CN1463409A - 读出设备 - Google Patents

Abstract

一种读出设备，具有设置在基底上以读出要被检测的对象的传感器单元、设置在基底上以提供用于驱动传感器单元的驱动信号的驱动器电路单元、和形成来至少覆盖驱动器电路单元的一部分表面的静电保护部，该静电保护部的至少一部分具有导电性。

Description

读出设备

技术领域

本发明涉及读出要被检测的对象的设备，并且尤其涉及用在活体鉴定系统中的以及用于读出要被检测的对象例如特定个体的指纹的读出设备。

背景技术

作为基于要被审查的一个人的指尖的精细三维图案来读出指纹图案的读出设备，已知有指纹读出器。指纹读出器包括具有用于读出指尖的指纹的传感器单元的传感器器件，和设置在传感器单元附近并将驱动传感器单元的驱动信号提供给传感器单元的驱动器电路单元。

这种指纹读出器包括在人用指尖接触传感器单元时读出指纹并光学地识别形成指纹的皮肤的三维图案的读出器，还包括读出对应手指的三维图案的电容或电阻改变的读出器。

要注意的是人类的手指通常带电，并且当这样的人用手指接触对象时，常常瞬时对带有的高至几千伏的静电进行放电。

在一些情况下，为获得高密度的封装，指纹读出器的驱动器电路单元电连接并靠近在一个电路板上的前面提到的传感器单元。当手指接触这种指纹读出器时，手指和传感器单元或驱动器电路单元指尖的距离变短，并且经覆盖传感器单元和驱动器电路单元的绝缘膜把静电电压施加于传感器单元或驱动器电路单元，这样引起操作错误和/或损坏。

驱动器电路单元由很多晶体管组成。非晶硅或多晶硅可用作这种晶体管的半导体层。非晶硅或多晶硅本征上由可见光激活。另一方面，由于驱动器电路单元的最上绝缘膜通常由透光材料构成，当驱动器电路单元暴露于强烈的外部光线的情况下，在晶体管的半导体层中产生电子—空穴对，并且这些载流子可引起驱动器电路单元的操作错误。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种读出设备，可防止传感器单元和驱动器电路单元受到外部因素，如静电、外部光线等的影响，这些因素会引起损坏和操作错误。

本发明指的是一种读出设备(图象读出器1)，包括具有用于光学读出要被检测的对象的光电传感器阵列10的传感器模块3、和提供驱动光电传感器阵列的驱动信号的驱动器电路单元(顶栅驱动器11、底栅驱动器12、检测驱动器13)，其中释放静电的导电膜(静电保护部2)形成在驱动器电路单元的至少一部分表面上，如图1所示。

根据本发明，甚至在带有静电的指尖接触到驱动器电路单元附近时，由于静电保护部对驱动器电路单元进行屏蔽，可防止驱动器电路单元的操作错误和损坏。

另一方面，如果不透明导电膜形成在驱动器电路单元的表面上，甚至在驱动器电路单元暴露于来自导电膜上方并且包含紫外线和给定波长范围的激活驱动器电路单元的晶体管的外部光线时，导电膜吸收和/或反射外部光线，使得外部光线不进入驱动器电路单元。因此，可防止由于进入激活光线引起的驱动器电路单元的晶体管的操作错误和紫外线引起的它们的恶化。

本发明的另外的目标和优点在下面的说明中提出，并且从下面的说明而变得明显，或者可通过实施本发明获知。本发明的目标和优点通过尤其是后面指出的设施和组合体来实现和获得。

附图说明

加入并构成说明书的一部分的附图展示出本发明的实施例，并且与上述的一般性说明和下面给出的实施例的具体说明一起，用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明的一个实施例的指纹读出器的光电传感器装置的电路图；

图2是传感器模块的立体图；

图3是沿着图2的III-III线截取的局部剖面图；

图4是沿着图2的IV-IV线截取的剖面图；

图5是表示检测驱动器和静电保护部的另一结构例子的剖面图；

图6是指纹读出器带有的光电传感器的双栅光电传感器例子的平面图；

图7是沿着图6的VII-VII线截取的剖面图，并且表示双栅光电传感器的一个例子；

图8A到8F是解释形成光电传感器阵列的双栅光电传感器的驱动原理的视图；

图9是形成驱动器电路单元的顶栅驱动器或底栅驱动器的电路图；

图10是顶栅驱动器或底栅驱动器的各个级(stage)的电路图；

图11是表示顶栅驱动器或底栅驱动器的操作的定时图；

图12是表示根据本发明的实施例的指纹读出器的读出操作的剖面图；

图13是表示选择模式下电势的改变的曲线；

图14是表示非选择模式下电势的改变的曲线；

图15A到15I是解释各个双栅光电传感器的操作的视图；

图16是表示根据本发明的又一实施例的指纹读出器的电路图；

图17是沿着图16的XVII-XVII线截取的剖面图；

图18是表示根据本发明的另一实施例的指纹读出器的剖面图；

图19是表示根据本发明的再一实施例的指纹读出器的剖面图；

图20是表示根据本发明的又一实施例的指纹读出器的剖面图；

图21是表示在对静电保护部施加外壳构件的指纹读出器的平面图；

图22是沿着图21的XXII-XXII线截取的剖面图；

图23是表示图21所示的指纹读出器的读出操作的状态的平面图；

图24是图23所示的读出器的剖面简图；

图25是表示根据本发明的实施例在要被检测的对象不与指纹读出器接触状态下电路功能的等效电路图；

图26是表示根据本发明的实施例在要被检测的对象与指纹读出器接触状态下电路功能的等效电路图；

图27A到27C是表示根据本发明的实施例在检测到要被检测的对象与指纹读出器的接触状态时信号电压的变化的定时图；

图28是表示根据本发明的再一实施例的指纹读出器的平面图；

图29是表示根据本发明的另外的一实施例的指纹读出器的平面图；

图30是图29的传感器模块的立体图；

图31是沿着图30的XXXI-XXXI线截取的剖面图；

具体实施方式

下面参考附图说明本发明的优选实施例。如图1所示，图象读出器1光学地读出指尖的突起部分和位于相邻的突起部分之间的凹入部分以定义指纹。这个读出器包括在预定位置处支持指尖并从手指减少静电的静电保护部2；和在外部控制器14的控制下在指尖读出指纹的传感器模块3。图2是图1所示的传感器模块的立体图，图3是沿着图2的III-III线截取的部分的剖面图，图4是沿着图2的IV-IV线截取的部分的剖面图。

静电保护部2至少一部分具有诸如铬、铬合金、铝或铝合金构成的构件，该构件对于激活后面说明的传感器模块3中的传感器和驱动器11到13的半导体层的激活光线是不透明的，还具有导电性，并且将其放置在传感器模块3的表面上。

静电保护部2设置在传感器模块3的与指尖球接触的部分的周围，并且包括近似椭圆的对象支持部4，该支持部4具有和指尖球一样大的开口，以把手指引向预定位置并在那里支持手指。

静电保护部2经输出端子5从与静电保护部2相连的控制器14接收弱脉冲信号Ps。脉冲信号Ps的基线是地电势，并且静电保护部在脉冲信号Ps的输入周期的50％或更大的周期期间设置在地电势。输出端子5由具有预定电容和电阻的导电构件制成，并且将输入脉冲信号Ps作为相应于输出端子5的电容和电阻被稍稍衰减和延迟了的脉冲信号Ps，输入控制器14中。当要被审查的带有比脉冲信号Ps的电势高很多的静电的人的指尖接触或靠近静电保护部2时，很快经输出端子5释放静电。

如果在顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13上不形成静电保护部2，并且带有静电的指尖接触光电传感器阵列10时，经薄的保护绝缘层31(图3)将高压施加在顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13上，这样损坏顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13或引起它们操作错误。但是，在这个实施例中，由于静电保护部2形成在顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13上方，抑制了静电被施加到这些驱动器上，这样防止顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13的操作错误和损坏。此外，可抑制由于静电引起的DG-TFT(双栅薄膜晶体管)的特性恶化和损坏。

当手指接触静电保护部时，脉冲信号Ps’相应于对于人体而言惟一的电容和电阻，与静电保护部不接触手指所得到的信号相比再被延迟或衰减。当控制器14确定脉冲信号Ps’落在对延迟时间和人体衰减程度惟一的许可的电容范围和许可的电阻范围内的对象接触静电保护部2时所引起的延迟时间或衰减范围时，要由传感器模块3检测的对象的读出操作开始。

如图1所示，传感器模块3具有在透明绝缘基底20上在对象支持部4的开口中设置的并且用于光学地读出要检测的对象的光电传感器阵列10；包括设置在静电保护部2下方的并提供驱动光电传感器阵列10的驱动信号的顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13的驱动器电路单元；背照光37；导光板32，后面的两个元件如图2所示。

如图1所示，光电传感器阵列10包括多个以矩阵形式设置在静电保护部2的对象支持部4的开口中的双栅晶体管10a(后面称为双栅光电传感器)。

由于不透明的静电保护部2设置在顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13上方，如图3和4所示，可防止从静电保护部2上方来并且包括紫外线和激活驱动器的晶体管的给定波长的光线的外部光线直接进入驱动器11到13。因此，防止由于激活光线引起的驱动器11到13防止由于激活光线引起的驱动器11到13的晶体管的操作错误和紫外线引起的恶化。检测驱动器13可形成在与双栅光电传感器10a相同的表面上。或者，如图5的结构所示，可把检测驱动器13形成在放置静电保护部2的表面上，并且静电保护部2可覆盖以给定距离分开的驱动器13的上表面。即，静电保护部2具有一种结构，该结构包括一个间隙，用于容纳检测驱动器13。当整个静电保护部2具有导电性时，优选地是经该间隙将其与检测驱动器13分开预定距离。但是，当对象支持部4和输出端子5具有导电性并彼此连接时，除支持部4外，静电保护部2由绝缘构件形成。在这种情况下，静电保护部2的绝缘构件可与检测驱动器接触。通过采用这种结构，由微晶硅形成的并许可高速操作的集成电路可用作检测驱动器，从而快速读出要被检测的对象。

如图6和7所示，在绝缘基底20上形成各个双栅光电传感器10a，包括底栅极21、底栅绝缘膜22、半导体层23、阻挡绝缘膜24a和24b、掺杂层25a、25b和26、源极27a和27b、漏极28、顶栅绝缘膜29、顶栅极30和保护绝缘膜31。

绝缘基底20对于可见光是透明的并且是绝缘的。底栅极21直接形成在绝缘基底20上。底栅绝缘膜22形成在底栅极21和绝缘基底20指尖以覆盖它们。半导体层23形成在底栅绝缘膜22上与底栅极21相对。当可见光(其波长是380nm到800nm)进入半导体层23时，在半导体层23中产生电子—空穴对。

阻挡绝缘膜24a和24b并置在半导体层23上，彼此隔开。第一掺杂层25a在沟道长度方向上形成在半导体层23的一个端部上，并且第二掺杂层25b形成在另一个端部上。第三掺杂层26形成在阻挡绝缘膜24a和24b之间的半导体层23的中央，并且与掺杂层25a、25b分开。半导体层23由掺杂层25a、25b和26和阻挡绝缘膜24a和24b覆盖。如图6的平面图表示，第一掺杂层25a叠加在阻挡绝缘膜24a的一个端部上，并且掺杂层25b叠加在阻挡绝缘膜24b的一个端部上。掺杂层25a、25b和26由掺有n型杂质离子的非晶硅构成。

一个源极27a形成在第一掺杂层25a上，另一个源极27b形成在第二掺杂层25b上，并且漏极28形成在第三掺杂层26上。如图6的平面图表示，源极27a部分叠加在阻挡绝缘膜24a，源极27b部分叠加在阻挡绝缘膜24b，并且漏极28两端部分叠加在阻挡绝缘膜24a和24b。源极27a和27b以及漏极28横向上彼此隔开。顶栅绝缘膜29形成来覆盖底栅绝缘膜22、阻挡绝缘膜24a和24b、源极27a和27b和漏极28。在顶栅绝缘膜29上形成顶栅极30，以与半导体层23相对。保护绝缘膜31形成在顶栅绝缘膜29和顶栅极30上。

上述双栅光电传感器10a具有如下布置：在绝缘基底20上并置随后的第一和第二双栅光电传感器。第一双栅光电传感器包括由半导体层23、阻挡绝缘膜24a、源极27a、漏极28、顶栅绝缘膜29和顶栅极30构成的光电载流子积累部；由半导体层23、源极27a、漏极28、底栅绝缘膜22和底栅极21构成的MOS晶体管。半导体层23用作光电载流子积累部的发光区和MOS晶体管的沟道区。第二双栅光电传感器包括由半导体层23、阻挡绝缘膜24b、源极27b、漏极28、顶栅绝缘膜29和顶栅极30构成的光电载流子积累部；由半导体层23、源极27b、漏极28、底栅绝缘膜22和底栅极21构成的MOS晶体管。半导体层23用作光电载流子积累部的发光区和MOS晶体管的沟道区

在双栅光电传感器10a中，如图1和6所示，顶栅极30、底栅极21、漏极28、源极27a和27b分别连接顶栅线TGL、底栅线BGL、数据线DL和连接地的地线GL。

图7中，阻挡绝缘膜24a和24b、顶栅绝缘膜29和形成在顶栅极30上的保护绝缘膜31由氮化硅等制作的半透明(translucent)绝缘膜形成。顶栅极30和顶栅线TGL由半透明导电材料构成，如ITO(Indium-Tin-Oxide)，并展现出对可见光的高透过性。源极27a和27b、漏极28、底栅极21和底栅线BGL由从Cr、Cr合金、Al、Al合金等选择出的并屏蔽可见光的材料构成。

保护绝缘膜31从静电保护部2的对象支持部4暴露出来，如图1所示，并用作与指尖的突起部分接触的部分。

如图2和3所示，导光板32是平的并安置在绝缘基底20下方，并且背照光37安置在导光板32周围。导光板32除安置背照光37的上表面和侧表面外都由反射部件33覆盖。背照光37由控制器14控制，将可激活双栅光电传感器10a的波长范围的光射向导光板32。

在上述光电传感器阵列10中，按矩阵形式将双栅光电传感器10a设置在静电保护部2的对象支持部4中并围绕它。

在指纹验证时带电指尖接触静电保护部2并呆在那里时，所带静电经指尖释放。同时，控制器14检测手指电容引起的电压或电流的变化接通背照光37，开始光电检测过程，即指纹读出过程，并分别发送控制信号Tcnt、Bcnt和Dcnt到顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13。控制器14不仅可通过读出对于手指而言惟一的电容所引起的电偏离来输出控制信号Tcnt、Bcnt和Dcnt，还可在要检测的对象是具有与这个手指不同的电容的手指之外的东西时通过读出电偏离并其别要检测的对象不是手指来停止输出控制信号Tcnt、Bcnt和Dcnt。

如图1所示，顶栅驱动器11由连接于光电传感器阵列10的顶栅线TGL的移位寄存器构成，并且顺序选择地输出驱动信号到各个顶栅线TGL。顶栅驱动器11根据从控制器14输出的一组控制信号Tcnt把复位电压(+25V)或载流子积累电压(-15V)施加于多个顶栅线TGL。

底栅驱动器12由连接于光电传感器阵列10的底栅线BGL的移位寄存器构成，并且顺序选择地输出驱动信号到各个底栅线BGL。底栅驱动器12根据从控制器14输出的一组控制信号Bcnt把复位沟道形成电压(+10V)或沟道未形成电压(±0V)施加于多个底栅线BGL。

检测驱动器13连接于光电传感器阵列10的数据线DL，并且根据从控制器14输出的一组控制信号Dcnt把预充电电压(±10V)施加于所有数据线DL，从而对电荷预充电。检测驱动器13检测在预充电后预定周期中由进入各个双栅光电传感器10a的光量或流过各个双栅光电传感器10a的源—漏路径的漏电流偏离的数据线DL电压，并将检测到的电压或电流作为数据信号DATA输出。

控制器14使用控制信号组Tcnt和Bcnt控制顶栅驱动器11和底栅驱动器12，以对每排以预定时序输出预定电平的信号。用这种控制，控制器14依次将光电传感器阵列10的各排设置在复位状态、电荷积累状态和读出状态。控制器14控制检测驱动器13，以使用控制信号组Dcnt读出各个数据线DL的电势变化，并将这种变化作为数据信号DATA取回。

光电检测过程在后面具体说明。在形成光电传感器阵列10的每个双栅光电传感器10a中，如果施加于顶栅极30的电压是+25V并且施加于底栅极21的电压是±0V，在顶栅极30和半导体层23之间形成的由氮化硅制作的顶栅绝缘膜29中积累的空穴和半导体层23将被放电，并且光电传感器10a被复位(即复位状态)。另一方面，在双栅光电传感器10a中，如果应用于源极27a、27b和漏极28的电压是±0V，应用于顶栅极30的电压是-15V，并且施加于底栅极21的电压是±0V，进入半导体层23的光线产生的电子—空穴对的空穴积累在半导体层23和顶栅绝缘膜29(即电荷积累状态)。这个预定周期积累的空穴量取决于光量。

在电荷积累状态下，背照光32设置来向每个双栅光电传感器10a发射光。但是在这种状态下，由于位于每个双栅光电传感器10a的半导体层23下方的底栅极21阻止了光线，在半导体层23中不产生足够的载流子。此时，当指尖放置在每个双栅光电传感器10a的上保护绝缘膜31上时，保护绝缘膜31等反射的光线不能充分到达沿着指纹图案刚好位于指尖的凹入部分下方的半导体层23上。

以这种方式，当进入的光量小，从而空穴没有在半导体层23中积累充分的数量时，并且当施加于顶栅极30的电压是-15V以及施加于底栅极21的电压是+10V时，由于顶栅极30的电场作用，耗尽层在半导体层23中扩展，开出N沟道，并且半导体层23电阻增加。另一方面，在电荷积累状态，保护绝缘膜31等反射的光进入刚好位于指尖的突起部分下方的双栅光电传感器10a的半导体层23中，并且空穴以足够的数量积累在半导体层中。在这种状态下，当施加上述电压时，由顶栅极30吸收并维持积累的空穴，并且空穴的电荷释放顶栅极30的电场。结果，在半导体层23一侧的底栅极21上形成N沟道，并且半导体层23的电阻下降。读出状态下半导体层23的电阻差作为数据线DL的电势变化出现。

形成双栅光电传感器阵列10的每个双栅光电传感器10a的驱动原理将联系上述的光电检测过程参考图8A到8F的简图进行说明。

由于每个双栅光电传感器10a的半导体层23的沟道形成区在第一和第三掺杂层25a和26之间以及第二和第三掺杂层25b和26之间在阻挡绝缘膜24a和24b下面产生，沟道长度在沟道长度方向上等于阻挡绝缘膜24a和24b的长度。因此，如图8A所示，当施加于底栅极21(BG)的电压是±0V时，甚至当施加于顶栅极(TG)30的电压是+25V时，刚好在源极27a，27b和漏极28下面的部分半导体层23受到施加于源极27a，27b和漏极28的每一个的电压影响，该影响远大于施加于顶栅极(TG)30的电压的影响。并且在沟道长度方向上连续的N沟道不形成在半导体层23中。由于这个原因，甚至在将+10V的电压施加于漏极28(D)时，也没有电流流过漏极28(D)和源极27a，27b(S)。在这种状态下，在半导体层23和半导体层23的沟道区正上方的阻挡绝缘膜24a，24b中积累的空穴由于与顶栅极(TG)30的极性相同的电压的存在而彼此排斥，并进行放电，这一点后面说明。这个状态在后面叫做复位状态。

在几乎没有光线进入半导体层23中的黑暗环境中，甚至在施加于顶栅极(TG)30的电压设置在-15V并且施加于底栅极21(BG)的电压是±0V以设置电荷积累状态时，如图8B所示，不产生电子—空穴对，在半导体层23中不形成N沟道。由于这个原因，甚至在漏极28(D)和每个源极27a，27b(S)指尖产生电势差时，也没有电流流经它们。

以这种方式，由于漏极28(D)和源极27a，27b(S)形成在半导体层23和顶栅极(TG)30的沟道区的两端，沟道区两端受到漏极28(D)和源极27a，27b(S)的电场影响，并且顶栅极(TG)30的电场不能单独形成连续沟道。因此，当施加于底栅极21(BG)的电压是±0V时，不管施加于顶栅极(TG)30的电压如何，都不在半导体层23中形成沟道。

如图8C所示，当施加于顶栅极(TG)30的电压是+25V并且施加于底栅极21(BG)的电压是+10V时，在半导体层23侧的底栅极21(BG)上形成N沟道。因此，半导体层23的电阻降低，且当+10V的电压施加于漏极28时，电流流过漏极28(D)和每个源极27a，27b(S)。

在如图8B所示由于黑暗环境在半导体层23中没有积累充分数量的空穴后，甚至在施加于顶栅极(TG)30的电压设置在-15V并且施加于底栅极21(BG)的电压是+10V来设置读出状态时，耗尽层在半导体层23(图8D)中扩展，开出N沟道，并且半导体层23的电阻升高。由于这个原因，甚至在对漏极施加+10V的电压时，没有电流流过漏极28(D)和每个源极27a，27b(S)，并且预充电的漏极28或数据线的电势(10V)不改变很多。

相反，当明亮环境中光线进入半导体层23时，根据进入激活光线的量产生电子—空穴对。这种情况下，当施加于顶栅极(TG)30的电压设置在-15V并且施加于底栅极21(BG)的电压是±0V时，如图8E所示，在复位状态后，产生的电子—空穴对的正空穴积累在半导体层23和半导体层23的沟道区正上方的阻挡绝缘膜24a和24b中。半导体层23中根据顶栅极(TG)30的电场积累的空穴由顶栅极(TG)30的电场走开创出、吸收，并且直到下一复位状态之前都保留积累在半导体层23中。

在以这种方式积累空穴后，当施加于顶栅极(TG)30的电压设置在-15V并且施加于底栅极21(BG)的电压是±+10V以设置读出状态时，如图8F所示，积累的空穴由顶栅极(TG)30吸收和维持，在顶栅极(TG)30中施加负电压，积累的空穴在一个方向上作用，以减轻顶栅极(TG)30上施加的负电压对半导体层23的影响。由于这个原因，在半导体层23侧的底栅极21(BG)上形成N沟道，半导体层23的电阻降低。当这种状态下+10V的电压施加于漏极28上时，电流流过漏极28(D)和源极27a，27b(S)。由于这个原因，漏极28或数据线的预充电电势(10V)根据积累的空穴量，即入射到半导体层23的光量衰减。

注意具有顶栅驱动器11和底栅驱动器12的驱动器电路单元作为基本结构包括多个TFT(薄膜晶体管)。每个TFT包括N沟道MOS场效应晶体管，使用氮化硅作为栅绝缘膜，非晶硅作为半导体层。TFT以同样的制造工艺与双栅光电传感器10a一起制造，并且每个TFT具有与双栅光电传感器10a近乎相同的结构。检测驱动器13优选包括具有多晶硅TFT或单晶硅晶体管的集成电路，以实现高速读出过程。

更尤其是，上述驱动器电路单元包括一组晶体管(见图3)，每个晶体管除未堆叠顶栅极30外，具有与双栅光电传感器10a类似结构，如图7所示。这样晶体管组34中每个晶体管的基本结构与双栅光电传感器10a近乎相同，但是根据其功能可设置为具有不同尺寸和形状。

静电保护部2形成来覆盖驱动器电路单元中晶体管组34的最上的保护绝缘膜31。保护绝缘膜31沉积为一个厚度，该厚度可把驱动器电路单元的最上表面平坦化，并且可保护电路不被静电等破坏。静电保护部2由不透明导电体构成，并且从控制器输出弱脉冲信号Ps。

注意图9所示移位寄存器构成上述顶栅驱动器11和底栅驱动器12。如果n代表光电传感器阵列10的双栅光电传感器10a的排数(顶栅线TGL和底栅线BGL的数目)，则每个顶栅驱动器11和底栅驱动器12包括用于输出栅信号的n级RS(1)到RS(n)和用于控制级RS(n)等的虚拟级RS(n+1)和RS(n+2)，如图9所示。注意图9表示当n是等于或大于2的偶数时移位寄存器的布置。而且，级RS(1)表示第一级，级RS(2)表示第二级，….级RS(n)表示第n级，级RS(n+1表示第n+1级，级RS(n+2)表示第n+2级。

第一级RS(1)从控制器14接收开始信号Dst。如果图9所示移位寄存器是顶栅驱动器11，开始信号Dst的高电平是+25V，并且其低电平为-15V。另一方面，如果图9所示移位寄存器是底栅驱动器12，开始信号Dst的高电平是+10V，并且其低电平为-15V。

第二和随后的级RS(2)到RS(n)分别从前面的级RS(1)到RS(n-1)接收输出信号OUT(1)到OUT(n-1)，作为输入信号。如果图9所示移位寄存器是顶栅驱动器11，各级的信号OUT(1)到OUT(n)被输出到相应的第一到第n排的顶栅线TGL上。另一方面，如果图9所示移位寄存器是底栅驱动器12，各级的信号OUT(1)到OUT(n)被输出到相应的第一到第n排的底栅线BGL上。

而且，除级RS(n+2)外的级RS(1)到RS(n+1)分别从下一级RS(2)到RS(n+2)接收输出信号OUT(2)到OUT(n+2)，作为复位信号。级RS(n+2)从控制器14接收结束信号Dend。如果图9所示移位寄存器是顶栅驱动器11，结束信号Dend的高电平是+25V，并且其低电平为—15V。另一方面，如果图9所示移位寄存器是底栅驱动器12，结束信号Dend的高电平是+10V，并且其低电平为-15V。

从控制器14对各个级RS(k)(k是1到n+2的任意整数)施加参考电压Vss。如果图9所示移位寄存器是顶栅驱动器11，参考电压Vss的电平是-15V。另一方面，如果图9所示移位寄存器是底栅驱动器12，参考电压Vss的电平是±0V。

另一方面，从控制器14对各个级施加高电平恒定电压Vdd。如果图9所示移位寄存器是顶栅驱动器11，恒定电压Vdd的电平是+25V，另一方面，如果图9所示移位寄存器是底栅驱动器12，恒定电压Vdd的电平是+10V。

奇数排号的级RS(k)从控制器14接收时钟信号CK1。而且，偶数排号的级RS(k)接收时钟信号CK2。在来自移位寄存器的输出信号被移位的时隙的预定周期期间，时钟信号CK1和CK2每个时隙交替改变为高电平。即，如果时钟信号CK1在一个时隙的预定周期期间改变到高电平，信号时钟CK2在那个时隙改变为低电平。然后，在下一是隙期间时钟信号CK1改变到低电平，信号时钟CK2在那个时隙的预定周期期间改变为高电平。

如果图9所示移位寄存器是顶栅驱动器11，时钟信号CK1和CK2的高电平是+25V，其低电平是-15V。另一方面，如果图9所示移位寄存器是底栅驱动器12，高电平是+10V，低电平是±0V。

如图9所示，形成顶栅驱动器11和底栅驱动器12的上述移位寄存器的每个级RS(k)作为基本结构包括6个TFT41到46，作为晶体管组34。注意TFT41到46是n沟道MOS场效应晶体管，并使用氮化硅作为栅绝缘膜的材料，使用非晶硅作为半导体层的材料。

如图9和10所示，第一级RS(1)的栅极和漏极接收开始信号Dst。每个级RS(k)而不是第一级RS(1)的TFT41的栅极和漏极连接于前面的级RS(k-1)的TFT45的源极，并且TFT41的源极连接TFT44的栅极、TFT42的漏极和TFT43的栅极。作为连接各级RS(k)的TFT41的源极、TFT44的栅极、TFT42的漏极和TFT43的栅极的布线上预定位置点的节点Xa(k)的电势根据与该布线本身相关的TFT41到44的寄生电容偏离，并且电荷输入到该布线本身的电容中。

TFT43的漏极连接TFT46的源极和TFT45的栅极，TFT42和43的源极上施加参考电压Vss.TFT46的栅极和漏极上施加恒定电压Vdd。

每个奇数排号的级中的TFT44的漏极接收时钟信号CK1，每个偶数排号的级中的TFT44的漏极接收时钟信号CK2。各级的TFT44的源极连接TFT45的漏极，TFT45的源极上施加参考电压Vss。TFT42的栅极从下一级接收输出信号OUT(k+1)。

各级RS(k)中装配的TFT41到46的功能在下面解释。

TFT41的栅极和漏极从前面的级RS(k-1)(在这种情况下k＝2到n+2)接收输出信号OUT(k-1)，或从控制器14接收开始信号Dst(在这种情况下k＝1)。当输出信号OUT(k-1)或开始信号Dst改变为高电平时，TFT41接通，电流从漏极流向源极，并且TFT41输出高电平输出信号OUT(k-1)或开始信号Dst到源极。

如果TFT42断开，通过从TFT41的源极输出的高电平输出信号OUT(k-1)或开始信号Dst，节点Xa(k)的电势从低电平变为高电平。另一方面，当输出信号OUT(k-1)或开始信号Dst变为低电平时，TFT41断开，并且没有电流流经TFT41的漏极—源极路径。

TFT46的栅极和漏极被施加高电平恒定电压Vdd。以这种方式，TFT是二极管连接的，并且当源电势低于漏电势时，电流流经TFT46的源极—漏极路径，并且TFT46输出接近恒定电压Vdd电平的信号到源极。TFT46具有用作对恒定电压Vdd进行分压的负载的功能。

TFT43在节点Xa(k)的电势低时断开，并且节点Xb(k)的电势被从TFT46输出的恒定电压Vdd电平的信号从低电平移动到高电平。另一方面，TFT43在节点Xa(k)的电势为高时接通，并且在这种情况下由于电流流经TFT43的漏极—源极路径，TFT43将节点Xb(k)的电势改变为低电平。

TFT45在节点Xb(k)的电势低时断开，并当节点Xb(k)的电势高时接通。TFT44在节点Xa(k)的电势高时接通，在节点Xa(k)的电势低时断开。因此，TFT44在TFT45为断开时接通，反之，TFT44在TFT45为接通时断开。

TFT45的源极被施加参考电压Vss。接通的TFT45从漏极输出参考电压信号Vss电平(低电平)，作为级RS(k)的输出信号OUT(k)。断开TFT45输出TFT44的源极输出的信号的电平，作为级RS(k)的输出信号OUT(k)。

TFT44的漏极接收时钟信号CK1或CK2。当TFT44断开时，它切断输入到漏极的时钟信号CK1或CK2的输出。

当TFT44接通时，它输出低电平时钟信号CK1或CK2到源极。在这种情况下，当TFT44接通时，由于TFT45断开，将低电平时钟信号CK1或CK2作为级RS(k)的输出信号OUT(k)输出。

另一方面，TFT44接通时，如果把高电平时钟信号CK1或CK2输入到漏极，由于电流流过，源侧电势上升，并且在栅极和源极形成的寄生电容上以及在它们指尖的栅绝缘膜上积累电荷。结果，节点Xa(k)的电势由于自助(bootstrap)效应升高，并且当节点Xa(k)的电势达到栅饱和电压时，TFT44的源极—漏极电流饱和。以这种方式，接通TFT44输出具有与高电平时钟信号CK1或CK2接近的电势的信号到源极。在这种情况下，当TFT44接通时，由于TFT45断开，将高电平时钟信号CK1或CK2作为级RS(k)的输出信号OUT(k)输出。

TFT42的栅极从下一级RS(k+1)接收输出信号OUT(k+1)(在这种情况下，k＝1到n+1)。TFT42在输出信号号OUT(k+1)处于高电平时接通，并且节点Xa(k)的电势从高电平移到低电平，作为参考电势Vss。

注意在虚拟级RS(n+2)中的TFT42的栅极从控制器14接收结束信号Dend。或者在下一扫描中使用地但输出信号OUT(3)来替代。

上述顶栅驱动器11和底栅驱动器12的操作在下面参考图11来说明。图11中，一个T的周期是一个选择周期。注意顶栅驱动器11和底栅驱动器12的操作除了信号的输入定时和参考电压Vss的电平，进而除了输出定时和信号的电平外基本相同。因此，对于底栅驱动器12，仅说明与顶栅驱动器11的不同之处。

如图11所示，在时刻T0从控制器14向第一级RS(1)输入高电平(+25V)开始信号Dst。在预定周期期间开始信号Dst保留在高电平，直到到了一个水平周期结束的定时刻T1。

在时刻T0，TFT41接通，并且输入到TFT41的漏极的高电平信号(开始信号Dst)从源极输出。由于TFT42断开，节点Xa(1)的电势通过TFT41的源极输出的高电平输入信号从低移动到高电平。由于节点Xa(1)改变为高电平，TFT43和44分别接通。在高电平开始信号Dst输入的周期中，接通的TFT44的漏极接收低电平(-15V)时钟信号CK1，该信号作为这个级RS(1)的输出信号OUT(1)输出。

当时刻T0后并且时刻T1之前开始信号Dst改变为低电平时，TFT41断开。在这种情况下，由于TFT42也断开，节点Xa(1)维持高电平。

当在时刻T1时钟信号CK1改变为高电平(+25V)时，TFT44逐渐输出时钟信号CK1的电势，并且TFT44的源侧电势开始升高。此时，TFT44的栅极和源极构成的寄生电容和它们之间的栅绝缘膜被充电。用这个充电，当由于自助效应节点Xa(1)的电势到达高于高电平时，并且栅电压完全饱和时，流过TFT44的漏—源路径的电流饱和。结果，从这个级RS(1)输出的输出信号OUT(1)的电势变为+25V，接近等于时钟信号CK1，即高电平。在时钟信号CK1处于高电平的周期期间，由于TFT44的寄生电容被充电，节点Xa(1)的电势高至+45V左右。

在时刻T1之后和时刻T2之前，该时钟信号CK1改变到低电平(-15V)。结果，输出信号OUT(1)的电平变地接近等于-15V。位于寄生电容的另一侧的节点Xa(1)的电势相应降低。

在时刻T1到T2的预定周期期间从第一级RS(1)输出的高电平输出信号OUT(1)被输入到第二级RS(2)的TFT41的栅极和漏极。然后，与在把高电平开始信号Dst输入第一级RS(1)中的情况下一样，第二级RS(2)的节点Xa(2)的电势从低移至高电平。在时刻T1到T2的给定周期期间，在第二级RS(2)中TFT44接通并且TFT45断开。在输入高电平输入信号(输出信号OUT(1))的周期期间，接通TFT44的漏极接收低电平(-15V)时钟信号CK2，其作为那个级RS(2)的输出信号OUT(2)输出。

在时刻T2，时钟信号CK2改变到高电平(+25V)。TFT44的栅极和源极构成的寄生电容和它们之间的栅绝缘膜在级RS(2)的TFT44的源电势升高时被充电。即节点Xa(2)的电势从低移到高电平，并且当由于自助效应节点Xa(2)的电势到达栅饱和电压时，流过TFT44的漏极和源极的电流饱和。以这种方式，从级RS(2)输出的输出信号OUT(2)的电势变得几乎等于时钟信号CK2的电势，即+25V(高电平)。在时钟信号CK2处于高电平的周期期间，由于TFT44的寄生电容被充电，节点Xa(2)的电势也变得高到+45V附近。

在时刻T2之后时刻T3之前高电平输出信号OUT(2)被输入第一级RS(1)的TFT42的栅极。结果，级RS(1)的节点Xa(1)的电势变得等于参考电压Vss。

在时刻T3之前时钟信号CK2马上改变为低电平(-15V)。结果，输出信号OUT(2)的电平变得接近等于-15V。在级RS(2)中，在TFT44的寄生电容上充上的电荷被释放，并且节点Xa(2)的电势随着时钟CK2的下降而降低。

同样，由于直到下一时刻T1之前在一个扫描周期期间奇数排号的级与第一级RS(1)同样方式操作、偶数排号的级与第二级RS(2)同样方式操作，各个级的输出信号OUT(1)到OUT(n)顺序改变为高电平。即，由于自助效应输出高电平输出信号的级顺序移动到下一级。高电平输出信号OUT(1)到OUT(n)甚至在被移动到下一级时也不衰减。一个扫描周期Q后，开始信号Dst再次改变为高电平，并且上述操作在随后的级RS(1)到RS(n)中重复。

甚至在顶栅线TGL或底栅线BGL的最后级RS(n)输出高电平输出信号OUT(n)到下一虚拟级RS(n+1)后，节点Xa(n)的电势保持高电平。最后级RS(n)的TFT42由来自虚拟级RS(n+1)的高电平输出信号OUT(n+1)接通，该信号由于高电平输出信号OUT(n)被输出到下一级RS(n+1)而被输出，并且节点Xa(n)的电势变得等于参考电压Vss。同样，虚拟级RS(n+1)的TFT42被来自虚拟级RS(n+2)的高电平输出信号OUT(n+2)接通，并且节点Xa(n+1)的电势变得等于参考电压Vss。当高电平结束信号Dend被输入虚拟级RS(n+2)的TFT42时，虚拟级RS(n+2)的节点Xa(n+2)的电势从高电平变为参考电压Vss(低电平)。当这种移位寄存器重复操作一连串的多个扫描周期Q时，虚拟级RS(n+2)的节点Xa(n+2)的电势通过设置为将开始信号Dst替代结束信号Dend输入虚拟级RS(n+2)的TFT42的栅极从高电平变为低电平。

底栅驱动器12的操作基本与顶栅驱动器11相同，除了每个高电平输出信号OUT(k)的输出时刻都比顶栅驱动器11晚，并且顶栅驱动器11和底栅驱动器12的高电平输出信号OUT(k)的输出时刻之间限定的周期对应光入射时空穴积累周期。由于从控制器14输入到底栅驱动器12的时钟信号CK1和CK2的高电平为+10V，每个级RS(k)的输出信号OUT(k)的高电平接近等于+10V，并且此时的节点Xa(k)的电势电平由于自助效应而到达栅饱和电压。底栅驱动器12的时钟信号CK1或CK2处于高电平的周期按需要短于或长于顶栅驱动器11的时钟信号CK1或CK2处于高电平的周期。

注意应用上述移位寄存器的顶栅驱动器11和底栅驱动器12顺序选择顶栅线TGL和底栅线BGL并且根据来自控制器14的控制信号组Tcnt和Bcnt将预定电压施加于它们。这些控制信号组Tcnt和Bcnt包括上述的时钟信号CK1和CK2、开始信号Dst、结束信号Dend、恒定电压Vdd和参考电压Vss。

读出要被图象读出设备1审查的人的指纹的操作和效果将在下面解释。

要被审查的人用指尖接触静电保护部2以便指尖落在接触静电保护部2，如图1所示，此时，来自指尖的静电从静电保护部2释放，并且可引起对传感器模块3的损坏或操作错误。

当指尖接触静电保护部2时，控制器14检测由于手指的电容的添加导致的静电保护部2中偏离的脉冲信号Ps’。当控制器14确定人手指的接触时，它将控制信号组Tcnt和Bcnt和Dcnt提供给顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13，并提供发射信号给背照光37。

响应这个信号，背照光37发射的光线，并且顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13按需要输出信号到光电传感器阵列10的双栅光电传感器10a，这样对每排执行光电检测过程。

光电检测过程将在后面参考图7说明。从背照光37发射的光由于底栅极21的存在而不直接进入半导体层23，并且向不形成底栅极21的部分中的保护绝缘膜31传播。

指尖的每个突起部分接触保护绝缘膜31，并且击中突起部分的光被不规则地反射，进入刚好位于突起部分下方的双栅光电传感器10a的半导体层23，这样根据光量在半导体层23产生电子—空穴对。

另一方面，由于指尖的每个凹入部分不接触保护绝缘膜31，它没有不规则地反射光，并且不能使足以产生载流子的光进入刚好在凹入部分下方的双栅光电传感器10a的半导体层23。

每个双栅光电传感器10a通过施加于顶栅极30的载流子电压(-15V)在半导体层23和顶栅绝缘膜29中积累产生的电子—空穴对中的空穴，并且这些空穴的电荷减轻载流子积累电压的影响。

在经过预定的周期的时间后，当底栅极21的电势处于沟道未形成电压(0V)和沟道形成电压(+10V)之间时，每个双栅光电传感器10a中的漏电流值随着积累的空穴量的增加而增加，即随着进入的光量的增加而增加，并且数据线DL的电势偏离变大。

检测驱动器13读出每排的数据线DL的电势，把他们改变为数据信号DATA，并且把这些信号输出到控制器14中。结果读出要被审查的人的指纹图案。

图12是表示应用上述光电传感器系统的图象读出设备(指纹读出器)的基本部件的剖面图。

如图12所示，在读出图象图案，如指纹图案等的图象读出设备中，当照射光La从设置在绝缘基底20，如玻璃基底等下方的背照光(光源)37到来时，其中基底上形成双栅光电传感器10a，直接进入每个双栅光电传感器10a(更具体说是底栅极21、漏极38、和源极27a和27b)的照射光La被反射，但是进入除了双栅光电传感器10a的形成区的透明绝缘基底20和绝缘膜22，29与31的照射光La透射过这些膜，击中放置在保护绝缘膜31上的手指(要被检测对象)FN。

指纹读出器一检测到指纹图案，由于指纹部分FP的突起部分CNV的手指FN的半透明皮肤表面层SK接触形成为光电传感器阵列10的最上层的保护绝缘膜31，低折射系数的空气层从保护绝缘膜31和皮肤表面层SK之间的界面移开。由于皮肤表面层SK的厚度大于650nm，进入指纹部分FP的突起部分CNV的光La在被散射和反射的同时在皮肤表面层SK中传播。传播反射的光Lb中的一些光分量透过透明的顶栅极30和透明的绝缘膜22，29和31，作为激活光进入对应的双栅光电传感器10a的半导体层23。以这种方式，当进入位于和手指FN的突起部分CNV对应的位置上的双栅光电传感器10a的半导体层23的光产生的载流子(空穴)被积累时，根据上面提到的一连串的驱动控制方法作为对比信息读出手指FN的图象图案。

另一方面，射向指纹部分FP的凹入部分CNC的光La通过保护绝缘膜31的指纹检测表面30a与空气层之间的界面，到达空气层前面的手指FN，并且在皮肤表面层SK内散射。在这种情况下，由于皮肤表面层SK具有比空气高的折射系数，以给定角度进入界面的皮肤表面层SK中的光线Lc几乎不朝向空气层地离开皮肤表面层，或者在空气层反复不规则反射的同时被衰减，这样抑制了位于对应凹入部分CNC的位置上的双栅光电传感器10a的半导体层23中光分量的进入。

以这种方式，由于保护绝缘膜31由透明材料构成，击中放置在保护绝缘膜31上的手指FN并被手指散射和反射的光可令人满意地进入双栅光电传感器10a的半导体层23。因此，要被审查的对象的图象图案(指纹)可在读出手指(要被审查的对象)FN时不损坏读出敏感特性而令人满意地被读出。

双栅光电传感器的驱动控制方法将在下面参考图13和图14说明。

图13和14表示双栅光电传感器的输出电压的光响应特性。

在指纹部分FP的突起部分CNV上，由于反射的光Lb进入半导体层23中，形成图8E所示的状态。随后，当把沟道形成电压Vbg(+10V)施加于底栅端子BG以开始选择模式时，半导体层23的沟道区中积累的载流子(空穴)产生作用，以减轻施加于顶栅端子TF(图8F)上的负电压Vtg(-15V)，并且通过Vbg(+10V)在底栅端子BG上形成n沟道。漏端子D处的电压(漏电压)VD随着时间根据漏电流从预充电电压Vpg开始逐渐降低，如图13的明亮状态所示。在指纹部分FP的凹入部分CNC上，由于没有足够的光进入半导体层23，形成图8B所示状态。随后，当沟道形成电压Vbg(+10V)被施加于底栅端子BG以开始选择模式时，甚至在经过一段时间后，电势从预充电电压Vpg一点点降低，如图13的黑暗状态所示。在把低电平电压(例如Vbg＝0V)施加于底栅端子BG的非选择模式中，由于前面的状态是明亮状态，双栅光电传感器10a断开，不管在半导体层23中产生的电子—空穴对如何或几乎没有光进入半导体层23的黑暗状态如何都不形成沟道。因此如图14所示，漏电压VD维持近似预充电电压Vpg的电压值。以这种方式根据施加于底栅端子BG的电压实施在选择模式和未选择模式之间对双栅光电传感器10a的读出状态进行切换的功能。

以矩阵状设置多个双栅光电传感器10a的光电传感器阵列10在读出二维指纹图案的上述操作方面的实际操作将参考图15A到15I的简图在下面解释。在下面的说明中，1T周期具有与图11所示的1T的一个选择周期相同的期间。为了简化，考察设置在光电传感器阵列10中的开始的三排双栅光电传感器10a的操作。底栅驱动器12输出具有波形的信号，该波形的定时通过把图11所示的顶栅驱动器11的波形的时刻Tk移动到时刻T3来定义。即，当顶栅驱动器11根据图11中的时刻T4的波形的信号操作时，底栅驱动器12根据图11中的时刻T1的波形的信号操作。

在时刻T1和T2之间的1T周期中，如图15A所示，顶栅驱动器11把+25V施加于第一顶栅线TGL，并且把-15V施加于第二和第三(所有剩余的)顶栅线TGL。即，顶栅驱动器11的级RS(1)输出高电平输出信号，并且级RS(2)和RS(3)输出低电平输出信号。此时，底栅驱动器12把0V施加于所有底栅线BGL。即，底栅驱动器12所有的级RS(1)到RS(3)输出低电平输出信号。在这个周期中，第一排的双栅光电传感器10a被设置在复位状态(看图8A)，第二和第三排则被设置在其不影响光电检测过程的状态。

在时刻T2和T3之间的1T周期中，如图15B所示，高电平输出信号移动到顶栅驱动器11的级RS(2)，并且顶栅驱动器11把+25V施加于第二顶栅线TGL，把-15V施加于另一顶栅线TGL。另一方面，底栅驱动器12把0V施加于所有底栅线BGL。在这个周期中，第一排的双栅光电传感器10a被设置在电荷积累状态(看图8B或8E)，第二排被复位在复位状态(看图8A)，第三排被设置在其不影响光电检测过程的状态。

在时刻T3和T4之间的1T周期中，如图15C所示，高电平输出信号移动到顶栅驱动器11的级RS(3)，并且顶栅驱动器11把+25V施加于第三顶栅线TGL，把-15V施加于其他顶栅线TGL。另一方面，底栅驱动器12把0V施加于所有底栅线BGL。在这个周期中，第一排和第二排的双栅光电传感器10a被设置在电荷积累状态(看图8B或8E)，第三排被复位在复位状态(看图8A)。

在时刻T4和T4.5之间的0.5T周期中，如图15D所示，顶栅驱动器11把-15V施加于所有3个顶栅线TGL，并把复位电压(+25V)施加于第四顶栅线TGL。另一方面，底栅驱动器12把0V施加于所有底栅线BGL。检测驱动器13把+10V施加于所有数据线DL。在这个周期中，所有三排的双栅光电传感器10a被设置在电荷积累状态(看图8B或8E)。

在时刻T4.5和T5之间的0.5T周期中，如图15E所示，顶栅驱动器11把-15V施加于所有3个顶栅线TGL。另一方面，底栅驱动器12把+10V施加于第一底栅线BGL，把0V施加于其他底栅线BGL。即底栅驱动器12的级RS(1)输出高电平信号，并且级RS(2)和RS(3)输出低电平输出信号。在这个周期中，第一排的双栅光电传感器10a被设置在读出状态，如图8D或8F所示，并且第二和第三排维持在电荷积累状态(看图8B或8E)。

在第一排的双栅光电传感器10a中，如果半导体层23在时刻T2和T4.5之间的这些光电传感器设置在电荷积累状态的周期中用足够的光照射，由于设置图8F所示的读出状态，并且N沟道形成在半导体层23中，相应数据线DL上的电势被释放。另一方面，如果在时刻T2和T4.5之间的周期中每个半导体层23不用足够的光照射，由于设置图8D所示的读出状态，并且在半导体层23中开出N沟道，相应数据线DL上的电势不被释放。检测驱动器13在时刻T4.5和T5之间的周期中读出每个数据线DL上的电势，把它转换为数据信号DATA，并把该信号作为第一排双栅光电传感器10a检测到的数据提供给控制器14。

在时刻T5和T5.5之间的0.5T周期中，如图15F所示，顶栅驱动器11把-15V施加于所有3个顶栅线TGL。另一方面，底栅驱动器12把0V施加于所有底栅线BGL。检测驱动器13把+10V施加于所有数据线DL。在这个周期中，第一排的双栅光电传感器10a完成了读出过程，并且第二和第三排设置在电荷积累状态(看图8B或8E)。在时刻T5和T5.5之间的0.5T周期中，尽管来自底栅驱动器12的级RS(1)的高电平输出信号被输入级RS(2)，由于输入级RS(2)的时钟信号CK2不在高电平，对第二底栅线BGL施加0V。

在时刻T5.5和T6之间的0.5T周期中，如图15G所示，顶栅驱动器11把-15V施加于所有3个顶栅线TGL。另一方面，高电平输出信号移动到底栅驱动器12的级RS(2)，并且底栅驱动器12把+10V施加于第二底栅线BGL，把0V施加于其他底栅线。在这个周期中，第一排的双栅光电传感器10a完成了读出过程，并且第二排设置在读出状态，如图8D或8F所示，第三排被设置在电荷积累状态(看图8B或8E)。

在第二排的双栅光电传感器10a中，如果每个半导体层23在时刻T3和T5.5之间的光电传感器设置在电荷积累状态的周期中用足够的光照射，由于设置图8F所示的读出状态，并且N沟道形成在半导体层23中，相应数据线DL上的电势被释放。另一方面，如果在时刻T3和T5.5之间的周期中半导体层23不用足够的光照射，由于设置图8D所示的读出状态，并且在半导体层23中开出N沟道，相应数据线DL上的电势不被释放。检测驱动器13在时刻T5.5和T6之间的周期中读出每个数据线DL上的电势，把它转换为数据信号DATA，并把该信号作为第二排双栅光电传感器10a检测到的数据提供给控制器14。

在时刻T6和T6.5之间的0.5T周期中，如图15H所示，顶栅驱动器11把-15V施加于所有3个顶栅线TGL。另一方面，底栅驱动器12把+10V施加于所有3个底栅线BGL。并且检测驱动器13把+10V施加于所有数据线DL。在这个周期中，第一排和第二排的双栅光电传感器10a完成了读出过程，第三排被设置在电荷积累状态(看图8B或8E)。

在时刻T6.5和T7之间的0.5T周期中，如图15I所示，顶栅驱动器11把-15V施加于所有3个顶栅线TGL。另一方面，高电平输出信号移动到底栅驱动器1的级RS(3)，并且底栅驱动器12把+10V施加于第三底栅线BGL，把0V施加于其他底栅线BGL。在这个周期中，第一排和第二排的双栅光电传感器10a完成了读出过程，第三排被设置在读出状态，如图8D或8F所示。

在第三排的双栅光电传感器10a中，如果每个半导体层23在时刻T4和T6.5之间的光电传感器设置在电荷积累状态的周期中用足够的光照射，由于设置图8F所示的读出状态，并且N沟道形成在半导体层23中，相应数据线DL上的电势被释放。另一方面，如果在时刻T4和T6.5之间的周期中半导体层23不用足够的光照射，由于设置图8D所示的读出状态，并且在半导体层23中开出N沟道，相应数据线DL上的电势不被释放。检测驱动器13在时刻T6.5和T7之间的周期中读出每个数据线DL上的电势，把它转换为数据信号DATA，并把该信号作为第三排双栅光电传感器10a检测到的数据提供给控制器14。

以这种方式，当控制器对各排的检测驱动器13提供的数据信号DATA执行预定处理时，读出要被审查的人的指尖的指纹图案。

根据这个实施例的图象读出设备1，驱动器电路单元包括顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13，其中每个驱动器包括晶体管组34，并且静电保护部2形成在顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13上方。甚至在带电的指尖接触驱动器电路单元上的部分时，接触的静电不释放到驱动器电路单元中，从而防止驱动器电路单元的操作错误和对其的损坏。而且，由于静电保护部2对于晶体管组34的激活光以及紫外线是不透明的，由于激活光引起的操作错误和由于紫外线引起的损坏被抑制了。

在上述实施例中，静电保护部2释放在要被审查的人的手指上带上的静电。或者，如图16和17所示，透明导体(电极)51可形成在传感器模块3上方，并且顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13取代静电保护部2。透明电极51由ITO构成，连接地。

使用光电传感器阵列10进行光电检测时，当手指直接接触透明电极51时，透明电极51释放静电以防止双栅光电传感器10a的静电释放损坏。同时，控制器14检测由于手指的电容的添加导致的静电保护部2中稍稍偏离的电压或电流，将控制信号组Tcnt和Bcnt和Dcnt提供给顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13来开始光电检测过程，并提供发射信号给背照光37。

此时，甚至在手指无意地盖住顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13时，由于透明电极51存在于它们之间，手指的静电不在顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13上产生作用。甚至在手指外的带有静电的对象接触驱动器11到13上面的部分时，这种电荷会类似地从透明电极51释放。

在上述每个实施例中，静电保护部2或透明电极51释放在要被检查的对象上堆积的静电，从而保护驱动器。或者如图18所示，ITO等构成的透明电极51可形成在顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13的保护绝缘膜31上，并且静电保护部2可形成在顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13上的透明电极51上。注意静电保护部2可由半导体层或绝缘体替代导体构成。

使用光电传感器阵列10进行光电检测时，当手指直接接触透明电极51时，透明电极51和/或静电保护部2释放静电以防止双栅光电传感器10a的静电释放损坏。同时，控制器14检测由于手指的电容的添加导致的静电保护部2中稍稍偏离的电压或电流，将控制信号组Tcnt和Bcnt和Dcnt分别提供给顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13来开始光电检测过程，并提供发射信号给背照光37。

而且，如图19所示，ITO等形成的透明导体52在顶栅极30和顶栅线TGL的形成过程中同时形成。由于透明导体52接地，甚至在带有静电的对象接触顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13上方的保护绝缘膜31时，这种静电可从透明导体52释放。

在上述每个实施例中，顶栅驱动器11、底栅驱动器12的每一个包括至少部分以与双栅光电传感器10a相同的过程形成的TFT。但是，本发明不限于这种特定结构。如图20的结构所示，采用微晶硅的集成电路并将其形成在保护绝缘膜31上，并且静电保护部2盖住分割开预定距离的顶栅驱动器11、底栅驱动器12。即，静电保护部2具有一种结构：该结构具有分别容纳顶栅驱动器11、底栅驱动器12的空间。当整个静电保护部2具有导电性时，它们优选地与检测驱动器13隔开预定距离。但是，当对象支持部4和输出端子具有导电性，并且彼此连接时，静电保护部2的剩余部分可由绝缘部件构成。在这种情况下，静电保护部2的绝缘部件与顶栅驱动器11、底栅驱动器12接触。用这种结构，微晶形成的集成电路可用作顶栅驱动器11、底栅驱动器12。

在上述每个实施例中，静电保护部2经与静电保护部2连接的输出端子从控制器14接收弱脉冲信号Ps。或者静电保护部2总是固定于地电势，而不接收弱脉冲信号Ps。

在上述每个实施例中，对使用光传感器的读出设备作出了解释。但是，本发明不限于这种特定传感器，而是甚至在使用根据手指的三维图案的差别来确定的电容差来检测指纹图案的传感器时也得到同样的效果。在这种情况下，从按矩阵布置的多个电容检测传感器读出电势的驱动电路可替代顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13。

在上述每个实施例中，静电保护部2和透明电极51或52接地。或者，把参考电势设置在地电势，可使用周期向上和/或向下波动的弱波形信号，并且控制器14可检测由于手指接触引起的波形信号的变化，并可提供控制信号组Tcnt、Bcnt和Dcnt，输出发射信号到背照光37来开始光电检测过程。

根据本发明的图象读出设备的实际实施例将在下面说明。在下面要说明的实施例中，上述的双栅光电传感器用作传感器。

图21和22是表示把根据本发明的图象读出设备用于指纹读出器的实施例的简图，图23和23是表示把手指放在根据这个实施例的指纹读出器上的状态的简图。注意下面的解释指的是按需要的光电传感器和光电传感器系统的上述设置(图1和12)。相同的参考序号表示与图1和12相同的设置，并且其说明从略或简化。

如图21和22所示，绝缘基底20固定在导光板32的上表面上，该导光板除了设置背照光37(图中未示出)的侧表面和上表面外都用反射件33覆盖，并且通过以矩阵方式设置多个双栅光电传感器10a构成的光电传感器阵列10形成在绝缘基底20的上表面上。透明电极层(第一导电层)40经保护绝缘膜形成在光电传感器阵列10上。允许要被检测的对象的接触的光滑对象接触表面40a形成在透明电极层40的表面上。

绝缘支持外壳35通过支持导光板32的下表面和周围支持背照光37(图22中未示出)、导光板32和固定于导光板32上的光电传感器阵列10。通过覆盖支持外壳35的外围容纳光电传感器阵列10、背照光37、导光板32和透明电极层40的导电外壳部件50被隔开，以与透明电极层40和光电传感器阵列10电隔离，并且包围透明电极层40的外围。

阻抗检测器60经引线布线PLa连接透明电极层40，并且还经引线布线PLb连接外壳部件50，具有检测透明电极层40或外壳部件50的输入阻抗变化的功能。

反并联二极管电路70a连接引线布线PLa，并具有在高电压，诸如静电等施加于引线布线PLa，即透明电极层40时放电的功能。反并联二极管电路70b连接引线布线PLb，并具有在高电压，诸如静电等施加于引线布线PLb，即外壳部件50时放电的功能。

外壳部件50具有开口50a，透明电极层40上的对象接触表面40a从那里暴露出来。外壳部件50由从Cr、Al、钨等构成的组中选择的材料构成，具有低于透明电极层40的透明导电材料，如ITO等的低电阻率，包括一个或多个导电层，该导电层具有比透明电极层40低的表面电阻。

更具体说，如图23和24所示，外壳部件50的开口50a具有使放在对象接触表面40a上的手指FN在限定开口50a的边缘附近也接触外壳部件50的形状。即，开口50a具有适合于使手指FN同时接触透明电极层40和外壳部件50的形状。

注意外壳部件50具有屏蔽外壳的功能，以防止光电传感器阵列10受到电干扰因素、物理冲击等的破坏，可具有引导部件功能，用于把作为要被检查的对象的手指引向或引导为与光电传感器阵列10上的对象接触表面40a令人满意地接触，这一点在后面说明。

阻抗检测器60通过引线布线PLa或PLb把具有预定信号周期的AC信号电压施加于透明电极层40和外壳部件50之一，根据AC信号电压检测输入阻抗的变化，以检查手指FN是否放在光电传感器阵列10上的对象接触表面40a上，并通过光电传感器阵列10输出用于控制指纹读出操作的开始的检测信号到控制电路(未示出)。

由于外壳部件50由具有比形成透明电极层40的材料低的电阻率的材料构成，通过小的厚度可得到足够高的表面电阻，并且因此可确保足够高的信噪比(S/N)。而且，由于外壳部件50具有反射或吸收可见光和紫外线的特性，并且将其布置成覆盖顶栅驱动器11、底栅驱动器12和检测驱动器13，因此它可防止这些驱动器11，12和13直接暴露于外部光线，可抑制它们的恶化。控制电路根据检测信号把驱动控制信号输出到上面提到的光电传感器系统的各个驱动器，并执行一连串的图象读出操作。注意后面说明检测器的操作。

反并联二极管电路70a具有正向二极管D1和反向二极管D2的并联电路，正向二极管D1的阳极连接透明电极层40侧，阴极连接地电势，反向二极管D2的阳极连接地电势，阴极连接透明电极层40侧。反并联二极管电路70b具有正向二极管D1和反向二极管D2的并联电路，正向二极管D1的阳极连接外壳部件50侧，阴极连接地电势，反向二极管D2的阳极连接地电势，阴极连接外壳部件50侧。即，其阳极和阴极交叉耦合的成对的二极管D1和D2的并联电路插入透明电极层40和地电势之间，以及外壳部件50和地电势之间。反并联二极管电路70a和70b设有放电临界值，以便当比小振幅(后面说明)的弱AC信号高得多的电压，即高至几千伏的静电电压，施加于透明电极层40或外壳部件50时立刻放电，但是当施加和弱AC信号一样高的电压时不被接地。

带有上述设置的图象读出设备中的图象图案读出操作将参考附图说明。

图25和26表示代表要用根据这个实施例的指纹读出器检测的对象(手指)的非接触状态和接触状态的电路功能的等效电路。图27A，27B和27C是表示监测要用根据这个实施例的指纹读出器检测的对象(手指)的接触状态时信号电压的变化的定时图。

(非接触状态)

在上述的图象读出设备中，阻抗检测器60经引线布线PLb提前把具有图27A所示的预定信号周期的弱AC信号(正弦波信号或矩形波信号)施加于外壳部件50。这种状态下，当要被检测的对象(手指)不放置或接触透明电极层40和外壳部件50时，由于对应透明电极层40的触点Na和对应外壳部件50的触点Nb彼此电隔离，如图25所示，经反并联二极管电路70a把地电势提供给触点Na，同时作为电阻Rb和电容Cb的并联电路的CR电路连接触点Nb，作为反并联二极管电路70b的等效电路。同时，阻抗检测器60观察到的触点Na侧的信号电压是恒定电压(地电势)，由于触点Na和触点Nb彼此电隔离，并且从对应于阻抗检测器60的触点Nc看去时触点Nb的输入阻抗(即基于AC信号电压的AC电流的流动难度)变得非常大。

(接触状态)

另一方面，如图23和24所示，当手指FN作为要被检测对象放在并接触延伸过透明电极层40的上表面上的对象接触表面40a和外壳部件50的开口50a的边缘部分时，触点Na和Nb电短路，在触点Na和地电势之间由于人体的电容而增加作为电阻Rc和电容Cc的并联电路(在触点Na侧)的CR电路和人体和透明电极层40之间的接触电阻Rh，如图26所示。此时，在手指(人体)FN上带上的静电立刻经连接于透明电极层40(触点Na)或外壳部件50(触点Nb)的反并联二极管电路70a或70b释放。而且，由于人体(手指)接触到透明电极层40(触点Na)和外壳部件50(触点Nb)，AC电流在从阻抗检测器60施加于外壳部件50(触点Nb)的AC信号电压的基础上经人体流向透明电极层40(触点Na)，从而从阻抗检测器60(触点Nc)看去时降低触点Nb的输入阻抗。此时阻抗检测器60观察到的触点Na侧的信号电压在人体增加的CR电路的时间常数的基础上从AC信号(矩形波信号)延迟预定时间Tdelay，如图27A所示，并且其波形对应相对人体惟一的电阻变得钝化，如图27C所示。

结果，在根据这个实施例的图象读出设备中，由于手指FN作为要被检测的对象与光电传感器阵列10的透明电极层40和设置在光电传感器阵列10周围的外壳部件50接触，在手指(人体)FN上带上的静电容易经连接于触点Nb(静电去除功能)CR电路(反并联二极管电路70b)释放，并且放置并接触光电传感器阵列10上的对象接触表面40a的手指FN可在阻抗检测器60(对象检测功能)观察到的外壳部件(触点Nb)的输入阻抗变化的基础上被准确检测到，这样实施开始(触发)控制，来稳定地开始读出手指的图象图案的操作。

在上述实施例中，阻抗检测器60经引线布线PLb把预定AC信号电压施加于外壳部件50，并观察外壳部件50侧上输入阻抗变化，从而区分手指的接触状态。但是，本发明不限于这种特定设置。例如，阻抗检测器60可把预定AC信号电压施加于透明电极层40，可观察透明电极层40侧上输入阻抗变化。

在上述的实施例中，作为外壳部件50的形状，外壳部件50(包围光电传感器阵列10)，并具有矩形开口50a，从该开口露出透明电极层40，如图21，22，23和24所示。如上所述，在本发明中，由于手指必须接触透明电极层40和外壳部件50，外壳部件50可具有使要被检测的对象令人满意地接触对象接触表面40a的引向或引导部件的功能。更具体说，作为外壳部件50的形状，外壳部件50可根据作为要被检测的对象的手指FN的形状具有接近椭圆或卵形开口50b，以使得指纹读出器的用户视觉上识别手指FN的放置位置、方向等，并把手指FN与卵形开口50b的对象接触表面40a和外壳部件50的边缘部分令人满意的接触，如图28所示，这样可令人满意地获得这个实施例的操作和效果。

而且，如图29所示，反并联二极管电路可用于带有光屏蔽静电保护部2的图象读出设备1。在这种情况下，反并联二极管电路70a连接静电保护部2，反并联二极管电路70b连接对象接触表面上形成的指尖—平面状透明电极层40。也用作阻抗检测器60的控制器14输出AC信号到静电保护部2和透明电极层40之一，并在要被检测的对象接触二者时检测波形变化。如图30和31所示，由于其充分覆盖驱动器11到13，静电保护部2具有在带有静电的要被检测的对象和驱动器11到13之间进行电屏蔽的功能，以及具有把手指引导到预定位置的功能。而且，对静电保护部2施加足以检测要被检测的对象是否为手指的AC信号。

另外，在上述实施例中，使用双栅光电传感器作为传感器。但是，应用于本发明的传感器不限于这种双栅光电传感器，本发明可类似地应用于使用其他类型的光电传感器，如光电二极管、TFT等的光电传感器系统中。在上述实施例中，使用光学的，即所谓的光电传感器。但是，可使用例如根据手指的三维图案读出电容变化并设有临界值的电容传感器。即，根据本发明的图象读出设备可用于任何传感器系统，只要它们具有用于检测从多个传感器输出的信号分量(电压、偏离电压等)并根据频率相对通过对各个信号分量观察的传感器数(频率)得到的信号分量的变化趋势区分要被检测的对象的图象图案中包含的特征部分的设置和方法即可。而且，驱动器11和13不需要包括TFT，但可包括由单晶硅芯片构成的集成电路。

在上述每个实施例中，使用背照光37。但是，本发明不限于此。例如，透过要被检测的对象的光可使用读出设备周围的外部光读出，可使用用来自上面的正面光照射要被检测的对象的结构，或使用背照光和正面光。

在上述的检查手指是否被放在读出设备的各个实施例中，透明电极层40被设置在光电传感器阵列10上方，并且静电保护部2设置在驱动器11到13上方，以在把手指放在透明电极层40和静电保护部2上时读出波形变化。但是，本发明不限于这种特定结构。例如，透明电极层40可形成在除光电传感器阵列10外的驱动器11到10中的至少一个上方，以用作静电保护部2。在这种情况下，优选添加与透明电极层40分开的并且形成在手指同时接触它和透明电极层40的位置上的电极，以便检查手指是否放置了。

用在上述每个实施例中的读出设备可被用于附接于信息终端，如便携电话等的个人鉴定设备中，或用于个人计算机中以限制未注册人员的访问，或将其设置在门口或入口处，以便防止未注册人员进入。

另外的优点和变形对本领域的技术人员而言是容易得到的。因此，本发明在其更广泛的方面不限于这里所示和说明的特定细节和示例性的实施例。因此，在不背离后附权利要求及其等价物所定义的本发明的一般性概念的精神和范围的情况下可进行各种修改。

Claims (27)

1.一种读出设备，包括：

具有一个面侧的基底；

设置在所述基底的该一个面侧上以读出要被检测的对象的传感器单元；

设置在所述基底的该一个面侧上以提供驱动所述传感器单元的驱动信号并具有上表面的驱动器电路单元；

静电保护部，形成来至少覆盖所述驱动器电路单元的一部分上表面，并且该静电保护部的至少一部分具有导电性。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述静电保护部具有不透明导电膜。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述静电保护部具有支持要被检测的对象的形状。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器单元具有多个光电传感器。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述多个光电传感器分别是双栅光电传感器，并且所述驱动器电路单元具有用于驱动所述双栅光电传感器的顶栅驱动器和底栅驱动器。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述顶栅驱动器和所述底栅驱动器用与所述双栅光电传感器的制造工艺的至少部分工艺相同的工艺来生产。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器单元和所述驱动器电路单元的至少一部分由绝缘膜覆盖，并且所述静电保护部形成在所述绝缘膜上。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述静电保护部具有用于容纳所述驱动器电路单元的间隙。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述静电保护部接收弱脉冲信号以检测要被检测的对象是否接触所述静电保护部。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述静电保护部具有当被检测的带有静电的对象接触或接近所述静电保护部时释放静电的功能。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述驱动器电路单元具有单晶硅形成的集成电路。

12.根据权利要求1所述的设备，其中所述静电保护部是透明导电膜。

13.一种读出设备，包括：

具有一个面侧的基底；

形成在所述基底的该一个面侧上并具有接触面的构件；

位于基底和构件之间的光电传感器阵列，该阵列包括多个以矩阵形式设置在所述基底的该一个面侧上的双栅光电传感器，并且当手指放置在构件的接触表面上时，该双栅光电传感器光学读出手指；

设置在所述基底的该一个面侧上并提供驱动所述多个双栅光电传感器的驱动信号的顶栅驱动器、底栅驱动器和检测驱动器；

覆盖所述顶栅驱动器、底栅驱动器和检测驱动器、在手指放置在接触表面上时支持手指并对手指上带上的静电进行释放的静电保护部。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述基底具有一相对面侧，并且所述基底在该相对面侧上还包括经所述多个双栅光电传感器朝向要被检测的对象发射光的光源。

15.根据权利要求13所述的设备，其连接到计算机。

16.一种读出设备，包括：

用于读出要被检测的对象的传感器单元；

形成在所述传感器单元上方的第一导电层；

形成在所述传感器单元上方与所述第一导电层电绝缘的第二导电层：

用于将信号电压施加于所述第一和第二导电层中的至少一个上以观察所述第一和第二导电层之一的输入阻抗变化并在输入阻抗变化的基础上检测要被检测的对象与所述第一和第二导电层的接触状态的阻抗检测部，和

用于在要被检测对象与所述第一和第二导电层接触时抑制电压变化的控制部。

17.根据权利要求16所述的设备，其中信号电压分别施加于所述第一和第二导电层，信号电压之一是AC信号电压，另一个是恒定电压。

18.根据权利要求16所述的设备，其中所述阻抗检测部检测要被检测的对象与所述第一和第二导电层的接触状态，所述传感器单元被驱动来开始读出要被检测的对象的图象图案的操作。

19.根据权利要求16所述的设备，其中所述传感器单元具有源极和漏极，其形成来夹住源极和漏极之间的半导体层形成的沟道区，并且所述传感器单元还具有分别经绝缘膜至少形成在沟道区上方和下方的第一和第二栅极，并且

在对所述第一栅极施加复位脉冲来复位所述传感器单元并对所述漏极施加预充电脉冲后，将读出脉冲施加于所述第二栅极，以改变预充电脉冲的电压，改变的电压作为输出电压对应从复位结束开始到应用读出脉冲的电荷积累期间在沟道区上积累的电荷。

20.根据权利要求16所述的设备，其中所述第二导电层具有将要被检测的对象引导来与所述第一导电层准确接触的引导功能。

21.一种读出设备，包括：

用于读出要被检测的对象的传感器单元；

形成在所述传感器单元的上方的第一导电层；

设置在所述传感器单元上方以与所述第一导电层电绝缘并由具有比形成所述第一导电层的材料低的特定电阻率的材料构成的第二导电层。

22.根据权利要求21所述的设备，其中所述第二导电层具有比所述第一导电层低的表面电阻。

23.根据权利要求21所述的设备，其中分别对所述第一和第二导电层施加信号电压，信号电压之一是AC信号电压，另一个是恒定电压。

24.根据权利要求21所述的设备，还包括：

用于分别将不同信号电压施加于所述第一和第二导电层以观察所述第一和第二导电层之一的输入阻抗变化并在输入阻抗变化的基础上检测要被检测的对象与所述第一和第二导电层的接触状态的阻抗检测部；和

用于在要被检测对象与所述第一和第二导电层接触时抑制电压变化的控制部。

25.根据权利要求24所述的设备，其中当所述阻抗检测部检测到要被检测对象与所述第一和第二导电层的接触状态时，驱动所述传感器单元来开始读出要被检测对象的图案图形的操作。

26.根据权利要求21所述的设备，其中所述传感器单元具有源极和漏极，其形成来夹住源极和漏极之间的半导体层形成的沟道区，并且所述传感器单元还具有分别经绝缘膜至少形成在沟道区上方和下方的第一和第二栅极，并且

在对所述第一栅极施加复位脉冲来复位所述传感器单元并对所述漏极施加预充电脉冲后，将读出脉冲施加于所述第二栅极，以改变预充电脉冲的电压，改变的电压作为输出电压对应从复位结束开始到应用读出脉冲的电荷积累期间在沟道区上积累的电荷。

27.根据权利要求21所述的设备，还包括：

用于驱动所述传感器单元的驱动器电路单元，其中

所述第一和第二导电层至少之一设置来覆盖所述驱动器电路单元的至少一部分。

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