KR100397850B1 - 포토센서 시스템과 그에 관한 구동 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대상 이미지의 규정 판독 동작의 시작 바로 전 복수의 단계에서 이미지 판독 감도를 변화하는 동안 사전 판독 동작에 의하여 대상의 이미지 데이터를 판독하고, 판독된 이미지 데이터의 명도 데이터의 인접한 화소들 사이에서 절대 차 값을 계산하며, 2차원적으로 배열된 복수의 포토센서, 포토센서에 구동 신호를 공급하기 위한 드라이버 회로, 그리고 대상 이미지의 판독 동작과 감도 셋팅 제어를 위한 제어기로 구성된 포토센서 어레이를 갖는 포토센서 시스템에서 계산된 절대 차 값중에서 최대 절대 차 값을 갖는 최적의 판독 감도로써 셋팅한다.

Description

포토센서 시스템과 그에 관한 구동 제어 방법 {PHOTOSENSOR SYSTEM AND DRIVE CONTROL METHOD THEREOF}

판독출력(reading print), 사진, 또는 지문과 같은 3차원 패턴과 같은 패턴을 위한 종래의 2차원 이미지 판독기로써 몇몇의 구조들은 매트릭스에서 2차원적으로 배열된 포토센서(수광부재)들로 구성된 포토센서 어레이를 가지고 있다. 이 포토센서 배열은 일반적으로 CCD(charge coupled device)와 같은 고체 상태 이미지 소자(solid-state imaging device)를 사용한다.

잘 알려진대로 CCD는 포토다이오드 또는 박막 트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor)와 같은 포토센서가 매트릭스에 배열되어 있는 구조를 가지며, 각 센서의 빛 수신부에 들어오는 빛의 양에 대응하는 전자와 양정공(positive hole)쌍들의 충전량은 빛의 휘도를 검출하기 위해 수평상 및 수직상의 스캐닝 회로에 의해 검출되어진다.

CCD 같은 것을 사용하는 포토센서 시스템에서 선택된 상태를 가정하기 위해 주사된(scanned) 포토센서를 야기하기 때문에 선택 트랜지스터와 함께 각 주사된포토센서를 제공하는 것은 필요하다. 이는 화소의 수가 증가하는 만큼 시스템 크기도 증가한다. 이를 방지하기 위해 포토센서(이하 더블게이트 포토센서라 함)는 발전되고 있고, 흔히 일컫는 더블 게이트 구조를 갖는 박막 트랜지스터로 형성되고 포토센싱 기능과 셀렉팅 기능 모두를 가지고 있다.

도 18a는 더블 게이트 포토센서(10)의 구조를 보여주는 부분도이다. 도 18b는 더블 게이트 포토센서(10)의 등가회로를 보여주는 회로도이다. 도 18a와 같이 더블 게이트 포토센서(10)는 비결정 실리콘 또는 전자와 양정공쌍들이 가시 광선의 수신에 발생되는 것과 유사한 것들로 형성된 반도체층(11), 반도체층(11)의 양 끝에 각각 형성된 n+실리콘층(17, 18), n+실리콘층(17, 18) 위에 각각 형성된 소스 및 드레인 전극(12, 13), 블록절연막(14)과 상측 게이트 절연막(15)을 통해서 반도체층(11) 상부에 형성된 상단 게이트 전극(21), 그리고 하측 게이트 절연막(16)을 통해서 반도체층(11) 하부에 형성된 하단 게이트 전극(22)으로 구성되어 있다. 더블 게이트 포토센서(10)는 유리 또는 그와 유사한 것으로 형성된 투과 절연 기판 (19)이 제공된다. 도 18a에서, 상단 게이트 전극(21), 상측 게이트 절연막(15), 하측 게이트 절연막(16), 그리고 상단 게이트 전극(21) 위에 형성된 보호 절연막(20)은 반도체층(11)을 여자하는 가시 광선에 대한 높은 투과율을 갖는 물질로 이루어져 있다. 이와는 달리, 하단 게이트 전극(22)은 가시 광선의 전송을 보호하는 물질로 이루어지고 도 18a의 구조 위쪽으로부터 입사되는 조사광선만을 검출하는 구조를 갖는다.

더블 게이트 포토센서(10)는 공통채널로써 반도체층(11)을 사용하는 두 MOS트랜지스터, 즉 반도체층(11), 소스 전극(12), 드레인 전극(13) 및 상단 게이트 전극(21)으로 이루어져 있는 상측 MOS 트랜지스터와 반도체층(11), 소스 전극(12), 드레인 전극(13) 및 하단 게이트 전극(22)으로 이루어져 있는 하측 MOS 트랜지스터들의 결합으로부터 유리 또는 그와 유사한 물질로 이루어진 투과 절연 기판 (19)(transparent insulating substance) 상에 형성된 구조로 간주되어질 수 있다. 즉, 도 18b에서 TG는 상단 게이트 단자를, BG는 하단 게이트 단자를, S는 소스 단자를, 그리고 D는 드레인 단자를 나타낸다.

도 19는 2차원적으로 배열한 더블 게이트 포토센서에 의해 구성된 포토센서 시스템을 보여주는 구성도이다. 도 19에서와 같이, 포토센서 시스템은 대략 n×m 행렬로 배열된 다수의 더블 게이트 포토센서(10)를 포함하는 포토센서 어레이 (100), 열 방향의 더블 게이트 포토센서(10)의 상단 및 하단 게이트 단자(TG, BG)와 연결된 상단 및 하단 게이트 회선(101, 102), 각각 상단 및 하단 게이트 회선(101, 102)에 연결된 상단 및 하단 게이트 드라이버(111, 112), 행 방향의 더블 게이트 포토센서의 드레인 단자(D)와 연결된 데이터 회선(103), 그리고 데이터 회선(103)과 연결된 출력 회로부(113)로 이루어져 있다. øtg와 øpg는 각각 후에 기술되어질 판독 조절 펄스(øTi)와 독출 펄스(øBi)를 나타내고, 그리고 øpg는 예비 충전 전압이 가해지는 타이밍을 제어하기 위한 예비 충전 펄스를 나타낸다.

위에서 기술되어진 구조에서, 포토센싱 기능은 상측 게이트 드라이버(111)부터 상측 게이트 단자(TG)까지 전압이 가해지는 것에 의해 실현되어지고, 그러는 한편 선택 및 판독 기능이 하단 게이트 드라이버(112)부터 하단 게이트 단자(BG)까지전압이 가해지는 것에 의해 실현되어진다. 그리고 나서, 데이터 회선(103)을 통해서 출력 회로부(113)의 출력 회로부로 검출 신호를 보내고, 직렬 데이터(Vout)를 출력한다.

도 20a 내지 도 20d는 포토센서 시스템을 제어하는 방법과 센서 어레이 (100)의 i 번째 행에서 검출주기 (i 번째 행 처리 사이클)를 보여주는 타이밍 차트이다.

우선, 도 20a에서 보여준 하이 레벨 펄스 전압(판독 조절 펄스 예, Vtgh = +15V)(øTi)은 i 번째 행의 게이트 회선(101)에 가해지고, 판독 조절 주기 (Treset)동안 i 번째 행의 더블 게이트 포토센서(10)를 방전하기 위한 판독 조절 동작이 실행된다.

그 다음에, 로우 레벨의 바이어스 전압(예, Vtgl = -15V)(øTi)은 상단 게이트 회선(101)에 가하여지고, 그것에 관하여 판독 조절 주기(Treset)는 끝나고 채널 영역에 충전되어지는 전하 축적 주기(Ta)는 시작된다. 전하 축적 주기(Ta)동안, 상단 게이트 전극 측으로부터 각 센서에 들어오는 빛의 양에 대응하는 전하 (양정공;positive hole)는 채널 영역에 축적되어진다.

그리고나서, 도 20c에서 보여준 예비 충전 전압(Vpg)과 함께 예비 충전 펄스(øpg)는 전하 축적 주기(Ta)의 일부분 동안 데이터 회선(103)에 가해진다. 그리고 드레인 전극(13)을 만들기 위한 예비 충전 전압(Tprch)이 전하를 유지한 후, 도 20b에서 보여준 하이레벨(예 Vbgh = +10V) 바이어스 전압(독출 펄스(øBi))이 하단 게이트 회선(102)에 가해진다. 그리고 나서, i 번째 열의 더블 게이트 포토센서(10)들은 판독 주기(Tread)를 시작하기 위해 켜지게 된다.

판독 주기(Tread) 동안, 채널 영역에서 축적된 전하들은 각 상단 게이트 단자(TG)에 가해지고 채널 영역에서 축적된 전하의 정반대의 극성을 갖는 로우 레벨 전압(예, Vtgl= -15V)을 조절시킨다. 그래서, n타입 채널은 각 하단 게이트 단자(BG)에서 전압(Vbgh)에 의해 형성되고, 데이터 회선(103)에서 전압(VD)은 예비 충전의 전압(Vpg)이 가해진 후에 시간의 경과에 따른 드레인 전류에 따라서 서서히 감소한다. 보다 구체적으로, 데이터 회선(103)에서 전압(VD)의 변화 경향(change trend)은 수신된 빛의 양과 전하 축적 주기(Ta)에 의해 좌우한다. 도 20d에서와 같이, 전압(VD)은 입사하는 빛이 어두울 때, 즉 작은 양의 빛을 받아들일 때, 서서히 감소하는 경향이 있으므로 적은 양의 전하가 축적되어진다. 반면에 전압(VD)은 입사하는 빛이 밝을 때, 즉 많은 양의 빛을 받아들일 때, 급격하게 감소하는 경향이 있으므로 많은 양의 전하가 축적되어진다. 이로부터, 조사량은 판독 조절 주기(Tread)의 시작 후에 내정된 주기 데이터 회선(103)에서 전압(VD)을 검출함으로써 계산될 수 있고, 또는 전압(VD)이 내정된 임계전압에 도달할 때까지 필요한 주기를 검출함으로써 계산되어질 수 있는 것으로 이해되어진다.

이미지 판독은 센서 어레이(100)의 각 회선을 위해 위에서 기술된 구동 제어를 연속적으로 실행하며, 구동 펄스가 겹치지 않는 다른 타이밍에서 병렬 방식의 각 회선을 위한 구동 제어를 실행함으로써 수행되어진다.

비록 포토센서로써 더블 게이트 포토센서를 사용하는 경우가 위에서 기술되어 왔지만, 포토센서로써 포토 다이오드 또는 포토 트랜지스터를 사용하는 포토센서 시스템은 다음과 같은 동작 과정을 갖으며, 유사한 구동 순서를 사용한다: 판독 조절 동작→ 전하 축적 동작→ 예비 충전 동작→ 판독 동작.

위에서와 같이 종래의 포토센서 시스템은 다음과 같은 문제점들을 갖는다.

다양하게 대상 이미지(subject image)를 판독하는 것은 위에서 기술한 것과 같이 2차원 포토센서 어레이를 갖는 포토센서 시스템에서 환경을 사용한다. 판독 감도는 정확하게 설정되어야 한다. 알맞은 판독 감도는 사용환경에서 외부 빛의 조도와 같은 주위의 조건의 변화에 따라 변화하고, 또한 포토센서의 특성이 변화할 때도 변화한다. 이전의 기술에 있어서, 외부의 빛의 조도를 검출하기 위한 회로는 부가적으로 배열되어져야 한다. 대신에, 대상 이미지의 정규 판독 동작의 시작 전에 정규 샘플과 같은 대상을 사용하는 복수의 단계로 변화하는 판독 동작(사전 판독 동작 pre-reading operation)은 판독 결과로부터 판독 감도의 최적의 값을 얻기 위해 실행되어져야 한다. 그러나 사전 판독 동작에 의해 얻어지는 모든 전하 축적 주기의 판독 결과에 기초하는 알맞은 전하 축적 주기를 독자적으로 그리고 자동적으로 셋팅하는 판독 감도 셋팅 방법은 아직 발전되지 않고 있다.

게다가 포토센서 어레이의 검출 지역이 판독 이전 동작에서 사용된 표준 샘플과 같은 대상보다 클 때, 또는 대상이 놓여진 위치가 대상과 함께 검출 지역의 부분을 덮는데 실패한 정규 위치로부터 이탈된 경우, 판독된 배경의 이미지는 판독 감도의 최적의 값을 얻는 이미지 과정에 영향을 줄 수 있다. 만약 이 포토센서 시스템이 예를 들어 지문 판독기에 적용된다면, 불규칙한 지문 인증과 같은 문제가 발생한다.

본 발명은 2차원적으로 배열된 복수의 포토센서로 구성된 포토센서 어레이를 가지고 있는 포토센서 시스템과 그에 관한 구동 제어 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 포토센서 시스템의 배열을 보여주는 블록도;

도 2는 본 발명의 실시예에 적용된 제어기의 배열을 보여주는 블록도;

도 3은 본 발명의 실시예의 동작을 보여주는 흐름도;

도 4는 본 발명의 실시예에 있어 사전 판독 동작 도 4중 지문 판독 표면을 손가락이 왼쪽으로 치우쳐서 접촉하였을 때 판독된 지문 이미지의 이미지 데이터를 한 예로 보여주는 그림;

도 5a는 사전 판독 동작에 의해 얻어진 이미지 데이터의 한 특정한 행 상의각각의 화소의 명도 데이터의 변화를 보여주는 그래프;

도 5b는 도 5a의 명도 데이터에서 인접한 화소들 사이의 절대 차 값의 변화를 보여주는 그래프;

도 6은 사전 판독 동작에 의해 얻어지는 이미지 데이터의 각각의 행의 명도 데이터의 대표 차 값의 변화와 각각의 행의 명도 데이터의 동적 범위에서의 변화를 보여주는 그래프;

도 7a는 사전 판독 동작에 의해 얻어지는 이미지 데이터의 각 행의 명도 데이터의 대표 차 값을 보여주는 표를 설명하기 위한 그림;

도 7b는 사전 판독 동작에서 표에 따른 행 번호와 이미지 판독 감도를 설명하는 그림;

도 8은 사전 판독 동작에서 손가락이 규정대로 지문 판독 표면에 거의 중앙에 접촉하였을 때 판독된 지문 이미지의 이미지 데이터를 예로 보여주는 그림;.

도 9a 와 9b는 도 8의 이미지 데이터에 대한 감도 결정 영역을 보여주는 그림;

도 10은 도 9에서 보여준 감도 결정 범위 안에서 사전 판독 동작에 의해 얻어진 이미지 데이터의 특정한 행의 명도 데이터에서의 변화를 보여주는 그래프;

도 11은 도 9a에서 보여준 감도 결정 범위안에서 사전 판독 동작에 의해 얻어진 이미지 데이터의 각각의 행의 명도 데이터의 동적 범위 분포를 보여주는 그래프;

도 12a와 12b는 도 4의 이미지 데이터를 위한 감도 결정 영역을 각각 보여주는 그림;

도 13은 도 12a에서 보여준 감도 결정 범위 안에서 도 4의 이미지 데이터의 특정한 행의 명도 데이터에서의 변화를 보여주는 그래프;

도 14는 도 12a에서 보여준 감도 결정 범위 안에서 도 4의 이미지 데이터의 각각의 행의 명도 데이터의 동적 범위에서의 변화와 각각의 행의 명도 데이터의 대표 차 값의 변화를 보여주는 그래프;

도 15a 내지 도 15j는 본 발명의 실시예에 있어서 사전 판독 동작에 적용된 이미지 판독 감도 셋팅 방법의 제 1 실시예를 보여주는 타이밍 차트;

도 16a 내지 도 16j는 본 발명의 실시예에 있어서 사전 판독 동작에 적용된 이미지 판독 감도 셋팅 방법의 제 2 실시예를 보여주는 타이밍 차트이다.

도 17a 내지 도 17h는 본 발명에 따른 포토센서 시스템 구동 제어 방법에 있어 유효 전압 조정 주기가 사전 판독 주기와 이미지 판독 주기후에 셋팅되어질 때 실시예를 보여주는 타이밍 차트;

도 18a는 더블 게이트 포토센서의 구조를 보여주는 부분도;

도 18b는 더블 게이트 포토센서를 보여주는 등가 회로도;

도 19는 2차원적으로 배열된 더블 게이트 포토센서에 의해 구성된 포토센서 시스템을 보여주는 구성도;

도 20a 내지 20d는 더블 게이트 포토센서 시스템을 위한 종래의 구동 방법을 보여주는 타이밍 차트.

본 발명의 목적은 2차원적으로 배열된 복수의 포토센서에 의해 구성된 포토센서 어레이를 갖는 포토센서 시스템에서 다양하게 사용환경에서 대상 이미지를 정확하게 읽기 위해 대상 이미지의 정규 판독 동작의 시작 바로 전에 얻어지는 판독된 결과에 기초한 알맞은 판독 감도를 독자적으로 그리고 자동적으로 셋팅하는 판독 감도 셋팅 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 대상이 포토센서 어레이의 검출지역에 놓여진 위치가 감도를 셋팅하기 위해 대상 이미지의 판독 동작을 실행하는 규정 위치로부터 이탈했을 때에도 판독 감도를 셋팅하는데 있어서 어떤 부조(기능부전)를 막는 것이다.

위의 목적들을 이루기 위해, 본 발명에 따른 포토센서 시스템은 2차원적으로배열된 포토센서들로 구성된 포토센서 어레이, 포토센서에 구동 신호를 공급하기 위한 드라이버 회로, 대상 이미지의 판동 동작과 감도 셋팅 제어를 위한 제어기, 그리고 판독된 이미지 데이터, 감도 셋팅 과정과 관련된 데이터와 그와 같은 것들의 저장을 위한 램(RAM)을 포함한다.

본 발명에 따른 판독 감도 셋팅 방법은 대상 이미지의 규정 판독 동작의 시작 바로 전에 복수의 단계, 즉 각각의 행에서 이미지 판독 감도를 변화하는 동안 사전 판독 동작을 실행함으로써 대상의 이미지 데이터를 판독하는 단계, 각 이미지 판독 감도를 위한 명도 데이터에 인접한 화소들 사이의 절대 차 값을 계산하는 단계, 계산되어진 절대 차 값들로부터 각 이미지 판독 감도를 위한 최대 절대 차 값을 추출하는 단계, 이미지 판독 감도를 위한 추출된 대표 차 값으로부터 최대 대표차 값을 갖는 이미지 판독 감도를 추출하는 단계, 그리고 최적의 판독 감도로써 추출된 이미지 판독 감도를 셋팅하는 단계를 포함한다.

주위의 빛 또는 포토센서의 특성이 변할 때 조차도, 최적의 이미지 판독 감도는 그 변화에 따라 셋팅되어질 수 있다. 또한 대상이 포토센서 어레이의 검출지역에 놓여진 위치가 사전 판독 동작을 실행하는 정규 위치로부터 이탈할 때, 그리고 판독된 이미지 데이터가 대상 이미지와 함께 배경 패턴을 포함할 때, 인접한 화소들 사이의 명도 데이터의 절대 차 값은 이미지가 초점을 벗어나 명암 패턴을 명료하게 판독되지 않는 배경 패턴으로부터 명암 패턴을 명료하게 판독을 허락하기 위해 포토센서 어레이와 같이 견고한 접점에 놓여진 대상을 구별하는데 사용될 수 있다. 그래서 알맞은 이미지 판독 감도는 배경 패턴의 어떤 영향도 없이 추출, 그리고 셋팅될 수 있다. 높은 신뢰성을 갖는 이미지 판독 감도 셋팅 방법은 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 포토센서 시스템과 그에 관한 구동 제어 방법은 첨부한 도면들을 참고로 상세하게 기술될 것이다.

비록 더블 게이트 포토센서는 다음의 실시예에서 포토센서로써 적용되어지고, 본 발명이 더블 게이트 포토센서로 제한되지 않지만, 다른 형태의 포토센서를 사용하는 포토센서 시스템으로 또한 응용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 포토센서 시스템의 배열을 보여주는 블록도이다. 도 18a에서 보여준 더블 게이트 포토센서가 사용되고, 도 19에서 보여준 포토센서 시스템의 배열은 필요하다면 참조될 수 있다. 도 19에서 보여준 포토센서 시스템에서 같은 부재 번호들은 같은 부재를 나타낸다.

도 1에서 보여준 것과 같이, 실시예에 따른 포토센서 시스템을 위한 감도 조정기는 도 18a에서 보여준 2차원적으로 배열된 더블 게이트 포토센서(10)로 구성된 포토센서 어레이(100), 내정된 타이밍에서 각 더블 게이트 포토센서(10)의 상단 게이트 단자(TG)에 내정된 판독 조절 펄스를 가하기 위한 상단 게이트 드라이버 (111), 내정된 타이밍에서 각 더블 게이트 포토센서(10)의 하단 게이트 단자(BG)에 내정된 독출 펄스를 가하기 위한 하단 게이트 드라이버(112), 증폭기(116)와 열 스위치(114)와 각 더블 게이트 포토센서(10)에 예비 충전 전압을 가하고 데이터 회선 전압을 판독하기 위한 예비 충전 스위치(115)로 이루어진 출력 회로부(113), 아날로그 신호로 판독된 데이터 전압을 디지털 신호로서 이미지 데이터로 변환하기 위한 각각의 아날로그/디지털 변환기(이하 A/D 변환기라 함)(117), 외부기능부(200)와 데이터를 교환하고, 본 발명에서 감도 셋팅을 제어하며, 포토센서 어레이(100)에 의해 대상 이미지를 판독하는 동작을 제어하기 위해 채택되어진 제어기(120), 그리고 예를 들어 판독된 이미지 데이터, 후술될 감도 조정 과정과 관련된 데이터를 저장하는 RAM(130)을 포함한다.

포토센서 어레이(100), 상단 게이트 드라이버(111), 하단 게이트 드라이버 (112), 그리고 출력 회로부(113)를 포함하는 이 구조는 도 19에서 보여준 포토센서 시스템과 같고 기능면에서도 같다. 더 나아가서, 이 실시예는 A/D변환기(117), 제어기(120), 그리고 (후에 기술되어질) 감도 셋팅 제어를 실행하는 기능을 실현하는 RAM(130)을 채택한다.

이 실시예에서 제어기(120)는 내정된 제어신호(øtg, øbg)에서 상단 및 하단 게이트 드라이버(111, 112)로 출력하고, 각각 차례로 내정된 구동 신호 전압(판독 조절 펄스와 독출 펄스)에서 포토센서 어레이(100)의 각 더블 게이트 포토센서의 상단 및 하단 게이트 단자(TG, BG)로 각각 출력된다. 제어기(120)는 또한 내정된 제어 신호(øpg)를 데이터 회선에 예비 충전 전압을 가하고 대상 이미지를 판독하는 동작 실행을 제어하는 예비 충전 스위치(115)에 출력한다. 제어기(120)는 증폭기(116)와 A/D변환기(117)를 통해 더블 게이트 포토센서(10)로부터 데이터 회선 전압 독출을 디지털 신호로 변환함에 의해 준비된 이미지 데이터를 수신하는 기능, 이미지 데이터에 대하여 내정된 이미지 과정을 실행하는 기능, RAM(130)으로부터 또는 RAM(130)에 이미지 데이터를 기록 또는 판독하는 기능, 그리고 이미지 데이터 식별, 변경 및 그와 같은 것을 실행하는 외부기능부(200)와 인터페이스하는 기능을 가지고 있다. 제어기(120)는 외부 빛, 즉 각 더블 게이트 포토센서(10)의 최적의전하 축적 주기의 조도와 같은 주위 환경에 따라서 최적으로 대상 이미지를 판독할 수 있는 최적의 판독 감도를 셋팅하기 위해 상단 및 하단 게이트 드라이버(111, 112)로 출력되는 제어 신호를 정확하게 제어하는 또 다른 기능을 갖는다.

이 실시예에 적용된 제어기의 배열과 이것의 감도 셋팅 동작은 첨부한 도면을 참고로 보다 자세하게 설명될 것이다.

도 2는 이 실시예에 적용된 제어기의 배열을 보여주는 블록도이다. 도 2에서와 같이, 이 실시예에서 제어기(120)는 상단 게이트 드라이버(111), 하단 게이트 드라이버(112) 및 출력 회로부(113)를 제어하기 위한 장치 제어기(121), RAM(130)에서 이미지 데이터, 기록 데이터, 그리고 독출 데이터와 같은 다양한 데이터를 처리하기 위한 데이터 제어기(122), 장치 제어기(121)와 데이터 제어기(122)를 관리하고 외부 기능부(200)와 인터페이스하는 주 제어기(123)를 포함한다.

또한 제어기(120)는 포토센서 어레이(100)를 구성하는 각 포토센서에 대응하는 화소로부터 형성된 이미지 데이터를 A/D변환기를 통해서 포토센서 어레이(100)로부터 디지털 신호로 수신하고, 이 이미지 데이터의 인접한 화소들 사이에서 특정한 측정 데이터의 차의 절대값을 계산하며, 가장 큰 차의 절대값을 추출하는 데이터 비교회로(124)와 가산기(125), A/D변환기(117), 데이터 비교회로(124), 가산기 (125)를 통해서 측정 데이터 또는 처리된 이미지 데이터를 수신하고 RAM(130)에서 기록, 독출을 스위칭 하며 데이터 비교회로(124)와 가산기(125)에 재입력하고 수신된 데이터에 따라서 데이터 제어기(122)를 통해 외부 기능부(200)로 출력하는 데이터 셀렉터(126), 그리고 데이터 제어기(122)로부터 제어신호에 기초한 포토센서 어레이의 판독 감도를 최대한으로 활용하기 위해 장치 제어기(121)부터 상단 및 하단 게이트 드라이버(111, 112)까지 출력되는 제어신호를 바꾸는 감도 셋팅 저항(127)을 포함한다.

위의 제어기를 사용하는 포토센서 시스템의 구동 제어 방법에서 이 실시예의 동작은 도 3을 참고로 설명되어질 것이다.

도 3은 이 실시예에 따라서 최적의 감도로 대상 이미지 판독에 이르기까지의 동작을 보여주는 흐름도이다. 이 동작은 도 1과 도 2에서 보여준 포토센서 시스템의 배열을 참고로 기술되어질 것이다.

도 3의 S11 (사전 판독 단계)에서, 주 제어기(123)는 대상 이미지의 규정 판독 동작 이전에 사전 판독 동작을 시작한다. 주 제어기(123)는 데이터 제어기(122)를 통해 감도 셋팅 저항(127)에서 사전 판독 동작을 위해 이미지 판독 감도를 셋팅하는 것을 제어하고 대상 이미지를 사전 판독한다. 규정 이미지 판독 동작과 유사하게 사전 판독 동작은 다음과 같은 연속 과정을 실행함으로써 이루어진다: 판독 조절 동작→빛 축적 동작 →예비 충전 동작 →독출 동작.

사전 판독 동작의 이미지 판독 감도는 예를 들어 복수의 다른 감도에서 한 대상 이미지를 판독하기 위해 각각의 대상 이미지의 행을 바꾸어 준다. 각 행의 이미지 판독 감도는 예를 들어 행 번호에 대응하는 표 형식(행 번호와 이미지 판독 감도 대응 표) 에서 RAM(130)에 저장되어진다. 이미지 판독 감도의 자세한 셋팅 방법은 후술되어질 것이다.

도 3의 S12(이미지 데이터 변환 단계)에서, 사전 판독 동작에 의한 판독된이미지 데이터는 증폭기(116)와 A/D변환기(117)를 통해서 디지털 신호로 변환되어지고, 데이터 비교회로(124)에 대상 이미지의 명암패턴에 대응하는 명도 데이터를 입력한다. 이 경우, 명도 데이터는 흰색과 검정색 사이의 256단계에서 대상 이미지의 단계를 분할함으로써 얻어진 256 회색단계에 의해 표현되어진다.

도 3의 S13(각 행의 화소 사이의 절대 차 값을 계산하는 단계)에서, 인접한 화소의 진폭은 데이터 비교회로(124)에 입력된 명도 데이터에 기초한 각 행이 비교 되어진다. 진폭관계에 기초하여, 가산기(125)는 연속적으로 각 행의 화소들 사이의 명도 데이터 차의 절대값(이하 절대 차 값이라 함)을 계산한다. 절대 차 값의 계산은 모든 화소 또는 각 행의 내정된 열 범위 모두, 그리고 모든 행 또는 내정된 행 범위에 대해 실행되어진다.

도 3의 S14(각 행의 대표 차 값을 추출하는 단계)에서, 계산된 각 행의 절대 차 값은 각 행의 절대 차 값의 최대 값(대표 차 값이라 함)을 다시 추출하기 위해 데이터 비교회로(124)에 입력되어진다. 대표 차 값의 추출 과정은 모든 화소 또는 각 행의 내정된 열 범위, 그리고 모든 행 또는 절대 차 값의 계산을 거친 내정된 행 범위에 대해 실행되어진다.

도 3의 S15(최대 대표 차 값을 갖는 행 번호를 추출하는 단계)에서, RAM (130)에 저장된 각각의 행의 대표 차 값은 데이터 셀렉터(126)를 통해서 독출 되어지고, 각각의 행의 대표 차 값들 중 최대 대표 차 값(최대 차 값이라 함)을 다시 추출하기 위해 데이터 비교회로(124)에 입력되어진다. 최대 차 값을 갖는 행 번호가 추출되어진다.

도 3의 S16(감도 조회/추출 단계)에서, RAM(130)에 저장된 표에 대응하는 행의 번호와 이미지 판독 감도는 최대 차 값을 갖는 행 번호와 이미지 판독 감도에 기초하여 찾아진다. 즉, 이 행에 대하여 셋팅된 전하 축적 주기는 추출된다.

도 3의 S17(추출된 감도 셋팅 단계)에서, 주 제어기(123)는 추출된 이미지 판독 감도를 셋팅하기 위해 데이터 제어기(122)를 통해 감도 셋팅 저항(127)을 재기록한다.

도 3의 S18(대상 이미지 판독 단계)에서, 대상 이미지의 규정 판독 동작은 감도 셋팅 저항기(127)에서 추출되어 셋팅된 이미지 판독 감도가 실행되어진다.

위에서 기술한 제어기를 사용하는 포토센서 시스템 구동 제어 방법을 지문 판독 기계에 적용한 예는 첨부한 도면을 참고로 기술되어질 것이다.

도 4는 사전 판독 동작에서 이미지 판독 감도가 각 행에 대해 변하는 동안 대상 이미지가 판독되어질 때 이미지 데이터의 한 예를 보여주는 그림이다. 아래에 기술되는 것과 같이, 본 발명은 심지어 대상으로써 손가락이 중앙으로부터 벗어나 지문 판독 표면을 접촉할 때 조차도 정확한 판독 감도 셋팅을 실행하는 효과를 가지며, 주변의 배경 이미지는 동시에 판독된 이미지로써 판독된다. 도 4에서와 같이 대상으로써 손가락이 도 4에서 좌측에 치우쳐서 지문 판독 표면을 접촉하는 경우가 기술되어질 것이다. 도 4에서 PNA는 판독된 지문 이미지를 나타내고, PNB는 판독된 이미지 데이터에서 지문 이미지 외의 다른 이미지, 즉 배경으로부터의 빛의 외란 또는 손가락 가장자리의 그림자에 의해 형성된 이미지 구성요소(배경 패턴으로써 간주)를 나타낸다. 도 5a는 도 4에서 보여준 사전 판독 동작에 의해 얻어진 이미지데이터에서 특정한 행의 각각의 화소의 명도 데이터에서의 변화들을 보여주는 그래프이다. 그리고 도 5b는 도 5a에서 보여준 이미지 데이터에서 인접한 화소들 사이의 절대 차 값의 변화를 보여주는 그래프이다.도 6은 각각의 행에 대해 각각의 행의 절대 차 값의 최대값(대표 차 값)의 변화들 사이의 관계와 각각의 행의 명도 데이터의 동적인 범위(최대 명도 데이터와 최소 명도 데이터와의 차)에서의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 7a는 사전 판독 동작에 의해 얻어지는 각 행의 명도 데이터의 대표 차 값을 보여주는 표를 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 7b는 행 번호와 이미지 판독 감도의 일치를 나타내기 위해 그들의 대응표를 설명하기 위한 표이다.

지문의 이미지 데이터는 예를 들어, 256 행× 196열의 화소 레이아웃에 일치하는 행렬들의 단위에서 포토센서 어레이(100)를 구성하는 포토센서의 레이 아웃과 일치하여 독출된다고 가정한다. 명도 데이터 값이 커질수록 보다 밝은 이미지를, 명도 데이터 값이 작아질수록 보다 어두운 이미지를 나타낸다.

사전 판독 동작에서 이미지 판독 감도는 행 번호가 커질수록(도 4의 위쪽) 높게(전하 축적 주기가 길게) 셋팅되고, 행 번호가 작아질수록(도 4의 아래쪽) 낮게(전하 축적 주기가 짧게) 셋팅된다. 도 4에서, 행 번호가 증가함으로써 지문 이미지(PNA)의 산마루/계곡 패턴은 외부 빛의 영향으로 약해지게 된다. 그리고 최후에 거의 보이지 않는 밝은 이미지로 판독된다. 반면에 행 번호가 감소함으로써 지문 이미지(PNA)의 산마루/계곡 패턴은 어두워지게 된다. 그리고 최후에 거의 보이지 않는 어두운 이미지로 판독된다.

위에서 기술되어진 것과 같이, 대상으로서의 손가락이 도 4에서 좌측에 치우쳐서 지문 판독 표면을 접촉한다. 이 지문 판독기는 비교적 밝은 환경에서 사용되어지는 것으로 가정하고, 배경 패턴(PNB)은 대상의 지문 이미지보다 더욱 밝다.

도 4에서 보여준 이미지 데이터에서, 예를 들면, 제 79 행의 모든 화소(제 1 열부터 제 196 열)의 명도 데이터는 도 5a에서 보여준 것처럼 추출되고 좌표를 그리게 된다. 지문 이미지(PNA)의 산마루/계곡 패턴이 비교적 명료하게 판독되어지는 거의 제 1 열 내지 제 95 열의 범위에서, 명도 데이터는 거의 중간 값(약 100)을 나타내고, 열 사이(즉 화소)의 명도 데이터는 비교적 크게 변한다. 그와는 반대로, 손가락 지문이 없고, 배경 패턴(PNB)이 판독되어진 제 96 열 내지 제 196 열의 범위에서, 명도 데이터는 거의 모든 열에서 과도하게 큰 값(약 220 ~230)을 나타내고 열 사이(화소)의 명도 데이터는 크게 변하지 않는다.

도 5a에서 보여준 이 명도 데이터 분포로부터, 인접한 화소들 사이의 절대 차 값은 계산되어지고 도 5b와 같이 좌표를 그리게 된다. 지문 이미지(PNA)의 산마루/계곡 패턴이 비교적 명료하게 판독되어지는 제 1 열 내지 제 95 열의 범위에서 절대 차 값은 거의 모든 열에서 큰 값(약 30)으로 나타난다. 배경 패턴(PNB)이 판독되어지는 제 96 열 내지 제 196 열의 범위에서 절대 차 값은 거의 모든 열에서 작은 값(약 10)으로 나타난다. 즉, 손가락이 놓여진 판독된 이미지 데이터의 영역에서, 지문 이미지(PNA)의 산마루/계곡 패턴과 대응하는 명암패턴은 명료하고, 따라서 인접한 화소사이의 명도 데이터의 변위는 크다. 손가락과 배경 사이의 경계와 대응하는 배경 패턴(PNB)의 영역과 손가락이 놓여지지 않은 배경에서, 검출되어진대상은 포토센서로부터 떨어져 있다. 그래서 이미지는 흐릿하고, 명암패턴은 분명치 않으며, 인접한 화소들 사이의 명도 데이터의 변위는 작다.

도 5b에서 보여준 인접한 화소들 사이의 절대 차 값으로부터 최대 절대 차 값(대표 차 값)을 추출하는 과정은 내정된 행과 열 범위(예, 제 64 행 내지 제 191 행과 제 67 열 내지 제 130 열)에 대하여 실행되어진다. 추출되어진 대표 차 값은 도 6에서 실선(A)에 의해 표시된 것처럼 좌표를 그리게 된다.

도 6에서 점선(B)는 손가락이 규정대로 지문 판독 표면의 중앙을 접촉할 때 같은 행과 열의 범위한에서 각각의 행의 명도 데이터의 동적 범위 분포를 나타낸다. 이 분포는 제 90 행부터 제 95 행 주위의 최대 피크 값을 나타낸다. 도 6에서 일점쇄선(C)은 손가락이 유사하게 마찬가지로 놓여졌을 때 각각의 행에 대해 보다 넓은 열 범위(예, 후에 기술될 제 1 열 내지 제 196 열의 범위)에서 명도 데이터의 동적 범위 분포를 나타낸다. 이 분포는 제 71 행 내지 제 75 행 주위에 최대 피크 값을 나타낸다.

아래에서 기술되어지는 것처럼, 일점쇄선(C)에 의해 표현된 동적 범위 분포는 지문 이미지 주위의 배경 패턴(PNB)의 이미지 데이터를 포함하고, 단지 지문 이미지의 동적 범위 분포와는 다르다. 점선(B)에 의해 표현된 동적 범위 분포는 어떤 배경 이미지 데이터도 포함하지 않고, 오직 지문 이미지의 동적 범위 분포를 나타낸다. 이 분포들에 관하여, 도 6에서 실선(A)으로 표현되는 각각의 행의 대표 차 값의 분포는 점선(B)에 의해 표현되는 동적 범위 분포에 가장 인접한 피크 위치를 나타낸다. 후에 기술되어지는 것과 같이, 배경 패턴의 어떤 이미지 데이터도 포함하지 않는 지문 이미지에서 명도 데이터의 동적 범위가 최대화되는 행은 최적의 이미지 판독 감도를 갖는 행으로 결정되어진다. 그래서 이미지 데이터와 대조하여 피크 위치가 명도 데이터의 동적 범위의 피크 위치와 대응하는 각각의 행의 대표 차 값의 분포에 기초하여 예측되어질 수 있다. 다시 말하면, 각각의 행의 대표 차 값들 중에 최대 대표 차 값(최대 차 값)을 갖는 이미지 데이터의 행(예, 제 91 행)은 지문의 산마루/계곡 패턴에 대응하는 좋은 대조를 갖는 이미지 데이터로서 결정될 수 있다. 이 행은 최적의 이미지 판독 감도를 갖도록 결정될 수 있다.

RAM(130)은 도 7b에서 보여주는 표와 일치하는 행 번호와 이미지 판독 감도를 저장하고, 이미지 판독 감도, 즉 각각의 행의 전하 축적 주기(T1 내지 T256)를 저장한다.

표와 일치하는 이 행 번호들과 이미지 판독 감도는 이미지 판독 감도를 획득하는 최대 차 값, 즉 최적의 값으로써 제 91 행을 위한 전하 축적 주기(T91)를 갖는 제 91 행을 찾게 된다.

대상(지문)의 이미지는 정확하게 이미지를 판독하기 위해 전하 축적 주기(T91)가 얻어지는 동안 판독될 수 있다.

이 실시예에 따른 포토센서 시스템의 감도 셋팅 방법의 효과는 다른 방법들과 비교함으로써 첨부한 몇가지의 도면을 참고로 더 상세하게 설명될 것이다. 포토센서의 최적의 감도를 셋팅하는 다른 방법은 추출된 복수의 다른 이미지 판독 감도에서 대상의 하나의 이미지를 판독하고 각각의 행에 대해 서서히 이미지 판독 감도를 변화하는 사전 판독 동작에서 한 경우를 예증함으로써 설명될 것이고, 명도 데이터의 최대 동적 범위를 갖는 행은 얻어지는 이미지 데이터에 기초하여 추출될 것이며, 추출된 행에 대하여 셋팅된 이미지 판독 감도는 최적의 값으로써 결정될 것이다. 더욱이, 이 실시예에 따른 포토센서 시스템의 감도 조정 방법으로부터 동작 효과의 차이는 기술될 것이다.

판독 이전 동작에서 각각의 행의 명도 데이터의 동적 범위의 분포 특성은 손가락이 규정대로 지문 판독 표면의 거의 중앙에 접촉하였을 때 설명될 것이다. 도 8은 이미지 판독 감도가 사전 판독 동작에서 각각의 행에 대하여 서서히 변화하는 동안 대상 이미지가 판독될 때 이미지 데이터의 한 예를 보여주는 그림이다. 도 9a와 도 9b는 도 8에서 사전 판독 동작에 의해 얻어지는 이미지 데이터에 대한 감도 분포 영역을 각각 보여주는 그림이다. 각각의 행에 대한 다른 감도에서 사전에 판독된 이미지 데이터에서 최적의 감도를 갖는 행을 추출하던 감도 분포 영역은 손가락이 규정대로 지문 판독 표면의 거의 중앙에 접촉하였을때 어떤 주변의 배경 이미지도 포함하지 않고, 오히려 지문 이미지(PNA)의 산마루/계곡 패턴과 대응하는 좋은 대조를 갖는 영역으로 제한되어진다. 이로부터, 감도 분포 영역은 예를 들어 도 9a에서와 같이 제 64 행 내지 제 191 행, 제 67 열 내지 제 130 열의 행,열 범위 또는 도 9b에서와 같이 제 64 행 내지 제 191 행의 행 범위에서 셋팅 되어진다.

도 10은 도 9a에서 보여준 감도 분포 영역에서 특정한 행의 명도 데이터의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 11은 같은 감도 분포 영역에서 각각의 행의 명도 데이터의 동적 범위 분포를 보여주는 그래프이다. 도 10에서와 같이, 행 범위 안에서 제 191 행(도 10에서 점선으로 나타난 부분)과 제 160 행(도 10에서 가는 선으로 나타난 부분)은 감도가 높게 셋팅되고, 명도 데이터는 큰 값(약 220~225)에 집중되고, 이미지 데이터로써 어떤 정보(명암 패턴)도 거의 제공하지 않는다. 제 96 행(도 10에서 굵은 선으로 나타나는 부분)에서, 명도 데이터는 모든 열에서 상측 및 하측의 제한 값 어느 쪽으로도 집중되지 않고, 이미지 데이터의 명암 패턴에 대응하는 비교적 큰 수직적 변위를 나타낸다. 제 64 행(도 10에서 일점쇄선으로 나타난 부분)에서, 감도는 낮게 셋팅되고, 따라서 명도 데이터는 작은 값(약 35)에 집중되고, 이미지 데이터로써 어떤 정보도 거의 제공되지 않는다.

최대값과 최소값은 도 10에서 보여준 각 행의 명도 데이터 분포에 변화에 기초하여 추출되고, 동적 범위는 차로부터 계산되어진다. 계산되어진 동적 범위는 도 11에서 보여준 것처럼 분포에 이르는 행들에 대해 좌표에 나타난다. 도 11에서, 이미지 데이터(명암 패턴)는 큰 동작 범위를 갖는 행(거의 제 90 행 내지 제 95 행)에서 명료하게 독출되는 것으로 간주될 수 있다. 이로 부터, 거의 제 90 행 내지 제 95 행의 명도 데이터는 지문의 산마루/계곡 패턴과 대응하는 좋은 대조를 갖는 이미지 데이터로 결정될 수 있고, 최적의 이미지 판독 감도는 셋팅된다. 사전 판독 동작에서 각 행에 대하여 셋팅된 이미지 판독 감도를 참고함으로써, 거의 제 90 행 내지 제 95 행에 대하여 셋팅된 이미지 판독 감도는 최적 값으로써 결정된다.

이 이미지 판독 감도 셋팅 방법에서 손가락이 어떤 방향에서도 벗어나서 지문 판독 표면을 접촉한 경우가 기술될 것이다.

도 12a와 12b는 손가락이 대상으로써 도 12a와 도 12b에서 좌측에 치우쳐서 지문 판독 표면에 접촉하였을때 도 9a와 도 9b와 같은 감도 결정 영역을 도 4의 이미지 데이터로의 적용을 보여주는 그림이고 판독 이미지는 도 4에서와 같게 된다.

도 12a와 도 12b에서 보여주는 것과 같이, 내정된 감도에서 판독 이전 동작에 의해 획득되는 이미지 데이터는 손가락이 감도 셋팅에 종속되는 본래의 지문 이미지(PNA)의 산마루/계곡 패턴에 더하여 배경 패턴(PNB)을 포함하는 좌측에 치우쳐서 지문 판독 표면을 접촉하는 동안 변한다. 비록 감도 결정 영역이 내정된 범위(예, 도 12a에서 제 64 행 내지 제 191 행과 제 67 열 내지 제 130 열의 행,열 범위 또는 도 12b에서 제 64 행 내지 제 191 행의 행의 범위)로 제한된다 해도, 감도 결정 영역 내의 이미지 데이터는 지문 이미지(PNA)의 산마루/계곡 패턴을 더하여 배경 패턴(PNB)을 포함한다.

손가락이 벗어나서 지문 판독 표면에 접촉하였을 때 이 이미지 판독 감도 셋팅 방법의 문제는 설명될 것이다.

도 13은 도 12a에서 보여준 감도 결정 범위안에서 특정한 행의 명도 데이터에서 변화를 보여주는 그래프이다. 도 14는 유사하게 특정화된 감도 결정 영역안에서 각각의 행의 명도 데이터의 동적 범위 분포를 보여주는 그래프이다.

도 13에서 보여준 것과 같이, 지문의 산마루/계곡 패턴이 비교적 명료하게 판독되어지는 제 67 열 내지 제 95 열의 범위에서, 제 79 행의 명도 데이터는 거의 모든 열에서 거의 중간 값(약 100)으로 나타나고, 화소(즉, 열)사이에서 명도 데이터는 비교적 크게 변한다. 그와 반대로, 손가락이 놓여지지 않고 배경이 판독되는 제 96 열 내지 제 130 열의 범위에서, 명도 데이터는 거의 모든 열에서 과도하게 큰 값(약 210~220)을 나타내고, 화소(열) 사이에서 명도 데이터는 거의 변화하지않는다.

최대값과 최소값은 이 명도 데이터 분포로부터 추출되어지고, 차에 대응하는 동적 범위가 계산되어진다. 이 때, 최소값은 지문의 산마루/계곡 패턴으로부터 추출되어지지만, 최대값은 배경 패턴으로부터 부적절한 지문 이미지로 추출된다. 위에서 기술된 것처럼, 배경 패턴상의 명도 데이터 값은 종종 지문 이미지의 산마루/계곡 패턴상의 명도 데이터보다 더 크다. 이러한 이유 때문에, 명도 데이터의 동적 범위는 지문 이미지와 관계없이 큰 값으로써 계산된다. 점선(B)에서의 행은 최적의 이미지 판독 감도를 갖는 행과 대응하여 최대화된다.

그와는 반대로, 명도 데이터의 동적 범위의 최대값은 손가락이 좌측에 치우쳐서 지문 판독 표면에 접촉할 때 지문 이미지와 관계없이 배경 패턴에 따라서 결정된다. 그래서 최대 동적 범위를 갖는 행은 손가락이 규정대로 지문 판독 표면의 거의 중앙에 접촉하였을 때 얻어지는 점선(B)에 의해 나타나는 명도 데이터의 최대 동적 범위를 갖는 행과는 다르다. 비록 최대 동적 범위를 갖는 행은 손가락이 좌측에 치우쳐서 지문 판독 표면을 접촉하였을 때 명도 데이터의 동적 범위의 데이터에 기초하여 추출된다 해도, 추출된 행은 최적의 이미지 판독 감도와 일치하지 않을지도 모른다.

더 구체적으로, 도 9a 또는 12a에서 처럼, 만약 감도 결정 범위가 명료하게 판독된 지문의 산마루/계곡 패턴을 사용하는 감도 셋팅 처리를 실행하기 위해서 좁게 셋팅된다면, 알맞은 감도 셋팅 처리는 자문판독 표면을 접촉하는 손가락이 벗어날 때, 또는 손가락의 폭이 변할때 실패할지도 모른다. 더군다나, 손가락은 감도결정 범위를 접촉 안할지도 모른다. 이는 감도 셋팅 처리의 효과를 저하시킨다.

비록 감도 결정 범위가 도 9b 또는 12b와 같이 오직 행 범위로 제한되고, 열 범위는 넓게 셋팅된다면, 각각 행의 동적 범위 분포는 위에서 기술된 것처럼 지문 이미지보다 다른 배경 패턴에 의해 영향을 받고 오직 지문의 산마루/계곡 패턴에 의해 얻어지는 규정의 동적 범위 분포로부터 변화 경향은 크게 다르다.이 감도 경정 범위의 셋팅에서 조차도 최적의 이미지 판독 감도는 최대 동적 범위를 갖는 행으로부터 결정되어지지 않을지도 모른다.

그와는 반대로, 본 발명에 따라서 포토센서 시스템의 감도 셋팅 방법은 규정 위치 또는 이미지 데이터로부터 손가락이 이탈한 위치가 감도 결정 범위 제한없이 판독되어질 때 조차도 최적의 감도를 갖는 행을 정확하게 추출할 수 있다. 왜냐하면, 각 행의 인접한 화소들 사이의 명도 데이터의 절대 차 값중에서 최대 절대 차 값으로 역할을 하는 대표 차 값에 대하여 각 행의 분포는 손가락이 규정대로 놓여질 때 얻어지는 각 행의 명도 데이터의 동적 범위 분포에 매우 인접한 변화 경향를 나타낸다. 따라서, 최적의 빛 축적 주기가 결정될 수 있다.

이 실시예의 감도 조정기와 방법에 따라서, 대상 이미지는 이미지 판독 감도가 각각의 행에 대해서 서서히 변화되는 동안 사전 판독된다. 최적의 이미지 판독 상태에서 행은 각각의 행의 명도 데이터의 대표 차 값의 분포 방향에 기초하여 쉽게 그리고 정확하게 결정된다. 이 행에 대하여 셋팅된 이미지 판독 감도는 최적의 감도로써 셋팅될 수 있다. 그래서 감도 조정 과정은 지문 판독 표면 또는 감도 결정 범위상의 손가락의 위치에 관계없이 간단한 방법에 의해 독자적으로 셋팅될 수있다.

감도 조정 과정은 규정의 이미지 판독 동작 이전에 실제 대상을 사용하여 실행될 수 있다. 대상의 밝기가 주위의 빛이 변화에 따라 변할 때 조차도 최적 이미지 판독 감도는 주위의 빛의 변화에 따라서 셋팅될 수 있고, 주위의 빛을 검출하기 위한 전용 회로는 설치되지 않는다.

비록 포토센서의 특성이 변한다 해도, 포토센서에 의해 획득된 이미지 데이터로부터 최적의 감도를 얻는 과정은 특성 변화의 영향을 크게 억제하기 위해 실행 될 수 있다. 이것은 특성 변화의 영향을 크게 억제할 수 있다. 게다가, 최적 감도는 실제 대상을 사용하여 셋팅될 수 있기 때문에 감도 조정 과정은 감도 조정 과정에서 어떤 표준 샘플의 준비없이 쉽게 실행될 수 있다.

이 실시예에서, 명도 데이터의 행/열 범위는 제 64 행 내지 제 191 행 및 제 67 열 내지 제 130 열로 제한된다. 그러나 본 발명은 이 범위에 제한되지 않고, 위에서 기술된 것과 같이 감도 결정 범위의 제한 없이 적용될 수 있다.

명도 데이터의 절대 차 값의 계산 과정은 사전에 감도 결정 범위내의 행/열 범위에서 특정한 행을 위해 실행되고, 진열되는 데이터의 수는 과정을 단일화 하기 위해 감소될 수 있고, 감도 조정 과정에 대해 요구되어지는 시간을 단축시킬 수 있다. 그리고 동작은 대상 이미지의 규정 판독 동작으로 빠르게 이동할 수 있다.

위에서 기술된 실시예에서 사전 판독 동작을 적용할 수 있는 이미지 판독 감도(전하 축적 주기)셋팅 방법은 첨부한 도면을 참고로 기술될 것이다. 이 방법은 도 1, 도 2, 그리고 도 18a에서 보여준 포토센서 시스템의 배열을 참고함으로써 설명될 것이다.

도 15a 내지 도 15j는 이미지 판독 감도(전하 축적 주기) 셋팅 방법의 제 1 실시예을 보여주는 타이밍 차트이다. 도 15a 내지 도 15d에서 보여준 것과 같이, 실시예의 이미지 판독 감도 셋팅 방법에 따라서, 판독 조절 펄스(øT1, øT2, …, øTn-1, øTn)는 행 방향에서 더블 게이트 포토센서(10)의 상단 게이트 단자(TG)에 연결된 각각의 상단 게이트 회선(101)에 동시에 가해진다. 그에 따라서 동시에 판독 조절 주기(Treset)를 시작하고, 각 행의 더블 게이트 포토센서(10)를 준비동작에 들어가게 한다.

판독 조절 펄스(øT1, øT2, …, øTn-1, øTn)는 판독 조절 주기(Treset)의 끝까지 동시에 떨어진다. 그 다음, 모든 행의 더블 게이트 포토센서(10)의 전하 축적 주기(T1, T2, …, Tn-1, Tn)는 동시에 시작하고, 그리고 전하(양정공)는 상단 게이트 전극 측으로부터 각각의 행의 더블 게이트 포토센서(10)로 들어오는 빛의 양에 따라서 채널 영역에 발생되고 축적된다.

도 15e 내지 도 15i에서와 같이, 예비 충전 펄스(øpg)와 독출 펄스(øB1, øB2,…, øBn)는 각각의 행에 대하여 내정된 지연 시간(Tdelay)에 의해 각각의 행에 대한 전하 축적 주기(T1, T2, …, Tn-1, Tn) 집합은 서서히 변화하기 위해 가해진다. 이 경우, 지연 시간(Tdelay)은 판독 조절 주기(Treset), 예비 충전 시간(Tprch), 독출 시간(Tread)의 총 시간 합계보다 길거나 같다.

따라서, 대상 이미지를 구성하는 각각의 행에 대하여 다른 판독 감도에서 이미지 데이터 판독은 위의 실시예에서 기술된 것과 같이 감도 셋팅 과정 이전에 실행된 사전 판독 동작에서 대상 이미지의 한 판독 동작에 의해서 획득될 수 있다.

도 16a부터 도 16j는 이미지 판독 감도(전하 축적 주기)셋팅 방법의 제 2 실시예을 보여주는 타이밍 차트이다.

도 16a부터 도 16d에서 보여준 것과 같이, 이 실시예의 이미지 판독 감도 셋팅 방법에 따라서, 판독 조절 펄스(øT1, øT2, …, øTn-1, øTn)는 내정된 지연 시간(Tdelay)의 시간 간격에서 행 방향의 더블 게이트 포토센서(10)의 상단 게이트 단자(TG)에 연결된 각각의 상단 게이트 회선(101)에 연속적으로 가해진다. 그에 따라서 판독 조절 주기(Treset)를 시작하고, 각각의 행의 더블 게이트 포토센서(10)를 준비동작에 들어가게 한다.

판독 조절 펄스(øT1, øT2, …, øTn-1, øTn)는 판독 조절 주기(Treset) 끝까지 떨어진다. 그 다음 전하 축적 주기(TA1, TA2, …, TAn)는 연속적으로 시작하고, 전하(양정공)는 상단 게이트 단자 측으로부터 각각의 행의 상단 게이트 단자 측으로부터 각각의 행의 더블 게이트 포토센서(10)로 들어오는 빛의 양에 따라서 발생되고 축적된다.

도 16e 내지 도 16i에서 보여준 것과 같이 예비 충전 펄스(øpg)와 독출 펄스 (øBn, øBn-1, …, øB2, øB1)는 최후의 판독 조절 펄스(øTn)가 떨어진 후에 각각의 행에 대한 내정된 지연 시간(Tdelay)에 의해서 각각의 행에 대한 전하 축적 주기(TA1, TA2, …, TAn-1, TAn)를 서서히 변화하기 위해 가하여진다. 이 경우, 지연 시간(Tdelay)은 판독 조절 주기(Treset), 예비 충전 시간(Tprch), 독출 시간 (Tread)의 총 시간 합계보다 길거나 같다.

이 사전 판독 동작에 의해서, 각각의 행에 대하여 전하 축적 주기(TA1, TA2, …, TAn-1, TAn) 집합은 내정된 지연 시간(Tdelay)의 두 배의 시간 간격에서 증가한다. 그리고 몇 개 또는 그 이상의 행의 감도 조정 폭에서 셋팅된 판독 감도에서 판독된 이미지 데이터는 한 프레임의 판독 동작에 의해 얻어질 수 있다.

본 발명에 따라 감도 셋팅 처리에 적용된 이미지 판독 감도(전하 축적 주기) 셋팅 방법은 위의 실시예에 제한되지 않는다. 대상 이미지의 이미지 데이터에 한하여 다른 판독 감도에서 얻어질 수 있다. 예를 들면, 이전의 기술에서 기술된 처리 시리즈(판독 조절 동작 →전하 축적 동작 →예비 충전 동작 →독출 동작)는 다른 판독 감도에서 수회 반복될 수 있다. 그로 인해 다른 판독 감도에서 이미지 데이터를 얻는다. 대신에 어떤 다른 방법들이 또 사용되어도 무방하다.

더블 게이트 포토센서(10)의 상단 및 하단 게이트(TG, BG)에 가하여지는 신호의 유효 전압이 기술될 것이다.

도 15a 내지 도 15h, 도 16a 내지 도 16h, 도 20a 내지 도 20c로부터 명백한 것처럼, 상단 게이트(TG)는 아주 짧은 시간(Treset)동안만 판독 조절 펄스로써 높은 레벨의 신호 전압(Vtgh)을 수신하고, 사전 판독 동작과 이미지 판독 동작에서 비교적 긴 주기로 남아있는 동안 낮은 레벨의 신호 전압(Vtgl)을 수신한다. 사전 판독 동작과 이미지 판독 주기에서, 상단 게이트(TG)에 가하여진 유효 전압은 낮은 레벨 측으로 크게 이동한다.이미지 판독 동작에 대하여 셋팅된 최적의 전하 축적 주기가 주위의 조도 또는 그와 같은 것들에 따라서 셋팅되고 변화하기 때문에, 필요하다면 상단 게이트(TG)에 가하여지는 유효 전압은 불가피하게 수정된다.

사전 판독 동작과 이미지 판독 동작에서 하단 게이트(BG)는 아주 짧은 시간(Tread)동안만 높은 레벨의 신호 전압(Vbgh)을 수신하고, 비교적 긴 주기로 남아있는 동안 낮은 레벨의 신호 전압(Vbgl)을 수신한다. 판독 이전과 이미지 판독 주기에서, 하단 게이트(BG)에 가하여진 유효 전압은 낮은 레벨 측으로 크게 이동한다. 이미지 판독 동작에 대하여 셋팅된 최적의 전하 축적 주기가 주위의 조도와 그와 같은 것들에 따라서 셋팅되고 변화되기 때문에, 필요하다면 하단 게이트(BG)에 가하여진 유효 전압은 수정된다.

만약 특정한 양극의 전압으로 이동되는 전압과 같은 것이 게이트 전극에 계속 가하여진다면, 더블 게이트 포토센서의 부재 특성을 저감하고 감도 특성을 변화하기 위해 게이트 전극은 양정공을 고정한다.

이를 방지하기 위해, 상단 및 하단 게이트(TG, BG)에 가하여지는 유효 전압을 수정하기 위해 주기를 조정하는 유효 전압은 사전 판독 및 이미지 판독 주기후에 셋팅된다. 예를 들면, 유효 전압이 주기를 조정하는 동안, 더블 게이트 포토센서의 감도 특성에 따라서 셋팅된 상단 게이트 측의 유효 전압의 최적의 값(Vte)을 상단 게이트(TG)에 가한 유효 전압과 하단 게이트 측의 실효전압의 최적의 값(Vbe)을 하단 게이트(BG)에 가한 유효 전압을 셋팅하기 위해 내정된 보정 신호가 가하여진다. 이것은 포토센서의 부재 특성의 저감에 의해 야기되는 감도 특성의 변화를 억제할 수 있고, 포토센서 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 포토센서 시스템 구동 방법이 주기를 조정하는 유효 전압이 사전 판독 및 이미지 판독 주기 후에 셋팅될 때 위에서 기술한 것과 같이 도 17a내지 도17h를 참고로 기술될 것이다.

도 17a 내지 도 17h는 주기를 조정하는 유효 전압이 사전 판독 및 이미지 판독 주기 후에 셋팅될 때 실시예를 보여주는 타이밍 차트이다.

사전 판독 주기동안 구동 제어 방법으로써 위에서 기술된 도 16a 내지 도 16h에서의 구동 제어 방법이 적용된다. 같은 부재 번호는 같은 부재를 표시하고, 그것에 관하여 기술은 생략될 것이다. 판독 조절 펄스(øT1, øT2, …, øTn)는 하이 레벨과 로우 레벨이 각각 신호 전압(Vtgh, Vtgl)을 갖는 펄스 신호이다. 독출 펄스(øB1, øB2, …, øBn)는 하이 레벨과 로우 레벨이 각각 신호 전압(Vbgh, Vbgl)을 갖는 펄스 신호이다. 사전 판독 주기동안 구동 제어 방법으로써 도 15a 내지 도 15h에서 보여준 동작은 적용되어도 무방하다.

이미지 판독 주기동안 구동 제어 방법은 도 20 내지 도 20d에서 보여준 종래의 포토센서 시스템 구동 방법에 기초한다. 동작 시간을 단축하기 위해서, 포토센서는 판독 조절 펄스, 예비 충전 펄스, 독출 펄스를 겹치지 않게 하기 위해 타이밍에서 각각의 행의 전하 축적 주기를 겹침으로써 구동된다. 즉, 도 17a 내지 도 17c에서 보여준 것과 같이, 판독 조절 펄스(øT1, øT2, …, øTn)는 행의 방향의 더블 게이트 포토센서(10)의 상단 게이트(TG)에 연결된 각각의 상단 게이트 회선(101)에 연속적으로 가해진다. 그것에 의하여 판독 조절 주기(Treset)는 시작되고, 각각의 행의 더블 게이트 포토센서(10)는 준비동작에 들어가게 된다. 위에서 기술한 판독 이전 동작과 유사하게 판독 조절 펄스(øT1, øT2, …, øTn)는 하이 레벨과 로우 레벨이 각각 신호 전압(Vtgh, Vtgl)을 갖는 펄스 신호이다. 하이 레벨의 전압(Vtgh)의 판독 조절 펄스(øT1, øT2, …, øTn)가 가하여지는 타이밍을 제외하고, 로우 레벨의 신호 전압(Vtgl)이 가하여진다.

판독 조절 펄스(øT1, øT2, …, øTn)는 판독 조절 주기(Treset) 끝까지 떨어진다. 그 다음, 판독 이전 동작에 기초한 각각의 행에 대하여 위의 실시예에 의해 얻어지는 최적의 빛 축적 주기(Ta)는 연속적으로 시작되고, 전하(양정공)는 상단 게이트 전극 측으로부터 더블 게이트 포토센서(10)에 들어오는 빛의 양에 따라서 채널 영역에 축적되고 발생된다. 도 17g에서 보여준 것과 같이, 예비 충전 주기(Tprch)를 시작하기 위해 예비 충전 신호(øpg)를 가하는 예비 충전 동작과 내정된 전압을 유지하기 위한 더블 게이트 포토센서(10)의 드레인 전극을 야기하기 위해 예비 충전 전압(Vprch)을 데이터 회선(103)에 가하는 예비 충전 동작은 빛 축적 주기(Ta)동안 실행된다. 도 17d 내지 도 17f에서 도시된 것과 같이, 독출 펄스(øB1, øB2, …, øBn)는 최적의 빛 축적 주기(Ta)와 예비 충전 주기(Tprch)가 끝나는 더블 게이트 포토센서(10)의 하단 게이트 회선(102)으로 행의 단위에서 연속적으로 가해진다. 그 다음 독출 주기(Tread)가 시작하고, 더블 게이트 포토센서(10)에서 축적되는 전하와 대응하는 전압 변화(VD)는 도 17h에서 보여준 것과 같이 데이터 회선(103)을 통하여 출력 회로부로부터 판독된다. 위에서 기술된 사전 판독 동작과 유사하게 독출 펄스(øB1, øB2, …, øBn)는 높은 레벨과 낮은 레벨이 각각 신호 전압(Vbgh, Vbgl)을 갖는 펄스 신호이다. 하이 레벨 전압(Vbgh)의 독출 펄스(øB1, øB2, …, øBn)가 가해지는 타이밍일 때까지 로우 레벨 신호 전압(Vbgl)이 가해진다.

이미지 판독 동작이 모든 행에 대하여 왼성된 후에 사전 판독과 이미지 판독 주기와 유효 전압 최적화에서 각 게이트 전극에 가해진 신호의 유효 전압의 이동을 조절하는 유효 전압 조정 동작은 유효 전압 가변 주기에서 실행된다. 더 구체적으로, 도 17a 내지 도 17c에서 보여준 것과 같이, 각 행의 상단 게이트 회선(101)은 미리 더블 게이트 포토센서(10)의 감도 특성에 따라서 최적 값(Vte)으로 셋팅된 사전 판독 및 이미지 판독 주기에서 판독 조절 펄스에 응한 더블 게이트 포토센서(10), 상단 게이트 회선(101), 즉 상단 게이트 단자(TG) 신호 전압의 유효 전압을 조절할 수 있는 내정된 유효 전압 획득하기 위해 하이 레벨 주기(Ttph)와 로우 레벨 주기(Ttpl)를 갖는 보정 신호를 수신한다.

비슷하게, 각 행의 하단 게이트 회선(102)은 하단 게이트 회선(102) 즉, 미리 더블 게이트 포토센서(10)의 감도 특성에 따라서 셋팅된 최적 값(Vbe)으로 독출 펄스에 응한 더블 게이트 포토센서(10)의 하단 게이트 단자(BG)에 가해진 신호 전압의 유효 전압을 조절할 수 있는 내정된 유효 전압을 획득하기 위해 하이 레벨 주기(Tbph)와 로우 레벨 주기(Tbpla, Tbplb)를 갖는 보정 신호를 수신한다.

결과적으로, 포토센서 요소의 상단 및 하단 게이트(TG, BG)에 가해진 전압의 실효 값은 포토센서의 부재 특성의 저감에 의해 야기된 감도 특성에서 변화를 억제하기 위해 그리고 포토센서의 신뢰감을 향상시키기 위해 최적의 값으로 셋팅될 수 있다.

Claims (16)

1. 2차원적으로 배열된 복수의 포토센서들로 구성된 포토센서 어레이(100); 및

   상기 포토센서 어레이(100)에 의한 내정된 이미지 판독 감도에서 복수의 포토센서에 대응하는 화소들로 이루어진 대상 이미지를 판독하는 이미지 판독 수단을 포함하고,

   복수의 단계에서 상기 포토센서 어레이(100)의 이미지 판독 감도를 변화하는 동안 이미지 판독 이전에 대상 이미지를 판독하기 위한 사전 판독 수단;

   상기 사전 판독 수단에 의해서 판독된 대상 이미지의 이미지 패턴과 관련된 내정된 측정 양에서 인접한 화소들 사이의 절대 차 값들 중에 최대 절대 차 값을 갖는 이미지 판독 감도를 추출하기 위한 판독 감도 추출 수단; 및

   상기 이미지 판독 수단의 판독 감도를 상기 판독 감도 추출 수단에 의해 추출된 이미지 판독 감도로 셋팅하기 위한 판독 감도 셋팅 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 사전 판독 수단은 상기 포토센서 어레이의 각 행에 대하여 단계적으로 다른 이미지 판독 감도를 셋팅하고, 상기 대상 이미지를 판독함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 판독 감도 추출 수단은 내정된 측정 양이 사전 판독동작에 의해 판독된 대상 이미지의 이미지 패턴에 대응하는 명도 데이터인 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 포토센서 어레이(100)의 이미지 판독 감도는 포토센서의 전하 축적 주기를 조절함으로써 셋팅되어지는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 판독 감도 추출 수단은,

   상기 사전 판독 수단에 의해 판독된 대상 이미지의 이미지 패턴과 관련한 내정된 측정양에서 각 이미지 판독 감도에 대한 인접한 화소들 사이의 절대 차 값을 계산하기 위한 절대 차 값 계산 수단;

   상기 절대 차 값 계산 수단에 의해 계산된 절대 차 값으로부터 각 이미지 판독 감도에 대한 대표 차 값으로써 최대 절대 차 값을 추출하기 위한 대표 차 값 추출 수단; 및

   상기 대표 차 값 추출 수단에 의해 추출된 각각의 이미지 판독 감도에 대하여 대표 차 값으로부터 최대 대표 차 값에 대응하는 이미지 판독 감도를 추출하기 위한 최적 판독 감도 추출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 절대 차 값 계산 수단이 상기 사전 판독 수단에 의하여 대상 이미지의 내정된 행과 열의 범위에서 내정된 측정 양의 절대차 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 이미지 판독 수단과 상기 포토센서 어레이(100)의 상기 사전 판독 수단은,

   상기 포토센서(10)의 임계 전압에서의 변화를 최소화하는 최적 값까지 신호 전압의 유효 전압을 셋팅하기 위한 보정신호를 각 포토센서(10)에 가하기 위한 유효 전압 조정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템.
8. 제 1 항에 있어서, 각 포토센서(10)는 채널 영역을 갖는 반도체층(11), 상기 채널 영역을 통해서 상기 반도체층에 형성된 소스 전극(12)과 드레인 전극(13), 적어도 채널 영역의 상,하에 형성된 상단 게이트 전극(21)과 하단 게이트 전극(22), 그리고 각각 채널 영역과 상단 게이트 전극과 하단 게이트 전극 사이에 형성된 절연막(15, 16),

   빛 조사 측으로 사용되어지는 상단 게이트 전극(21)과 하단 게이트 전극(22), 및

   상기 채널 영역에서 발생되고 축적되는 빛의 조사로부터 조사되는 빛의 양에 대응하는 전하들을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템.
9. 복수의 포토센서를 2차원적으로 배열함으로써 구성되는 포토센서 어레이 (100)를 갖는 포토센서 시스템에 있어서,

   복수의 단계에서 포토센서 어레이(100)의 이미지 판독 감도를 변화하는 동안 복수의 포토센서(10)에 대응하는 화소들로 이루어진 대상 이미지를 판독하는 사전 판독 동작을 실행하는 단계;

   상기 사전 판독 동작에서 판독된 대상 이미지의 이미지 패턴과 관련한 내정된 측정 양에서 각 이미지 판독 감도에 대하여 인접한 화소들 사이의 절대 차 값중에서 최대 절대 차 값을 갖는 이미지 판독 감도를 추출하는 단계;

   대상 이미지의 판독 동작에서 판독 감도로써 추출된 이미지 판독 감도를 셋팅하는 단계; 및

   셋팅된 판독 감도에서 대상 이미지를 판독하는 이미지 판독 동작을 실행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템의 구동 제어 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 사전 판독 동작을 실행하는 단계는 대상 이미지를 판독하고 포토센서 어레이(100)의 각 행에 대하여 단계적으로 다른 이미지 판독 감도를 셋팅함에 의해 사전 판독 동작 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템의 구동 제어 방법.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 내정된 측정 양은 사전 판독 동작에 의해 판독된 대상 이미지의 이미지 패턴과 대응하는 명도 데이터인 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템의 구동 제어 방법.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 포토센서 어레이(100)의 이미지 판독 감도가 포토센서(10)의 전하 축적 주기를 조절함에 의해 셋팅되는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템의 구동 제어 방법.
13. 제 9 항에 있어서, 상기 이미지 판독 감도를 추출하는 단계는,

    상기 사전 판독 동작 단계에 의해 판독된 대상 이미지의 이미지 패턴과 관련한 내정된 측정 양에서 각 이미지 판독 감도에 대하여 인접한 화소들 사이의 절대 차 값을 계산하는 단계;

    계산된 절대 차 값으로부터 각 이미지 판독 감도에 대하여 대표 차 값으로써 최대 절대 차 값을 추출하는 단계; 및

    대표 이미지 판독 감도에 대하여 추출된 대표 차 값으로부터 최대 대표 차 값에 대응하는 이미지 판독 감도를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템의 구동 제어 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 절대 차 값을 계산하는 하부의 단계로 사전 판독 동작에 의해 판독된 대상 이미지의 내정된 행과 열의 범위에서 내정된 측정 양의 절대 차 값을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템의 구동 제어 방법.
15. 제 9 항에 있어서, 상기 이미지 판독 동작과 포토센서 어레이(100)의 사전판독 동작에서, 포토센서(10)로부터 포토센서(10)의 임계 전압에서 변화를 최소화하는 최적의 값까지 신호 전압의 유효 전압을 셋팅하기 위해 보정 신호를 각 포토센서에 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템의 구동 제어 방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    각 포토센서(10)는 채널 영역을 갖는 반도체층(11), 채널영역을 통해서 반도체층 상에 형성된 소스 전극(12)과 드레인 전극(13), 적어도 채널 영역의 상,하에 형성된 상단 게이트 전극(21)과 하단 게이트 전극(22), 그리고 채널 영역과 상단 게이트 전극 및 하단 게이트 전극사이에서 각각 형성된 절연막(15,16)을 갖고,

    상단 게이트 전극(21)과 하단 게이트 전극(22)의 어느 한 쪽은 빛 조사 측으로 사용되고, 그리고

    빛 조사 측으로부터 조사된 빛의 양에 대응하는 전하가 채널 영역에 축적되고 발생되는 것을 특징으로 하는 포토센서 시스템의 구동 제어 방법.