TWI243339B - Image reading apparatus and drive control method - Google Patents

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1243339 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明） (一） 發明所屬之技術領域： 本發明係關於圖像讀取裝置，特別是關於將被攝影體放 置、接觸於配列多數偵測器之偵測器陣列上，接著掃瞄驅 動該偵測器陣列，藉此讀取被攝影體之圖像圖樣之圖像讀 取裝置。 (二） 先前技術： 以往，在讀取印刷物和照片，或者，指紋等之微細凹凸 形狀等之二維圖像圖樣之技術方面，已知者有，例如藉掃 瞄驅動由光電轉換元件等配列成矩陣狀或者線狀所組成之 偵測器陣列，以讀取放置、接觸於設在偵測器陣列上之偵 知面之被攝影體之圖像圖樣之圖像讀取裝置。 近年，隨著社會上對個人資訊和企業資訊等之管理和保 護，或者防犯等之安全上之要求，盛行將這種圖像讀取裝 置應用於藉比對指紋等之身體固有之資訊以識別個人，亦 即所謂生物測定學（b i 〇 m e U i c s )認證技術之範圍。 若將這種圖像讀取裝置應用於指紋讀取裝置之情形時有 作成在開始圖像讀取動作前先偵測出手指等之被攝影體接 觸放置於偵知面後才進行圖像讀取動作者。 具備偵測這種被攝影體之放置狀態之功能之圖像讀取裝 置係，如第1 8圖所示，由多數之偵測器1 Ο p配列成矩陣狀 之偵測器陣列1 〇 〇 P，藉設在偵測器陣列1 〇 〇 P上之被攝影 體偵知裝置3 Ο p偵測出被放置之手指（被攝影體）F G，輸出 1243339 控制信號以使圖像讀取裝置開始進行圖像讀取動作之偵測 電路4 Ο p，及輸入控制信號以驅動偵測器陣列1 Ο Ο p之驅動 電路5 Ο p，所構成。 但是，上述那樣之圖像讀取裝置具有下述之問題。 亦即，這種圖像讀取裝置爲了偵測被攝影體之放置狀態 ，被攝影體偵知裝置3 Ο p及偵測電路4 Ο p除了常時處於動 作狀態外，即使在未進行圖像讀取動作之期間也常時對偵 測器陣列1 〇 〇 P施加既定之偏壓。因此之故，由於長時間有 偏壓施加於偵測器1 Op，導致偵測器1 Op之特性逐漸惡化 ，此爲其問題。 另外，被攝影體若有帶靜電時上述之圖像讀取裝置因偵 測器陣列1 〇 〇 P之一端具有常時接地之電路構成，一部份靜 電會經各偵測器陣列1 〇 〇 P放電到接地電位，導致偵測器 1 〇 P和驅動電路5 0 p等受到破壞，產生誤動作。 另外，上述那種圖像讀取裝置係，如上述那樣，偵測被 攝影體之放置後開始圖像讀取動作，讀取動作一旦開始後 ，至少要在該圖像讀取動作完成讀入整體圖像資料期間， 偵測器陣列1 〇 〇 P之驅動動作係繼續進行。因此，在圖像讀 取動作中途，即使因某種原因，被攝影體與偵測器陣列分 離時圖像讀取動作仍繼續進行，除了取入不完全之圖像資 料外，另進行一些無用之處理動作及浪費掉一些處理時間 ，此爲另一問題。 另外，例如第1 9 A圖所示，在屋外等之外光照度極高之 環境下，使用圖像讀取裝置，將手指（被攝影體）F G觸接於 1243339 偵知面100s上，而開始圖像讀取動作，之後，如第19B 圖所示，若手指（被攝影體）F G從偵知面1 0 0 s離開，但在 如上述那樣之圖像讀取動作仍照常進行時，如果偵測器係 光偵測器之情形時，則在對構成偵測器陣列1 0 0 p之各個偵 測器1 〇 P進行掃瞄驅動當中，照度高之外光會射入，將導 致有過大之電流流過偵測器1 〇 P，從而使元件之特性顯著 地惡化，此係爲再另外之一個問題。 (三）發明內容： 本發明係爲讀取放置在配列多數之偵測器之偵知面上之 被攝影體之圖像之圖像讀取裝置，其能避免因長時間施加 偏壓於偵測器而產生偵測器特性之惡化，和在進行圖像讀 取動作中，被攝影體即使離間偵知面，圖像讀取動作仍繼 續進行而取入不完全之圖像資料，導致執行無用之處理動 作和消耗處理時間等之情事，從而，具有能提高圖像讀取 裝置之可靠性外，另能提高圖像讀取裝置在使用上之便利 性之優點。 爲了獲得上述優點，本發明之圖像讀取裝置包括具備配 列有多數之偵測器，其上放置被攝影體之偵知面之偵測器 陣列，對該各偵測器供給既定之驅動控制信號，以執行讀 取被放置於該偵知面上之該被攝影體之圖像圖樣之圖像讀 取動作之驅動控制裝置，偵測出放置在該偵知面上之該被 攝影體之放置狀態之被攝影體偵測裝置，至少對應該被攝 影體偵測裝置所作之該被攝影體之放置狀態之偵測結果， 控制該偵測器陣列與該驅動控制裝置在電氣上之相互連接 1243339 狀態之連接切換控制裝置，及至少對應該被攝影體偵測裝 置所作之該被攝影體之放置狀態之偵測結果，控制該驅動 控制裝置之動作狀態之動作控制裝置，該連接切換控制裝 置具備設在該偵測器陣列和該驅動控制裝置間之開關裝置 ，在待機狀態時至少執行控制以切斷該偵測器陣列與該驅 動控制裝置間之電氣連接，藉該被攝影體偵測裝置，當偵 測出該被攝影體被放置於該偵知面時則執行控制以使該偵 測器陣列與該驅動控制裝置進行電氣連接，當該被攝影體 偵測裝置偵測出該被攝影體離開該偵知面時，或者，當該 圖像讀取裝置完成藉該圖像讀取動作讀取該被攝影體之圖 像圖樣時即執行控制以切斷該偵測器陣列與該驅動控制裝 置之電氣上之連接。 另外，該被攝影體偵測裝置具備，例如，在該偵知面上 設有電極層，進而偵測該電極層之電容變化之電容變化偵 測裝置，對應該被攝影體之放置狀態之偵測結果，供給用 於控制該開關裝置之開關控制信號至該開關裝置，當偵測 出該被攝影體已放置於該偵知面時即供給使該偵測器陣列 和該驅動控制裝置施行電氣連接之開關控制信號至該開關 裝置，而當偵測出該被攝影體離開該偵知面時則供給使該 偵測器陣列與該驅動控制裝置切斷電氣上之連接之開關控 制信號至該開關裝置。 另外，該動作控制裝置當該被攝影體偵測裝置偵測出該 被攝影體已放置於偵知面時，則藉該圖像讀取裝置開始進 行該圖像讀取動作，在該圖像讀取裝置執行該圖像讀取動 1243339 作中，該被攝影體偵測裝置若偵測出該被攝影體離開該圖 像讀取動作時則至少立即切斷供給至該驅動控制裝置之驅 動電壓，藉此，中斷該圖像讀取裝置進行之該圖像讀取動 作，從而將該圖像讀取裝置設定於待機狀態。 另外，該圖像讀取裝置至少具備含有顯示裝置、鳴響裝 置之任一種俾將該圖像讀取裝置之動作狀態有關之資訊向 外部報知之報告裝置，該動作控制裝置當該圖像讀取裝置 在執行該圖像讀取動作中，該被攝影體偵測裝置偵測出該 被攝影體已離開該偵知面時即藉該報告裝置執行既定之報 知動作。 另外，爲了獲得上述優點，本發明之圖像讀取裝置之驅 動控制方法包括切斷該偵測器陣列和該驅動控制裝置間之 電氣連接，使該圖像讀取裝置處於待機狀態之步驟，及當 偵測出該被攝影體已放置於該偵知面時，則使該偵測器和 驅動控制裝置間作成電氣上之連接之步驟。另外，本發明 之圖像讀取裝置之驅動控制方法另包括當偵測出該被攝影 體已離開該偵知面時即切斷該偵測器陣列和該驅動控制裝 置在電氣上之連接之步驟，當偵測出該被攝影體已放置於 該偵知面時，則開始讀取該被攝影體之圖像圖樣之圖像讀 取動作之步驟，及在進行該圖像讀取動作中，當偵測出該 被攝影體已離開該偵知面時即中斷該圖像讀取動作之步驟。 (四）實施方式： 下面將根據附圖所示之實施形態，詳細說明本發明有關 之圖像讀取裝置及驅動控制方法。 1243339 首先，說明適用於本發明有關之圖像讀取裝置之良好之 偵測器結構。能適用於本發明有關之圖像讀取裝置之偵測 器’例如，能使用c C D ( C h a r g e C 〇 u p 1 e d D e V i c e :電荷耦I合 裝置）等之固體攝影裝置。 C C D係眾所知悉，具有將光二極體和薄膜電晶體（T F T : T h i n F i 1 m T 1· a n s i s t 〇 r )等之光偵測器作成矩陣狀之配列之 結構，藉水平掃瞄電路及垂直掃瞄電路偵測出對應照射於 各光偵測器之受光部之光量所產生之電子-電洞對之量（電 _ 荷量），進而偵測出照射光之亮度。 但是，使用這種C C D之圖像讀取裝置需要個別設置用於 使被掃瞄之各個光偵測器成爲選擇狀態之選擇電晶體，因 此，具有隨著偵測影像素之增大，系統自身變大之問題。 因此，近年，作爲解決這種問題之結構，開發出光偵測 器本身具有光偵測功能和選擇電晶體之功能之所謂雙閘極 (double gate)結構之薄膜電晶體（以下稱「雙閘極型電晶體」） ，試圖達成系統之小型化，及影像之高密度化（讀取圖像之 · 高精細化）。因此之故，即使是本發明之圖像讀取裝置，也 能良好地適用此種雙閘極型電晶體。 下面將參照圖面說明由能適用於本發明有關之圖像讀取 裝置之雙閘極型電晶體所作成之光偵測器（以下稱「雙閘極 型光偵測器」）。 <雙閘極型光偵測器> 第1 A圖、第1 B圖係示出雙閘極型光偵測器之槪略構成 之斷面結構圖。 -10- 1243339 如第1 A圖所示，雙閘極型光偵測器1 0係作成具有受到 激勵光（在此爲可視光）之照射後即會產生電子-電洞對之 非晶（a m ο 1· p h 〇 u s )矽等之半導體層（通道層）1 1，由分別設在 半導體層1 1之兩端之η +矽形成之雜質層1 7、1 8，由形成 在雜質層1 7、1 8上之鉻（c h 1· 〇 m e )，銘合金、鋁、銘合等選 出，對可視光呈不透明之洩極電極1 2及源極電極1 3，及 由經嵌段絕緣膜（b 1 〇 c k i n s u 1 a t i ο n f i 1 m ) 1 4及上部（t ο p )閘 極絕緣膜1 5形成於半導體層1 1之上方（圖面上方）之氧化 錫（Sn02)膜和ITO(Indium_Tin_Oxide :銦錫氧化物）膜等之 透明電極層3 0所作成，對可視光呈現穿透性之上部閘極電 極（第1閘極電極）21，及由經下部（bottom)閘極絕緣膜16 形成於半導體層1 1之下方（圖面下方）之鉻、鉻合金、鋁、 鋁合金等選出，對可視光呈現不透明之下部閘極電極（第2 閘極電極）2 2之構成。具有這種構成之雙閘極型光偵測器 1 〇係形成在玻璃基板等之透明絕緣性基板1 9上。 在此，第1 A圖上，上部閘極絕緣膜1 5、嵌段絕緣膜1 4 、下部閘極絕緣膜1 6，設在上部閘極電極2 1上之保護絕 緣膜2 0及最上層之透明電極層3 0皆藉由對激勵半導體層 1 1之可視光呈現高穿透率之材質，例如，氮化矽和氧化矽 、ITO等構成，藉此，具有僅偵測從圖面上方射入之光之 結構。 再者，這種雙閘極型光偵測器1 〇 —般由第1 B圖所示之 等效電路表示。在此，TG爲與上部閘極電極21行電氣連 接之上部閘極端子，BG爲與下部閘極電極22行電氣連接 1243339 之下部閘極電極端子，S爲與源極電極1 3行電氣連接之源 極電極端子，D爲與洩極電極1 2行電氣連接之洩極電極端 子。 其次，將參照圖面說明上述之雙閘極型光偵測器之驅動 控制方法。 第2圖爲示出雙閘極型光偵測器之基本驅動控制方法之 一例之時序圖（t i m i n g c h a r t)，第3 A〜第3 G圖爲雙閘極型 '光偵測器之動作槪念圖，第4 A、第4 B圖爲示出雙閘極型 光偵測器之輸出電壓之光響應特性之圖。在此，將適宜地 參照上述之雙閘極型光偵測器之構成（第1圖）說明。 首先，在重設（reset)動作（初始化動作）上如第2圖、第 3 A圖所示，施加脈衝電壓（以下，稱「重設脈衝」；例如， Vtg = +1 5 V之高位準（High Level)(^Ti於雙閘極型光偵測器 1 〇之上部閘極端子T G，使釋放蓄積於半導體層1 1及嵌段 絕緣膜1 4與半導體層1 1界面附近之載體（carrier)(在此， 爲電洞）（重設期間Trst)。 接著，在光蓄積動作（電荷蓄積動作）上，如第2圖、第 3 B圖所示，施加低位準（L 〇 w L e v e 1 )(例如，V t g = - 1 5 V )之偏 壓φΤί於上部閘極端子TG，藉此結束重設動作，進而開始 載體蓄積動作之光蓄積期間Ta。在光蓄積期間Ta上，對 應從上部閘極電極2 1側射入之光量，在半導體層1 1之射 入有效領域，亦即，在載體產生領域上產生電子」電洞對， 而電洞則蓄積於半導體層1 1及嵌段絕緣膜1 4與半導體層 1 1界面附近，亦即，電洞蓄積於通道（c h a η n e 1 )領域周圍。 -1 2- 1243339 接著，在前充電（p 1· e - c h a r g e )動作上，如第2圖、第3 C 圖所示，與光蓄積期間Ta倂行，根據前充電信號φ p g，施 加既定之電壓（前充電電壓）V p g於洩極端子D，俾保持電 荷於洩極電極1 2 (前充電期間T p 1' c h )。 接著，在讀出動作上，如第2圖、第3 D圖所示，經過 前充電期間Tprch後施加高位準（例如，Vbg = +10V)偏壓 (讀出選擇信號；以下，稱「讀出脈衝」）φ B i於下部閘極 端子B G (選擇狀態），藉此，使雙閘極型光偵測器1 0成爲 導通狀態（讀出期間Tread)。 在此，在讀出期間Tread，蓄積於通道領域上之載體（電 洞）因係朝緩和施加於逆極性之上部閘極端子T G上之 V t g卜1 5 V )之方向作用，故藉下部閘極端子B G之V b g ( + 1 5 V ) 而形成η通道，對應洩極電流、洩極端子D之電壓（洩極電 壓）VD如第4A圖所示，呈現目前充電電壓Vpg隨著時間 之經過逐漸降低之傾向。 亦即，光蓄積期間Ta之光蓄積狀態爲明狀態之情形時， 則如第3 D圖所示，捕獲對應射入通道領域之光量之載體 (電洞），因此產生抵消上部閘極端子T G之負偏壓之作用， 僅此被抵消之部份藉下部閘極端子B G之正偏壓而使雙閘 極型光偵測器1 〇變成導通（ON)狀態。依對應此射入光量 之導通（Ο N )電阻，洩極電壓V D如第4 A圖所示那樣降低。 另外，光蓄積狀態爲暗狀態，且通道領域上無蓄積載體 (電洞）之情形時，如第3 E圖所示那樣，藉施加負偏壓於上 部閘極端子TG以抵消下部閘極端子BG上之正偏壓而使雙閘 1243339 極型光偵測器10變成截斷（OFF)狀態，洩極電壓VD如第 4 A圖所示那樣保持約略原値。 因此，如第4 A圖所示，洩極電壓V D之變化傾向呈現出 與從施加於上部閘極端子T G上之重設脈衝φ Ti所造成之 重設動作，在結束之時點開始，直到讀出脈衝Φ B i施加於 下部閘極端子B G止之時間（光蓄積期間Ta )內所接受之光 量有很深之關聯，其示出蓄積之載體多之情形（明狀態）時 ，則呈現急劇降低之傾向，另外，蓄積之載體若是少之情 形（暗狀態）時則呈現和緩降低之傾向。因此，偵測讀出期 間Tread開始經過既定之時間後之洩極電壓VD( = Vrd)，或 者，以既定之臨界値（threshold)電壓爲基準，偵測到達該 電壓値之時間，藉此，換算射入雙閘極型光偵測器1 〇之光 (照射光）之光量。 以上述一連串之圖像讀取動作爲1個循環，第i + 1行之 雙閘極型光偵測器1 〇也重複相同之處理步驟，藉此能使雙 閘極型光偵測器作爲二維之偵測系統而動作。 再者，在第2圖所示之時序圖上，經過前充電期間Tprch 後，如第3 F、G圖所示，若繼續施加低位準（例如，V b g = 0 V ) 於下部端子B G之狀態（非選擇狀態）時雙閘極型光偵測器 1 〇則持續處於截斷狀態，進而如第4 B圖所示那樣，洩極 電壓V D係維持在近似於前充電電壓V p g之電壓。這樣子 ，藉施加於下部閘極端子B G之電壓之狀態，實現切換雙 閘極型光偵測器1 〇之讀出狀態爲選擇、非選擇狀態之選擇 功能。 -1 4- 1243339 <光偵測系統> 下面將參照圖面說明具備將上述之雙閘極型光偵測器以 既定之形式配列而構成之光偵測器陣列之圖像讀取裝置。 在此，雖係示出將多數之雙閘極型光偵測器作成二維配列 而構成之光偵測器陣列而進行說明，但是也可將多數之雙 閘極型光偵測器在X方向上作一維配列以構成行偵測器陣 列（line sensor array)，然後在與X方向成正交之Y方向上 移動該行偵測器陣列以進行二維領域之掃瞄（SCAN)，自不 待言。 第5圖爲具備將雙閘極型光偵測器作二維配列而構成之 光偵測器陣列之光偵測系統之槪略構成圖。 如第5圖所示，光偵測器系統分別作成具有將多數之雙 閘極型光偵測器1 〇作，例如，η行X m列（η、m爲隨意之自 然數）之矩陣狀配列之光偵測器陣列1 〇 〇，各雙閘極型光偵 測器1 〇之上部閘極端子T G (上部閘極電極2 1 )及下部閘極 端子B G (下部閘極電極2 2 )分別在行方向上連接延伸之上 部閘極線1 〇 1及下部閘極線1 〇 2，各雙閘極型光偵測器1 0 之洩極端子D (洩極電極1 2 )在列方向上連接之洩極線（資 料線）1 0 3，源極端子C (源極電極1 3 )在列方向上連接，同 時，也接至接地電位之源極線（共通線）1 〇 4，接於上部閘極 線1 〇 1之上部閘極驅動器1 1 〇，接於下部閘極線1 〇 2之下 部閘極驅動器1 2 0，接於洩極線1 0 3之列開關（c ο 1 u m η switch )131，前充電開關（pre-charge switch )132，及由放大 器133作成之洩極驅動器130之構成。 -1 5- 1243339 在此，上部閘極線1 ο 1與第1圖所示之上部閘極電極2 ] 一起和I Τ Ο等之透明電極層一體地形成，下部閘極線1 0 2 、洩極線1 〇 3以及源極線1 0 4分別採用與下部閘極電極2 2 、洩極電極1 2、源極電極1 3相同地對激勵光呈不透明之 材料而一體地形成。另外，在源極線1 〇 4上雖被施加對應 後述之前充電電壓Vpg而設定之定電壓Vss，但也可作爲 接地電位（G N D )。 再者，在第5圖上，+tg爲用於產生作爲重設電壓及光 載體蓄積電壓之任一而選擇性地輸出之信號ΦΤ1、φΤ2、… φΤί，…φΤη之控制信號，（^bg爲產生作爲讀出電壓及非讀 出電壓之任一而選擇性地輸出之信號φ B 1、φ B 2、…φ B i、 …φΒη之控制信號，（|)bg爲控制施加前充電電壓Vpg之時序 之前充電信號。另外，於第5圖上，對作爲雙閘極型光偵 測器1 〇之洩極側或源極側之各端子，雖方便地使用洩極及 源極之用語，但對應圖像讀取裝置（雙閘極型光偵測器1 〇 ) 之動作狀態，各端子之功能會切換一事自不待言。 這種構成，從上部閘極驅動器1 1 〇經上部閘極線1 〇 1將 信號Φ Ti (i爲隨意之自然數；i = 1、2、…η )施加於上部閘極 端子T G，藉此實現光偵測之功能，從下部閘極驅動器1 2 0 經下部閘極線1 〇 2將信號φ B i施加於下部閘極端子B G，經 洩極線1 〇 3輸入偵測信號至洩極驅動器1 3 0，進而輸出串 聯資或並聯資料之輸出電壓Vo u t，藉此，實現選擇讀出功 能。 第6圖爲適用上述那樣光偵測器系統之圖像讀取裝置 -1 6- 1243339 (指紋讀取裝置）之要部斷面圖。另外，在此爲了說明及圖 示起見，省掉表示光偵測器系統之斷面部份之剖面線 (hatching)。 如第6圖所示，讀取指紋等之圖像圖樣之圖像讀取裝置 ，從設在其上形成雙閘極型光偵測器1 0之玻璃基板等之絕 緣性基板1 9之下側之背光（back light)(面光源）BL射入照 射光L a，此照射光L a不能透過雙閘極型光偵測器1 0 (詳言 之，爲下部閘極電極2 2、洩極電極1 2、源極電極1 3 )之形 成領域，但能穿透透明之絕緣性基板1 9和絕緣膜1 5、1 6 、2 0，而照射於放置在透明電極層3 0上面之偵知面（指紋 偵測面）30a上之手指（被攝影體）40。 在藉指紋讀取裝置進行指紋之讀取動作期間，手指4 0 之皮膚表層4 1之半透明層接觸於形成在光偵測器陣列1 0 0 之最上層之透明電極層3 0，藉此，在透明電極層3 0和皮 膚表層4 1間之界面逐變爲折射率低之空氣層。在此，皮膚 表層4 1之厚度因大於6 5 0 n m，在指紋4 2之凸部4 2 a上射 入內部之光L a在皮膚表層4 1內散亂，一邊反射一邊傳播 。傳播光L b之部份透過透明之電極層3 0，透明之絕緣膜 2 0、1 5、1 4及上部閘極電極2 1，作爲激勵光射入雙閘極型 光偵測器1 〇之半導體層1 1。這樣子，光射入配置在對應 手指4 0之凸部4 2 a之位置之雙閘極型光偵測器1 0之半導 體層1 1而產生載體（電洞），這些載體係蓄積在該處，藉此 ，依上述之一連串之驅動控制方法，能將手指4 0之圖像圖 樣作成明暗資訊而予以讀取。 -1 7- 1243339 另外，在指紋42之凹部42b上，照射光La係通過透明 電極層3 0之偵知面3 0 a和空氣層間之界面到達空氣層前方 之手指4 0而在皮膚表層4 1內散亂，皮膚表層4 1之折射率 係比空氣之折射率大，因此，以某角度射入界面之皮膚表 層4 1內之光L c不易透過空氣層射入偵測器1 0，進而能抑 制照射光L a射入配置在對應於凹部4 2 b之位置上之雙閘極 型光偵測器1 〇之半導體層1 1。 如此，藉使用I T 0等之透明導電性材料作爲透明電極層 3 〇，使光照射於放置在透明電極層3 0上之手指4 0，散亂 、反射之光變成良好地射入各雙閘極型光偵測器1 〇之半導 體層11，因此，不會降低在進行手指（被攝影體）40之讀取 動作上之讀取靈敏度特性，進而能良好地執行被攝影體之 圖像圖樣（指紋）之讀取。 <被攝影體偵測方式> 下面將參照圖面說明偵測能適用於本發明有關之圖像讀 取裝置之被攝影體之放置狀態之被攝影體偵測方式之構成 例。 被攝影體偵測方式，如以下說明，能採用例如，電容偵 測方式、電阻偵測方式、其它之各種方式。 首先，於第7 A圖示出採用電容偵測方式作爲被攝影體 偵測方式之圖像讀取裝置之一例之槪略構成。亦即，這種 情形，如第7 A圖所示，作成槪略具有包覆配列成矩陣狀 之多數之光偵測器1 〇之光偵測器陣列1 〇 〇之陣列領域之約 略全域那樣形成之透明電極層3 0 ;連接於該透明電極層3 0 -18- 1243339 ，將被攝影體放置、接觸於該透明電極層30，藉此偵測在 連接於接地電位之光偵測器陣列1 〇 〇和透明電極層3 0間產 生之特有之電容變化，以開始圖像讀取動作之偵測電路 4 〇 z ;及在透明電極層3 0和偵測電路4 0 z之引出線與接地 電位之間接成逆並聯之二極體電路D C z之構成。 這種構成，手指F G等被攝影體放置、接觸於透明電極 層3 0後則如第7 B圖、第7 C圖所示，藉偵測電路4 0 z觀 測屬於介電體之手指（人體）F G之接觸對光偵測器陣列1 0 0 本身原來固有之電容C 1之影響，亦即產生之電容變化（C 1 -> C 1 + C 2 )，藉此偵測手指F G接觸偵知面，起動各驅動器 ，進而自動地開始讀取被攝影體之圖像圖樣（指紋）之圖像 讀取動作。另外，手指F G (人體）若是有帶靜電之情形時其 電荷（靜電）係經引出線及逆並聯二極體電路DCz而放電到 接地電位。 其次，於第8圖上示出採用電阻偵測方式作爲被攝影體 偵測方式之圖像讀取裝置之一例。這種情形，如第8圖所 示，係作成具將配列成矩陣狀之多數偵測器1 〇之光偵測器 陣列1 0 0之陣列領域分成一半，其間只隔微小之間隙G P 那樣形成之透明電極層3 0 X、3 0 y ;施加直流電壓於該透明 電極層3 0 X、3 0 y兩者之任一（例如，透明電極層3 0 >〇，同 時施加接地電位於另一透明電極層（例如，透明電極層3 0 y ) ，偵測在透明電極層3 0 X、3 0 y間因手指F G等之被攝影體 之放置、接觸所造成之特有電壓之變化（或者，電阻値變化） ，進而開始圖像讀取動作之偵測電路4 0 X ;及在透明電極 -19- 1243339 層3 Ο χ、3 0 y和偵測電路4 Ο x之各個引出線與接地電位間個 別地接成逆並聯二極體電路D C X、D C y之構成。 這種構成，藉偵測電路40x觀測手指FG等之被攝影體 跨接放置於透明電極層3 Ο z、3 0 y兩者後透明電極層3 Ο χ、 3 〇 y間因經手指F G短路所產生之電壓變化，藉此偵測手指 F G接觸於偵知面，起動各驅動器，進而自動地開始讀取被 攝影體之圖像圖樣（指紋）之圖像讀取動作。另外，手指F G (人體）若有帶靜電之情形時其電荷（靜電荷）則經引出線及 逆並聯二極體電路D C χ、D C y放電到接地電位。 另外，第9 A圖、第9 B圖示出採用電阻偵測方式之圖像 讀取裝置之其它例。亦即，係作成具有形成在光偵測器陣 列1 〇 〇之最上層之透明電極層3 0 ;至少在電氣上與該透明 電極層3 0分離並接於接地電位，設在光偵測器陣列1 0 0 之周圍之導電性之遮蔽（s h i e 1 d )匣3 Ο z ;及施加直流電壓於 透明電極層3 0，偵測因手指F G之放置，接觸於透明電極 層3 0所造成透明電極層3 0和遮蔽匣3 Ο z間特有電壓之變 化（或者是電阻値R L之變化），進而開始圖像讀取動作之偵 測電路40y之構成。 這種構成也能藉偵測電路4 0 y觀測在手指F G等之被攝 影體跨接放置於透明電極層3 0及遮蔽匣3 Ο z兩側後因透明 電極層3 0及遮蔽匣3 Ο z間之短路所引起之電壓變化（電阻 値變化），從而偵測出手指F G接觸於偵知面。 再者，第1 〇圖示出使用被攝影體偵測方式之其它例，亦 即使用藉放置於偵測器陣列上之被攝影體之擠壓力而導通 -20- 1243339 薄膜開關（m e m b r a n e s w i t c h )，之圖像讀取裝置之一例之槪 略構成。換言之，作成具有設在光偵測器陣列1 〇 〇上，隔 著微小間隙上下對向之電極而形成之薄膜開關3 0 s ;及施 加既定之電壓於薄膜開關3 0 s之各電極，偵測藉手指F G 等之被攝影體之擠壓力所造成之薄膜開關3 0 s之電極間之 電阻値之變化，進而開始圖像之讀取動作之偵測電路4 0 s 之構成。 這種構成也是能藉偵測電路4 0 s觀測手指F G等之被攝 影體放置於薄膜開關3 0 s後因被攝影體之擠壓力所產生之 薄膜開關3 0 s之電極間之電阻値變化，進而偵測出手指F G 接觸於偵知面。 再者，被攝影體偵測方式並不限定於上述之各種方式， 例如也可將用於偵測被攝影體之擠壓力之壓力偵測器配備 在偵測器陣列之下部等；總之，能良好地應用設在偵測器 陣列之上或周邊等，對應被攝影體放置，接觸於偵知面而 產生信號成份之變化之方式。 下面將示出具體之實施形態以說明本發明有關之圖像讀 取裝置。另外，在下面所示之實施形態上，有關偵測器雖 係針對適用上述之雙閘極型光偵測器之情形說明，但是能 適用於本發明之偵測器並不限定於此雙閘極型光偵測器者 ;光二極體和T F T等，其它構成之光偵測器也能同樣適用 。另外，下述之實施形態，雖係使用光學式所謂光偵測器 ，但，例如，藉讀取對應手指之凹凸而變位之電容以讀取 被攝影體之圖像之電容式偵測器也可適用。 -2 1- 1243339 另外，有關被攝影體偵測方式係針對採用上述之電容偵 測方式進行說明，但並不限定於此種方式，能採用上述各 種方式之方式，自不待言。 <圖像讀取裝置之第1實施形態> 第1 1圖爲示出本發明有關之圖像讀取裝置之第1實施形 態之整體構成之方塊圖。第1 2圖爲示出本發明有關之圖像 讀取裝置之要部之要部構成圖。另外，第1 3圖爲本實施形 態有關之圖像讀取裝置之要部之電路構成圖。 另外，在此，係適宜地參照上述之光偵測器系統之構成 (第5圖、第6圖）而說明。又，與第1A圖、第1B圖、第 5圖所示之構成同等之構成係賦與相同之符號，其說明則 簡略甚或省略。 如第1 1圖所示，本實施形態有關之圖像讀取裝置2 0 0 係作成槪略具有上述之雙閘極型光偵測‘器1 〇成矩陣狀配 列之光偵測器陣列1 〇 〇 ;連接於該光偵測器陣列1 〇 〇 (雙閘 極型光偵測器1 〇)之行方向，以既定之時序施加既定之重 設脈衝於雙閘極型光偵測器1 〇之上部閘極τ G之上部閘極 驅動器1 1 0 ;以既定之時序施加既定之讀出脈衝於雙閘極 型光偵測器1 〇之下部閘極B G之下部閘極驅動器1 2 0 ;執 行施加前充電電壓於雙閘極型光偵測器1 〇及讀出資料線 電壓之列開關1 3 1 ;前充電電壓1 3 2 ;由放大器1 3 3作成之 洩極驅動器130;將讀出之類比信號資料電壓轉換成由數 位信號作成之圖像信號之類比-數位轉換器（以下，簡稱A/D 轉換器）140;及控制各驅動器之動作以取得圖像資料，以 -22- 1243339 及對取得之圖像資料執行既定之圖像處理（加工處理和比 對處理等）執行控制之控制器（動作控制裝置）5 0 a之光偵測 器系統之構成，另外，在此構成另外具有設置介於光偵測 器陣列1 0 0之間使光偵測器陣列1 0 0分別和上部閘極驅動 器1 1 0 ;下部閘極驅動器1 2 0 ;洩極驅動器1 3 0在電氣上行 連接或切斷之上部側開關S W t ;下部側開關S W b ;洩極側 開關S W d ;設在偵測器陣列1 0 0和接地電位間使光偵測器 陣列1 0 0和接地電位行電氣連接，切斷之接地側開關S W g ;供給被攝影體放置、接觸於設在光偵測器1 〇 〇之上方之 偵知面之有關之放置信號，以偵測偵知面上有無放置被攝 影體俾控制上述之上部側開關sWt、下部側開關S Wb、洩 極側開關s W d、接地側開關S W g，另外同時供給控制信號 至控制器5 0 a，從而執行圖像讀取動作之開始，停止等之 控制動作之偵測電路（被攝影體偵測裝置）4 0 a ;及具備蜂嗚 器和揚聲器、發光燈、及顯示裝置等之報知裝置，在執行 被攝影體圖像之讀取動作中途，若被攝影體有離開偵知面 之情形時則藉音和光、信息顯示，等報知此情況之報知部 (報知裝置）6 0之構成。 在此，包含偵測電路4 0 a之偵測被攝影體放置於偵知面 之狀態之被攝影體偵測方式能採用上述之電容偵測方式、 電阻偵測方式、及其它種種之方式，例如第1 2圖所示，具 備形成在光偵測器陣列1 〇 〇上之透明電極層3 0那樣，設在 光偵測器陣列100之上方和周邊，對應被攝影體之接觸狀 態、電阻値和電容値、電壓値、電流値等之電氣信號成份 -23- 1243339 會產生變化之機構（以下，簡稱被攝影體偵測機構），偵測 電路4 0 a定常監視從被攝影體偵測機構輸出之被攝影體放 置信號，進而偵測被攝影體與偵知面之接觸狀態或分離狀 態。若使用電容偵測方式作爲被攝影體之偵測方式之情形 時偵測電路4 0 a係經引出線P L，定常觀測透明電極層3 0 之電容變化，若偵測出被攝影體放置、接觸於透明電極層 3 〇而產生特有之電容變化之情形時則送出用於切換上述 之上部側開關S W t、下部側開關S W b、洩極側開關S W d及 接地側開關S W g之切換控制信號S s w，另外同時送出用於 開始圖像讀取裝置上之圖像讀取動作之控制信號S G。 另外，本實施形態有關之圖像讀取裝置2 0 0係如第1 2 圖所示，作成具有接在引出線P L和接地電位間之逆並聯 二極體電路5 0及配置在偵測器陣列1 0 0之背面側之面光源 (未圖示）之構成。 逆並聯二極體電路5 0將放置、接觸於透明電極層3 0上 面之偵知面之被攝影體（手指）上之靜電放電至接地電位， 進而防止或抑制雙閘極型光偵測器1 〇和偵測電路4 0之靜 電破壞。 上部側開關S W t，具體言之，係如第1 3圖所示那樣，由 構成光偵測器陣列1 〇 〇之雙閘極型光偵測器1 〇之上部閘極 端子T G相互在行方向上連接之多數上部閘極線1 0 1之每 條上個別設置之開關ST1、ST2、…STn所構成，根據偵測 電路4 0輸出之切換控制信號S s w，控制這些開關S T卜S T 2 、…STn使同步地一齊成爲導通（ON)狀態，或者，截斷狀 • 24- 1243339 育皂。 心、 另外，下部側開關s W b也是同樣地，如第1 3圖所示那 樣，由將雙閘極型光偵測器1 0之下部閘極端子B G相互接 於行方向上之多數之下部閘極線1 0 2上每條個別設置之開 關S B 1、S B 2、…S Β η所構成，並根據上述切換控制信號 S s w，切換其動作狀態（導通狀態或截斷狀態）。 另外，洩極側開關S W d係，如第1 3圖所示，由將雙閘 極型光偵測器1 〇之洩極端子D相互接於列方向上之多數 洩極線1 0 3之每條上個別設置之開關S D 1、S D 2、…S D η 所構成，並根據上述切換控制信號S s w，切換其動作狀態 (導通或截斷狀態）。 再者，接地側開關S W g係，如第1 3圖所示，設在將雙 閘極型光偵測器1 0之源極端子S相互連接之源極線（共通 線）1 〇 4上，並根據上述切換控制信號S s w，切換其動作狀 態（導通狀態或截斷狀態）。 因此，這些開關群（上部側開關S Wt、下部側開關S Wb 、洩極側開關S W d、及接地側開關S W g ;以下皆以「開關 群」統稱）係藉當被攝影體放置、接觸於透明電極層3 0上 面之偵知面時自偵測電路4 0輸出之單一切換控制信號S s w ，同步地被控制變成導通狀態或截斷狀態之任一種動作狀 宵旨 〇 另外，如第1 3圖所示，上述之光偵測器陣列1 0 0及上部 閘極驅動器1 1 0、下部閘極驅動器1 2 0、洩極驅動器1 3 0， 接地電位皆具有單元化之構成，光偵測器陣列100上，各 -25- 1243339 個上部閘極線101皆設有外部連接端子Tsti、Tst2、··· Tstn ，各個下部閘極線1 02皆設有外部連接端子Tsb!、Tsb2、 …Tsb„，各個洩極線103皆設有外部連接端子Tsd!、Tsd2 、…Tsdm，源極線1 04設有外部連接端子Tsg，如此，作 成對光偵測器1 〇 〇而言，能將其它構成連接到各個外部連 接端子之構成。 另外，作成具有在上部閘極驅動器1 1 0上對應各條上部 閘極線1〇1(上述外部連接端子Tsti、Tst2、…Tstn)設有外 部連接端子Tq、Tt2、…Tt„等，在下部閘極驅動器120上 對應各條下部閘極線1 〇 2 (上述外部連接端子Ts b i、Ts b 2、 …Tsb„)設有外部連接端子Tb i、Tb2、…Tb„，在浅極驅動 器1 3 0上對應各條洩極線1 0 3 (上述外部連接端子Ts d !、 Tsd2、…Tsdm)設有外部連接端子Td!、Td2、…Tdm，及接 地電位上對應源極線1 〇 4 (上述外部連接端子Ts g )設有外部 連接端子T g之構成。 因此，本實施形態有關之上述開關群因係分別用於使光 偵測器陣列1 0 0和上部閘極驅動器1 1 〇相互連接，使光偵 測器陣列1 〇 〇和下部閘極驅動器1 2 0相互連接，使光偵測 器陣列1 0 0和洩極驅動器1 3 0相互連接，及使光偵測器陣 列1 0 0和接地電位相互連接，故插接於事先設置之上述外 部連接端子間。 下面將參照圖面說明應用於具有上述構成之圖像讀取裝 置之指紋讀取裝置之情形時之驅動動作。 第1 4圖示出應用於本實施形態有關之圖像讀取裝置之 -26- 1243339 指紋讀取裝置之情形時，被攝影體接觸於偵知面後之瞬間 之狀態之槪略圖。 ' 第1 5圖示出應用於本實施形態有關之圖像讀取裝置之 指紋讀取裝置之情形時，開始圖像讀取動作之狀態之槪略 圖。 <待機狀態> 首先，具有上述構成之指紋讀取裝置（圖像讀取裝置）2 0 0 ，在該指紋讀取裝置投入電源後之瞬間之狀態時或屬於被 g 攝影體之手指未放置於光偵測器陣列1 〇 〇上方之透明電極 層3 0之偵知面3 0 a之非接觸狀態時之待機狀態，偵測電路 4 0 a不輸出切換控制信號S s w，進而使設在光偵測器陣列 1 〇〇和驅動器群（上部閘極驅動器1 1 0、下部閘極驅動器1 20 、洩極驅動器1 3 0 ;以下，統稱爲「驅動器群」）及設在與 接地電位間之開關群皆被控制成截斷（〇 F F )狀態。 在此，採用上述之電容偵測方式作爲被攝影體偵測方式 之情形時，在此非接觸狀態上，構成光偵測器陣列1 〇 〇之 φ 各個雙閘極型光偵測器1 〇之源極端子S (源極線1 0 4 )係處 於未接於接地電位之浮起（floating)狀態，透明電極層30 和光偵測器陣列1 〇 〇間幾無電容產生，因此藉連接於透明 電極層3 0之偵測電路4 0 a觀測出之電容約爲0，或者極爲 微小之數値。 又，藉由將上述開關群控制成截斷狀態，能作成在非接 觸狀態時不施加偏壓於構成光偵測器陣列1 〇 〇之各種雙閘 極型光偵測器10。藉此，能作成只有在被攝影體放置於偵 •2 7- 1243339 知面時才對各個雙閘極型光偵測器1 〇施加偏壓；進而能抑 制因長時間施加偏壓造成各雙閘極型光偵測器1 〇之特性 惡化。 <接觸後瞬間> 其次，處於上述非接觸狀態之指紋讀取裝置2 0 0，如第 1 4圖所示，在手指F G放置、接觸於偵知面3 0 a後瞬間之 狀態，在透明電極層3 0和屬於介電體之手指F G之間產生 約爲1 Ο Ο P F程度之電容，接著藉偵測電路4 0 a偵測出此電 容變化（圖中之細箭頭）。 在此，如上述，本實施形態在非接觸狀態時透明電極層 3 〇和光偵測器陣列1 0 0之間原本產生之電容幾乎等於0， 因此，能較爲容易偵測出因上述之手指F G之接觸所產生 之微小之電容變化（1 〇 〇 P F程度）。 相對於此，上述那樣之各個雙閘極型光偵測器1 0之源極 端子S未具備在被攝影體之非接觸狀態時成爲浮起狀態， 從而源極端子常時接於接地電位之以往之構成之情形，非 接觸時存在於透明電極層3 0和光偵測器1 0 0間之電容具有 大約爲6 Ο Ο Ο P F程度之較大値。因此，欲偵測因上述那樣 之手指F G之接觸所產生之微小電容變化，偵測靈敏度須 作成相當高才可，從而偵測電路4 0 a之成本增高。對此點 ，依本發明之構成，如上述那樣，在非接觸狀態時透明電 極層3 0和光偵測器陣列1 0 0之間存在之電容約略爲0，因 此，能容易偵測出因手指F G之接觸所產生之微小電容變 化，從而偵測電路4 0 a能採用偵測靈敏度低者，藉此能降 -2 8- 1243339 低成本。 又，在偵測上述手指F G放置、接觸於偵知面，及偵測 電容變化之際，若手指上有帶靜電（電荷）之情形時則如上 述那樣，開關群係被控制成截斷（〇 F F )狀態，藉此，光偵測 器陣列1 0 0和驅動器及接地電位皆處於電氣上切離之狀態 ，因此電荷不流下到雙閘極型光偵測器1 〇，而係經引出線 P L及逆並聯二極體電路5 0放電至接地電位（圖中之粗箭頭） 。藉此，能良好地防止或抑制雙閘極型光偵測器1 0和驅動 器群，偵測電路4 0 a上之靜電破壞和誤動作之產生等。 <指紋讀取動作開始> 如上述，藉偵測電路4 0 a，偵測出因手指F G接觸於偵知 面3 0 a所造成之特有電容變化時則如第1 5圖所示那樣，輸 出切換控制信號S s w到開關群以行控制使切換爲導通狀態 ，從而使光偵測器陣列1 〇 〇和驅動器群及接地電位被設定 在電氣上連接之狀態，另外同時輸出用於使指紋讀取裝置 2 0 0開始指紋讀取之動作之控制信號S G到控制器5 0 a以開 始指紋讀取動作。 因此，在手指F G放置、接觸於偵知面3 0 a後瞬間，手 指F G若帶有靜電之情形時即在很短時間內將靜電經逆並 聯電路5 0放電到接地電位，另同時偵測出隨著手指F G之 接觸所造成之透明電極層3 0之電容變化，然後切換控制開 關群，從而進入指紋讀取動作。 再者，縱使在執行指紋讀取動作中，若偵測出透明電極 層30和屬於介電體之手指FG之接觸所產生之電容有減少 -29- 1243339 時即判定手指F G從偵知面3 0 a分離，並且例如供給用於 停止指紋讀取動作之控制信號S G，使停止指紋讀取動作， 從而使圖像讀取裝置2 0 0進入上述待機狀態。換言之，與 上述之待機狀態（參照第1 4圖）相同地，切斷輸出至開關群 之切換控制信號S s w，使其等被切換控制成截斷狀態，從 而設定成使光偵測器陣列1 〇 〇和驅動器群及接地電位在電 氣上爲切離之狀態。 另外，此時，也可驅動報知裝置（報知部6 0 )，以音和光 、信息顯示等，對使用者等執行在圖像讀取動作執行中途 ，被被攝影體從偵知面離開，進而停止圖像讀取動作（中斷） 之旨意之報知動作。 另外，若是上述指紋之讀取動作結束之情形時，則例如 藉控制器之控制，切斷切換控制信號S s w之輸出，俾切換 控制開關群使成截斷狀態，從而進入上述待機狀態。 如上述，本實施形態，係作成在被攝影體未放置在偵知 面之非接觸狀態時，偵測器陣列與驅動器電路及接地電位 在電氣上係切斷之構成，因作成能在非接觸狀態上，偏壓 不施加於各偵測器，只有在被攝影體放置於偵知面時，才 施加偏壓於各偵測器，因此，能抑制因長時間施加偏壓導 致各偵測器1 〇之特性之劣化，進而提昇圖像讀取裝置之可 性。 另外，在被攝影體處於非接觸狀態之待機期間，因無電 流流入各偵測器，故能降低待機時之消耗電力。 又，若係使用電容偵測方式作爲被攝影體偵測方式之情 -30- 1243339 形時，能將被攝影體之非接觸狀態時之電容作得微小，從 而能容易偵測被攝影體之接觸所造成之電容變化。 <圖像讀取裝置之第2實施形態> 第1 6圖爲示出本發明有關之圖像讀取裝置之第2實施形 態之要部構成圖。 再者，於此係適宜地參照上述之光偵測器系統之構成 (第5圖、第6圖）說明。首先，對與第1A圖、第1B圖、 第5圖所示之構成相同之構成賦與相同之符號，其說明則 予以簡略或省略。 本實施形態上之構成係關於在具備與該第1實施形態上 者相同構成之圖像讀取裝置上，用於執行對應被攝影體放 置於偵知面之狀態之光偵測器陣列之驅動控制之構成。 如第1 6圖所示，本實施形態有關之圖像讀取裝置，具有 例如常時監視藉形成在光偵測器陣列1 〇 〇上之透明電極層 3 〇所成作之被攝影體偵測機構輸出之被攝影體放置信號 ，偵測被攝影體放置於偵知面之接觸狀態，或者分離狀態 ，輸出對應各狀態之偵測信號（接觸偵測信號、分離偵測信 號）之偵測電路（被攝影體偵測裝置）4 0 b ;及供給偵測電路 4 0 b輸出之偵測信號，至少根據該偵測信號上之接觸偵測 信號，開始上述光偵測器系統上一連之圖像讀取動作，以 取得被攝影體之圖像資料，另外同時根據偵測信號中之分 離偵測信號，停止該圖像讀取動作，從而執行結束處理之 動作控制，另外執行對取得之圖像資料進行既定之圖像處 理（加工處理和比對處理等）之控制之控制器（動作控制裝 1243339 置）5 0 b 〇 在此，從偵測電路4 0 b輸出到控制器5 0 b之偵測信號係 ~ 設定成，例如偵測出被攝影體接觸於偵知面之情形時，則 輸出高位準之接觸偵測信號及低位準之分離偵測信號；相 反地，若是偵測出被攝影體離開偵知面之情形時，則輸出 低位準之接觸偵測信號及高位準之分離偵測信號。 另外，控制器5 0 b如第1 6圖所示，作成具備至少根據上 述偵測電路4 0 b輸出之偵測信號（接觸偵測信號、分離偵測 | 信號），及當上述之光偵測器系統完成一連串之圖像讀取動 作時，產生之動作結束信號以控制被攝影體圖像之讀取動 作之開始及停止之動作控制部5 1，及控制輸入該動作控制 部5 1之偵測信號（分離偵測信號）及動作結束信號之0 R邏 輯部5 2之構成。 動作控制部5 1係將偵測電路4 0 b輸出之接觸偵測信號作 爲讀取動作開始信號，依原樣取入，藉此，執行開始被攝 影體圖像之讀取動作之控制，另同時將偵測電路4 0 b輸出 φ 之分離偵測信號與在動作控制部5 1內部產生之動作結束 信號之邏輯或（〇 R )之運算結果作爲讀取動作停止信號而取 入，藉此執行停止被攝影體圖像之讀取動作之控制。 藉此，動作控制部5 1若是被攝影體接觸於偵知面之情形 時，則根據上述偵測電路4 0 b輸出之接觸信號使光偵測器 系統進入開始被攝影體之圖像讀取動作之狀態。 相反地，若是被攝影體離開偵知面之情形時，則根據偵 測電路4 Ob輸出之分離偵測信號；或者若是被攝影體之圖 -32- 1243339 像讀取動作結束之情形時，則根據動作控制部5 1內產生之 動作結束信號，停止被攝影體之圖像讀取動作，使其結束 動作，然後控制供給至光偵測器系統之各驅動器（上部閘極 驅動器1 1 0、下部閘極驅動器1 2 0、洩極驅動器1 3 0 )之控 制信號（Mg、+bg、（))Pg使圖像讀取裝置成爲待機狀態。 因此，本實施形態有關之圖像讀取裝置，若被攝影體接 觸於偵知面之情形時，則藉控制器自動地開始被攝影體之 圖像讀取動作，而在圖像讀取動作中途，被攝影體若離開 偵知面之情形時，則藉控制器強制地停止（中斷）該圖像讀 取動作，控制光偵測器陣列，使其進入停止驅動動作之狀 育旨 〇 另外，本實施形態所示之控制器之構成，僅示出能適用 於本發明之構成之一例，本發明並不限定於此構成。總之 ，只要至少根據偵測電路輸出之偵測信號，能開始或停止 光偵測器系統上被攝影體圖像之讀取動作者，其它之構成 皆可適用。又，接觸偵測信號和分離偵測信號也可係爲單 一之信號。 下面，將參照圖面說明具有上述構成之圖像讀取裝置之 具體驅動控制動作。 第1 7圖爲本實施形態有關之圖像讀取裝置上之驅動控 制動作之流程圖。在此，將一邊適宜地參照上述之圖像讀 取裝置之構成（第1 2圖）一邊說明。 (S 1 0 1 ) 首先，投入圖像讀取裝置200b之電源後偵測電路40b -33- 1243339 及控制器50b即成爲驅動狀態，進而將圖像讀取裝置200b 設定於待機狀態。 亦即，偵測電路4 0 b進入常時監視被攝影體放置、接觸 於設在光偵測器陣列1 〇 〇上之偵知面之狀態，偵測電路4 0 b 繼續監視自設在光偵測器陣列1 〇 〇之周邊等之被攝影體機 構得出之電氣信號成份之變化之動作。 於這種動作狀態下，被攝影體放置、接觸於偵知面後， 藉上述接觸偵測機構得出之信號成份之變化，偵測電路 4 0 b偵測出被攝影體接觸於偵知面之狀態，接著對控制器 5 〇 b (動作控制部5 1 )輸出接觸偵測信號。 (5102) 控制器5 0 b (動作控制部5 1 )將該接觸偵測信號作爲讀取 動作開始信號予以取入，藉此，開始根據上述之一連串處 理步驟進行被攝影體圖像讀取動作。 亦即，對構成光偵測器陣列1 〇 〇之各光偵測器1 〇，順序 地將來自各驅動器1 1 〇、1 2 0、1 3 0之既定驅動電壓（重設脈 衝、前充電脈衝、讀出脈衝）施加於每行，藉此，一邊掃瞄 被攝影體之圖像一邊進行讀取動作。 (5103) 在執行被攝影體圖像之讀取動作中，控制器5 0 b (動作控 制部5 1 )監視上述之被攝影體圖像之讀取動作是否結束。 (5104) 在此，在執行上述被攝影體圖像之讀取動作中，偵測電路 4〇b繼續進行監視接觸偵測機構得出之信號成份之變化。 - 34- 1243339 在結束上述被攝影體圖像之讀取動作之前，亦即，在執 行被攝影體圖像之讀取動作中途，被攝影體離開偵知面時 則藉接觸偵測機構得出之信號成份之變化，偵測電路40b 偵測出被攝影體離開偵知面之狀態，進而對控制器5 0 b (動 作控制部5 1 )輸出分離偵測信號。 (S 1 0 5 ) 動作控制部5 1係經0 R邏輯部5 2將該分離偵測信號作 爲讀取動作停止信號而予以取入，藉此強制地停止（中斷） 被攝影體之圖像讀取動作。 亦即，切斷供給至各驅動器1 1 〇、1 2 0、1 3 0之控制信號φ t g 、Φ b g、φ p g，藉此，執行切斷施加於構成光偵測器1 Ο 0之 各個光偵測器1 〇之驅動電壓之動作。藉此，圖像讀取裝置 從圖像讀取狀態進入結束狀態，進而設定於待機狀態。 (S 1 06) 又，控制器5 0 b (動作控制部5 1 )，在執行被攝影體圖像 之讀取動作中途，若取入讀取動作停止信號（分離偵測信號） 之情形時，則驅動報知裝置（報知部6 0 )，進而以音和光、 信息顯示等，對使用者進行報知在圖像讀取動作之執行中 途被攝影體離開偵知面，圖像讀取動作被停止（中斷）之旨 意之報知動作。 偵測電路4 0 b再度繼續監視伴隨被攝影體放置、接觸於 偵知面所產生之上述信號成份之變化之動作。 (S 1 07) 相反地，在執行被攝影體圖像之讀取動作中途被攝影體 -35- 1243339 未離開偵知面，圖像讀取動作正常地結束之情形時（s 1 Ο 3 ) ，動作控制部5 1則根據隨著結束該圖像讀取動作，在動作 ’ 控制部5 1內部產生之動作結束信號切斷供給至驅動器1 1 0 ' 1 2 0、1 3 0之控制信號φ t g、φ b g、φ p g，藉此，執行切斷 施加到成光偵測器陣列1 Ο 0之各個光偵測器1 0之驅動電壓 之動作。藉此，圖像讀取裝置2 0 0 b從圖像讀取狀態進入結 束狀態，進而設定於待機狀態。 偵測電路4 0 b繼續監視伴隨被攝影體再度放置、接觸於 | 偵知面所產生之上述信號成份之變化之動作。 (S 1 0 8 ) 控制器5 0 b根據上述圖像讀取動作取得之被攝影體圖像 有關之圖像資料，執行既定之圖像處理（例如，若採用本實 施形態有關之圖像讀取裝置作爲指紋讀取裝置之情形時係 爲指紋比對處理等）。 另外，本實施形態有關之圖像讀取裝置也可在上述之第 2實施形態有關之構成外另具備該第1實施形態之構成。φ 這種情形圖像讀取裝置也可如下述那樣被控制：在第1 7 圖之流程圖之（s 1 Ο 1 )步驟上，投入圖像讀取裝置2 0 0 b之電 源，於偵測電路4 0 b監視被攝影體放置、接觸於偵知面之 狀態之待機狀態下時設定爲切斷光偵測器與驅動器間之電 氣連接之狀態，當偵測出被攝影體接觸於偵知面時，則使 光偵測器陣列與驅動器作成電氣連接，在（S 1 0 2 )步驟上， 開始圖像讀取動作。另外，在（S 1 0 4 )之步驟上，在執行被 攝影體之圖像讀取動作中途，當偵測出被攝影體離開偵知 -36- 1243339 面時，或在（s 1 Ο 7 )之步驟上，當圖像讀取動作正常地結束 時即切斷光偵測器陣列與各驅動器間之電氣連接，進而設 ~ 定成待機狀態。 另外，在上述一連串之處理步驟上，圖像讀取動作正常 地，或強制地停止，結束之任何情形，因隨著上述圖像讀 取動作施加於光偵測器（雙閘極型光偵測器）之各閘極電極 之驅動電壓（偏壓）之極性及施加之時機而產生均方根（r oat mean square)電壓之偏壓，這種偏壓至特定極性之電壓施 _ 加於閘極電極之狀態若持續時在閘極電極上會捕捉電洞， 進而會有產光偵測器之靈敏度特性之變化和元件特性之劣 化之問題。 因此，在上述那樣之本實施形態有關之一連串之處理步 驟上，爲了抵消（相抵）於圖像讀取動作之處理週期（c y c 1 e ) 內施加之均方根電壓而將逆偏壓施加於各閘極電極之處理 步驟也可在，例如，上述處理步驟S 1 0 5及S 1 0 7後立即執 行。依這樣之驅動控制方法，能消除光偵測器上之均方根 φ 電壓之偏壓之影響，進而除了能獲得良好之讀取圖像，另 同時能抑制元件特性之劣化。 另外，在上述之一連串之處理步驟上，於處理步驟S 1 0 2 上，雖係針對.執被攝影體之圖像讀取動作之情形予以說明 ，但是於此步驟上，不僅執行被攝影體之正規之圖像讀取 動作，也可例如在執行該正規圖像讀取動作前，使用被攝 影體圖像以執行圖像讀取裝置之靈敏度調整動作（最適當 之讀取靈敏度之設定動作）。亦即，在處理步驟S102上， -3 7- 1243339 也可在使用被攝影體以執行靈敏度調整用之圖像讀取動作 而設定最適當之讀取靈敏度後才連續地執行正規之圖像讀 β 取動作。 如上述，本實施形態，在執行接觸於偵知面之被攝影體 圖像之讀取動作中途，若被攝影體離開偵知面之情形時， 則立即中斷而結束該圖像讀取動作，因此能抑制圖像讀取 動作上無效用之處理動作之繼續和處理時間之浪費，另同 時在停止圖像讀取動作後立即進入待機狀態，繼續進行監 g 視被攝影體接觸偵知面之狀態之動作，若被攝影體再度放 置於偵知面之情形時，能迅速地開始圖像讀取動作，因此 能提昇圖像讀取裝置在使用上之便利性。 另外，若被攝影體離開偵知面時，則立即停止驅動狀態 ，因此，能防止外光射入處在驅動狀態之光偵測器，進而 能抑制偵測器元件特性之劣化。 另外，被攝影體若離開偵知面之情形時則藉執行既定之 報知動作，能對使用者等通知被攝影體之圖像讀取動作未 φ 正常地執行（發生異常）之旨意，另同時能促使執行被攝影 體再度接觸、放置於偵知面時之圖像讀取動作，因此，肯g 取得被攝影體之正常之讀取之圖像，並根據該讀取之圖像 能良好地執行圖像處理。 (五）圖式簡單說明： 第1 A圖爲示出雙閘極型光偵測器結構之斷面圖。 第1 B圖係雙閘極型光偵測器之等效電路。 第2圖係示出雙閘極型光偵測器之基本驅動控制方法之 -3 8- 1243339 一例之時序圖。 第3 A圖〜第3 G圖係雙閘極型光偵測器之動作槪念圖。 第4 A圖〜第4 B圖爲示出雙閘極型光偵測器之輸出電壓 之光響應特性圖。 第5圖爲具備將雙閘極型光偵測器作成二維配列而構成 之光偵測器陣列之光偵測器系統之槪略構成圖。 第6圖爲採用具備將雙閘極型光偵測器作成二維配列而 構成之光偵測器陣列之光偵測器系統之圖像讀取裝置之要 部斷面圖。 第7 A圖爲採用電容偵測方式作爲被攝影體偵測方式之 圖像讀取裝置之一例之槪略構成圖。 第7 B圖、第7 C圖係用於說明電容偵測方式作爲被攝影 體偵測方式之動作之槪略圖。 第8圖係採用電阻偵測方式作爲被攝影體偵測方式之圖 像讀取裝置之一例之槪略構成圖。 第9 A圖、第9 B圖係採用電阻偵測方式之其它構成作爲 被攝影體偵測方式之圖像讀取裝置之一例之槪略構成圖。 第1 〇圖係採用使用薄膜開關之電阻方式作爲被攝影體 偵測方式之圖像讀取裝置之一例之槪略構成圖。 第1 1圖爲示出本發明有關之圖像讀取裝置之第1實施 形態之整體構成之方塊圖 第1 2圖爲示出本發明有關之圖像讀取裝置之第1實施形 態之要部之要部構成圖。 第1 3圖爲示出本發明有關之圖像讀取裝置之第1實施形 -39- 1243339 態之要部之電路構成圖。 第1 4圖係示出使用本發明有關之圖像讀取裝置之第1 實施形態有關之圖像讀取裝置作爲指紋讀取裝置之情形時 被攝影體接觸於偵知面後瞬間之狀態之槪略圖。 第1 5圖係示出採用本發明有關之圖像讀取裝置之第1 實施形態有關之圖像讀取裝置作爲指紋讀取裝置之情形時 開始圖像讀取動作之狀態之槪略圖。 第1 6圖係示出本發明有關之圖像讀取裝置之第2實施形 態之要部之要部構成圖。 第1 7圖爲示出本發明有關之圖像讀取裝置之第2實施形 態上驅動控制動作之流程圖。 第1 8圖係具備以往之被攝影體之放置狀態偵測功能之 圖像讀取裝置之一例之槪略構成圖。 第1 9 A圖、第1 9 B圖係用於說明以往圖像讀取裝置上之 問題點。 主要部分之代表符號說明； 10 雙閘極型光偵測器 30 透明電極層 3〇a 偵知面 4〇a 偵測電路 50 逆並聯二極體電路 5〇a 驅動控制裝置

60 報知咅B 1〇〇 光偵測器陣列 -40- 1243339 10 1 上 部 閘 極 線 10 2 下 部 閘 極 線 10 3 洩 極 線 10 4 源 極 線 110 上 部 閘 極 馬區 動 器 12 0 下 部 閘 極 驅 動 器 13 0 洩 極 驅 動 器 13 1 列 開 關 13 2 ，一 刖 充 電 開 關 1 3 3 放 大 器 1 40 類 比 ••數位轉 【換 [器

Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍： 第92 1 0 5 8 5 2號「圖像讀取裝置及其驅動控制方法」專利案 (2005年05月13日修正） 1 . 一種圖像讀取裝置，其包含有： 偵測器陣列，具備配列多數之偵測器，其上設有被 放置被攝影體之偵知面， 驅動控制裝置，供給既定之驅動控制信號於該偵測 器陣列之各項偵測器，執行讀取放置於該偵知面之該 被攝影體之圖像圖樣之圖像讀取動作， 被攝影體偵測裝置，偵測該被攝影體在該偵知面上 之放置狀態， 該連接切換控制裝置，當藉由該被攝影體偵測裝置 偵測出該被攝影體放置於該偵知面時，至少執行使該 偵測器陣列與該驅動控制裝置作成電氣連接的控制 ， 當藉由該被攝影體偵測裝置偵測出該被攝影體離 開該偵知面時，至少執行切斷該偵測器與該驅動控制 裝置間之電氣連接的控制；及 動作控制裝置，至少對應該被攝影體偵測裝置對該 被攝影體之放置狀態之偵測結果，控制該驅動控制裝 置之動作狀態。 2 .如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中 1243339 該連接切換控制裝置 在待機狀態時至少執行切斷該偵測器陣列與該驅 動控制裝置間之電氣連接的控制。 3 .如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中 該連接切換控制裝置爲， 當該圖像讀取裝置之該圖像讀取動作結束對該被 攝影體之圖像圖樣之讀取時，即執行控制以切斷該偵 φ 測器陣列與該驅動控制裝置間之電氣連接。 4 .如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中 該驅動控制裝置具備供給限定之驅動電壓至該偵 測器陣列之電源裝置。 5 .如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中 該連接切換控制裝置具備設在該偵測器陣列與該 驅動控制裝置間之開關裝置。 6.如申請專利範圍第 5項之圖像讀取裝置，其中 # 該動作控制裝置爲， 當該圖像讀取裝置之該圖像讀取動作結束對該被 攝影體之圖像圖樣之讀取時，即供給開關控制信號至 該開關裝置以切斷該偵測器陣列與該驅動控制裝置 間之電氣連接。 7 .如申請專利範圍第 5項之圖像讀取裝置，其中 該被攝體偵測裝置係 1243339 對應g亥被攝影體之放置狀態之偵測結果，供給用於 控制該開關裝置之開關控制信號至該開關裝置。 8.如申請專利範圍第7項之圖像讀取裝置，其中 g亥被攝影體偵測裝置爲， 當ί貞測出該被攝影體放置於該偵知面時，則供給開關 控制信號至該開關裝置使該偵測器陣列和該驅動控制裝 置作電氣連接， 當偵測出被攝影體離開該偵知面時，則供給開關控制 ί言號至該開關裝置以切斷該偵測器陣列與該驅動控制裝 置之電氣連接。 9 ·如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中 該動作控制裝置爲， 當該圖像讀取裝置之該圖像讀取動作結束對該被攝影 體之圖像圖樣之讀取時，則進行控制以停止該圖像讀取 裝置之該圖像之讀取動作。 Η).如申請專利範圍第 9項之圖像讀取裝置，其中 3亥動作控制裝置至少切斷供給驅動電壓至該驅動控制 裝置’藉此，停止該圖像讀取裝置之該圖像讀取動作。 Π .如申請專利範圍第 9項之圖像讀取裝置，其中該動 作控制裝置，對停止該圖像讀取動作之該偵測器陣 列之該各偵測器，供給既定電壓以抵消施加於該各 偵測器上之該驅動電壓。 1 2 .如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中該動 1243339 動作控制裝置，當該被攝影體偵測裝置偵測出該被 攝影體放置於該偵知面時，則使該圖像讀取裝置開 始該圖像讀取動作，在該圖像讀取裝置執行該圖像 讀取動作中，當該被攝影體偵測裝置偵測出該被攝 影體離開該偵知面時，即中斷該圖像讀取裝置對該 圖像之讀取動作，進而將該圖像讀取裝置設定於待 機狀態。 Φ 1 3 .如申請專利範圍第 1 2項之圖像讀取裝置，其中該 動作控制裝置至少藉切斷供給至該驅動控制裝置 之驅動電壓以中斷該圖像讀取裝置對該圖像之讀取 動作。 1 4 .如申請專利範圍第 1 2項之圖像讀取裝置，其中該 動作控制裝置，對中斷該圖像之讀取動作之該偵測 器陣列之該各偵測器供給既定之電壓，以抵消施加 於該各偵測器上之該驅動電壓。 · 1 5 .如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中 該圖像讀取裝置具備將有關該圖像讀取裝置之 動作狀態向外部報知之報知裝置，該動作控制裝置 ，在該圖像讀取裝置對該圖像進行讀取動作中，當 該被攝影體偵測裝置偵測出該被攝影體離開該偵知 面時，即藉該報知裝置執行既定之報知動作。 1 6 .如申請專利範圍第 1 5項之圖像讀取裝置，其中該 1243339 報知裝置至少具備顯示裝置、鳴響裝置之任一種。 1 7 .如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中該被 攝影體偵測裝置具備 至少具有設在該偵知面上之電極層，並偵測該電 極層之電容變化之電容變化偵測裝置。 1 8 .如申請專利範圍第 1 7項之圖像讀取裝置，其中該 被攝影體偵測裝置爲， 當該電容變化偵測裝置偵測出該電極層電容增 加時，則判定該被攝影體已放置於該偵知面。 1 9 .如申請專利範圍第 1 7項之圖像讀取裝置，其中該 電容變化偵測裝置偵測出該電極層電容減少時，則 判定該被攝影體已離開該偵知面。 2 0.如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中該被 攝影體偵測裝置具備 至少具有在該偵知面上隔既定間隔鄰接設置之 兩個電極層，及偵測出該鄰接之電極層間之電阻値 之變化之電阻値變化偵測裝置。 2 1 .如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中該被 攝影體偵測裝置具備 對應該被攝影體擠壓於該偵知面上之壓力而導 通及截斷之開關裝置。 2 2 .如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中該被 1243339 攝影體偵測裝置具備： 設在該偵知面上之電極層； 設在該電極層之外緣，或其外緣上之任意位置之 良好導電體； 使該電極層和該良好導電體互成電氣絕緣之絕 緣體；及 偵測該電極層和該良好導電體間之電阻値之變 φ 化之電阻値變化偵測裝置。 2 3 .如申請專利範圍第 2 2項之圖像讀取裝置，其中該 良好導電體爲用於保護該偵知面之金屬匣。 24.如申請專利範圍第1項之圖像讀取裝置，其中該偵 測器具備由中間有半導體作成之通道領域而形成 之源極電極及洩極電極，及至少在該通道領域之上 方及下方各經由絕緣膜而形成之第1閘極電極及第 2閘極電極， 鲁 作成有將該第1閘極電極或該第2閘極電極之任 一側作爲該之偵知面側，在設定藉該驅動控制裝置 對該第1閘極電極及該第2閘極電極供給該驅動控 制信號之既定電荷蓄積期間，對應自該偵知面照射 之光量之電荷係在該通道領域產生及蓄積之構成， 藉根據該蓄積之電荷量輸出之電壓，讀取放置於 該偵知面之該被攝影體之圖像圖樣。 1243339 2 5 . —種圖像讀取裝置之驅動控制方法，該圖像讀取裝 置爲具備有放置被攝影體之偵知面之偵測器陣列， 及供給既定之驅動控制信號至該偵測器陣列，以讀 取放置於該偵知面之該被攝影體圖像圖樣，而該圖 像讀取裝置之驅動控制方法包含下列步驟： 切斷該偵測器陣列和該驅動控制裝置間之電氣 連接，以使該圖像讀取狀態進入待機狀態之步驟； φ 偵測該被攝影體放置於該偵測器陣列之該偵知 面之狀態之步驟； 當偵測出該被攝影體已放置於該偵知面時則使 該偵測器陣列和驅動控制裝置作成電氣上之連接之 步驟；及 當偵測出該被攝影體離開該偵知面時，則切斷該 偵測器陣列和該驅動控制裝置間之電氣連接上之步 驟。 ❿ 2 6 .如申請專利範圍第 2 5項之圖像讀取裝置之驅動控 制方法，其中含有 當偵測出該被攝影體放置於該偵知面時，則開始讀 取該被攝影體之圖像圖樣之圖像讀取動作之步驟。 27 .如申請專利範圍第 26項之圖像讀取裝置之驅動控 制方法，其中含有 當結束該圖像圖樣之讀取時，即停止該圖像讀取 1243339 動作，從而設定於該之待機狀態之步驟；及 供給既定之電壓至停止該圖像讀取動作之該偵 測器陣列之該各偵測器，以抵消施加於該各偵測器 之驅動電壓之步驟。 2 8 .如申請專利範圍第 2 6項之圖像讀取裝置之驅動控 制方法，其中含有 在執行該圖像讀取動作中，當偵測出被攝影體離 開該偵知面時，即中斷該圖像讀取動作，從而設定 於該待機狀態之步驟。 2 9 .如申請專利範圍第 2 8項之圖像讀取裝置之驅動控 制方法，其中 中斷該圖像讀取動作之步驟包含執行既定之報 知動作。 3 〇 .如申請專利範圍第 2 8項之圖像讀取裝置之驅動控 制方法，其中 中斷該圖像讀取動作之步驟包含供給既定之電壓 至該偵測器陣列之該各偵測器，以抵消施加於該各偵 測器之驅動電壓之步驟。