非晶硅图像传感器制造技术

一种非晶硅图像传感器，包括多个像素单元以及信号线、扫描线和偏压线，至少有部分像素单元包括：光敏二极管，用于接收光信号，并输出对应于该光信号的电信号；第一开关装置，用于接收来自扫描线的驱动信号并控制来自光电二极管的电信号经由信号线输出的通路；存储电容，用于存储光敏二极管产生的电荷；第二开关装置，用于选择性地将存储电容并联在光敏二极管上；存储电容开关线，用于接收存储电容开关控制信号并控制第二开关装置接通或断开，存储电容开关线与第二开关装置的控制极相连。本发明专利技术通过第二开关装置，可选择地将存储电容并联在光敏二极管上，从而改变像素单元的电容大小，进而使非晶硅图像传感器具有双重的光学灵敏度和动态范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于X射线检测设备的非晶硅图像传感器。
技术介绍
非晶硅图像传感器，主要用于采集光线信号，并将其转化为电信号，通过集成电路 读出上述电信号，从而获得所采集的图像。以X射线探测器为例，X射线探测器包括一平板非晶硅图像传感器、X射线发生器、 读取电路、控制极驱动器，该非晶硅图像传感器包括有多个光电探测像素，用于探测X射线 发生器产生的X射线，每个光电探测像素均包括光敏二极管(PD)、薄膜晶体管(TFT)，该薄 膜晶体管用于转换从光敏二极管输出的电信号。读取电路用于采集来自非晶硅图像传感器 的电信号，而控制极驱动器随后导通沿行方向排列的薄膜晶体管，从而使读取电路能随后 读出来自行方向排列的光电探测像素的电信号。通过读取电路和控制极驱动电路，能够提 取非晶硅图像传感器上的电信号，并被再次转换为图像信号供显示装置显示或记录。光敏二极管的动态范围是影响非晶硅图像传感器成像质量的一个重要因素，动态 范围即表示图像传感器探测能够到的照度范围，动态范围越大，所能表示的图像的层次越 丰富，所包含的色彩空间也越广，图像越真实。对于成像系统来说，动态范围越大，它能同时 记录的暗部细节和亮部细节越丰富。然而，图像传感器的动态范围大给计算系统带来大的 运算量，这使得计算系统的信号处理复杂，使处理速度降低。而在处理一些对图像质量要求 不高、要求迅速成像和处理图像的场合下，动态范围小的图像传感器则显示出信号处理简 单、迅速的优点。而现有技术中的图像传感器的动态范围通常都是固定的，无法根据具体的 应用需要来选择。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有两种动态范围的非晶硅图像传感器，可以根据需求 变换图像传感器的动态范围大小。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种非晶硅图像传感器，包括多个像 素单元以及连接多个所述的像素单元的信号线、扫描线和偏压线，所述的非晶硅图像传感 器中至少有部分所述的像素单元包括光敏二极管，用于接收光信号，并输出对应于该光信号的电信号； 第一开关装置，用于接收来自所述的扫描线的驱动信号并控制来自所述的光电二极管 的所述的电信号经由所述的信号线输出的通路；存储电容，用于存储所述的光敏二极管产生的电荷；第二开关装置，用于选择性地将所述的存储电容并联在所述的光敏二极管上； 存储电容开关线，用于接收存储电容开关控制信号并控制所述的第二开关装置接通或 断开，所述的存储电容开关线与所述的第二开关装置的控制极相连。本专利技术进一步的技术方案是所述的第一开关装置和第二开关装置均为薄膜晶体管。更进一步地，所述的第一开关装置的控制极与扫描线相连，所述的第一开关装置 的源极与所述的光敏二极管的阴极相连，所述的第一开关装置的漏极与信号线相连，所述 的光敏二极管的阳极与所述的偏压线相连，所述的第二开关装置的源极与所述的光敏二极 管的阴极相连，所述的第二开关装置的漏极与所述的存储电容的一个极板相连接，所述的 存储电容的另一个极板与所述的光敏二极管的阳极相连接。进一步地，所述的存储电容开关线连接所有的像素单元中的第二开关装置的控制 极，通过输入存储电容开关线的控制信号可以同时打开或关闭所有的第二开关装置，从而 使非晶硅图像传感器具有双重的光学灵敏度和动态范围。或者，所述的非晶硅图像传感器中仅部分区域的像素单元的第二开关装置的控制 极与所述的存储电容开关线连接，因此可以使非晶硅传感器在不同的区域呈现不同的动态 范围和光学灵敏度。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果本专利技术通 过第二开关装置，可选择地将存储电容并联在光敏二极管上，从而改变像素单元的电容大 小，进而使非晶硅图像传感器具有双重的光学灵敏度和动态范围。附图说明附图1为本专利技术的非晶硅图像传感器的电路结构图。附图2为当所述的第二开关装置接通时，所述的非晶硅图像传感器的等效电路 图。附图3为当所述的第二开关装置断开时，所述的非晶硅图像传感器的等效电路 图。其中1、第一薄膜晶体管；2、第二薄膜晶体管；3、光敏二极管；4、存储电容；5、扫 描线；6、信号线；7、偏压线；8、存储电容开关线；10、像素单元。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述附图1是本专利技术一个具体实施例中，非晶硅图像传感器的电路图。典型地非晶硅图像 传感器均包括多个像素单元10以及连接所述的多个像素单元10的信号线6、扫描线5和 偏压线7。通常，这些像素单元10均以阵列形式排列，各像素单元10通过将其所探测到的 光信号转换为电信号并将该电信号传送至外部读取电路来显示成像。本实施例中，各所述的像素单元10均具有相同的结构，各所述的像素单元10包 括光敏二极管3，用于接收光信号，并输出对应于该光信号的电信号； 第一开关装置，用于接收来自所述的扫描线7的驱动信号并控制来自所述的光电二极 管3的所述的电信号经由所述的信号线7输出的通路，本实施例中，该第一开关装置为第一 薄膜晶体管1，其中第一薄膜晶体管1的控制极与扫描线5相连接，第一薄膜晶体管1的源 极或漏极中的一个与光敏二极管3的阴极相连接，源极或漏极中的另一个与信号线6相连 接；存储电容4，用于存储所述的光敏二极管3产生的电荷；第二开关装置，用于选择性地将所述的存储电容4并联在所述的光敏二极管3上，该第 二开关装置，本实施例中，该第二开关装置为第二薄膜晶体管2，其中第二薄膜晶体管2的 源极和漏极中的其中一个与所述的光敏二极管3的阴极相连，另一个与所述的存储电容4 的上电极相连，而存储电容4的下电极与光敏二极管3的阳极相连，光敏二极管3的阳极还 与所述的偏压线7相连；存储电容开关线8，所述的存储电容开关线8与所述的第二薄膜晶体管2的控制极相 连，用于接收和传递外部电路单元发出的存储电容开关信号并控制所述的第二开关装置2 接通或断开。通过向存储电容开关线8施加一高电平信号或低电平信号，使第二薄膜晶体管2 接通或断开，可以实现两种不同电路结构当第二薄膜晶体管2接通时，存储电容4与光敏 二极管3并联，如附图2所示，存储电容4存储所述的光敏二极管3溢出的电荷，并在第一 薄膜晶体管1接通时，经由第一薄膜晶体管1传送至信号线，此时像素电极10的电容大小 为存储电容4与光敏二极管3自身电容并联后的电容大小，因此像素电极10可容纳电荷的 量较大，非晶硅图像传感器的动态范围较大；当第二薄膜晶体管断开时，存储电容4与光敏 二极管3之间为开路，像素单元10可容纳电荷的量由光敏二极管3自身的电容大小决定， 第一薄膜晶体管1接通时，仅有光敏二极管3上的电荷传送至信号线6，如附图3所示，因此 像素电极10可容纳电荷的量较小，非晶硅图像传感器的动态范围较小。如图1所示，本实施例中，所述的存储电容开关线8连接所有的所述的第二薄膜晶 体管2的控制极。分别位于非晶硅图像传感器的不同区域的多个像素单元10均由统一的 存储电容开关信号控制，以使非晶硅图像传感器上的各区域输出一致的图像信号。而在本专利技术的其他实施例中，比如对于一些大尺寸的非晶硅图像传感器，可以通 过向非晶硅图像传感器的不同区域中的多个存储电容开关线8输入不同的存储电容开关 控制信号，达到在非晶硅图像传感器的不同区域获得具有不同的动态范围的图像信号的目 的。在本专利技术的其他实施例中，使非晶硅图像传本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种非晶硅图像传感器，包括多个像素单元以及连接多个所述的像素单元的信号线、扫描线和偏压线，其特征在于，所述的非晶硅图像传感器中至少有部分所述的像素单元包括：光敏二极管，用于接收光信号，并输出对应于该光信号的电信号；第一开关装置，用于接收来自所述的扫描线的驱动信号并控制来自所述的光电二极管的所述的电信号经由所述的信号线输出的通路；存储电容，用于存储所述的光敏二极管产生的电荷；第二开关装置，用于选择性地将所述的存储电容并联在所述的光敏二极管上；存储电容开关线，用于接收存储电容开关控制信号并控制所述的第二开关装置接通或断开，所述的存储电容开关线与所述的第二开关装置的控制极相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建强，王恒和，
申请(专利权)人：江苏康众数字医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：32