CN102957881B

CN102957881B - 图像拾取单元以及图像拾取和显示系统

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Publication number: CN102957881B
Application number: CN201210285271.7A
Authority: CN
Inventors: 千田满; 藤本信二
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2017-07-28
Anticipated expiration: 2032-08-10
Also published as: EP2560373B1; EP2560373A3; CN102957881A; US20130044250A1; KR101966991B1; JP5853486B2; EP2560373A2; US8901504B2; KR20130020566A; JP2013042403A

Abstract

本发明提供了一种图像拾取单元，包括：图像拾取部分，包括多个像素，每个像素包括光电转换器件；以及驱动部分，间歇地执行行顺序读出驱动和行顺序重置驱动。所述驱动部分在一个帧时段器件多次间歇地执行行顺序重置驱动，以便容许至少在重叠时段中的部分重叠操作时段中提供非重叠时段，该所述重叠时段是在其间多个行顺序重置驱动之一的驱动时段和剩余多个行顺序重置驱动之一的驱动时间被重叠的时段。非重叠时段是其间所述多个行顺序驱动之一所进行的所述重置操作的每一个不被所述剩余多个行顺序重置驱动之一所进行的任何重置所重叠时段。

Description

图像拾取单元以及图像拾取和显示系统

技术领域

本发明涉及一种包括光电转换器件的图像拾取单元以及设置有这种图像拾取单元的图像拾取和显示系统。

背景技术

先前，已经提供了各种在每个像素(图像-拾取像素)中包含光电转换器件的图像拾取单元。例如，在日本待审专利申请公开号JP2011-135561中，作为具有这种光电转换器件的图像拾取单元的例子，描述了所谓的光触摸面板、照射图像拾取单元等等。

发明内容

通常，在上述图像拾取单元中，通过驱动多个像素(执行图像-拾取驱动)来获得所捕获的图像。现在已经提出了各种用于这种图像-拾取驱动的技术。不过，需要一种能够改善在图像-拾取驱动时的操作(例如，定时)的自由度的图像拾取单元。

期望提供一种能够改善在图像-拾取驱动时的操作的自由度的图像拾取单元以及一种设置有这种图像拾取单元的图像-拾取和显示系统。

根据本发明的实施例，提供了一种图像拾取单元，包括：图像拾取部分，包括多个像素，每个像素包括光电转换器件；以及驱动部分，执行行顺序读出驱动和行顺序重置驱动，所述行顺序读出驱动用于按行顺序执行读出操作，所述行顺序重置驱动用于按行执行重置操作，所述读出操作使得通过光电转换器件获得的信号电荷从每个像素被读出，所述重置操作使得像素中的信号电荷被重置。所述驱动部分在一个帧时段器件多次间歇地执行行顺序重置驱动，以便容许至少在重叠时段中的部分重叠操作时段中提供非重叠时段。所述重叠时段是在其间多个行顺序重置驱动之一的驱动时段和剩余多个行顺序重置驱动之一的驱动时间被重叠的时段。所述非重叠时段是其间所述多个行顺序驱动之一所进行的所述重置操作的每一个不被所述剩余多个行顺序重置驱动之一所进行的任何重置所重叠时段。

根据本发明的实施例，提供了一种图像-拾取和显示系统，其其包括图像拾取单元和基于从图像拾取单元获得的图像显示图像的显示器。所述图像拾取单元包括：图像拾取部分，包括多个像素，每个像素包括光电转换器件；以及驱动部分，执行行顺序读出驱动和行顺序重置驱动，所述行顺序读出驱动用于按行顺序执行读出操作，所述行顺序重置驱动用于按行执行重置操作，所述读出操作使得通过光电转换器件获得的信号电荷从每个像素被读出，重置操作使得像素中的信号电荷被重置。所述驱动部分在一个帧时段器件多次间歇地执行行顺序重置驱动，以便容许至少在重叠时段中的部分重叠操作时段中提供非重叠时段。所述重叠时段是在其间多个行顺序重置驱动之一的驱动时段和剩余多个行顺序重置驱动之一的驱动时间被重叠的时段。所述非重叠时段是其间所述多个行顺序驱动之一所进行的所述重置操作的每一个不被所述剩余多个行顺序重置驱动之一所进行的任何重置所重叠时段。

在根据本发明实施例的图像拾取单元和图像-拾取和显示系统中，执行行顺序读出驱动和行顺序重置驱动，所述行顺序读出驱动用于按行执行上述读出操作，并且所述行顺序重置驱动用于按行执行上述重置操作。此时，所述行顺序重置驱动在一个帧时段期间被间歇地执行多次，使得在所述重置操作之后在该像素中的剩余电荷(信号电荷的剩余电荷)被降低。在这种情况下，在多次的行顺序重置驱动中，其间由多个行顺序重置驱动之一所进行的所述重置操作的每一个不被所述剩余多个行顺序重置驱动之一所进行的任何所述重置操作所重叠的非重叠时段至少提供在所述重叠时段中的所述重置操作时段一部分中，在所述重叠时段期间，所述多个行顺序重置驱动之一的驱动时段被所述剩余多个行顺序重置驱动之一的驱动时段重叠。因此，与在所述重叠时段中所述重置操作时段中根本不提供所述非重叠时段的情况不同(在重叠时段中所述多个行顺序重置驱动之一的所有所述重置操作时段都被所述剩余多个行顺序重置驱动之一的所述重置操作时段所重叠)，在多次行顺序重置驱动中的各个重置操作的定时等都容许被任意地(arbitrarily)设置。

根据本发明实施例的图像拾取单元和图像-拾取和显示系统，在多次的行顺序重置驱动时，至少在重叠时段中的所述重置操作时段的一部分中提供所述非重叠时段，因此，容许任意地设置在所述多次行顺序重置驱动中时的各个重置操作的定时等。因此，使得th在图像-拾取驱动时的操作的自由度得到改善。

将理解到，前述总的描述以及随后的详细描述都是示例性的，都是为了提供所要求保护的技术的更进一步的解释。

附图说明

所包含的附图提供了对本发明的理解，并且附图被包含在本说明中并构成本说明书的一部分。这些附图图释了一些实施例并与本说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明实施例的图像拾取单元的通用配置实例的方块图。

图2是图1中所示的图像拾取部分的示意性配置实例的示意图。

图3是图释图1中所示的像素等的详细配置实例的详细配置实例的电路图。

图4是图释图1中所示的行扫描部分的详细配置实例的方块图。

图5是图释图1中所示的列选择部分的详细配置实例的方块图

图6A和6B分别是图释在曝光时段和读出/第一重置时段中的操作状态的实例的电路图。

图7A和7B是用于解释在所述光电转换器件为横向(lateral)PIN光电二极管的情况下光电转换器件的存储状态和耗尽(depletion)状态的示意图。

图8是用于图释由垂直PIN光电二极管构成的光电转换器件的配置实例的示意性剖视图。

图9是用于解释由像素中的寄生电容导致的电荷公用现象的电路示意图。

图10A和10B是用于解释剩余电荷的生成机制的特征示意图。

图11A和11B是用于图释在读出/第一重置时段之后流逝的时间和衰减(Decay)电流之间的关系的实例的特征示意图。

图12是用于解释在剩余电荷量和衰减电流之间的关系的特征示意图。

图13是用于解释根据本实施例的图像拾取操作的概略的定时波形图。

图14A和14B是每个用于图释在第二重置时段中的操作状态的实例的电路示意图。

图15是用于解释通过第二次重置操作而减少的剩余电荷量的特征示意图。

图16是图释根据本实施例的行顺序图像-拾取驱动的实例的定时波形图。

图17是以放大方式图释图16中所示的行顺序图像-拾取驱动的一部分的定时波形图。

图18是图释根据本实施例的行顺序图像-拾取驱动的另一个实例的定时波形图。

图19是图释根据本实施例的行顺序图像-拾取驱动的另一个实例的定时波形图。

图20是图释根据比较实例的行顺序图像-拾取驱动的定时波形图。

图21是图释根据修改例1的像素等的配置的电路示意图。

图22是图释根据修改例2的像素等的配置的电路示意图。

图23是图释根据修改例3的像素等的配置的电路示意图。

图24A和24B是图释分别在无源像素电路和有源像素电路中的行顺序图像-拾取驱动的实例的定时波形图。

图25A和25B分别是根据修改例4和5的图像拾取部分的示意性配置的示意图。

图26是用于图释根据应用实例的图像-拾取和显示系统的示意性配置的示意图。

具体实施方式

下面，将参照附图描述本发明的优选实施例。注意，该描述按照下面的顺序进行：

1.实施例(无源像素电路的实例1)

2.修改例

修改例1(无源像素电路的实例2)

修改例2和3(有源像素电路的实例)

修改例4和5(基于照射获取图像的图像拾取部分的实例)

3.应用实例(图像-拾取和显示系统的应用实例)

4.其它修改例

[实施例]

[图像拾取单元1的总体配置]

图1是根据本发明实施例的整个图像拾取单元(图像拾取单元1)的方块配置图。图像拾取单元1基于图像-拾取光读取对象的信息(获取对象的图像)。图像拾取单元1包括图像拾取部分11、行扫描部分13、A/D conversion section14、列扫描部分15、以及系统控制部分16。在这些部分中，行扫描部分13、A/D转换部分14、列扫描部分15、以及系统控制部分16对应于本发明的“驱动部分”的具体实例，而行扫描部分13对应于本发明的“扫描部分”的具体实例。

(图像拾取部分11)

所述图像拾取部分11基于入射图像-拾取光(为图像拾取区域)生成电信号。在所述图像拾取部分11中，像素(图像-拾取像素、单位像素)20二维地排列成矩阵，像素20中的每一个具有光电转换部分(后面将描述的光电转换器件21)，其通过根据入射图像-拾取光的电荷量光通量生成光电荷并将该光电和存储在其中。注意，本发明基于这种假设进行，即假设所述图像拾取部分11中的水平方向(行方向)为“H”方向，而垂直方向(列方向)为“V”方向，如图1所示。

图2图释了所述图像拾取部分11的示意性配置实例。所述图像拾取部分11上设置有光电转换层111，在该光电转换层中，排列了上述多个像素20。所述光电转换层111基于如图中所示的入射图像-拾取光Lin执行光电转换(将图像-拾取光Lin转换为信号电荷)。

图3图释了像素20的电路配置实例(所谓的无源型的电路配置实例)以及A/D转换部分14中的列选择部分17(后面描述)的电路配置实例。无源像素20包括一个光电转换器件21和一个晶体管22。像素20连接到沿着H方向眼神的读出控制线Lread和沿着V方向延伸的信号线Lsig.

所述光电转换器件21例如由PIN(正-本征-负)光电二极管构成并依据对应于上述入射光(图像-拾取光Lin)的光通量的电荷量生成信号电荷。注意，所述光电转换器件21的阴极(cathode)连接到存储节点N。

晶体管22是响应于通过读出控制线Lread供应的行扫描信号被接通的晶体管(读出晶体管)，并因此将从所述光电转换器件21获得的信号电荷(输入电压Vin)输出到信号线Lsig。晶体管22配置为N-沟道(N-型)场效应晶体管(FET)。不过，晶体管22可以配置为P-沟道(P-型)FET等。晶体管22也可以通过使用诸如微晶硅(Si)以及多晶硅(多晶硅)的硅基半导体构成。或者，晶体管22可以通过使用诸如铟镓锌氧化物(InGaZnO)和氧化锌(ZnO) 的氧化物半导体构成。微晶硅、多晶硅以及半导体氧化物的迁移率μ高于非晶硅的迁移率。例如，这使得晶体管22能够高速读出信号电荷。

在像素20中，晶体管22的栅极连接到读出控制线Lread，其源极连接到信号线Lsig，以及其漏极连接到所述光电转换器件21的阴极(存储节点N)。此外，所述光电转换器件21的阳极(anode)接地。

(行扫描部分13)

图1中所示的行扫描部分13为像素驱动部分(行扫描电路)，其包括下面将描述的移位电阻器电路、预定逻辑电路等，并且对所述图像拾取部分11中的多个像素20以行为基础(以水平行基础)进行驱动。具体而言，行扫描部分13在诸如后面将描述的行顺序读出驱动和行顺序重置驱动的行顺序图像-拾取驱动时执行这样的行顺序扫描。顺带提及，通过经由读出控制线Lread将行扫描信号供应到每个像素20来执行行顺序扫描。

图4图释了行扫描部分13的方块配置实例。行扫描部分13具有沿着V方向排列的多个单元电路130。在此需要注意的是，从图的顶部按照Lread(1)到Lread(8)的顺序示出了连接到四个单元电路130的八个读出控制线Lread。

每个单元电路130包括多列(在此为两列)移位电阻器电路131和132(为方便起见，描述为图的方块中的“S/R”，下同)、四个AND电路(逻辑乘积(product)电路)133A到133D、两个OR电路(逻辑求和电路)134A和134B、以及两个缓冲器电路135A和135B。在这些电路中，AND电路133A到133D和OR电路134A和134B对应于本发明的“逻辑电路”的具体实例。

移位电阻器电路131是基于从系统控制部分16供应来的起始脉冲VST1以及时钟信号CLK1作为多个单元电路130的整体生成沿着V方向顺序移位的脉冲信号的电路。同样，移位电阻器电路132是基于从系统控制部分16供应来的起始脉冲VST2以及时钟信号CLK2作为多个单元电路130的整体生成沿着V方向顺序移位的脉冲信号的电路。移位电阻器电路131和132对应于进行多次的行顺序重置驱动的执行的数量(在此为两次)来进行设置，这将在后面描述(对应于行顺序重置驱动的执行的数量设置两个移位电阻器电路)。具体而言，例如，移位电阻器电路131的作用在于为第一次行顺序重置驱动生成脉冲信号，而移位电阻器电路132的作用在于为第二次行顺序重置驱动生成脉冲信号。

AND电路133A到133D分别接收四种启用(enable)信号EN1到EN4。启用信号EN1到EN4用于控制(限定)从移位电阻器电路131和132输出的各个脉冲信号(各个输出信号)的有效时段。具体而言，来自移位电阻器电路132的脉冲信号被输入到AND电路133A的第一输入端子，而启用信号EN1被输入其第二输入端子。来自移位电阻器电路131的脉冲信号被输入AND电路133B的第一输入端子，而启用信号EN2被输入其第二输入端子。来自移位电阻器电路132的脉冲信号被输入到AND电路133C的第一输入端子，而启用信号EN3被输入其第二输入端子。来自移位电阻器电路131的脉冲信号被输入AND电路133D的第一输入端子，而启用信号EN4被输入其第二输入端子。

电路134A是生成来自AND电路133A的输出信号和来自AND电路133B的输出信号的逻辑和信号(OR信号)的电路。同样，电路134B成来自AND电路133C的输出信号和来自AND电路133D的输出信号的逻辑和信号(OR信号)的电路。以这种方式，生成来自移位电阻器电路131和132的输出信号(脉冲信号)的逻辑和信号，同时通过AND电路133A到133D和OR电路134A和134B控制输出信号的有效时段。因此，限定在多次行顺序重置驱动(后面描述)时的驱动定时等。

缓冲器电路135A是起到针对来自电路134A的输出信号(脉冲信号)的缓冲器作用的电路，而缓冲器电路135B起到针对来自电路134B的输出信号(脉冲信号)的缓冲器作用的电路。由缓冲器电路135A和135B所缓存的脉冲信号(行扫描信号)通过读出控制线Lread被输出到所述图像拾取部分11中的各个像素20。

(A/D转换部分14)

如图1所示，A/D转换部分14具有多列选择部分17，每列为多条(在此为四条)信号线Lsig设置。A/D转换部分14基于通过信号线Lsig输入的信号电压(信号电荷)执行A/D转换(模拟/数字转换)。因此生成由数字信号构成的输出数据Dout(图像拾取信号)，并肩该数据输出到外部。

如图3和图5所示，例如，each of每个列选择部分17具有电荷放大器172、电容器(反馈电容器)C1、开关SW1、采样和保存(S/H)电路173、包含四个开关SW2的多路复用器电路(选择电路)174、以及A/D转换器175。在这些组件中，所述电荷放大器172、电容器C1、开关SW1、S/H电路173、以及开关SW2针对每个信号线Lsig一一设置，如图5所示。另一方面，多路复用器电路174和A/D转换器175为整个列选择部分17设置一个。

所述电荷放大器172是用于将从信号线Lsig读出的信号电荷转换成电压(执行Q-V转换)的电路。信号线Lsig的一端连接到所述电荷放大器172的负侧(“-”号侧)上的输入端子，而预定重置电压Vrst被输入其正侧(“+”号侧)上的输入端子。此外，在所述电荷放大器172的输出端子和负侧上的输入端子之间通过包含电容C1和开关SW1的并联电路建立反馈连接。换句话所，电容C1的第一端子连接到所述电荷放大器172的负侧上的输入端子，而其第二端子连接到所述电荷放大器172输出端子。同样，开关SW1的第一端子连接到所述电荷放大器172的负侧上的输入端子，而其第二端子连接到所述电荷放大器172输出端子。注意，开关SW1的开/关状态受到从系统控制部分16通过放大器重置控制线Lcarst供应来的控制信号的控制。采用这种方式，执行上述Q-V转换的电荷放大器电路由所述电荷放大器172、电容C1、以及开关SW1形成。

S/H电路173布置在在所述电荷放大器172和多路复用器电路174(开关SW2)之间，并且是用于临时保存来自所述电荷放大器172的输出电压Vca的电路。

多路复用器电路174是通过使得四个开关SW2之一响应于列扫描部分15所进行的扫描驱动而顺序处于开启状态而在S/H电路173和A/D转换器175之间选择性地进行连接和断开的电路。

A/D转换器175是通过对来自S/H电路173的、通过开关SW2输入的输出电压执行A/D转换而生成和输出上述输出数据Dout的电路。

(列扫描部分15和系统控制部分16)

列扫描部分15包括移位电阻器、地址解码器等(未示出)，并且顺序驱动列选择部分17中的开关SW2，同时执行扫描。通过列扫描部分15进行的选择性扫描，通过信号线Lsig读出的各个像素20的信号(上述输出数据Dout)被顺序地输出到外部。

系统控制部分16控制行扫描部分13、A/D转换部分14、以及列扫描部分15每个的操作。具体而言，系统控制部分16具有定时生成器，其生成上述的各种定时信号(控制信号)，并基于由该定时生成器所生成的各种定时信号，执行行扫描部分13、A/D转换部分14、和列扫描部分15的驱动控制。采用这种方式，行扫描部分13、A/D转换部分14、以及列扫描部分15每个针对所述图像拾取部分11中的多个像素20，基于系统控制部分16的控制，执行图像-拾取驱动(行顺序图像-拾取驱动)，使得从所述图像拾取部分11提供输出数据Dout。

[图像拾取单元1的功能和效果]

(1.基本操作)

如图2所示，在图像拾取单元1中，当图像-拾取光Lin在后面描述的曝光时段Tex进入所述图像拾取部分11时，图像-拾取光Lin在所述光电转换层111(图3所示的每个像素20中的光电转换器件21)中被转换成信号电荷(光电转换)。在存储节点N中，由于所述光电转换生成的信号电荷而出现对应于所述存储节点的电容量的电压变化。具体而言，假设存储节点的电容量为Cs并且所生成的信号电荷为q，该电压在存储节点N会降低(q/Cs)的量。根据这种电压变化量，输入电压Vin(对应于信号电荷的电压)被施加到晶体管22的漏极。在晶体管22响应于通过读出控制线Lread供应的行扫描信号而被接通时(读出时段)，供应到晶体管22的输入电压Vin的电荷从像素20被读出到信号线Lsig。

对于多个像素行(在此为四)中的每一行，通过信号线Lsig将这样读出的信号电荷输入到A/D转换部分14中的列选择部分17中。在列选择部分17中，首先，由所述电荷放大器172等配置成的所述电荷放大器电路对从每条信号线Lsig输入的每个信号电荷执行Q-V转换(将信号电荷转换成信号电压)。随后，A/D转换器17对通过S/H电路173和多路复用器电路174的每个被转换的信号电压(来自所述电荷放大器电路172输出电压Vca的)执行A/D转换，以便生成由数字信号形成的输出数据Dout(图像拾取信号)。采用这种方式，溲疏输出数据Dout被顺序地从每个列选择部分17输出并发送到外部。

(2.在曝光时段Tex和读出时段中的操作)

参见图6A和6B，详细描述在上述曝光时段Tex上述读出时段中像素20的操作和列选择部分17中所述电荷放大器电路的操作。注意，为方便描述，利用一个开关来图释晶体管22的开/关状态。

首先，如图6A所示，在其中图像-拾取光Lin进入像素20的所述光电转换器件21中的曝光时段Tex，晶体管22处于关的状态，使得存储在存储节点N的信号电荷在曝光时段Tex期间不会被输出到信号线Lsig。注意，由于此时所述电荷放大器电路处于其中已经执行了放大器重置操作(所述电荷放大器电路的重置操作)的状态，因此开关SW1处于开启状态，并因此形成电压输出电路(voltage follower circuit)。

另一方面，上述读出时段对应于用于重置像素20中存储的信号电荷的重置操作(像素重置操作)时段。具体而言，caused by the fact that由本实施例的像素20为无源像素电路这一事实所导致的，用于读出由所述光电转换器件21从像素20获得的信号电荷的“读出操作”以及上述“重置操作”基本上在相同的时间(同时)执行。换句话说，尽管下面将描述细节，但是用于按行顺序执行所述读出操作的行顺序读出驱动和用于按行顺序执行所述重置操作的行顺序重置驱动由单一行顺序驱动(基本上)在同样的时间被执行。顺带而言，在此时的所述重置操作对应于多次(在此为两次)重置操作的第一次(first-time)重置操作。因此，在下面的描述中，其间基本上在相同时间执行的所述读出操作和第一次重置操作的时段被称之为“读出/第一重置时段Tr1”。

在读出/第一重置时段Tr1中，如图6B所示，当晶体管22导通时，信号电荷从像素20中的存储节点N被读出到信号线Lsig(参见附图中的箭头P11)。这样读出的信号电荷被输入到所述电荷放大器电路。在这种情形中，在读出/第一重置时段Tr1，所述电荷放大器电路中的开关SW1处于关闭(off)状态。换句话说，所述电荷放大器电路处于所述读出操作状态。因此，输入到所述电荷放大器电路的信号电荷被存储在电容C1中，并且对应于所存储的电荷的信号电压(输出电Vca)从所述电荷放大器172被输出。采用这种方式，在所述电荷放大器电路中信号电荷被转换成信号电压(执行Q-V转换)。顺带而言，电容C1中所存储的电荷以这种方式通过在后面描述的放大器重置操作时导通(turn on)开关SW1被重置。

而且，与上述读出操作一起，在读出/第一重置时段Tr1内以下述方式执行第一次重置操作(第一重置操作)。如附图中的箭头P12所示，采用所述电荷放大器电路(所述电荷放大器172)中的虚短路现象，执行第一次重置操作。具体而言，虚短路现象使得在所述电荷放大器172的负侧(信号线Lsig侧)上的输入端子的电压基本上等于重置电压Vrst，该重置电压将被施加到正侧上的输入端子上。因此，像素2中的存储节点N通过晶体管22也具有重置电压Vrst。采用这种方式，结合上述读出操作，存储节点N的所存储的电荷被重置为预定重置电压Vrst。

(3.在第一次重置操作后像素20中的信号电荷的剩余)

在某些情形中，即使在执行上述第一次重置操作(第一重置操作)时，在第一次重置操作之前存储的一部分信号电荷保留在像素20中。如果一部分信号电荷保留在像素20中，在随后的读出操作时(在随后的帧时段中的图像拾取时)就会生成所述残留电荷所导致的余像(after image)，并因此使得图像质量变差。在第一次重置操作之后像素20中的信号电荷的残留(所存储电荷的残留)将会在下面参照附图7至12进行详细描述。

在所述光电转换器件21是PIN光电二极管(薄膜光电二极管)的情况下，其结构大致被分为两种类型。具体而言，有图7中的(A)和(B)中所示的所谓的横向结构和图8所示的所谓的纵向结构。

在图7中的(A)和(B)的横向结构的情况下，所述光电转换器件21具有沿着横向方向的的如下顺序的p-型半导体层21P、本征半导体层(i-层)21I、以及n-型半导体层21N(在平面方向层叠)。此外，所述光电转换器件21具有栅电极21G，该栅电极与本征半导体层21I的附近的在两者之间的栅极绝缘薄膜(未示出)相对地布置。另一方面，在图8所示的纵向结构的情形中，例如，所述光电转换器件21具有沿着纵向的如下顺序的下部(lower)电极211a、n-型半导体层21N，、本征半导体层21I、p-型半导体层21P、以及上部电极211b.

(3-1.在像素20中的电荷由于强烈的外部光线的照射而饱和的情况中的生成机制)

作为上述信号电荷的残留的生成机制的实例，将以由横向PIN光电二极管构成的所述光电转换器件21作为实例描述像素20中的电荷由于强烈的外部光线的照射而导致饱和的情况。在具有这种横向结构的所述光电转换器件21中，本征半导体层21I由于施加到栅电极21G上的栅极电压而处于存储状态(饱和状态)、损耗状态、以及反相状态中的一种状态。在此，在薄膜光电二极管的情形下，需要几百μs量级(order)的时间用于从处于在存储或反相状态中的所述光电转换器件21的栅电极21G侧上的界面上感应电荷的状态(图7的(A))过渡到损耗状态(图7的(B))。通常，PIN光电二极管被用于损耗状态，因为其光敏度在损耗状态最高。不过，当强烈的外部光线照射并且Vnp＜0V的状态成立时，PIN光电二极管被移位到存储状态。注意，Vnp 是从p-型半导体层21P侧看到的n-型半导体层21N的电势。

因此，例如，即使环境在强烈的外部光线之后立即改变到黑暗状态，并且执行所述重置操作(第一次重置操作)使得状态恢复到Vnp＞0的状态，该状态也不会在几百μs内从存储状态改变到损耗状态。PIN光电二极管的电容特征由于在上述在栅电极21G侧上的界面上感应生成电荷的影响而损耗状态和在存储或反相状态之间是不同的。具体而言，如图7的(A)和(B)所示，在栅电极21G和p-型半导体层21P之间形成的寄生电容Cgp在存储状态较大而在损耗状态较小。

另一方面，像素20中的存储节点N(存储电容)为上述第一次重置操作的预定重置电压Vrst。在第一次重置操作之后晶体管22从开启(on)状态到关闭(off)状态过渡的时候，出现下述现象。例如，如图9所示，由于在像素20中的寄生电容(在晶体管22的栅极和漏极之间形成的寄生电容Cgd)中存储电荷，存储节点N的电势与重置电压Vrst(参见附图中的箭头P2)略微不同。这种现象被称之为电荷共用现象(电荷注入现象)。

如上所述，当连接到存储节点N的PIN光电二极管(所述光电转换器件21)中的寄生电容Cgp在损耗状态和存储或反相状态之间存在不同时，像素20中的整个耦合量(寄生电容的大小)会随着所述光电转换器件21的状态而变化。这影响使得即使在第一次重置操作之后紧接着之前入射的光(图像-拾取光Lin)的信息(电荷)残留在存储节点N中，根据这种机制，在像素20中的电荷由于强烈外部光线的照射而饱和的情况下，即使在执行第一次重置操作时，在第一次重置操作之前存储的信号电荷的一部分也残留在i像素20中。在此，作为实例描述了图7的(A)和(B)所示的横向结构的情形。不过，例如，同样在图8所示的纵向结构的情形中，当像素20中的电荷由于强烈的外部光线的照射而饱和时，由于相似的机制也会出现信号电荷的剩余。

(3-2.典型生成机制)

随后，将描述并不限于上述情形(像素20中的电荷由于强烈的外部光线的照射而饱和的情形)的信号电荷的剩余(残留电荷)的典型生成机制。换句话说，将对这种情况给出说明，在这种情况中，即使没有照射强烈的外部光线，由于所述光电转换器件21(PIN光电二极管)生成的衰减电流也会生成残留电荷，这将在描述描述。

图10的(A)和(B)每个图释了上述PIN光电二极管中的能带结构(每层的位置和能级之间的关系)。附图中清楚显示，在本征半导体层21I中呈现不同的缺陷程度(defectlevel)。如图10(A)所示，在紧接着读出/第一重置时段Tr1(第一次重置操作)结束之后，电荷e就被困于每个缺陷程度Ed中。不过，例如，如图10(B)所示，从读出/第一重置时段Tr1经过一定时间之后，困于缺陷程度Ed中的电荷e从本征半导体层21I被释放到光电二极管(光电转换器件21)的外部(从那件附图中虚线所指示的箭头)。因此上述衰减电流Idecay生成于所述光电转换器件21。

在这种情形下，图11A和11B每个图释了衰减电流Idecay和读出/第一重置时段Tr1之后流逝时间t之间的关系的实例。在图11A中，纵向轴线和横向轴线连着都采用对数标尺(log scale)来表示，而在图11B中，纵向轴线采用对数标尺来表示，而横向轴线采用线性标尺(linear scale)来表示。注意，在图11A和11B中，特征线的一部分公共区域由标记G1来表示。根据附图很清楚的是，衰减电流Idecay趋向于从读出/第一重置时段Tr1(t＝0)的末端开始随着时间流逝而协同地降低(Idecay＝(I0/t)，其中I0为常数值)。此外，例如，如图12所示，可以发现，此时生成的残留电荷q 1通过将衰减电流Idecay＝(I0/t)在流逝时间t进行积分来确定。

采用上述典型的生成机制，即使在执行第一次重置操作时在第一次重置操作之前存储的一部分信号电荷也被残留在像素20中(生成上述残留电荷q1)。

(4.使用执行多次的重置操作降低残留电荷的功能)

例如，在该实施例中，如图13所示，对所述重置操作执行多次(在此为两次)以便降低残留电荷，并且因此减少该残留电荷导致的余像。下面将详细描述使用被执行多次的所述重置操作来减少参与电荷的功能。

在图13中，(A)图释了读出控制线Lread的电势Vread的定时波形，(B)图释了来自所述电荷放大器172的输出电压Vca的定时波形，(C)图释了信号线Lsig的电势Vsig的定时波形，以及(D)图释了存储节点N的电势Vn的定时波形。这些的定时波形处于包含纵向时段(一个帧时段)ΔTv的时段内。

在帧时段ΔTv中，在定时t11到t12的曝光时段Tex中执行曝光操作，如参见图6A等所述。具体而言，当图像-拾取光Lin进入所述图像拾取部分11，在像素20的所述光电转换器件21中，图像-拾取光Lin被转换(光电转换)为信号电荷。接着，信号电荷存储在像素2中的存储节点N，并且信号电荷的电势Vn逐渐改变(参见图13中的箭头P31)。顺带而言，与曝光操作相关联，电势Vn逐渐从重置电压Vrst降低到0V。这是因为在这种情况下所述光电转换器件21的阴极是存储节点N。

随后，在定时t13到t14的读出/第一重置时段Tr1中，如参照图6B所示的所述读出操作和第一次重置操作(像素重置操作)。具体而言，用于从像素20中读出信号电荷的所述读出操作和用于重置像素20中信号电荷的第一次重置操作基本上在相同的时间执行。不过，如图13中的箭头P32所示，存储节点N的电势Vn在第一次重置操作之后逐渐降低，并且生成上述残留电荷q。

注意，在随后的定时t15，在所述电荷放大器电路中的开关SW1被接通。结果，所述电荷放大器电路中的电容C1中存储的电荷被重置。换句话说，所述电荷放大器电路的所述重置操作(放大器重置操作)被执行。

之后，在随后的定时t16到t17，执行下面描述的第二次重置操作(第二重置操作)(第二重置时段Tr2).

在第二重置时段Tr2，具体而言与图14A中所示的第一操作实例一样执行第二次重置操作。具体而言，在第一操作实例中，像素20中的晶体管22被接通，并且所述电荷放大器电路中的开关SW1也被接通。因此，形成使用所述电荷放大器172的电压输出电路(voltagefollower circuit)。因此，所述电荷放大器172的负侧(信号线Lsig侧)上的输入端子的电压基本上等于通过所述电荷放大器172的反馈特征施加到正侧上的输入端子上的重置电压Vrst。采用这种方式，在第一操作实例中，利用所述电荷放大器172的反馈特征，像素2中的存储节点N的电势Vn被设置为重置电压Vrst(执行第二次重置操作)。

另一方面，在与上述第一次重置操作类似的图14B所示的第二操作实例中，利用所述电荷放大器电路(电荷放大器172)中的虚短路现象执行第二次重置操作(参见附图中的箭头P42)。具体而言，像素2中的存储节点N的电势Vn通过虚短路现象被设置为重置电压Vrst。注意，在此时，由于像素20中的晶体管22处于开启(on)状态并且所述电荷放大器电路中的开关SW1与读出/第一重置时段Tr1中类似处于关闭(off)状态，所述电荷放大器电路处所述读出操作状态。换句话说，如附图中的箭头P41所示，在第二操作实例中，能够通过所述电荷放大器电路读出存储节点N中的电荷剩余。

采用这种方式，在该实施例中，像素20中的存储电荷的所述重置操作(后面描述的行顺序重置驱动)在一个帧时段内被间歇地(独立地)执行多次。具体而言，在该实施例中，第一次重置操作(读出/第一重置时段Tr1)和第二次重置操作(第二重置时段Tr2)被设置成间歇地执行。因此第一次重置操作之后像素20中的残留电荷q 1(信号电荷的剩余量)确实被重置，并降低了这种残留电荷(参见图13中的箭头P33)。

具体而言，假设从第一次重置操作的末端(Tr1的末端)到第二次重置操作的末端(Tr2的末端)的时间段为Δt12(参见图13)，例如，所生成的残留电荷q 1的电荷的降低量如图15所示。在图12所描述的残留电荷q 1中，例如，对应于从时间Δt12的开始t1到其末端t2的时间的整数值的电荷q 12对应于第二次重置操作所放出(减少)的电荷的量。而且，通过表达式(q1-q12)＝q23计算的电荷q23对应于第二次重置操作后剩余的电荷的量。因此.理想地执行了所述设置使得上述时间Δt12尽可能长。采用这种方式，第一次重置操作之后像素20中的残留电荷q 1被降低，因此，减少了在随后的读出操作中(在随后的帧时段中的图像拾取时)残留电荷所导致的余像的出现，由此改善了图像质量。

由于下述原因，在超过一个水平时段(一个水平扫描时段，作为实例，大约为32μs)的时段上，理想地间歇执行多次重置操作。如上所述，PIN光电二极管中的状态过渡花费大约几百μs的时间。因此，在例如大约100μs连续或间歇地将重置电压Vrst施加到存储节点N，从而降低残留电荷的生成。不过，实际上，根据实验等可确认，在施加重置电压Vrst的时段超过一个水平时段(例如，大约32μs)时残留电荷被大量地减少

(5.行顺序重置驱动等中的每个重置操作的定时)

例如，在如图16-19所示的实施例中，设置行顺序图像-拾取驱动(行顺序读出驱动和行顺序重置驱动)中各个操作的定时。

图16是根据本实施例的行顺序图像-拾取驱动的实例的定时波形图。其中，(A)-(F)分别图释了读出控制线Lread(1)-Lread(3)以及Lread(n-2)-Lread(n)的电势Vread(1)-Vread(3)和Vread(n-2)-Vread(n)的定时波形图。此外，图中所示的ΔTh表示一个水平时段(一个水平扫描时段)。注意，在后面描述的图17-19中，图释了放大器重置控制线Lcarst的电势Vcarst的第一操作实例(D)的情形以及其第二操作实例(每个图的(E))的情形。

根据图16的(A)-(F)可以清楚，在其中第一次重置操作等(读出/第一重置时段Tr1中的操作)被按行执行的驱动时段中和在其中第二次重置操作按行执行的驱动时段(行顺序驱动时段ΔTr2)中部分呈现了重叠时段(驱动重叠时段ΔTol1)。

在该实施例中，驱动重叠时段ΔTol1中每个所述重置操作时段(读出/第一重置时段Tr1和第二重置时段Tr2)设置如下。具体而言，在第一次行顺序重置驱动时的每个所述重置操作(行顺序驱动时段ΔTr1中的每个读出/第一重置时段Tr1)和在第二次行顺序重置驱动时的每个所述重置操作(行顺序驱动时段ΔTr2中的每个第二重置时段Tr2)设置如下。其间在行顺序驱动时段ΔTr1中的每个读出/第一重置时段Tr1不与行顺序驱动时段ΔTr2中的任何第二重置时段Tr2重叠的非重叠时段被设置为至少部分被呈现(例如，参见图16中的标记P5所示的时段)。

更具体而言，在图17的(A)到(E)以放大方式所示的定时波形能够图的实例(有标记P5所表示的时段附近的放大的波形图)中，每个所述重置操作时段设置如下。在该实例中，驱动重叠时段ΔTol1中的所有读出/第一重置时段Tr1和第二重置时段Tr2对应于上述非重叠时段。换句话说，每个读出/第一重置时段Tr1和每个第二重置时段Tr2根本不会彼此重叠。顺带而言，在该实例中，在标记P5所指示的时段其间，对应于行扫描信号的电势Vread按照如下顺序被施加到Vread(2)(第二重置时段Tr2)、Vread(n-2)(读出/第一重置时段Tr1)、以及Vread(3)(第二重置时段Tr2)。

另一方面，在图18的(A)-(E)中的标记P5a所示的时段期间，与图16和17中的标记P5所指示的时段不同，对应于行扫描信号的电势Vread按照如下顺序被施加到Vread(n-2)(读出/第一重置时段Tr1)、Vread(2)(第二重置时段Tr2)、以及Vread(3)(第二重置时段Tr2)。不过，同样在这种情况下，与标记P5的时段类似，在驱动重叠时段ΔTol1中的所有读出/第一重置时段Tr1和第二重置时段Tr2对应于上述非重叠时段。

而且，在图19的(A)-(E)中的标记P5b所示的时段期间，例如，与图16和18中的标记P5和P5a所指示的时段不同，每个所述重置操作时段被设置如下。上述非重叠时段提供在读出/第一重置时段Tr1的一部分和驱动重叠时段ΔTol1中的第二重置时段Tr2中。换句话说，如图所示，重叠时段(操作重叠时段ΔTol2)呈现在一部分读出/第一重置时段Tr1和第二重置时段Tr2中。不过，同样在该情形中，由于这种操作重叠时段ΔTol2部分地被提供，因此上述非重叠时段部分地呈现。

在此，在这种行顺序图像-拾取驱动(行顺序读出驱动和行顺序重置驱动)中的各个操作的定时等通过具有例如图4中所示的单元电路130行扫描部分13而得以实现。具体而言，在这种行顺序图像-拾取驱动的各个操作等的定时通过对应于行顺序重置驱动的执行的数量所提供的多个移位电阻器电路131和132和生成来自移位电阻器电路131和132的输出信号之间的逻辑和信号同时控制每个输出信号的有效时段的逻辑电路(AND电路133A到133D以及OR电路134A和134B)而得以实现。

如上所述，在该实施例中，上述非重叠时段被设置为至少呈现在驱动重叠时段ΔTol1中的部分所述重置操作时段(读出/第一重置时段Tr1和第二重置时段Tr2)中，在驱动重叠时段ΔTol1期间，行顺序驱动时段ΔTr1和行顺序驱动时段ΔTr2被重叠。因此，与图20的(A)-(F)中所示的对比实例不同(驱动重叠时段ΔTol1中的所述重置操作时段中根本不提供非重叠时段，或者所有读出/第一重置时段Tr1都与驱动重叠时段ΔTol1中的第二重置时段Tr2重叠)，在多次行顺序重置驱动中的所述重置操作的时段、定时等都可以被任意设置。

注意，与实现了这种操作定时等的实施例的行扫描部分13对比，在现有技术的标准行扫描电路(栅极驱动器电路)中，在定时不部分重叠等时，很难执行在其连接到不同扫描线的像素中执行的操作。

此外，具体而言，作为图19中的实例，在非重叠时段被提供在驱动重叠时段ΔTol1中的一部分读出/第一重置时段Tr1和第二重置时段Tr2中的情况下，下面也是确定的。具体而言，例如，如图16-18所示，在这种情况下，与驱动重叠时段ΔTol1中的所有读出/第一重置时段Tr1和第二重置时段Tr2对应于非重叠时段的情况相比，实现了行顺序图像-拾取驱动的加速(帧速率得到增加)。

如上所述，在该实施例中，在多次行顺序重置驱动时，上述非重叠时段至少提供在驱动重叠时段ΔTol1的一部分所述重置操作时段中。因此，在多次行顺序重置驱动时所述重置操作的时段、定时等容许任意设置。因此，在图像-拾取驱动(行顺序图像-拾取驱动)时操作的自由度可以得到改善，并且因此使得图像-拾取驱动得以以最佳定时被执行。

此外，在非重叠时段仅仅一部分被提供在驱动重叠时段ΔTol1中的所述重置操作时段中时，能够实现按行顺序图像-拾取驱动的加速(以增加帧速率)。

[修改例]

随后，将描述上述实施例的修改例(修改例1-5)。注意，相同的标号用来指代该实施例中基本上相同的元件，并且适当删除其描述。

[修改例1]

图21图释了根据修改例1的像素(像素20A)的电路配置，以及上述实施例中描述的列选择部分17的电路配置实例。修改例1的像素20A具有无源电路结构，类似于本实施例的像素20o，并具有一个光电转换器件21晶体管22。此外，与像素20类似，像素20A连接到沿着H方向延伸的读出控制线Lread和沿着V方向延伸的信号线Lsig。

不过，在像素20A中，所述光电转换器件21沿着与像素20中的所述光电转换器件21方向相反的方向布置。换句话说，在像素20A，所述光电转换器件21的阳极连接到存储节点N，而其阴极接地。

同样，在具有这种结构的像素20A的图像拾取单元中，与本实施例的similareffects to图像拾取单元1类似效果通过图像拾取单元1的类似功能来提供。

[修改例2and 3]

(电路配置)

图22图释了根据修改例2的像素(像素20B)的电路配置以及下述列选择部分17B的电路配置实例。此外，图23图释了根据修改例3的像素(像素20C)的电路配置以及下述列选择部分17B的电路配置实例。修改例2和3的像素20B和20C的每个都具有所谓的有源电路结构，与之前描述的像素20and 20A不同。

具体而言，在每个有源像素20B中20C，提供了一个光电转换器件21和三个晶体管22、23、以及24。沿着H方向延伸的读出控制线Lread和重置控制线Lrst以及沿着V方向延伸的信号线Lsig连接到每个像素20B and 20C。

在每个像素20B and 20C中，晶体管22的栅极连接到读出控制线Lread，而其源极连接到信号线Lsig，并且其漏极连接到配置源输出电路(source follower circuit)的晶体管23的漏极。晶体管23的源极连接到电源VDD，而其栅极连接到所述光电转换器件21的阴极(图22所示的像素20B)或阳极 (图23所示的像素20C)(存储节点N)，以及起到重置晶体管功能的晶体管24的漏极。晶体管24的栅极连接到重置控制线Lrst，而其源极供应有重置电压Vrst.所述光电转换器件21的阳极(像素20B)或阴极(像素20C)接地。

而且，根据图22和图23所示的修改例2和3的列选择部分17B通过为上述列选择部分17，提供恒流源171放大器176而不是所述电荷放大器172、电容C1、以及开关SW1而配置。在放大器176中，在正侧上的输入端子连接到信号线Lsig，而在负侧上的输入端子和输出端子彼此连接，由此慈宁宫成电压输出电路。注意，恒流源171的第一端子连接到信号线Lsig的一段，而其第二端子连接到电源VSS。

(功能和效果)

在具有其像素20B或20C的修改例2和3的图像拾取设备中，像素20B或20C具有有源电路配置，像素拾取操作以(行顺序图像-拾取驱动)以下述方式执行。

首先，在具有像素20或20A的图像拾取设备中，像素20或20A具有之前描述的无源电路配置，所述行顺序图像-拾取驱动例如如图24A所示的方式执行。具体而言，所述行顺序读出驱动和所述行顺序重置驱动有单一行顺序驱动(用于在读出/第一重置时段Tr1执行行顺序操作的驱动)基本上同时被执行。

另一方面，在具有的像素20B或20C的图像拾取单元，像素20B或20C具有如修改例2和3的有源电路配置，所述行顺序图像-拾取驱动例如以图24B中所示的方式被执行。具体而言，所述行顺序读出驱动以及每次的行顺序重置驱动(在此为第一次和第二次)都独立和分开地执行。换句话说，在读出时段Tr1中用于执行行顺序操作的所述行顺序读出驱动、在第一次重置时段(第一重置时段Tr1b)中用于执行行顺序操作的第一次行顺序重置驱动、以及在第二次重置时段(第二重置时段Tr2)中用于执行行顺序操作的第二次行顺序重置驱动都独立和分开地直至。顺带而言，在有源电路结构的情况下，在每次行顺序驱动中的所述重置操作通过接通晶体管24而被执行，该晶体管24起到重置晶体管的作用。

如上所述，与之前描述的无源电路结构的情形与像素20B或20C的图像拾取单元相同，像素20B或20C具有有源电路结构。具体而言，当上述非重叠时段至少提供在驱动重叠时段ΔTol1中的一部分所述重置操作时段时，在行顺序重置驱动是的所述重置操作的时段、定时等容许任意设置。因此，同样在这种情形中，使得在图像-拾取驱动(行顺序图像-拾取驱动)是的操作的自由度得以改善，并因此使得图像-拾取驱动在最佳定时等下被执行。

[修改例4和5]

图25A和25B分别示意性图释了根据修改例4和5的图像拾取部分(图像拾取部分11A和11B)大致配置。

根据图25A所示的修改例4的所述图像拾取部分11A具有波长转换层112，还具有在本实施例中描述的所述光电转换层111。具体而言，波长转换层112设置在所述光电转换层111上(在靠近所述图像拾取部分11A的光接收表面(图像拾取表面)的一侧)。

波长转换层112将辐射光Rrad(α-ray、β-ray、γ-ray、X-ray等)的波长转换为所述光电转换层111的敏感范围内的波长。因此，在所述光电转换层111中，使得基于辐射光Rrad的信息被读取。所述波长转换层112由例如能够将诸如X光的辐射光转换成可见光的荧光体(例如闪烁体)构成。这种波长转换层112通过在所述光电转换层111的顶部上的玻璃等上形成由自旋形成的有机平面薄膜或平面薄膜并在该平面薄膜上形成由CsI、NaI、CaF2等构成的荧光薄膜而获得。

另一方面，根据图25B所示的修改例5的所述图像拾取部分11B具有光电转换层111B，而不是在本实施例中所描述的所述光电转换层111。所述光电转换层111B基于入射的辐射光Rrad直接生成电信号。具体而言，图25所示的修改例4的所述图像拾取部分11A被施加所谓的间接型辐射图像拾取单元，而修改例5的所述图像拾取部分11B被施加所谓的直接型辐射图像拾取单元。注意，施加到直接型辐射图像拾取单元的所述光电转换层111B配置有无定形硒((a-Se)半导体、镉碲(CdTe)半导体等。

在根据修改例4和5的具有这种结构的所述图像拾取部分11A或11B的图像拾取单元，所述图像拾取部分11A和11B基于入射辐射光Rrad生成电信号，由此配置辐射图像拾取单元。这样的辐射图像拾取单元被用于医学仪器(X-光图像拾取单元，诸如数字X光线照相术)、用于在机场等处的私人物品的X-光探测装置、工业X-光图像拾取单元(用于检查容器中的危险品、检查包中的内容的等的装置)等

[应用实例]

现在将描述将根据上述实施例或上述修改例(修改例1-5)的任何图像拾取单元应用到图像-拾取和显示系统的应用实例。

图26示意性图释了根据该应用实例的图像-拾取和显示系统(图像-拾取和显示系统5)的改制配置实例。图像-拾取和显示系统5包括图像拾取单元1，其具有根据上述实施例等的所述图像拾取部分11(或11A或11B)、图像处理部分52、以及显示器4，并且在该实例中，被配置为使用辐射的图像-拾取和显示系统(辐射图像-拾取和显示系统)。

图像处理部分52对从图像拾取单元1输出的输出数据Dout(图像拾取信号)执行预定的图像处理以便生成图像数据D1。显示器4基于由图像处理部分52生成的图像数据D1在预定监视器屏幕40上显示图像。

在具有这种结构的图像-拾取和显示系统5中，图像拾取单元1(在此为辐射图像拾取单元)基于从光源51(在此为诸如X-光源的辐射源)辐射到对象50的辐射光(在此为辐射)获取对象50的图像数据Dout，然后输出该图像数据Dout到图像处理部分52。所述图像处理部分52对输入的图像数据Dout执行上述预定图像处理，并随后将处理过的图像数据(显示数据)D1输出到显示其4。所述显示器4基于输入的图像数据D1在监视器屏幕40上显示图像信息(捕获的图像)。

采用这种方式，在应用实例的图像-拾取和显示系统5中，由于图像拾取单元1荣誉获取对象50的图像作为电信号，容许图像显示通过将所获得电信号发送到显示器4而被执行。换句话说，对象50的图像容许不使用现有的辐射光胶片而得到观看，并能够获取和显示图片。

顺带而言，在应用实例中，被配置为辐射图像拾取单元和图像-拾取和显示系统的图像拾取单元1使用辐射的情况已经作为实例进行了描述。不过，本发明的图像-拾取和显示系统可用于使用具有其他方法的图像拾取单元的图像-拾取和显示系统

[其他修改例]

之前，尽管已经参照实施例描述了本发明的技术，但是可以做出任何应用实例，技术不限于本实施例等以及各种修改例。

例如，在所述图像拾取部分中的像素的电路结构并不限于上述实施例等中所描述的电路结构(像素20和20A-20C的电路结构)，并且可以使用其他电路结构。类似地，行扫描部分、列选择部分等中的每一个的电路结构不限于在上述实施例等中描述的电路结构，而是可以使用其他电路结构。

而且，在上述实施例等中，尽管作为实例描述了在一个帧时段期间执行行顺序重置驱动两次的情形，但是这不是限制性的，在一个帧时段期间行顺序重置驱动可被执行三次或更多。

而且，例如在上述实施例等中描述的所述图像拾取部分、行扫描部分、A/D转换部分(列选择部分)、列扫描部分等可以形成在同一基板上。具体而言，例如，采用诸如低温多晶硅的多晶硅半导体，在电路中的开关等可以形成在同一基板上。因此能够基于来自外部系统控制部分的控制信号执行在同一基板上的驱动操作，由此实现在降低帧大小或有线连接时实现可靠性的改善。

注意，本发明的技术构成如下：

(1)一种图像拾取单元，包括：

图像拾取部分，包括多个像素，每个像素包括光电转换器件；以及

驱动部分，执行行顺序读出驱动和行顺序重置驱动，所述行顺序读出驱动用于按行顺序执行读出操作，所述行顺序重置驱动用于按行执行重置操作，所述读出操作使得通过光电转换器件获得的信号电荷从每个像素被读出，重置操作使得像素中的信号电荷被重置，其中

所述驱动部分在一个帧时段器件多次间歇地执行行顺序重置驱动，以便容许至少在重叠时段中的部分重叠操作时段中提供非重叠时段，该所述重叠时段是在其间多个行顺序重置驱动之一的驱动时段和剩余多个行顺序重置驱动之一的驱动时间被重叠的时段，并且非重叠时段是其间所述多个行顺序驱动之一所进行的所述重置操作的每一个不被所述剩余多个行顺序重置驱动之一所进行的任何重置所重叠时段。

(2)根据(1)所述的图像拾取单元，其中所述非重叠时段只在所述重叠时段中的所述重置操作的一些时段的一部分中提供。

(3)根据(1)所述的图像拾取单元，其中所述重叠时段中的所述重置操作的所有时段对应于所述非重叠时段.

(4)根据(1)-(3)所述的图像拾取单元，其中所述驱动部分包括扫描部分，其针对多个像素在行顺序读出驱动和行顺序重置驱动的时候执行行顺序扫描。

(5)根据权利要求(4)所述的图像拾取单元，其中所述扫描部分包括：对应于所述行顺序重置驱动的执行的数量提供的多列移位电阻器电路部分，以及生成来自移位电阻器电路部分的每列的输出信号的逻辑和信号同时控制每个输出信号的有效时段。

(6)根据权利要求(1)-(5)所述的图像拾取单元，其中所述行顺序读出驱动和第一次行顺序重置驱动由单一行顺序驱动一次执行。

(7)根据权利要求(6)所述的图像拾取单元，其中所述驱动部分包括：电荷放大器，所述电荷放大器的第一输入端子连接到在所述读出操作时所使用的信号线、所述电荷放大器的第二输入端子上供应有预定重置电压，以及

在第一次行顺序重置驱动时的重置操作利用在所述电荷放大器中的虚短路现象来执行。

(8)根据权利要求(7)所述的图像拾取单元，其中在第二次和随后的行顺序重置驱动时的所述重置操作利用所述电荷放大器的虚短路现象的反馈特性来执行。

(9)根据权利要求(1)-(5)所述的图像拾取单元，其中所述行顺序读出驱动和每次的行顺序重置驱动都独立和分开地来执行。

(10)根据权利要求(9)所述的图像拾取单元，其中，

每个像素包括重置电阻器，以及

在每次行顺序重置驱动时的所述重置操作通过接通所述重置电阻而被执行。

(11)根据权利要求(1)-(10)所述的图像拾取单元，其中所述行顺序重置驱动在超过一个水平时段的时段上被间歇地执行多次。

(12)根据权利要求(1)-(11)所述的图像拾取单元，其中所述光电转换器件由PIN光电二极管形成。

(13)根据权利要求(1)-(12)所述的图像拾取单元，其中所述图像拾取部分基于入射照射生成电信号；以及

图像拾取单元被配置为照射图像拾取单元。

(14)根据权利要求(13)所述的图像拾取单元，其中所述图像拾取部分包括配置所述光电转换器件的光电转换层以及将所述照射的波长转换成在所述光电转换层的敏感范围内的波长的波长转换层。

(15)根据权利要求(13)所述的图像拾取单元，其中所述图像拾取部分包括光电转换层，所述光电转换层配置所述光电转换器件并基于所述照射直接生成电信号。

(16)根据权利要求(13)-(15)所述的图像拾取单元，其中所述照射为X射线。

(17)一种图像拾取和显示系统，包括图像拾取单元和基于从图像拾取单元获得的图像显示图像的显示器，所述图像拾取单元包括：

本发明包含涉及在2011年8月18日在日本专利局提交的日本在先专利申请JP2011-178682，其整个内容以引用方式包含在此。

本领域普通技术人员应理解到，根据设计需要或其他因素可以进行各种修改、组合、子组合以及替代，只要他们在本发明的附后的权利要求书或等同物的范围之内。

Claims

1.一种图像拾取单元，包括：

所述驱动部分在一个帧时段期间多次间歇地执行行顺序重置驱动，以便容许至少在重叠时段中的部分重置操作时段中提供非重叠时段，所述重叠时段是在其间多个行顺序重置驱动之一的驱动时段和剩余多个行顺序重置驱动之一的驱动时间被重叠的时段，并且非重叠时段是其间所述多个行顺序驱动之一所进行的所述重置操作的每一个不被所述剩余多个行顺序重置驱动之一所进行的任何重置操作所重叠的时段。

2.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中所述非重叠时段只在所述重叠时段中的所述重置操作的一些时段的一部分中提供。

3.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中所述重叠时段中的所述重置操作的所有时段对应于所述非重叠时段。

4.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中所述驱动部分包括扫描部分，其针对多个像素在行顺序读出驱动和行顺序重置驱动的时候执行行顺序扫描。

5.根据权利要求4所述的图像拾取单元，其中所述扫描部分包括：对应于所述行顺序重置驱动的执行的数量提供的多列移位电阻器电路部分，以及生成来自移位电阻器电路部分的每列的输出信号的逻辑和信号同时控制每个输出信号的有效时段。

6.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中所述行顺序读出驱动和第一次行顺序重置驱动由单一行顺序驱动一次执行。

7.根据权利要求6所述的图像拾取单元，其中所述驱动部分包括：电荷放大器，所述电荷放大器的第一输入端子连接到在所述读出操作时所使用的信号线、所述电荷放大器的第二输入端子上供应有预定重置电压，以及

8.根据权利要求7所述的图像拾取单元，其中在第二次和随后的行顺序重置驱动时的所述重置操作利用所述电荷放大器的虚短路现象的反馈特性来执行。

9.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中所述行顺序读出驱动和每次的行顺序重置驱动都独立和分开地来执行。

10.根据权利要求7所述的图像拾取单元，其中，

每个像素包括重置电阻器，以及

11.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中所述行顺序重置驱动在超过一个水平时段的时段上被间歇地执行多次。

12.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中所述光电转换器件由PIN光电二极管形成。

13.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中所述图像拾取部分基于入射照射生成电信号；以及

图像拾取单元被配置为照射图像拾取单元。

14.根据权利要求13所述的图像拾取单元，其中所述图像拾取部分包括配置所述光电转换器件的光电转换层以及将所述照射的波长转换成在所述光电转换层的敏感范围内的波长的波长转换层。

15.根据权利要求13所述的图像拾取单元，其中所述图像拾取部分包括光电转换层,所述光电转换层配置所述光电转换器件并基于所述照射直接生成电信号。

16.根据权利要求13所述的图像拾取单元，其中所述照射为X射线。

17.一种图像拾取和显示系统，包括图像拾取单元和基于从图像拾取单元获得的图像显示图像的显示器，所述图像拾取单元包括：