检测信号(接触检测信号或分离检测信号)和当上述光传感器系统的图像读取操作完成时产生的操作完成信号，来控制用于读取媒介图像的操作的开始和停止。OR逻辑单元52控制将检测信号(分离检测信号)和操作完成信号输入到操作控制单元51。

操作控制单元51通过直接接收从检测电路40b输出的接触检测信号并将其作为读取操作开始信号，可以执行用于开始读取媒介图像的操作的控制。另外，操作控制单元51通过接收检测电路40b输出的分离检测信号的逻辑和(0R)以及在操作控制单元51内部产生的操作完成信号，将其作为读取操作停止信号，从而执行用于停止读取媒介图像的操作的控制。

因此，在媒介与检测表面接触的情况下，操作控制单元51可以根据检测电路40b输出的接触检测信号，将光传感器系统转换到用于读取媒介图像的操作。

另一方面，在媒介与检测表面分离的情况下，或在图像读取操作完成的情况下，操作控制单元51控制将控制信号φtg、φbg和φpg输出到光传感器系统的驱动器(顶部栅极驱动器110、底部栅极驱动器120和漏极驱动器130)，从而根据检测电路40b输出的分离检测信号或根据操作控制单元51内部产生的操作完成信号，停止或完成图像读取操作，并将图像读取装置设为等待状态。

因此，在根据本实施例的图像读取装置中，在媒介与检测表面接触的情况下，图像读取操作由控制器50b自动开始。在媒介与检测表面分离的情况下，即使在图像读取操作期间，控制器50b也会强制停止(暂停)图像读取操作，从而停止光传感器阵列的驱动。

本实施例的控制器的结构仅是可用于本发明的一个例子。本发明并不局限于该结构。只要结构至少可以根据检测电路输出的检测信号，开始或停止光传感器系统中的图像读取操作，该结构就可以使用。另外，接触检测信号和分离检测信号可以是单个信号。

下面，将参照附图说明具有上述结构的图像读取装置的详细的驱动控制操作。

图17示出了根据本实施例的图像读取装置的驱动控制操作的流程图。下面将通过适时地参照图像读取装置的上述结构(图12)，来进行说明。

(S101)

首先，当开始向图像读取装置200b施加电源时，检测电路40b和控制器50b处于将被驱动的状态，并且将图像读取装置200b设定为等待状态。

即，检测电路40b进入实时监视媒介是否放置在光传感器阵列100上所形成的检测表面上的状态。检测电路40b继续用于监视从在光传感器阵列100周围形成的媒介检测机构得到的信号的电分量中的变化的操作。

在该状态下，当媒介处于检测表面上并与其接触时，检测电路40b通过从媒介检测机构获得的信号分量的变化，来检测与检测表面接触的状态，并向控制器50b(操作控制单元51)输出检测信号。

(S102)

控制器50b(操作控制单元51)通过接收作为读取操作开始信号的接触检测信号，开始图像读取操作。

即，在驱动器110、120和130按照行顺序向光传感器阵列100的光传感器10施加预定驱动电压(复位脉冲、预充电脉冲和读取脉冲)的同时，控制器50b通过扫描媒介图像执行用于读取媒介图像的操作。

(S103)

在读取媒介图像的操作期间，控制器50b(操作控制单元51)监视用于读取媒介图像的操作是否完成。

(S104)

即使在执行用于读取媒介图像的操作同时，检测电路40b也继续用于监视从媒介检测机构获得的信号分量中变化的操作。

然后，如果在读取媒介图像的操作完成之前，即在用于读取媒介图像的操作执行期间，媒介与检测表面分离，则检测电路40b通过从媒介检测机构获得的信号分量中的变化，来检测媒介与检测表面分离的状态，并向控制器50b(操作控制单元51)输出分离检测信号。

(S105)

通过经过OR逻辑单元52接收分离检测信号作为读取操作停止信号，操作控制单元51强制停止(暂停)读取媒介图像的操作。

即，操作控制单元51通过切断向驱动器110、120和130输出控制信号φtg、φbg和φpg，来执行用于切断向光传感器阵列100的光传感器10施加驱动电压的操作。因此，图像读取装置从图像读取状态向完成状态转换，并被设定为等待状态。

(S106)

在读取媒介图像的操作执行期间，当控制单元50b(操作控制单元51)接收到读取操作停止信号(分离检测信号)时，控制器50b驱动报警单元60执行操作，利用声音、光、消息显示等通知用户在图像读取操作期间媒介已经与检测表面分离，并停止(暂停)图像读取操作。

然后，检测电路40b继续监视在媒介再次放置在检测表面上并与其接触时导致的信号分量的变化的操作。

(S107)

另一方面，在图像读取操作期间媒介没有与检测表面分离的情况下，图像读取操作正常完成时(S103)，操作控制单元51根据当图像读取操作完成时在操作控制单元51内部产生的操作完成信号，通过切断向驱动器110、120和130输出控制信号φtg、φbg和φpg，来执行用于切断向光传感器阵列100的光传感器10施加驱动电压的操作。因此，图像读取装置200b从图像读取状态向完成状态转换，并被设定为等待状态。

然后，检测电路40b继续监视在媒介再次放置在检测表面上并与其接触时导致的信号分量的变化的操作。

(S108)

然后，控制器50b根据图像读取操作获得的媒介图像的图像数据，执行预定的图像处理(例如，在本实施例的图像读取装置应用于指纹读取操作的情况下进行指纹校验)。

根据本实施例的图像读取装置除了包含第二实施例的结构以外，还可包含第一实施例的结构。在这种情况下，在图17的流程图中步骤S101的等待状态中，开始向图像读取装置200b施加电源并且检测电路40b监视媒介是否放置在检测表面上，此时可切断光传感器阵列和各驱动器之间的电连接。在检测到媒介与检测表面接触的情况下，光传感器和各驱动器可电连接，并在步骤S102中可开始图像读取操作。另外，当在步骤S104中检测到在图像读取操作正常完成期间媒介与检测表面分离时，或当在步骤S107中图形读取操作正常完成时，可切断光传感器阵列与各驱动器之间的电连接，并科将图像读取装置设定为等待状态。

在图像读取操作正常完成以及图像读取操作在上述流程中被强制停止的任一情况下，由于将要施加到光传感器(双栅极光传感器)的各栅电极的驱动电压(偏置电压)的极性和施加定时，会导致有效电压中的不平衡。如果连续向栅电极施加特定极性的电压，则会导致空穴集中在栅电极，从而导致光传感器的感应特征和基本特性变坏。

为了克服上述问题，应当在例如步骤S105和S107之后立刻执行向各栅电极施加反向偏置电压的步骤，从而消除(抵消)在图像读取操作的处理周期中施加的有效电压。根据该驱动控制方法，通过消除由于施加在光传感器上的有效电压不平衡而导致的影响，可以获得理想的读取图像，从而防止基本特性的恶化。

上面已经说明了在步骤S102中执行的用于读取媒介图像的操作的情况。但是，在该步骤中，除了用于读取媒介图像的正常操作，在正常的图像读取操作之前还可以执行用于利用媒介图像来调节图像读取装置的灵敏度的操作(用于设定最佳读取灵敏度的操作)。即，在步骤S102中，在通过利用媒介执行以调节灵敏度为目的的图像读取操作之后，可以继续执行正常的图像读取操作。

如上所述，根据本实施例，在执行用于读取媒介图像的操作的期间，放置在检测表面上的媒介与检测表面分离的情况下，图像读取操作将立即停止。因此，可以抑制图像读取操作不必要的继续以及处理时间的浪费。另外，由于在图像读取操作停止之后立刻将图像读取装置转换到等待状态，以便继续执行用于监视媒介是否与检测表面接触的操作，因此当媒介再次放置在检测表面上时，可以立即开始图像读取操作。因此，可以提高使用图像读取装置时的方便性。

另外，当媒介与检测表面分离时，将立即停止图像读取装置的驱动。因此，可以防止在光传感器被驱动时外部光进入光传感器，从而抑制了光传感器的性能恶化。

另外，在媒介与检测表面分离的情况下，通过执行预定的报警操作，可以通知用户没有正常执行用于读取媒介图像的操作(有问题发生)，并促使用户再次将媒介放置在检测表面上并执行图像读取操作。因此，可以获得该媒介的正确读取图像，并根据该读取图像执行优选的图像处理。

在不脱离本发明精神和范围的情况下可以实现多种不同实施例和变化。上述实施例仅用于说明本发明，并不限定本发明范围。本发明的范围将由权利要求书而不是实施例来表示。落入本发明权利要求等效范围内的多种变型都将被认为处于本发明的范围中。

本申请基于2002年3月19日递交的日本专利申请No.2002-75811和2002年3月19日递交的日本专利申请No.2002-75937，它们包括说明书、权利要求、附图和发明内容。上述日本专利申请的公开内容都将通过全文引用结合在本发明中。

实用性

本发明可用于图像处理领域。

Claims (27)

1.一种图像读取装置，包括：

传感器阵列，它通过排列多个传感器而形成，并具有放置媒介的检测表面；

驱动控制器，它执行向传感器阵列的每个传感器提供预定的驱动控制信号、并读取放置在检测表面上的媒介的图像图案的图像读取操作；

媒介检测器，它检测媒介放置在检测表面上的放置状态；

连接开关控制器，其控制电连接以便：在媒介检测器检测到媒介放置在所述检测表面上时，将传感器阵列的每个传感器的一端与另一端分别连接到所述驱动控制器与接地电势，以及在媒介检测器检测到媒介与所述检测表面分离时，切断传感器阵列的每个传感器与所述驱动控制器的电连接以及传感器阵列的每个传感器与所述接地电势的电连接；和

操作控制器，至少根据媒介检测器对媒介放置状态的检测结果，来控制驱动控制器的操作状态，在所述图像读取操作中的媒介的图像图案读取结束时，使所述图像读取操作停止，并且向已经停止图像读取操作的传感器阵列的每个传感器提供预定电压，该预定电压用于抵消施加到传感器阵列中的每个传感器上的驱动电压。

2.如权利要求1所述的图像读取装置，其中，在等待状态下，连接开关控制器控制切断传感器阵列和驱动控制器之间的电连接以及所述传感器阵列与所述接地电势的电连接。

3.如权利要求1所述的图像读取装置，

其中，当驱动控制器控制的图像读取操作完成了媒介之图像图案的读取时，连接开关控制器进行控制，以便切断传感器阵列和驱动控制器之间的电连接以及所述传感器阵列与接地电势之间的电连接。

4.如权利要求1所述的图像读取装置，

其中，驱动控制器包括向传感器阵列提供预定驱动电压的电源。

5.如权利要求1所述的图像读取装置，

其中，连接开关控制器包括设置在传感器阵列和驱动控制器之间以及传感器阵列与接地电势之间的开关单元。

6.如权利要求5所述的图像读取装置，

其中，当驱动控制器控制的图像读取操作完成了媒介之图像图案的读取时，操作控制器向开关单元提供开关控制信号，用于切断传感器阵列与驱动控制器之间以及传感器阵列与接地电势之间的电连接。

7.如权利要求5所述的图像读取装置，

其中，媒介检测器根据对媒介放置状态的检测结果，向开关单元提供用于控制开关单元的开关控制信号。

8.如权利要求7所述的图像读取装置，

其中，媒介检测器：

在它检测到媒介放置在检测表面的情况下，向开关单元提供用于电连接传感器阵列和驱动控制器以及与接地电势的开关控制信号；和

在它检测到媒介与检测表面分离的情况下，向开关单元提供用于切断传感器阵列和驱动控制器之间以及传感器阵列与接地电势之间的电连接的开关控制信号。

9.如权利要求1所述的图像读取装置，

其中，操作控制器通过至少切断对驱动控制器的驱动电压供应，停止驱动控制器的图像读取操作。

10.如权利要求1所述的图像读取装置，

其中，操作控制器：

在媒介检测器检测到媒介放置在检测表面(30a)时，控制驱动控制器开始图像读取操作；

在驱动控制器执行图像读取操作的同时，当媒介检测器检测到媒介与检测表面(30a)分离时，控制驱动控制器暂停图像读取操作，并将驱动控制器设定为等待状态。

11.如权利要求10所述的图像读取装置，

其中，操作控制器通过至少切断对驱动控制器的驱动电压供应，来控制驱动控制器暂停图像读取操作。

12.如权利要求10所述的图像读取装置，

其中，操作控制器向已经暂停图像读取操作的传感器阵列的每个传感器提供预定电压，该预定电压用于抵消施加到传感器阵列中的每个传感器上的驱动电压。

13.如权利要求1所述的图像读取装置，还包括报警单元，报警单元向外部通知关于图像读取装置的操作状态的信息，

其中，在驱动控制器执行图像读取操作的同时，媒介检测器检测到媒介与检测表面分离的情况下，操作控制器利用报警单元执行预定的报警操作。

14.如权利要求13所述的图像读取装置，

其中，报警单元包括显示单元和声音单元中的至少一个。

15.如权利要求1所述的图像读取装置，

其中，媒介检测器至少包括：

设置在检测表面上的电极层；和

检测电极层之电容变化的电容变化检测器。

16.如权利要求15所述的图像读取装置，

其中，在电容变化检测器检测到电极层的电容增加的情况下，媒介检测器确定媒介放置在检测表面上。

17.如权利要求15所述的图像读取装置，

其中，在电容变化检测器检测到电极层的电容减小的情况下，媒介检测器确定媒介与检测表面分离。

18.如权利要求1所述的图像读取装置，

其中，媒介检测器至少包括：

两个相邻电极层，它们设置在检测表面上并且彼此间具有预定间隔；和

电阻变化检测器，用于检测相邻电极层之间的电阻变化。

19.如权利要求1所述的图像读取装置，

其中，媒介检测器包括开关单元，开关单元根据媒介对检测表面的接触压力而被间歇性地接通。

20.如权利要求1所述的图像读取装置，

其中，媒介检测器包括：

设置在检测表面上的电极层；

沿电极层的周围设置或处于该周围任意位置处的良好导电材料；

绝缘体，用于使电极层和良好导电材料电绝缘；

电阻变化检测器，用于检测电极层和良好导电材料之间的电阻变化。

21.如权利要求20所述的图像读取装置，

其中，良好导电材料是保护检测表面的金属壳。

22.如权利要求1所述的图像读取装置，

其中，每个传感器：

包括源电极和漏电极，它们被形成为其间夹有由半导体层形成的沟道区域；以及第一栅电极和第二栅电极，它们分别经由绝缘层形成在至少沟道区域的上方和下方；

所述传感器具有以下结构：第一栅电极和第二栅电极中的一个设置在检测表面侧，并且在预定电荷存储周期期间，在沟道区域中，产生并存储与从检测表面侧照射来的光的量相对应的电荷，该预定电荷存储周期是通过从驱动控制器向第一栅电极和第二栅电极施加驱动控制信号而设定的；和

利用根据所存储的电荷量而输出的电压，读取放置在检测表面上的媒介的图像图案。

23.一种用于图像读取装置的驱动控制方法，该图像读取装置包括具有放置媒介的、通过排列多个传感器而形成的检测表面的传感器阵列；和用于向传感器阵列中的每个传感器施加预定的驱动控制信号以便读取放置在检测表面上的媒介的图像图案的驱动控制器，该方法包括步骤：

切断传感器阵列的每个传感器的一端与另一端和驱动控制器与接地电势之间的电连接并将图像读取装置设定为等待状态；

检测媒介放置在传感器阵列的检测表面上的放置状态；

当检测到媒介放置在检测表面上时，分别使传感器阵列的每个传感器的一端与另一端和驱动控制器与接地电势电连接；和

当在执行所述驱动控制器的图像读取操作的同时检测到媒介与检测表面分离时，暂停图像读取操作，并向所述图像读取操作已停止的传感器阵列的每个传感器提供预定电压用以抵消施加到每个传感器的驱动电压，从而成为所述等待状态。

24.如权利要求23所述的用于图像读取装置的驱动控制方法，该方法包括步骤：

当检测到媒介与检测表面分离时，切断传感器阵列和驱动控制器以及传感器阵列与接地电势之间电连接。

25.如权利要求23所述的用于图像读取装置的驱动控制方法，该方法包括步骤：

当检测到媒介放置在检测表面上时，开始用于读取媒介之图像图案的图像读取操作。

26.如权利要求25所述的用于图像读取装置的驱动控制方法，该方法包括步骤：

当图像图案读取完成时，停止图像读取操作，并将图像读取装置设定为等待状态；和

向停止图像读取操作的传感器阵列中所包括的每个传感器提供预定电压，以抵消施加到每个传感器上的驱动电压。

27.如权利要求23所述的用于图像读取装置的驱动控制方法，其中，暂停图像读取操作的步骤包括执行预定报警操作的步骤。

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